Za oknem deszcz i… prądu brak? Wiele osób decydujących się na instalację paneli fotowoltaicznych nurtuje pytanie dotyczące wpływu czynników pogodowych na produkcję energii słonecznej. Ilość dni z bezchmurnym niebem na naszych szerokościach geograficznych nie jest może tak imponująca, jak w krajach zwrotnikowych. Mimo tego producenci paneli ciągle przekonują, że również w krajowych warunkach inwestycja w elektrownię się opłaca a warunki pogodowe nie mają większego wpływu na generowanie prądu. Przeanalizujmy więc fakty i sprawdźmy, czy rzeczywiście stwierdzenia te są zgodne z prawdą.

Czy pogoda wpływa na efektywność i sprawność fotowoltaiki?

Głównym czynnikiem gwarantującym dużą wydajność elektrowni fotowoltaicznej jest dostęp do światła słonecznego. Dzięki padającym promieniom słonecznym mającym strukturę fal elektromagnetycznych możliwe jest wytworzenie różnicy potencjałów pomiędzy cienkimi warstwami półprzewodnikowymi aparatury paneli słonecznych. Zmienne warunki pogodowe mogą więc mniej lub bardziej ograniczać dostęp źródła energii do powierzchni paneli. Istotną kwestią jest również wpływ gwałtownych zjawisk pogodowych na powierzchnię paneli słonecznych. Uszkodzone, bądź zarysowane panele mogą słabiej produkować prąd. Jednak czy warunki te naprawdę są aż tak istotne?

Zachmurzenie a fotowoltaika

Wydawać by się mogło, że wyjaśnienie jest oczywiste – nie ma dostępu do źródła energii, więc możliwości generowania prądu są mniejsze, bądź niemożliwe. Nie jest to prawdą, bowiem nawet wielowarstwowe zachmurzenie nieba ciągle przepuszcza pewną część promieni słonecznych. Fotowoltaiczne panele niezależnie od typu ich budowy korzystając więc z tego światła w formie rozproszonej i również mogą generować porcje energii.

Wiatr a zmniejszenie efektywności fotowoltaiki

O ile w przypadku lekkich podmuchów wiatrów nie ma żadnego problemu związanego z mniejszą produkcją prądu, pytania pojawią się w kontekście większych wichur i huraganów. Takie zjawiska pogodowe coraz częściej pojawiają się również na naszych szerokościach, a panele mają określone parametry wytrzymałościowe. Producenci systemów fotowoltaicznych zapewniają jednak bardzo dobrą wytrzymałość nawet przy wietrze dochodzącym do 130 km/ h. Niezwykle ważne jest jednak odpowiednie zainstalowanie i zabezpieczenie konstrukcji paneli. Nie da się jednak przewidzieć uszkodzeń mechanicznych pod wpływem uderzeń cięższych przedmiotów, takich jak zerwany fragment dachu, czy przewalone drzewa.

Wpływ deszczu na instalacje fotowoltaiczne

Pojawiające się opady deszczu wiążą się z zachmurzeniem, więc efektywność produkcji energii będzie niższa niż przy słonecznym niebie. Dodatkowym problemem wynikającym z tego zjawiska jest możliwość zabrudzenia powierzchni paneli przez zawarte w kroplach wody związki chemiczne. Nie będą one reagować ze strukturą paneli, jednak mogą zostawić po sobie osad powodujący mniej wydajne pochłanianie paneli słonecznych. Warto więc co jakiś czas czyścić powierzchnię paneli z tych zabrudzeń, a efektywność generacji prądu będzie wysoka.

Grad i jego wpływ na panele fotowoltaiczne

Rzadszym, niemniej wydawać by się mogło znacznie groźniejszym od deszczu zjawiskiem jest grad. Z przeprowadzonych przez producentów systemów fotowoltaicznych badań wynika jednak, że opad ten nie ma większego wpływu na powstanie uszkodzeń. Zwykle przeprowadza się badania wykorzystując stalowe kulki imitujące gradzinę o średnicy 2,5 cm. Bardzo rzadko grad tworzy się w znacznie większych rozmiarach. A parametry wytrzymałościowe paneli fotowoltaicznych są znacznie większe. Wskazuje na to sytuacja z 2017 roku, kiedy to w jednej z prowincji Stanów Zjednoczonych przeszła nawałnica z opadem gradu do wielkości średnicy równej 7 cm. Testowi gradobicia została wtedy przypadkowo poddana duża elektrownia słoneczna, z której zauważono uszkodzenie tylko jednego panelu.

