Dla osób planujących instalację systemu fotowoltaicznego — niezależnie od tego, czy chodzi o zakład przemysłowy, dach komercyjny czy zwykły dom jednorodzinny — jedno pytanie powraca zarówno na etapie wyboru komponentów, jak i podczas eksploatacji: czy w pochmurne lub zachmurzone dni system praktycznie przestaje działać? Czy nadal można liczyć na stabilne zyski z produkcji energii?
W rzeczywistości moduły fotowoltaiczne opierają się na świetle widzialnym, a nie na bezpośrednim promieniowaniu słonecznym. Nawet w pochmurne dni w atmosferze znajduje się duża ilość promieniowania rozproszonego, wystarczająca do podtrzymania pracy systemu. Na przykład w Europie Środkowej natężenie promieniowania w takie dni wynosi zazwyczaj 15–30% wartości ze słonecznych dni, a moc wyjściowa modułów znajduje się mniej więcej na tym samym poziomie — w zależności od zastosowanej technologii i kąta montażu.
Choć wydajność produkcji energii rzeczywiście spada w dni pochmurne, nie oznacza to całkowitego zatrzymania systemu. Dla inwestycji fotowoltaicznej najważniejsze nie są codzienne zmiany pogody, lecz średnia roczna produkcja energii w rzeczywistych warunkach klimatycznych oraz związana z tym stopa zwrotu. Dlatego też Niemcy, Holandia i inne kraje o dużym zachmurzeniu nadal masowo wdrażają rozwiązania fotowoltaiczne.
Krótko mówiąc — jeśli system zostanie odpowiednio dobrany, to nawet przy niestabilnych warunkach pogodowych może zapewniać stabilne i długoterminowe korzyści.
Od światła widzialnego do prądu: jak działają systemy fotowoltaiczne w pochmurne dni
Aby ocenić, czy system fotowoltaiczny może wytwarzać energię w dni pochmurne, kluczowe jest zrozumienie źródła jego zasilania.
Moduły fotowoltaiczne wykorzystują fotony, a nie „ciepło” czy „intensywność” promieni słonecznych. Tak długo jak dostępne jest odpowiednie światło widzialne — nawet rozproszone światło po przejściu przez grube warstwy chmur — możliwe jest wywołanie zjawiska fotowoltaicznego i produkcja prądu.
To nie jest tylko teoretyczna możliwość. W Europie Środkowej całkowite dzienne promieniowanie w dni pochmurne wynosi zazwyczaj od 1,5 do 2,5 kWh/m², czyli około 20–30% wartości ze słonecznego dnia. Oznacza to, że przy właściwym zaprojektowaniu systemu, nawet jeśli ponad połowa dni w roku jest bez słońca, można osiągnąć zakładane cele produkcji energii.
Różnice w wydajności modułów w takich warunkach są znaczące. Tradycyjne moduły PERC są bardziej wrażliwe na słabe oświetlenie, natomiast wysokowydajne technologie, takie jak TOPCon, IBC i HJT, potrafią utrzymać stabilne wyjście przy niższym poziomie nasłonecznienia. Na przykład, przy natężeniu 200 W/m², moduły IBC mogą osiągać ponad 80% mocy znamionowej, HJT plasuje się na podobnym poziomie, a TOPCon nieco niżej, ale wciąż lepiej niż PERC.
Wydajność modułów to jednak tylko punkt wyjścia. Rzeczywista praca systemu zależy także od takich czynników jak kąt nachylenia paneli, napięcie startowe falownika, optymalizacja pod kątem zacienienia i inne. W kontekście pracy w dni pochmurne kluczowe jest pytanie: czy warto dostosować system pod kątem generowania energii w takich warunkach?
Od danych do zysków: rzeczywista wydajność systemów fotowoltaicznych w warunkach słabego nasłonecznienia
Zrozumienie, że system fotowoltaiczny może działać w pochmurne dni, to za mało, by ocenić jego opłacalność inwestycyjną. Kluczowe pytanie brzmi: jaki udział w rocznej produkcji energii mają dni o niskim poziomie nasłonecznienia i czy ten udział wystarcza, by system był rentowny?
Na przykładzie środkowych Niemiec — według danych klimatycznych instytutu Fraunhofer ISE — około 45% całkowitego rocznego promieniowania pochodzi z dni niesłonecznych, obejmujących wysokie zachmurzenie, mgłę i typowe pochmurne warunki. Oznacza to, że produkcja energii w słabym świetle nie jest wyjątkiem, lecz stanowi istotną część rocznego uzysku systemu.
Porównując moduły PERC i IBC, przy założeniu mocy zainstalowanej 10 kWp oraz rocznym promieniowaniu na poziomie 1100 kWh/m², dane z monitoringu rzeczywistych projektów pokazują, że w typowo pochmurnych miesiącach (listopad–luty) moduły IBC odpowiadają za 22–25% całkowitej rocznej produkcji, podczas gdy tradycyjne moduły PERC osiągają jedynie 15–18%. Różnica ta przekłada się bezpośrednio na liczbę godzin pełnej mocy rocznej pracy, a co za tym idzie — na stabilność zysków i strategię magazynowania energii.
