Kierunek ustawienia paneli fotowoltaicznych - jaki jest najlepszy?

Opublikowano: 01.12.2023Autor: Ludwika WykurzDrukujUdostępnij

Miejsce dla fotowoltaiki

Zanim kupimy panele fotowoltaiczne powinniśmy przyjrzeć się swojej działce. Od tego jakie mamy możliwości w danej przestrzeni będzie zależało, jak ułożymy panele i ile będziemy musieli dopłacić do ich optymalnego ustawienia. Dobrze, jeżeli mamy na dachu lub na podwórku nasłoneczniony kawałek przestrzeni. Wówczas możemy manewrować samą orientacją instalacji PV i jej nachyleniem.

Im lepsze ustawienie względem słońca, tym bardziej opłacalna cała inwestycja. Tylko co to znaczy dobre ustawienie względem słońca? Musimy wziąć pod uwagę trzy podstawowe czynniki:

1. kierunek, który pozwala jak najdłużej korzystać z promieni słonecznych w ciągu dnia,
2. nachylenie, które umożliwia najlepsze wykorzystanie kąta padania promieni słonecznych,
3. przestrzeń - sam dach ustawiony na południe lub południowy wschód nie wystarczy, ważne ile paneli możemy tam ułożyć, żeby uzyskać pożądaną moc instalacji.

Poza tym w miejscu ustawienia paneli promienie muszą mieć do nich swobodny dostęp. W pewnych sytuacjach może się okazać, że zamiast na dachu płaskim czy niekorzystnie ustawionym dachu spadzistym lepiej opłaca się ustawienie paneli na gruncie. Wtedy będziemy musieli jednak dopłacić do stelaży, które pozwolą ułożyć panele pod optymalnym kątem. Jeżeli ustawiamy je na klasycznym dachu spadzistym lub na dachu kopertowym, powinno się obyć bez dodatkowych konstrukcji poprawiających nachylenie paneli.

Pod jakim kątem ustawić panele słoneczne?

Dlaczego w ogóle panele lepiej ustawiać pod kątem? Tłumacząc najprościej - Słońce nie świeci na niebie jak żyrandol nad podłogą, a więc promienie nigdy nie padają tak naprawdę z góry. Jeżeli wyobrazimy sobie Ziemię, okrążającą Słońce z nachyleniem osi pod kątem 23,5 stopnia, to na naszej szerokości geograficznej zenit będzie się mieścić mniej więcej w zakresie 30-40 stopni.

Zadając pytanie pod jakim kątem ustawić panele słoneczne myślimy o tym pod jakim kątem padają promienie w najbardziej nasłonecznionej porze dnia. Przez większość roku średni kąt padania promieni słonecznych to ok. 35 stopni. Dlatego optymalny kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych w Polsce zwykle wyznacza się w tym zakresie.

Jaki jest najlepszy kierunek ustawienia paneli fotowoltaicznych?

Kierunek ustawienia paneli fotowoltaicznych powinien być przemyślany pod względem maksymalnego wykorzystania promieni słonecznych przez cały rok, nie tylko w sezonie wiosenno-letnim. W Polsce optymalny jest kierunek południowy. Jednak to w jakim kierunku powinna być ustawiona fotowoltaika może (jak już wspomnieliśmy) zależeć od specyficznych warunków na danej działce. Inne dobre opcje to wschód i zachód, chociaż w każdym przypadku będą nieznaczne straty.

Kierunek ustawienia paneli fotowoltaicznych to tak naprawdę kąt nachylenia względem osi pionowej. Najłatwiej przedstawić go za pomocą tabeli:

Przedstawione powyżej oceny odnoszą się odpowiednio do zakresów wydajności nasłonecznienia:

• Optymalny – 100%
• Bardzo dobry – 95-99%
• Dobry – 90-94%
• Średni – 80-89%
• Niski – 50-79%

Oczywiście niskie nasłonecznienie w przedstawionym zestawieniu nadal pozwala na korzystanie z baterii fotowoltaicznych. Trzeba tylko przewymiarować instalację i ewentualnie dokupić optymalizatory.