Opady śniegu a obniżenie sprawności paneli

Wydawać by się mogło, że ten problem powoli przestaje nas obejmować, zdarzają się jednak okresy z intensywniejszymi opadami śniegu. Osadzający się opad z pewnością znacznie wpływa na działanie paneli słonecznych. Wysoki współczynnik albedo białych płatków skutecznie odbija promienie słoneczne, a warstwa o szerokości 2-3 cm może zmniejszyć wydajność elektrowni nawet o 80 procent. Istnieje więc konieczność regularnego czyszczenia słonecznych paneli ze śniegu. Dodatkowo, tak jak w przypadku deszczu, tak i tutaj śnieg zawiera różne substancje chemiczne, bakterie, pyłki czy piasek uniesiony przez wiatr. Czyszczenie paneli z pewnością jest więc niezbędne podczas zimowego sezonu, nawet jeśli śnieg samoczynnie stopnieje z powierzchni.

Wyładowania atmosferyczne

Dość poważnym problemem pogodowym wydają się być wyładowania atmosferyczne. Każdy z nas zdaje sobie sprawę, że niosące ze sobą ogromną porcję energii energii mogą powodować przepięcia oraz uszkodzenia przewodów paneli słonecznych. Aby zapobiegać tym zjawiskom, można zamontować dodatkowe akcesoria chroniące przed piorunami oraz ograniczniki przepięć. Przy większych instalacjach fotowoltaicznych można również uzyskać ubezpieczenie, które w razie wypadków pozwoli pokryć straty.

Czy niskie lub wysokie temperatury mają wpływ na panele słoneczne?

Praca paneli słonecznych opiera się na przetwarzaniu fal promieni słonecznych, które niosą ze sobą energię i rozgrzewają moduły. Ciepło wytwarzane podczas ich kontaktu z powierzchnią modułu może wpływać na efektywność wytwarzania energii. Optymalna temperatura zapewniająca najlepszą wydajność systemów fotowoltaicznych wynosi około 25 stopni, przy jednoczesnym natężeniu promieniowania 1000W/m2. Odchylenia od tej normy mogą powodować zakłócenia pracy. Toteż zarówno podczas wakacyjnych upałów, jak i grudniowych chłodów, przy odpowiednim nasłonecznieniu można uzyskać mniejsze porcje energii, co prowadzi do spadku sprawności modułu fotowoltaicznego. Mniejsze temperatury również nie wpływają korzystnie na pracę systemów fotowoltaicznych.

Przykład: Czarne panele (full black) położone na czarnym dachu przy temperaturze 30 stopni mogą mieć temperaturę nawet 60-70 stopni. Przy takich warunkach wydajność instalacji będzie mniejsza o około 16%. Przy instalacji 10kW jest to 1,6kW straty. W pewnych sytuacjach nie rekomendujemy instalacji paneli typu full black na czarnym dachu.

Niezwykle istotny jest odpowiedni montaż elektrowni, który zapewniał będzie zarówno ochronę przed nadmiernym nasłonecznieniem tafli paneli, jak i przed grudniowym mroźnym wiatrem w zimie, który dodatkowo może powodować oblodzenie konstrukcji.

Nie ma wątpliwości co do faktu, że pogoda oraz zjawiska atmosferyczne mają wpływ na generacje energii metodami fotowoltaicznymi. Jak jednak widać jest on zróżnicowany, a odpowiednie działania w celu dodatkowego zabezpieczenia paneli powinny zniwelować niekorzystne skutki. Warto również dodać, że wysoką wydajność paneli oraz ich odpowiednią wytrzymałość otrzymamy po zakupie produktów od zaufanych producentów. Jedno jest pewne: pogoda ma w mniejszym lub większym stopniu wpływ na generację prądu przez panele fotowoltaiczne, jednak jeśli jest to jedyny powód uprzedzający nas przed instalacją takiego systemu nie warto rezygnować z planów.