Upał vs fotowoltaika – produkcja energii rośnie czy spada?

Gdy świeci słońce, wydaje się, że fotowoltaika powinna działać perfekcyjnie – więcej promieniowania oznacza przecież więcej energii. Jednak w rzeczywistości upały mogą działać jak niewidzialny hamulec dla sprawności instalacji PV.

- Wysoka temperatura paneli obniża ich sprawność nawet o kilkanaście procent, mimo intensywnego nasłonecznienia.
- O co chodzi z STC i NOCT? STC oznacza to warunki laboratoryjne (25°C), a NOCT lepiej odzwierciedla realną pracę modułów (ok. 45°C) i pozwala trafniej ocenić uzyski.
- Wybór paneli odpornych na wysokie temperatury to jedno, ale równie ważna jest dobra wentylacja, odstęp od dachu, jasne podłoże i właściwe prowadzenie okablowania – wszystko to ogranicza ryzyko przegrzania i strat.
Wzrost temperatury paneli to zjawisko, które znacząco wpływa na ich efektywność. Każdy moduł posiada tzw. temperaturowy współczynnik mocy – określający, o ile spada jego wydajność wraz ze wzrostem temperatury ogniwa powyżej standardowych 25°C. Brzmi niegroźnie – strata rzędu 0,4% na każdy stopień. Ale gdy powierzchnia panelu nagrzewa się do 65°C, mówimy już o realnym spadku mocy sięgającym kilkunastu procent.
Jakie informacje daje nam STC i NOCT?
Zanim przejdziemy do szczegółów, to wyjaśnijmy pewną istotną sprawę. W kontekście spadku sprawności modułów PV kluczowe stają się dwa parametry techniczne, które często są pomijane przy wyborze paneli: STC i NOCT.
STC (Standard Test Conditions) to wartość uzysku mocy w warunkach laboratoryjnych – przy temperaturze ogniwa 25°C i idealnym nasłonecznieniu. Brzmi dobrze, ale mało kto zdaje sobie sprawę, że takie warunki niemal nigdy nie występują w rzeczywistości. Dlatego dużo bardziej miarodajnym wskaźnikiem jest NOCT (Nominal Operating Cell Temperature), który pokazuje, jak panel zachowuje się przy temperaturze ogniwa dochodzącej do 45°C, czyli typowej dla pracy latem. Porównując oba parametry, można lepiej oszacować rzeczywistą wydajność instalacji i uniknąć rozczarowań, gdy słoneczne dni nie przynoszą spodziewanych zysków.
- Zobacz również: Nie zamontujesz falownika na niepalnej ścianie, jeśli ocieplisz ją styropianem – absurdy nowych Warunków Technicznych
Nie wszystkie panele radzą sobie równie dobrze
To, jak bardzo moduł traci na sprawności w gorące dni, zależy od technologii jego wykonania. Monokrystaliczne panele – dominujące dziś na rynku – cechują się wysoką sprawnością w umiarkowanych warunkach, ale ich temperaturowy współczynnik (od -0,3% do -0,5% na każdy 1°C) sprawia, że w pełnym słońcu tracą więcej niż inne typy. W przypadku modułów polikrystalicznych spadek jest podobny, ale często nieco większy. Natomiast technologie cienkowarstwowe, takie jak CdTe czy CIGS, choć mniej popularne i o niższej mocy nominalnej, znacznie lepiej znoszą gorąco – z ubytkiem rzędu tylko -0,2%/°C. Oznacza to, że przy wzroście temperatury do 70°C spadek mocy modułów bazujących na krzemie wynosi od 13,5% do 22,5%. Z kolei spadek dla modułów cienkowarstwowych to ok. 9%.

W praktyce oznacza to, że latem – wbrew pozorom – nie zawsze opłaca się mieć „najmocniejszy” panel. Ważniejsza może okazać się odporność na temperaturę i sposób, w jaki dany moduł zachowuje się w rzeczywistych warunkach pracy. Panel o niższej mocy nominalnej, ale lepszych parametrach temperaturowych, może w upalne dni wyprodukować więcej energii niż teoretycznie silniejszy konkurent. Dlatego coraz częściej inwestorzy – szczególnie ci działający w regionach o dużym nasłonecznieniu – kierują się nie tylko watami z katalogu, ale też wskaźnikami takimi jak NOCT, Pmax czy temperaturowy współczynnik mocy. W dłuższej perspektywie to właśnie one przekładają się na realne uzyski, stabilność pracy instalacji i opłacalność inwestycji.
Jak przeciwdziałać przegrzewaniu modułów PV?
Wysoka temperatura to nie tylko spadek sprawności, ale też ryzyko wystąpienia tzw. hot-spotów – lokalnych przegrzań, które mogą prowadzić do trwałych uszkodzeń ogniwa, a w skrajnych przypadkach nawet do pożaru. Najczęściej pojawiają się w miejscach zacienionych lub zabrudzonych, gdzie prąd zamiast równomiernie rozchodzić się po powierzchni, kumuluje się i intensywnie nagrzewa konkretny obszar. Dlatego tak ważna jest odpowiednia konstrukcja systemu: zachowanie odstępu od połaci dachowej i dobra wentylacja. Warto również zadbać o poprawne prowadzenie okablowania – tak, aby nie ograniczać przepływu powietrza i nie tworzyć dodatkowych zacienień sprzyjających przegrzewaniu.