Jak zwiększyć wydajność paneli fotowoltaicznych?

Od czego zależy wydajność paneli słonecznych

Na okres zwrotu z inwestycji w fotowoltaikę ma wpływ wydajność paneli słonecznych.

Jest ona zależna od wielu czynników:

• odpowiednie nasłonecznienie,
• opady deszczu,
• ewentualne zacienienie powierzchni modułów PV,
• orientacji pod względem południa,
• optymalnego kąta nachylenia dachu,
• dobrania odpowiedniej mocy instalacji paneli fotowoltaicznych,
• poprawnego montażu,
• temperatur w jakich panele słoneczne będą pracować. 

Czym jest sprawność paneli fotowoltaicznych?

Wydajność paneli fotowoltaicznych w dużej mierze uzależniona jest od ich sprawności. Sprawność paneli PV określa jak wiele energii słonecznej jest w stanie przekształcić na energie elektryczną.

Sprawność ogniw fotowoltaicznych określana jest jako współczynnik procentowy. Oblicza się ją w tzw. ustandaryzowanych warunkach testowych (STC), czyli przy nasłonecznieniu paneli PV promieniowaniem słonecznym na poziomie 1000W/m2 w temperaturze 25 stopni C.

W powyższym przypadku, wraz ze wzrostem temperatury ogniwa o 1 stopień Celsjusza ponad wspomniane 25st. C, moc panelu spadnie o 0,37%.

Papa termozgrzewalna jest w stanie się rozgrzać do temperatury 85 st. C, odległość paneli od powierzchni, montowanych na skośnym dachu to ok. 5cm można więc założyć, że temperatura paneli jest na podobnym poziomie. A to oznacza spadki w produkcji energii o niemal 22,2%: (85⁰C-25⁰C) x 0,37% = 22,2%.

Opracowanie na podstawie kart produktowych modułów LONGi LR4-72HPH

Takie parametry są sprawdzane zazwyczaj w warunkach laboratoryjnych, aby dać jak najbardziej precyzyjne wyniki, a tym samym jak najlepsze przybliżenie sprawności paneli PV w przekształcaniu energii słonecznej w energię elektryczną.

Wydajność ogniw fotowoltaicznych w ciągu roku

Największa wydajność instalacji fotowoltaicznej przypada od maja do września, czyli w miesiącach kiedy dachy z papy i blachy najbardziej się nagrzewają. Warto zaznaczyć, że szczyt wydajności paneli fotowoltaicznych ma miejsce w miesiącach letnich: czerwiec, lipiec, sierpień.

Oznacza to, że w rzeczywistości nasza instalacja fotowoltaiczna może przynieść znacznie mniejsze zyski niż oczekiwaliśmy, ponieważ okres zwrotu jest obliczany zwykle dla warunków laboratoryjnych, nieuwzględniających temperatur do jakich jest w stanie nagrzać się papa czy blacha.

Możemy powiedzieć, że pokrycie dachu z papy czy blachy nie zapewnia optymalnej wydajności fotowoltaiki.

Rozwiązaniem w takiej sytuacji może być membrana odbijająca światło, która pozwala obniżyć temperaturę dachu do 42 st. C, a tym samym zwiększyć wydajność paneli fotowoltaicznych.

Wpływ renowacji dachu na wydajność paneli słonecznych

Decydując się na inwestycję we własny zestaw paneli fotowoltaicznych, musimy rozważyć wszelkie czynniki decydujące o powodzeniu tego przedsięwzięcia w długim terminie (m.in. konieczność wykonania remontu dachu). Jeśli nie przeanalizujemy aktualnego stanu dachu, to szybko może okazać się, że cała inwestycja nie przyniesie nam planowanej ilości energii, a zyski (na które liczyliśmy dzięki otrzymanej energii słonecznej), szybko zamienią się w straty.

Założone panele fotowoltaiczne wpływają na koszt remontu dachu

Warto zawczasu pomyśleć, czy dach, na którym chcemy założyć panele fotowoltaiczne, nie będzie wymagał naprawy w niedalekiej przyszłości. Jeśli nie zweryfikujemy tej informacji, może okazać się, że dach przecieka w momencie, kiedy instalacja fotowoltaiczna jest już na dachu.

W przypadku paneli słonecznych montowanych na dachu skośnym, jedyna możliwość jego naprawy lub hydroizolacji, będzie po demontażu paneli (które oczywiście będzie trzeba później na dachu znów umieścić). Demontaż i przeniesienie instalacji o mocy ok. 4 kW, zamontowanej na dachu skośnym z blachodachówką (wysokość budynku ok. 5 m) będzie kosztować ok. 8.000 zł. Im większa instalacja tym koszt jej demontażu będzie oczywiście większy. Może się okazać że w przypadku kiedy dach zacznie przeciekać, zdemontowanie paneli zrówna całą naszą inwestycję do zera, ponieważ koszty dodatkowo poniesione po doliczeniu do zysków będą zbyt niskie, aby inwestycja była opłacalna.

Sposoby remontu dachu pod panele fotowoltaiczne

Przy dachach z papy termozgrzewalnej częstym rozwiązaniem jest naniesienie drugiej warstwy papy na uszkodzone pokrycie. Takie rozwiązanie niesie za sobą pewne ryzyko związane z obciążeniem dachu.

Warto zwrócić uwagę na samą wagę materiału. 1 m2 papy waży ok. 6-7 kg. Nałożenie drugiej warstwę papy podczas remontu, daje nam podwójne obciążenie, ale trzeba jeszcze wziąć pod uwagę same panele fotowoltaiczne, które również obciążają dach (system montażowy wraz z panelami mieści się w przedziale 18-25 kg/m2).

