W szerokości geograficznej, w jakiej położona jest Polska, nie jest łatwo uzyskać wysoką sprawność działania paneli fotowoltaicznych. Największe nasłonecznienie i możliwości produkcji energii elektrycznej z promieniowania słonecznego występują, gdy promienie te padają pod kątem prostym do powierzchni ziemi. Zimą w Polsce słońce znajduje się bardzo nisko nad horyzontem, dlatego nasłonecznienie na powierzchnię horyzontalną paneli PV jest niskie.
Można to jednak zmienić, zwiększając sprawność działania instalacji fotowoltaicznej o tej porze roku. Odpowiednie projekty domu z dachem spadowym umożliwią wykonanie takiego zadania.
Fotowoltaika działa i latem, i zimą
Zimą liczba godzin słonecznych w ciągu dnia jest niska, zwłaszcza w porównaniu z okresem wiosenno-letnim. Takie warunki atmosferyczne nie sprzyjają efektywności działania fotowoltaiki. Nie jest jednak prawdą, że w pochmurne zimowe dni instalacja przestaje pracować, w wyniku czego nie ma możliwości zaoszczędzenia na energii elektrycznej. Fotowoltaika jest systemem generującym energię z promieniowania słonecznego przez cały rok, zmienia się tylko ilość wyprodukowanego prądu.
Na pytanie o to, czy fotowoltaika działa w zimie, trzeba odpowiedzieć twierdząco, są jednak pewne wyjątki od tej reguły. Jeśli na panelach PV zalega warstwa śniegu czy lodu, diametralnie spada wydajność pracy instalacji. W okresie zimowym fotowoltaika generuje mniej energii z uwagi na niskie natężenie promieni słonecznych. W pochmurne dni wytwarza ją z tzw. promieniowania rozproszonego docierającego do ziemi.
Jak pracują panele fotowoltaiczne w zimie?
Nieprawdą jest, że fotowoltaika wytwarza najwięcej prądu, kiedy trwa upalne lato. Być może zdziwi to wielu czytelników, ale panele generują energię elektryczną dzięki promieniowaniu słonecznemu, a upał nie jest im do niczego potrzebny. Sprawność modułów fotowoltaicznych wzrasta właściwie wraz z obniżaniem się ich temperatury. Właściwie więc zimą, podczas bezchmurnych dni fotowoltaika będzie pracowała najlepiej.
Co więcej, instalacja paneli fotowoltaicznych dobrej jakości, które są odporne na wysokie temperatury latem i mrozy zimą, pozwoli na utrzymanie ich wysokiej sprawności działania.
Śnieg zmniejsza sprawność działania fotowoltaiki zimą
Opady śniegu powodują, że wydajność paneli fotowoltaicznych w zimie maleje, ale tylko wtedy, gdy zalega na nich pokrywa śnieżna. Producenci odradzają samodzielne odśnieżanie paneli PV. Właściwie przy odpowiednim montażu pod kątem od 30 do 45 stopni, czyli około 10 cm od powierzchni dachu, pokrywa pod wpływem oddziaływania sił grawitacji powinna sama spadać na ziemię. Poza tym zaśnieżone moduły fotowoltaiki na pewnym, minimalnym poziomie produkują prąd, przez co nagrzewają się i topią zalegający na nich śnieg.
Ile energii produkują panele fotowoltaiczne zimą, wiosną i latem?
Zimą panele fotowoltaiczne generują mniej mocy z uwagi na mniejsze natężenie promieniowania słonecznego, mniejszą liczbę słonecznych dni, a także możliwość występowania opadów deszczu i śniegu. W tabeli porównaliśmy ze sobą ilość produkowanej energii w różnych miesiącach w ciągu roku z instalacji o mocy 6kWp.
Latem instalacja fotowoltaiczna produkuje takie ilości energii ze słońca, że nie może ona być w całości skonsumowana przez bieżące zapotrzebowanie domu. Nadwyżki prądu trafiają do sieci, skąd mogą być odebrane w okresach mniejszej wydajności instalacji. Obecnie zgodnie z prawem z instalacji o mocy do 10 kWp można odebrać aż 80 proc. nadprodukcji energii. Dlatego rachunki za prąd we wszystkich miesiącach w roku mogą być podobne, choć nieznacznie wyższe zimą niż wiosną.
Jak podnieść sprawność fotowoltaiki zimą?
Można poprawić wydajność paneli fotowoltaicznych zimą, np. poprzez zadbanie o usuwanie śniegu – ostrożne, tak by nie uszkodzić instalacji. Około 10-centymetrowa pokrywa śnieżna powoduje, że panele przestają w praktyce działać.
Odpowiednia instalacja paneli, pod kątem od 30 do 45 stopni, ułatwi samodzielne czyszczenie fotowoltaiki ze śniegu. Ułatwia też ekspozycję na promieniowanie słoneczne docierające do powierzchni ziemi.
Problem z mniejszym uzyskiem energii ze słońca zimą rozwiązują systemy nadążne, czyli trackery solarne, które za pomocą czujników lub modułów GPS ustalają optymalną pozycję paneli PV w stosunku do padania promieni słonecznych. Ustawiają je więc zgodnie ze wskazaniami systemu.