Jak bardzo spada produkcja z fotowoltaiki przy 35°C? Upał to wróg paneli PV

• Fotowoltaika potrzebuje słońca, ale nie lubi wysokiej temperatury. W upały moduły nadal produkują energię, lecz ich chwilowa moc spada.
• Kluczowa jest temperatura ogniwa, a nie tylko temperatura powietrza. Znaczenie mają też wiatr, sposób montażu i wentylacja modułów.
• Przy wyborze paneli warto patrzeć na współczynnik temperaturowy. W gorące dni ten parametr realnie wpływa na uzysk instalacji.

Fotowoltaika w upały traci moc. Jak bardzo nagrzewają się moduły PV?

Właściciele instalacji fotowoltaicznych często zakładają, że im większy upał, tym większa produkcja energii. Rzeczywistość jest mniej intuicyjna: moduły PV potrzebują słońca, ale nie lubią wysokiej temperatury. Gdy ogniwa mocno się nagrzewają, ich chwilowa moc spada, nawet jeśli niebo jest bezchmurne, a nasłonecznienie bardzo dobre.

To ważne szczególnie podczas fal upałów, gdy temperatura powietrza przekracza 30°C, a dach nagrzewa się znacznie mocniej niż otoczenie. Instalacja nadal produkuje energię, ale nie pracuje w warunkach katalogowych. Parametry modułów podawane są zwykle dla standardowych warunków testowych, czyli przy natężeniu promieniowania 1000 W/m² i temperatury ogniwa 25°C. Latem ogniwo rzadko ma 25°C. Przy 35°C w cieniu, mocnym słońcu i słabym wietrze może nagrzać się do około 60-70°C.

Temperatura modułu PV zależy nie tylko od powietrza

Kluczowa nie jest temperatura powietrza, lecz temperatura ogniwa. Ta zależy od kilku czynników: nasłonecznienia, wiatru, sposobu montażu i możliwości oddawania ciepła. Moduł na konstrukcji naziemnej, z dobrym przewiewem od spodu, będzie miał zwykle łatwiejsze warunki pracy niż moduł położony blisko połaci dachowej. Im większe promieniowanie i słabszy wiatr, tym bardziej rośnie temperatura ogniwa. Im mniejszy odstęp od powierzchni montażowej, tym trudniej odprowadzić ciepło.

• Zobacz również: W upalny weekend wszyscy włączymy klimatyzację: czy padnie rekord zapotrzebowania na prąd?

Czym jest współczynnik temperaturowy mocy?

Współczynnik temperaturowy mówi, o ile procent spada moc modułu przy wzroście temperatury ogniwa o 1°C powyżej 25°C. Im mniej ujemna wartość, tym lepiej.

Dla starszych lub mniej zaawansowanych modułów wartości rzędu -0,35%/°C są czymś typowym. Oznacza to spadek mocy o 3,5% na każde 10°C powyżej temperatury katalogowej. Nowoczesne moduły n-type TOPCon często schodzą w okolice -0,29%/°C, a część najnowszych konstrukcji deklaruje jeszcze lepsze wyniki. Przykładowo LONGi dla swoich modułów podaje nawet -0,26%/°C. 

Ile mocy znika przy 65°C na ogniwie?

Weźmy moduł o mocy 450 W. Jeżeli temperatura ogniwa wzrośnie do 65°C, to jesteśmy 40°C powyżej warunków testowych. Przy współczynniku -0,35%/°C spadek wyniesie około 14%, więc moduł będzie miał chwilowo około 387 W. Przy -0,29%/°C spadek to około 11,6%, czyli około 398 W. Przy -0,26%/°C zostaje około 403 W.

Różnica między modułami nie wygląda spektakularnie na jednej sztuce, ale na całej instalacji i w skali wielu gorących dni przekłada się na realny uzysk. Nadal trzeba pamiętać, że to uproszczone obliczenie. Produkcja zależy też od kąta padania promieni, zabrudzenia, pracy falownika, napięcia w sieci i ewentualnego ograniczania mocy.

Czy upał niszczy panele fotowoltaiczne?

Jeden upalny dzień nie oznacza awarii modułów. Są projektowane do pracy w wysokich temperaturach. Upał oznacza przede wszystkim chwilowy spadek mocy. Większym problemem mogą być lokalne przegrzania, hotspoty, zacienienie, zabrudzenia, uszkodzone diody bypass albo błędy montażowe, które pogarszają odprowadzanie ciepła.

Nie warto też polewać rozgrzanych paneli zimną wodą w południe. Nagłe chłodzenie szkła może powodować naprężenia, twarda woda zostawia osad, a praca przy instalacji elektrycznej na dachu zawsze wiąże się z ryzykiem. Jeśli moduły wymagają czyszczenia, trzeba trzymać się instrukcji producenta. A w niej najczęściej niskie ciśnienie, woda o temperaturze zbliżonej do modułu i praca przy niskim oświetleniu, najlepiej rano lub wieczorem.

Fotowoltaika w upał nadal produkuje energię, ale nie w warunkach z laboratorium. Gdy temperatura ogniw rośnie z 25°C do 60-70°C, moc modułów wyraźnie spada. Dlatego przy wyborze paneli warto patrzeć nie tylko na waty z karty katalogowej, ale też na współczynnik temperaturowy. To parametr, który w najgorętszych godzinach roku przestaje być drobnym szczegółem technicznym.

Źródła: PVWatts, Sandia, LONGi, Jinko Solar.