Z ekonomicznego punktu widzenia, decyzja o optymalizacji systemu pod kątem pracy w pochmurne dni zależy od dwóch czynników:
- Struktura zużycia energii: jeśli obciążenie jest rozłożone równomiernie w ciągu dnia, a energia zużywana jest na miejscu, to produkcja w pochmurne dni może zostać w pełni wykorzystana;
- Koszt krańcowy systemu: dodatkowe nakłady na moduły wysokosprawne muszą być zrównoważone przez uzysk energii w warunkach słabego nasłonecznienia w całym cyklu życia systemu.
Ponadto, w regionach o dużym zachmurzeniu, takich jak północna Francja czy Belgia, ponad 60% przetargów na projekty komercyjne w latach 2022–2024 uwzględniało zastosowanie modułów wysokosprawnych. Świadczy to o tym, że deweloperzy i inwestorzy już dziś traktują wydajność w słabym oświetleniu jako kluczowy element optymalizacji systemu i modelowania taryfowego.
Zdolność do pracy w warunkach słabego nasłonecznienia to nie marginalny parametr, lecz strukturalna zmienna w rocznym modelu zwrotu inwestycji.
Wpływa ona nie tylko na produkcję energii, ale również na strukturę zużycia, konfigurację magazynowania, projekt falownika i okres zwrotu inwestycji — dlatego powinna być integralnym elementem przy doborze technologii i ocenie projektu.
Ograniczona produkcja w pochmurne dni: to konfiguracja systemu decyduje o granicach opłacalności
Pochmurne warunki rzeczywiście istotnie obniżają moc wyjściową modułów fotowoltaicznych — to nie mit, lecz fakt fizyczny. Jednak w przypadku całego systemu fotowoltaicznego spadek produkcji energii nie musi automatycznie oznaczać spadku opłacalności. Kluczowe jest to, czy zdolność generowania energii przy niskim poziomie nasłonecznienia została odpowiednio uwzględniona w projekcie systemu — czy energia ta może być efektywnie przechwycona, zarządzana i wykorzystana.
W praktyce, jeśli system fotowoltaiczny jest w stanie utrzymać ciągłą pracę w słabym świetle, to nawet niska produkcja energii w ciągu godziny może stanowić wartość ekonomiczną — o ile odpowiada strukturze zużycia energii, np. porannemu i wieczornemu zapotrzebowaniu w biurach, urządzeniom utrzymującym temperaturę na liniach produkcyjnych, czy obciążeniom całodobowym. Natomiast jeśli napięcie startowe falownika jest ustawione zbyt wysoko lub reakcja systemu magazynowania jest nieoptymalna, energia może zostać niewykorzystana lub utracona.
Dlatego to właśnie zdolność systemu do działania w warunkach niskiego nasłonecznienia decyduje, czy pochmurne dni przynoszą „użyteczną” energię. Obejmuje to:
- Czy moduły mają dobrą reakcję na słabe oświetlenie
- Czy falownik obsługuje niskie napięcie rozruchowe i posiada zaawansowane śledzenie MPPT w wielu kanałach
- Czy system został wyposażony w sterowalny magazyn energii lub czy zdefiniowano priorytety obciążeń
- Czy przeprowadzono modelowanie zacienienia, optymalizację kąta nachylenia i inne działania zwiększające adaptację systemu do zmiennych warunków
Dla właścicieli i inwestorów, którzy oczekują stabilnych zwrotów z inwestycji, decyzja o optymalizacji systemu pod kątem pracy w słabym świetle nie powinna opierać się wyłącznie na sprawności pojedynczych komponentów, lecz na tym, czy struktura zysków systemu odpowiada jego konfiguracji technicznej.
Jeśli obciążenie występuje przez całą dobę, a udział zużycia własnego energii jest wysoki, należy preferować moduły o lepszej reakcji na słabe światło oraz falowniki o niskim napięciu rozruchowym. W regionach z wysokimi cenami energii lub dużą różnicą między taryfami dziennymi i nocnymi, taka produkcja może również stworzyć realne możliwości arbitrażu. Ostatecznie decyzja o konfiguracji sprowadza się do trzech pytań: czy energia może zostać wykorzystana, czy dodatkowe zyski pokrywają koszty inwestycji i czy system potrafi stabilnie przyjąć i przekształcić wyprodukowaną energię.
Od 2008 roku Maysun Solar jest zarówno inwestorem, jak i producentem w branży fotowoltaicznej, oferując bezinwestycyjne rozwiązania solarne dla dachów przemysłowych i komercyjnych. Dzięki 17-letniemu doświadczeniu na rynku europejskim oraz mocy zainstalowanej wynoszącej 1,1 GW, realizujemy w pełni finansowane projekty solarne, umożliwiając firmom monetyzację dachów i obniżenie kosztów energii bez konieczności inwestycji początkowej.Nasze zaawansowane moduły IBC, HJT, TOPCon, a także stacje solarne na balkon zapewniają wysoką wydajność, trwałość i długoterminową niezawodność. Maysun Solar przejmuje na siebie cały proces, obejmujący uzyskanie pozwoleń, instalację oraz konserwację, co gwarantuje płynne i bezpieczne przejście na energię słoneczną, jednocześnie dostarczając stabilne zwroty finansowe.
Referencje:
Fraunhofer ISE. (2024). Photovoltaics Report. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html
Bundesnetzagentur. (2024). Hinweise zur Registrierung von Solaranlagen im MaStR. Federal Network Agency (BNetzA). https://www.marktstammdatenregister.de/MaStR/Help
European Commission JRC. (2023). Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS). Joint Research Centre. https://joint-research-centre.ec.europa.eu/pvgis_en
Może Ci się spodobać: