Czy panele słoneczne mogą działać wydajnie zimą?
Tak, panele słoneczne mogą działać wydajnie nawet zimą. Chociaż zimowe dni oferują mniej światła słonecznego, a korzystanie z energii słonecznej do ogrzewania może wydawać się sprzeczne z intuicją, głównym czynnikiem wpływającym na wydajność paneli fotowoltaicznych (PV) jest intensywność światła słonecznego, a nie temperatura. W rzeczywistości panele słoneczne działają bardziej wydajnie w niższych temperaturach.
Według Niemieckiej Służby Meteorologicznej, liczba godzin dziennych wzrosła o 4,8 godziny na przestrzeni ostatnich 70 lat (od 1951 do 2020). Ten wzrost godzin dziennych wspomaga produkcję energii słonecznej, nawet w zimowych miesiącach.
Chociaż systemy fotowoltaiczne wytwarzają około 30% swojej rocznej produkcji energii elektrycznej w zimie, mogą nadal pokrywać znaczną część zapotrzebowania na energię w gospodarstwie domowym, z pewnym wsparciem z sieci energetycznej. Oto szczegółowe obliczenie, aby to zademonstrować:
Na przykład, rozważmy system fotowoltaiczny o mocy 10 kWp zlokalizowany w Stuttgarcie (50 metrów kwadratowych, 18% wydajności). Wzór na obliczenie produkcji energii wygląda następująco:
Produkcja = Promieniowanie Globalne x Powierzchnia x Wydajność
- Grudzień: Przy promieniowaniu globalnym wynoszącym 21 kWh/m², potencjalna produkcja systemu wynosi 189 kWh.
- Styczeń: Przy promieniowaniu globalnym wynoszącym 26 kWh/m², potencjalna produkcja systemu wynosi 234 kWh.
- Luty: Przy promieniowaniu globalnym wynoszącym 46 kWh/m², potencjalna produkcja systemu wynosi 414 kWh.
W okresie zimowym (od grudnia do lutego), system o mocy 10 kWp wygeneruje około 837 kWh. Zakładając, że przeciętne gospodarstwo domowe zużywa około 14 kWh dziennie zimą (w porównaniu do 10 kWh latem), całkowite zużycie energii w ciągu 90 dni zimy wynosi 1,260 kWh. Oznacza to, że system fotowoltaiczny może dostarczyć około dwóch trzecich zapotrzebowania na energię elektryczną gospodarstwa domowego (837 kWh / 1,260 kWh = 0,664).
Czy energia słoneczna może być wykorzystywana do ogrzewania zimą?
Tak, część energii elektrycznej wytwarzanej przez system fotowoltaiczny (PV) może być wykorzystana do zasilania grzejników elektrycznych lub pomp ciepła. Jednak poleganie wyłącznie na energii słonecznej do obsługi pompy ciepła często nie jest opłacalne, ponieważ system PV musiałby być znacznie większy i produkować o wiele więcej energii elektrycznej niż faktyczne zapotrzebowanie gospodarstwa domowego.
Zazwyczaj energia słoneczna może pokryć około 10% do 15% całkowitych potrzeb grzewczych, ale każdy wygenerowany kilowatogodzina (kWh) energii słonecznej jest wartościowy. Po pierwsze, energia słoneczna jest w 100% odnawialna i pomaga chronić środowisko. Po drugie, koszt produkcji energii słonecznej wynosi od 0,11 do 0,13 €/kWh, podczas gdy energia z sieci kosztuje około 0,32 €/kWh. Pompa ciepła może wygenerować około 4 kWh ciepła z 1 kWh energii elektrycznej. Jeśli koszt energii słonecznej wynosi 0,12 €/kWh, korzystanie z systemu PV do zasilania pompy ciepła dostarczałoby ciepło za jedyne 0,03 €/kWh. Dla porównania, kocioł gazowy wyprodukowałby tę samą ilość ciepła za około 0,11 €/kWh.
Optymalizacja i konserwacja systemów fotowoltaicznych zimą
- Prawidłowy kąt nachylenia
Aby zoptymalizować wychwytywanie promieni słonecznych w regionach z obfitymi opadami śniegu, panele słoneczne powinny być nachylone pod kątem około 55°. Natomiast latem, kiedy słońce jest wyżej na niebie, idealny kąt nachylenia wynosi około 20°. Dlatego kąt 55° może zmniejszać wydajność energetyczną latem. Maysun zaleca nachylenie około 30° jako rozwiązanie kompromisowe, które optymalizuje produkcję energii zarówno zimą, jak i latem. - Konserwacja i czyszczenie
Chociaż nagromadzenie śniegu może wpływać na wydajność systemów fotowoltaicznych, częste czyszczenie paneli słonecznych nie jest konieczne, ponieważ zwrot z inwestycji (ROI) już uwzględnia zmniejszoną produkcję w zimie. W przypadku konieczności czyszczenia należy skorzystać z usług profesjonalnych, aby zapobiec uszkodzeniom. Profesjonalne firmy czyszczące są odpowiednio wyposażone, aby zapewnić konserwację modułów bez ryzyka ich uszkodzenia, chroniąc zarówno sprzęt, jak i Twoje bezpieczeństwo.