Jak ustawić panele fotowoltaiczne?

Zgodnie z tym co pokazaliśmy w tabeli, odpowiedź na pytanie jak ustawić panele fotowoltaiczne nie jest zawsze taka sama. Dla południa optymalny kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych to 40°. Podobny efekt możemy uzyskać ustawiając panele na południowy wschód, pod kątem 150° względem osi pionowej (azymutu Słońca) i 30° względem horyzontu. Wszystkie inne ustawienia nie będą tak dobre, ale nadal spełnią swoje zadanie. Minimalny kąt nachylenia to 90°. Zwykle dotyczy to paneli na ścianach i balkonie. Wówczas nie możemy się spodziewać najlepszych rezultatów, ale nadal warto wykorzystać instalację np. jako awaryjne lub dodatkowe źródło zasilania w mieszkaniu. Żeby poprawić wydajność takiej instalacji można wykorzystać dodatkowy stelaż, który pozwoli na ułożenie paneli pod lepszym kątem. W domach i balkonach skierowanych na południe istnieje duża różnica między kątem 90° a 80°.

Położenie bezpośrednio na dachu płaskim (w tabeli 0°) zwykle nie jest najszczęśliwszym rozwiązaniem. Jednak przydaje się jeżeli poza tym nie możemy osiągnąć optymalnego kąta ustawienia paneli fotowoltaicznych. Pozwala korzystać równomiernie, na poziomie dobrym, ze światła ze wszystkich kierunków. Zwykle stosuje się jednak stelaże, które pozwalają optymalnie ustawić i nachylić panele. Wówczas jednak warto postawić na optymalny kierunek ustawienia paneli fotowoltaicznych względem słońca.

Ciekawym rozwiązaniem może być rozmieszczenie paneli na dachu kopertowym. Przy odpowiednio dużej dostępnej powierzchni można porozkładać instalację we wszystkich kierunkach względem słońca – poza północą. Jeśli szukasz więcej porad, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły na temat fotowoltaiki.

Ustawianie paneli na różnych powierzchniach

Powiedzmy, że mamy dach zorientowany na północny wschód i południowy zachód. Jeżeli dodatkowo jest bardzo spadzisty, a od strony południowo zachodniej częściowo zasłonięty, to zysk energii z takiego dachu będzie minimalny. W takiej sytuacji inwestor może się zdecydować na ustawienie stelażu na gruncie, jeżeli sytuacja na działce jest lepsza niż na dachu. Jest to dodatkowy wydatek rzędu kilku do kilkunastu tysięcy. Na potrzeby domowej mikroinstalacji powinno wystarczyć 3-4 tys. zł. Minimalny koszt to 1000-1500 zł pod 3-4 panele. Zaletą takiego stelażu jest możliwość ustawienia od razu optymalnego nachylenia i kierunku.

Na dachu płaskim mamy pewne pole manewru, jeżeli chodzi o ustawianie stelaży. Jesteśmy jednak ograniczeni przestrzenią, wytrzymałością konstrukcji i zachowaniem szczelności hydroizolacji.

Dachy spadziste mogą być błogosławieństwem i przekleństwem. Uniemożliwiają dodanie stelaży i modyfikację nachylenia. Trzeba też uważać na zacienienia ze strony kominów, anten i pobliskich budynków oraz drzew. Na dachu kopertowym mamy do wyboru kilka kierunków i zwykle nachylenie pomaga uzyskać lepszą wydajność paneli. Nie zawsze jest tak dobrze w przypadku dachów jednopołaciowych.

Jeżeli nie mamy optymalnego miejsca na panele dobrze jest zastosować optymalizatory i urządzenia do zarządzania energią (EMS). W ten sposób nadrobimy niedostatki przestrzeni za pomocą technologii.