Jeden drobny błąd w montażu i wydajność fotowoltaiki spada nawet o 50%. Warto sprawdzić, czy u Ciebie to nie występuje
Zacienienie paneli fotowoltaicznych to poważny problem, który wciąż bywa bagatelizowany przez inwestorów. Moduły powinny pracować w pełnym słońcu – nawet kawałek cienia z komina czy turbiny może obniżyć wydajność systemu. Zobacz, dlaczego powinniśmy zwracać szczególną uwagę na miejsce montażu paneli PV.
- Jak zacienienie wpływa na pracę instalacji PV?
- Czy zjawisko „hot-spot” może doprowadzić do trwałego uszkodzenia paneli?
- Rodzaj cienia ma znaczenie – straty wynoszą nawet 80%!
- Optymalizatory mocy i mikroinwertery — kiedy warto po nie sięgnąć?
Jak zacienienie wpływa na pracę instalacji PV?
Cień padający na jeden moduł PV może sprawić, że cała instalacja znajdująca się na dachu straci swoją wydajność. To dlatego, że w instalacjach łączonych szeregowo cały łańcuch dopasowuje się do najsłabszego modułu. Oznacza to, że nawet niewielki cień może wpłynąć na spadek mocy fotowoltaiki o kilkanaście, a czasem aż kilkadziesiąt procent. Inwestorzy nie zawsze zdają sobie sprawę, że wystarczy lekko przesunąć moduły, by zwiększyć produkcję energii elektrycznej.
Duże znaczenie ma także rodzaj przeszkody ograniczającej dostęp promieni słonecznych. Intensywność cienia rzucanego przez drzewa zmienia się wraz z ruchem gałęzi i położeniem słońca. Komin czy lukarna generują stałe zacienienie, najczęściej w określonych porach dnia. Nie zmienia to jednak faktu, że wszystkie obiekty zasłaniające słońce sprawiają, że instalacja PV nie może pracować na pełnych obrotach.
W zależności od wielkości cienia, straty produkcji energii elektrycznej mogą być albo symboliczne, albo bardzo dotkliwe, sięgając nawet 50%. Producenci podkreślają, że zacienienie jednego modułu w łańcuchu 10 paneli może obniżyć moc całego stringu o połowę, dlatego podczas planowania instalacji zwróćmy szczególną uwagę na elementy, które mogą rzucać cień na nasz dach.
Czy zjawisko „hot-spot” może doprowadzić do trwałego uszkodzenia paneli?
W przypadku nierównomiernego nasłonecznienia ogniw dochodzi do niepożądanego zjawiska „hot-spot”. Gdy tylko część panelu znajduje się w cieniu, pozostałe moduły wciąż wytwarzają prąd, jednak zacienione ogniwo nie jest w stanie przekazać go dalej. Panel, do którego dociera najmniej słońca, zaczyna działać niczym odbiornik energii, gwałtownie się nagrzewając. Jest to niebezpieczne zjawisko, które może doprowadzić do przepalenia się ogniwa, a nawet uszkodzenia modułu.
Żeby przeciwdziałać temu zjawisku, producenci wykorzystują diody bypass, kierujące prąd wokół zacienionego modułu. Dzięki temu panel nie będzie się przegrzewał, ale wciąż może ograniczać wydajność całej instalacji. Diody zaczną działać dopiero w momencie, gdy zacienienie obejmie większy fragment łańcucha, zatem drobne przeszkody, takie jak cień z gałęzi czy słupów, wciąż mogą zakłócać pracę fotowoltaiki.
Zjawisko „hot-spot” najczęściej dotyczy dachów z wysokimi kominami lub masztami antenowymi. Przed montażem fotowoltaiki powinniśmy przeprowadzić dokładną analizę zacienienia. W ten sposób uda nam się wyeliminować miejsca potencjalnych „hot-spotów”.
Rodzaj cienia ma znaczenie – straty wynoszą nawet 80%!
Nowoczesne moduły fotowoltaiczne są łączone szeregowo, a każda sekcja ma przypisaną własną diodę bypass. Jeśli zacienienie obejmie fragment należący do jednej sekcji, stracimy część mocy instalacji, ale pozostałe jednostki wciąż będą pracować normalnie. Problem pojawia się wtedy, gdy cień pada poziomo wzdłuż całej szerokości panelu, przez co ogranicza produkcję energii w całym module.
Najgorszy scenariusz to zacienienie dolnej lub środkowej części panelu. Przesuwający się cień będzie blokować sekcje po kolei, powodując nagłe i znaczące spadki mocy. Wąski, ale stały cień potrafi obniżyć moc jednego panelu nawet o 80% w godzinach największego nasłonecznienia.
Mniej problematyczne okazuje się zacienienie rozproszone z drobnych gałęzi. W tym przypadku straty w produkcji zwykle są proporcjonalne do powierzchni przesłoniętej, dlatego instalacje montowane blisko drzew liściastych w sezonie letnim radzą sobie całkiem dobrze. Według analiz producentów roczne straty w produkcji generowane przez cień drzew mogą wynosić od 5 do 25%.
Optymalizatory mocy i mikroinwertery — kiedy warto po nie sięgnąć?
Dzięki wykorzystaniu optymalizatora mocy każdy moduł PV może pracować niezależnie, więc cień na jednym panelu nie obniża wydajności całego łańcucha. To technologia szczególnie polecana w przypadku instalacji montowanych na dachu z kominem, lukarnami czy masztem antenowym. Według producentów PV optymalizatory mogą podnieść roczną produkcję energii elektrycznej nawet o 20–30% – dotyczy to instalacji narażonych na regularne zacienienie. Jest to jednak rozwiązanie dość kosztowne, dlatego stosuje się je wyłącznie w miejscach, gdzie cień bywa poważnym problemem.
W podobny sposób mogą działać mikroinwertery, czyli falowniki montowane indywidualnie dla każdego panelu PV. Jest to jedno z najskuteczniejszych rozwiązań w przypadku instalacji narażonych na okresowe zacienienie. Sprawdza się zwłaszcza na dachach o skomplikowanej geometrii, w orientacji wschód–zachód, a także przy małych instalacjach, gdzie różnica w kosztach nie jest aż tak odczuwalna. Warto zainwestować w optymalizatory lub mikroinwertery w sytuacji, gdy cień pojawia się codziennie co najmniej na 1–2 godziny.