Wybór odpowiednich modułów fotowoltaicznych na warunki zimowe
Przy wyborze najlepszych modułów fotowoltaicznych na zimę, właściciele systemów powinni zwrócić szczególną uwagę na wydajność w niskich temperaturach oraz przy słabym oświetleniu.
Moduły dwustronne:
Moduły dwustronne mogą być doskonałym wyborem, ponieważ są w stanie wykorzystać światło odbite od śniegu na ich tylnej stronie, co zwiększa wydajność energetyczną w śnieżne dni. Dodatkowo, niektórzy producenci oferują specjalistyczne moduły szkło-szkło, które są szczególnie odporne na ekstremalne warunki pogodowe dzięki swojej wytrzymałej konstrukcji.
Współczynnik temperaturowy:
Należy zwrócić uwagę na moduły z niższym współczynnikiem temperaturowym, aby zminimalizować straty wydajności w niskich temperaturach. Maysun zaleca stosowanie modułów IBC (Interdigitated Back Contact), ponieważ zapewniają lepsze pochłanianie światła i wyższą wydajność przy niskiej intensywności światła.
Nośność śniegowa:
Podczas planowania systemu fotowoltaicznego w regionach o obfitych opadach śniegu, kluczowe jest wybranie komponentów i systemów montażowych zaprojektowanych do wytrzymywania wysokich obciążeń śniegiem. Producenci modułów zazwyczaj określają w swoich kartach katalogowych maksymalne obciążenie śniegowe, jakie mogą wytrzymać ich moduły bez uszkodzeń. Typowa specyfikacja wynosi około 1,000 Pa, co oznacza, że każdy metr kwadratowy modułu może wytrzymać maksymalne ciśnienie wynoszące 1,000 niutonów. Biorąc pod uwagę, że jeden kilogram śniegu wywiera około 10 niutonów ciśnienia na moduł, specyfikacja 1,000 Pa oznacza, że moduł może utrzymać do 100 kilogramów śniegu na metr kwadratowy. Większość modułów renomowanych producentów jest w stanie wytrzymać standardowe obciążenie ciśnieniowe do 5,400 Pa, co czyni je odpowiednimi do szerokiego zakresu warunków środowiskowych na terenie całego kraju.
Od 2008 roku Maysun Solar jest zaangażowany w produkcję wysokiej jakości modułów fotowoltaicznych. Nasza oferta paneli słonecznych, w tym panele IBC, HJT, TOPCon oraz stacje balkonowe, jest wytwarzana przy użyciu zaawansowanej technologii, co zapewnia doskonałą wydajność i gwarantowaną jakość. Maysun Solar z powodzeniem ustanowił biura i magazyny w wielu krajach oraz zbudował długoterminowe partnerstwa z najlepszymi instalatorami! W celu uzyskania najnowszych wycen paneli słonecznych lub w przypadku jakichkolwiek zapytań dotyczących fotowoltaiki, prosimy o kontakt. Jesteśmy zobowiązani do obsługi klientów, a nasze produkty zapewniają niezawodną gwarancję.
Referencje
Wegatech. (2024, August 15). Photovoltaik im Winter – die wichtigsten Infos im Überblick. https://www.wegatech.de/ratgeber/photovoltaik/die-anlage-im-betrieb/winter/
Test, T. (2024, July 8). Was bringt Photovoltaik im Winter wirklich? Alle Infos zusammengefasst. Solario24. https://www.solario24.com/ratgeber/was-bringt-photovoltaik-im-winter-wirklich-alle-infos-zusammengefasst?srsltid=AfmBOopPGjirD7AvopUnUaPfiwGeRaP4yw7IZa35fmhCJZDm5RcE8Yxu
Heizen im Winter mit PV & Solarthermie – wie geht das? (n.d.). Polarstern - 100% Ökostrom Und 100% Ökogas. https://www.polarstern-energie.de/magazin/artikel/solar-heizen-winter/
Engie. (2023, February 22). Panneaux solaires en hiver : fonctionnement, rendement et entretien. ENGIE My Power SAS. https://mypower.engie.fr/conseils/energie-solaire/avantages-conseils-solaire/panneaux-solaires-en-hiver.html