Jedna zmiana w ustawieniu paneli może dać nawet 30% więcej prądu. Jest zupełnie nieoczywista
Energia słoneczna, szczególnie w Polsce, jest utożsamiana z panelami fotowoltaicznymi umieszczonymi na dachach budynków. Wybór lokalizacji montażu paneli to jedna z kluczowych decyzji, która później znacząco oddziałuje na wydajność systemu fotowoltaicznego. Coraz więcej inwestorów wybiera instalację paneli na ziemi. Wbrew pozorom, takie rozwiązanie może umożliwić wytworzenie większej ilości energii elektrycznej.
- Optymalna instalacja fotowoltaiki: dach czy grunt?
- Zalety montażu paneli na gruncie vs. dach
- Optymalne ustawienie paneli fotowoltaicznych
- Trackery solarne: efektywność i oszczędność miejsca
- Efektywność paneli fotowoltaicznych a temperatura
- Dwustronne panele: nowa era fotowoltaiki
Optymalna instalacja fotowoltaiki: dach czy grunt?
Uznaje się, że panele słoneczne pracują najwydajniej, gdy ich powierzchnia czynna jest ustawiona pionowo do promieni słonecznych. Można by pomyśleć, że dach to idealne miejsce do zamontowania paneli słonecznych — dobrze oświetlona powierzchnia, której zazwyczaj nic nie zacienia. Montaż paneli słonecznych na dachu wiąże się jednak z kilkoma wyzwaniami i niedogodnościami. Dlatego coraz więcej inwestorów wybiera instalację paneli na ziemi.
Na półkuli północnej, w tym w Polsce, najlepszym kierunkiem ustawienia paneli słonecznych jest południe. Kąt nachylenia paneli powinien wynosić od 30 do 40° — ta wartość zależy od lokalizacji, na południu kraju panele montuje się pod kątem około 30°, natomiast na północy nawet pod kątem 40°. Właściwe ustawienie systemu pozwala na pełne wykorzystanie energii słonecznej przez cały dzień, a zwłaszcza w godzinach największego nasłonecznienia.
Zalety montażu paneli na gruncie vs. dach
Instalowanie paneli słonecznych na dachu często ogranicza możliwość idealnego ustawienia paneli, co wynika z nieodpowiedniego — pod względem solarnym — kąta nachylenia powierzchni dachowych. Usytuowanie dachu, jego wielkość czy nawet zacienienie przez kominy mogą powodować znaczne zmniejszenie wydajności działania systemu solarnego. Dodatkowo, zbyt słaba konstrukcja dachu może nie wytrzymać ciężaru dużej instalacji.
Przy montażu paneli słonecznych na ziemi takich problemów jest znacznie mniej. Taka metoda instalacji pozwala na dokładne dostosowanie kierunku i kąta nachylenia paneli, co zwiększa ich wydajność. Oczywiście instalacja na ziemi wymaga wolnej przestrzeni na terenie, ale może być ona znacznie mniejsza, niż by się mogło wydawać. Dobrze zaprojektowany i zainstalowany system solarny na ziemi może zajmować mniej miejsca niż system dachowy o tej samej mocy.
Rama do paneli solarnych na ziemi zwykle wykonana jest z bardziej trwałych i solidnych materiałów. Jest to głównie z powodów bezpieczeństwa, ponieważ instalacje solarne na dachu nie są tak narażone na potencjalne uszkodzenia wynikające z wpływu zewnętrznych czynników atmosferycznych. Z drugiej strony w ostatnich latach można zauważyć coraz niższy średni poziom opadów w naszym kraju. To oznacza większy poziom zanieczyszczenia paneli, co skutkuje mniejszą wydajnością pracy. W takim przypadku montaż na ziemi umożliwia łatwiejsze i znacznie bezpieczniejsze przeprowadzenie konserwacji.
Optymalne ustawienie paneli fotowoltaicznych
Jak już to było wcześniej podkreślone, montaż paneli słonecznych na ziemi pozwala na najlepsze ustawienie ich względem słońca. Z analizy wykonanej w 2024 roku przez EasySolar wynika, że odchylenie paneli od południa o jedyne 10% może zmniejszyć efektywność systemu nawet o 2%, a niewłaściwy kąt nachylenia (np. z powodu zbyt płaskiego dachu) nawet o 15%.
Można zatem uznać, że dokładne ustawienie paneli może zwiększyć roczne zyski energii o 5-10% w porównaniu do systemów z nieoptymalnym ustawieniem. Montaż na ziemi pozwala również uniknąć odchylenia paneli od kierunku południowego, co stanowi większy problem w przypadku instalacji na dachu. Podczas gdy odpowiednia konstrukcja wsporcza pozwala na dostosowanie kąta nachylenia paneli zamontowanych na dachu, zmiana ich orientacji i azymutu nie jest już tak łatwa, a czasami może być wręcz niemożliwa.
Trackery solarne: efektywność i oszczędność miejsca
Trackery to jedno z bardziej interesujących rozwiązań wykorzystywanych głównie przy naziemnych systemach fotowoltaicznych. Są to mechanizmy, które automatycznie ustawiają panele, aby podążały za ruchem słońca i dostosowywały swoje położenie.
Trackery jednoosiowe działają w osi wschód-zachód i mogą zwiększyć efektywność energetyczną o 20-30%. Z kolei trackery dwuosiowe, które poruszają się zarówno w osi wschód-zachód, jak i góra-dół, mogą zwiększyć ją nawet o 30-45%. Użycie trackerów umożliwia montaż mniejszej liczby paneli w celu osiągnięcia tej samej mocy, co zmniejsza potrzebną przestrzeń, co jest kluczowe przy instalacjach naziemnych.
Efektywność paneli fotowoltaicznych a temperatura
Uznaje się, że idealna temperatura działania paneli to około 25°C, a ponadto zbyt wysoka temperatura zmniejsza ich efektywność.
Panele fotowoltaiczne umieszczone na ziemi są lepiej wentylowane, co chroni je przed przegrzaniem. Swobodny przepływ wiatru wokół modułów skuteczniej chłodzi systemy, co sprawia, że będą generować około 5% więcej energii niż identyczna instalacja na dachu.
Dwustronne panele: nowa era fotowoltaiki
Standardowe panele fotowoltaiczne mają aktywną powierzchnię tylko z jednej strony — przyjmują światło jednostronnie — dlatego są określane jako jednostronne lub monofacjalne. Z kolei dwustronne panele zawierają dwa moduły, które pochłaniają światło zarówno z przodu, jak i z tyłu, wykorzystując promieniowanie słoneczne odbijające się od podłoża.
Panele bifacjalne są wykorzystywane w instalacjach naziemnych. Są w stanie wygenerować aż do 30% więcej energii niż tradycyjne modele, co oznacza, że taka sama powierzchnia instalacji umożliwia znacznie większy uzysk energii.