Ten sposób ustawienia paneli fotowoltaicznych zwiększy Twoje zyski z produkowanego prądu
Optymalnym rozwiązaniem dla instalacji fotowoltaicznych nie jest wyłącznie dach skierowany na południe. Jeśli połacie dachowe są skierowane na wschód i zachód, sytuacja może być nawet bardziej korzystna. Poza tym prawie wszystkie dachy nadają się do tego użytku, łącznie z wiatami samochodowymi, fasadami budynków i balkonami. Dachówki solarne, niewymagające żadnej dodatkowej konstrukcji nośnej, mogą zastąpić pokrycia dachowe.
Z tego artykułu dowiesz się:
Podstawy optymalnego ustawienia instalacji fotowoltaicznej
Położenie paneli fotowoltaicznych na dachu domu jest w dużym stopniu uwarunkowane lokalizacją budynku oraz formą dachu. Dlatego też już na etapie planowania budowy istotne jest uwzględnienie orientacji instalacji fotowoltaicznej i kąta nachylenia. W ten sposób można zapewnić jej ekonomiczne eksploatowanie.
Orientacja względem słońca jest jednym z najważniejszych wymagań konstrukcyjnych, jakie musi spełniać dom, aby można było zainstalować na nim fotowoltaikę. System solarny osiąga najwyższą sprawność, kiedy promienie słoneczne padają na ogniwa fotowoltaiczne pod kątem prostym przez jak największą liczbę godzin. W nowych budynkach można te czynniki uwzględnić w projekcie, ale w istniejących da się je dostosować tylko w pewnych granicach.
Dobra wiadomość dla właścicieli dachów spadzistych i płaskich jest taka, że większość z nich doskonale nadaje się do montażu instalacji fotowoltaicznej. Większe i mniejsze odchylenia od optymalnej orientacji mają w sumie niewielki wpływ na wydajność instalacji. Ważniejsze jest, aby panele fotowoltaiczne w możliwie największym stopniu pozostawały bez ocienienia. Ten aspekt, często zaniedbywany, może w rzeczywistości prowadzić do dużych strat w planowanej produkcji energii.
Optymalna orientacja instalacji fotowoltaicznej
W godzinach południowych, kiedy promieniowanie słoneczne jest szczególnie silne, słońce stoi w południowej stronie nieba. W związku z tym ideałem byłoby skierowanie instalacji PV prosto na południe. W praktyce jednak odchylenia od tego doskonałego położenia paneli słonecznych są zupełnie akceptowalne. Określa się je za pomocą tak zwanego kąta azymutalnego, który w astronomii i kartografii oznacza odchylenia od kierunku północnego, a w kontekście orientacji paneli fotowoltaicznych odnosi się do odchyleń od kierunku południowego.
- w kierunku południowym kąt azymutalny wynosi dokładnie 0°,
- orientacja dokładnie zachodnia oznacza kąt 90°, a wschodnia -90°,
- kąt azymutalny równy 45° oznacza kierunek południowo-zachodni, natomiast -45° jest orientacją południowo-wschodnią.
Kierunek wschodni i zachodni może mieć dla fotowoltaiki zalety
Odchylenie od idealnego, czyli południowego, ustawienia paneli o wartości do 45° nie stanowi problemu. Instalacja zorientowana na południowy zachód albo południowy wschód uzyskuje jeszcze około 95% maksymalnej możliwej wydajności. Nawet przy ustawieniu fotowoltaiki wschód-zachód, co w praktyce oznacza podział instalacji na dwie części o kątach azymutalnych 90° i -90°, wciąż możliwa jest wydajność rzędu 80%.
Mało tego, instalacja fotowoltaiczna podzielona na kierunki wschód i zachód może nawet przynieść korzyści w przypadku produkcji energii elektrycznej na własny użytek, ale bez magazynu energii. Przydomowa instalacja fotowoltaiczna produkuje wtedy wprawdzie mniej prądu elektrycznego, osiąga jednak przy tym w ciągu dnia dwa maksima mocy, jedno z rana i drugie po południu.
Dla mieszkańców aktywnych zawodowo, którzy dzień spędzają poza domem, takie rozdzielenie wytwarzania energii elektrycznej jest korzystne. Poza tym, dzięki ustawieniu instalacji wschód – zachód, cała powierzchnia dachu, a nie tylko jej część skierowana na południe, jak to zwykle bywa, może być wykorzystana do montażu paneli fotowoltaicznych.
Instalacje skierowane na północ osiągają w praktyce znacznie niższą wydajność i wykorzystują jedynie około 50% swojego potencjału. Taki układ jest w zasadzie nieekonomiczny. Podobnie jest w przypadku orientacji ogniw fotowoltaicznych w kierunku północno-wschodnim lub północno-zachodnim.
Optymalny kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych
Kąt nachylenia paneli powinien być dobrany tak, aby promienie słoneczne jak najdłużej padały na nie pod kątem prostym, zwłaszcza w godzinach największego nasłonecznienia. Jednak słońce przybiera różne wysokości na niebie zarówno w ciągu dnia, jak i w różnych porach roku. Ponieważ instalacja fotowoltaiczna jest zwykle zamontowana na stałe, trzeba wybrać taki kąt nachylenia, który zapewni największą realną wydajność w ciągu całego roku. W Polsce za optymalny kąt ustawienia paneli fotowoltaicznych względem słońca uznaje się 30°-35° w południowych regionach, zaś w północnych 35°-40°.
Podobnie jak w przypadku orientacji paneli względem stron świata, tak i tutaj, odstępstwa od wartości uznanych za optymalne nie stanowią decydującego problemu. Przy odchyleniu paneli w granicach od 10° do 60° wciąż możliwe jest uzyskanie do 90% maksymalnej wydajności instalacji. Znacznie większy wpływ na zdolności wytwarzania prądu przez zainstalowaną fotowoltaikę ma utrzymujące się długo zacienienie. Chodzi tutaj o drzewa, inne budynki, kominy, a także sam dach. Planując instalację fotowoltaiczną trzeba myśleć perspektywicznie: pobliskie drzewa na pewno urosną, w okolicy mogą pojawić się inne budynki, a żywotność instalacji wynosi 20 lat i więcej.