Jest to znaczne obciążenie dachu, które może nadmiernie obciążyć całą konstrukcję. Rozwiązaniem tych obaw może okazać się membrana odbijająca światło.

Waga takiej membrany to 1,5 - 2,5 kg/m2, dzięki czemu znacznie zmniejsza się ryzyko przeciążenia dachu, a dodatkowo zastosowanie białej membrany przyczynia się do zwiększenia wydajności paneli fotowoltaicznych.

Przewaga membran odbijających światło nad papą:

Hydroizolacyjne, polimocznikowe membrany w płynie mają wiele zalet, którymi przebijają znaną nam od lat papę bitumiczną. Na pewno warto wziąć, je pod uwagę planując renowację dachu czy hydroizolację tarasu:

Łatwość i szczelność wykonywania obróbek

Poszycie z papy bitumicznej zawsze ma wiele łączeń i wymaga wykonania bardzo precyzyjnych obróbek wokół kominów czy świetlików na dachu. Te miejsca zazwyczaj są pierwszymi które zaczynają przeciekać. Przecieki te bardzo trudno jest zlokalizować, ponieważ woda może znajdować drogę ujścia w miejscu odległym od nieszczelności.

Hydroizolacyjne membrany w płynie, takie jak Neoproof PU W-40czy Neoproof Polyurea R, tworzą na dachu jednorodną, ciągłą powłokę, bez żadnych łączeń. Powstaje “szczelna wanna”, a ryzyko przecieków w newralgicznych punktach jest zminimalizowane praktycznie do zera.

Łatwe naprawy

Konieczność przeprowadzenia drobnych renowacji raczej nie dopadnie nas zbyt szybko, jednak gdyby się taka pojawiła, to polega ona tylko na miejscowym przemalowaniu. Nie potrzebujemy żadnego dodatkowego, specjalnego sprzętu. Wystarczy wałek malarski.

Łatwiejsze odśnieżanie dachu/brak zalegania śniegu

Ze względu na brak nasiąkania, śnieg nie przywiera do polimocznika. Kiedy śnieg zakryje nasze panele fotowoltaiczne, produkcja energii spada do zera. Jest to istotne szczególnie, jeśli panele fotowoltaiczne są zamontowane na dachu/konstrukcji wsporczej o bardzo małym kącie nachylenia. Należy je wtedy odśnieżyć, ponieważ w przeciwnym razie, zerowa wydajność paneli fotowoltaicznych może trwać nawet do wiosny (do czasu, aż śnieg się nie roztopi i produkcja energii elektrycznej będzie mogła zostać wznowiona).

Odbijanie światła

Mając świadomość straty w sprawności paneli fotowoltaicznych, jaka wynika z nagrzania się pokrycia dachowego do wysokich temperatur, warto wziąć pod uwagę rozwiązania które lepiej poradzą sobie z warunkami pogodowymi. Dzięki temu, nie tylko nasza instalacja fotowoltaiczna nie będzie traciła wydajności, ale dodatkowo sprawność paneli zwiększy się, dzięki odbijaniu promieni słonecznych (do 88% w przypadku wykorzystania Neoroof), które moduły fotowoltaiczne będą mogły dodatkowo odbierać.

Lepsza wydajność paneli fotowoltaicznych oraz szybszy okres zwrotu, tak można podsumować główne zalety zastosowania membran odbijających światło na dachach przeznaczonych pod montaż paneli fotowoltaicznych.

Przed podjęciem decyzji o inwestycji w panele słoneczne, warto odpowiedzieć sobie na pytanie, czy wzięliśmy pod lupę wszystkie czynniki, przesądzające o opłacalności tego przedsięwzięcia?

Strata w wydajności paneli fotowoltaicznych przełoży się bezpośrednio na nasze uzyski, a co za tym idzie na stratę pieniężną, co pokazują poniższe wykresy:

Wykres pokazuje straty finansowe w zależności od temperatury, w jakiej pracują panele fotowoltaiczne. Pokrycia dachu z papy lub blach mogą nagrzać się do nawet 85 st. C. Odległość między dachem a panelami to ok. 5 cm, więc można założyć, że panele będą miały podobną temperaturę.

Z kolei powyższy wykres pokazuje jak może się to przełożyć na pieniądze przy założeniu ceny za 1kw = 0,73zł. Jest to strata jaką trzeba dodatkowo doliczyć, kiedy mamy dach z papy lub blachy.

Decydując się na inwestycję sięgająca kilkudziesięciu tysięcy złotych w zestaw paneli fotowoltaicznych, mamy nadzieję, że przyniesie nam ona jak największe zyski, a przede wszystkim nie sprawi problemów.

Przed taką decyzją warto wziąć pod uwagę wszystkie czynniki, które w przyszłości wpłyną na to, ile pieniędzy wpłynie do naszego portfela, a ile z niego ucieknie. Wszechogarniający nacisk producentów paneli fotowoltaicznych oraz natłok wskazówek i poradników dotyczących inwestycji w instalację fotowoltaiczną, często odbywa się z pominięciem kluczowych dla nas informacji.

Aby móc cieszyć się z dobrze zainwestowanych pieniędzy w panele słoneczne, rozważmy wszystkie czynniki, które mogą mieć wpływ na zyski i bezpieczeństwo.

Mając do wyboru różne technologie pozwalające na wzrost wydajności paneli fotowoltaicznych, możemy dobrać taką, która najlepiej odpowie na nasze potrzeby oraz sprosta wyzwaniom jakie na nią czekają. Podejdźmy do tematu z rozwagą będąc świadomym zagrożeń jak i rozwiązań jakie oferują nowocześniejsze technologie, które bardziej odpowiadają dzisiejszym realiom i zapotrzebowaniu.