Elektrownia fotowoltaiczna a warunki pogodowe wpływające na jej pracę.

Energia pochodząca od słońca jest nieograniczonym i powszechnie dostępnym źródłem energii. Problem wykorzystywania energii słońca sprowadza się do jej pozyskiwania oraz konwersji w energię elektryczną i ciepło. Najbardziej pożądaną formą użytecznej energii jest energia elektryczna. Spośród metod produkcji prądu, wykorzystujących energię promieniowania słonecznego, to fotowoltaika produkuje w sposób najtańszy i najprostszy. Fotowoltaikę charakteryzuje szereg zalet takich jak: brak emisji hałasu, szkodliwych dla zdrowia gazów, pyłów czy drgań, lekka konstrukcja, brak konieczności stałej obsługi i kontroli, brak elementów ruchomych, dzięki czemu zwiększa się bezpieczeństwo użytkowania, a zmniejszają koszty eksploatacyjne związane ze zużyciem ruchomych elementów. W praktyce instalacje fotowoltaiczne pracują w różnych warunkach pogodowych, co wpływa na obniżanie efektywności ich działania. Do najważniejszych czynników wpływających na pracę instalacji należy:

  • natężenie promieniowania słonecznego (W/m2),
  • temperatura (◦C),
  • prędkość wiatru (czynnik chłodzący),
  • kąt ekspozycji względem kierunku południowego,
  • kąt nachylenia względem powierzchni,
  • wilgotność powietrza,
  • zanieczyszczenie atmosfery (w tym występowanie zacienienia i smog),
  • wysokość słońca nad horyzontem.

W celu porównywania produktów rożnych producentów branża fotowoltaiczna ustaliła, że parametry każdego ogniwa i modułu fotowoltaicznego testowane będą w określonych warunkach, tj.:

  • natężenie promieniowania słonecznego 1 000W/m2,
  • temperatura ogniwa 25 °C,
  • współczynnik masy optycznej powietrza AM 1,5.

Takie warunki nazywane są warunkami STC (Standard Test Conditions – Standardowe Warunki Testowe), a moc ogniwa czy modułu uzyskana w takich warunkach nazywana jest mocą nominalną i podawana jest w jednostkach Wp (wat peak). Parametry elektryczne uzyskane w tych warunkach wpisywane są w karty katalogowe oraz umieszczane na tabliczkach znamionowych modułów fotowoltaicznych.

W praktyce instalacje fotowoltaiczne pracują w różnych warunkach pogodowych, co wpływa na obniżanie efektywności ich działania. Szacuje się, że około 70% energii elektrycznej fotowoltaika produkowane jest w okresie wiosenno-letnim. Wraz ze wzrostem temperatury modułów fotowoltaicznych spada ich napięcie co przekłada się na spadek generowanej mocy. W przypadku typowych modułów z krzemu krystalicznego spadek mocy wynosi ok. -0,4%/°C. W słoneczny, letni dzień gdy temperatura otoczenia dochodzi do 30°C, moduły mogą osiągnąć temperaturę 60-70°C co oznacza, że w stosunku do swojej mocy znamionowej mogą stracić do 20-25% mocy.

Poziom nasłonecznienia w miesiącach letnich w Polsce jest ok. 6 razy większy niż w miesiącach zimowych. Na przykład w maju, czerwcu i lipcu poziom nasłonecznienia wynosi ok. 150-160 kWh/m2, a w grudniu i styczniu ok. 20-30 kWh/m2. Kluczowym warunkiem optymalniej pracy instalacji fotowoltaicznej jest zapewnienie niezakłóconego dostępu do promieniowania słonecznego przez cały dzień. Istotne jest również optymalne ustawienie modułów, które będzie brało pod uwagę lokalne uwarunkowania. Moduły powinny być skierowane na południe i ustawione pod kątem ok 30-35 względem ziemi. Przy takiej ekspozycji instalacja fotowoltaiczna wyprodukuje największą ilość energii z zainstalowanej mocy. Można założyć, że w warunkach polskich uzysk jednostkowy z elektrowni fotowoltaicznej wyniesie ok. 1 000 kWh z 1 kWp w ciągu roku.

W tej witrynie stosujemy pliki cookies. Standardowe ustawienia przeglądarki internetowej zezwalają na zapisywanie ich na urządzeniu końcowym Użytkownika. Kontynuowanie przeglądania serwisu bez zmiany ustawień traktujemy jako zgodę na użycie plików cookies. Więcej informacji w Polityce Cookies.

Rozumiem