Odpowiedź jest prosta. Panele fotowoltaiczne przechwytują energię słoneczną, by przetworzyć ją na energię elektryczną. Wydajność instalacji zależy od nasłonecznienia, tymczasem w Polsce słońce świeci na dobrą sprawę intensywnie tylko kilka miesięcy w roku. Słusznie więc zadajemy sobie pytanie o wydajność fotowoltaiki w naszym klimacie. W tym artykule postaramy się rozwiać wątpliwości dotyczące działania instalacji fotowoltaicznej w klimacie umiarkowanym.
Pierwszym mitem panującym w Polsce jest właśnie to, że nasz klimat jest nieodpowiedni dla fotowoltaiki. Tymczasem okazuje się, że klimat umiarkowany jest optymalny dla działania instalacji solarnej. Dlaczego klimat w Polsce jest odpowiedni dla fotowoltaiki? Bo w klimacie bardzo gorącym instalacja przegrzewa się i nie działa sprawnie. Ze wzrostem temperatury rosną drgania sieci krystalicznej ogniw, co powoduje zaburzenie przepływu elektronów półprzewodnika i przyczynia się do spadku mocy urządzenia. W Polsce temperatura jest optymalna, a dodatkowo wieje tu często chłodzący instalację wiatr, co poprawia wydajność instalacji. Panele działają znacznie lepiej w niskich temperaturach. To między innymi dlatego Niemcy czy nawet pochmurna Wielka Brytania przodują w udziale fotowoltaiki w uzyskiwaniu energii, podczas gdy gorące kraje południowe są daleko w tyle. Oczywiście to nie jedyne powody, jednak sprawność, wydajność i co za tym idzie opłacalność instalacji solarnych jest jednym z najważniejszych argumentów stojących za decyzją o inwestycji w fotowoltaikę. Ekologia dla przeciętnego Europejczyka jest tu sprawą drugorzędną. Tak więc odpowiadamy – klimat w Polsce jest optymalny dla działania paneli fotowoltaicznych. Więcej o nasłonecznieniu w Polsce omówimy w kolejnym rozdziale.
Kolejnym mitem panującym w Polsce jest także to, że panele fotowoltaiczne nie działają zimą. Oczywiście, bez intensywnego nasłonecznienia nie możemy liczyć na duże ilości energii. To oczywista zależność. Zimą słońce świeci słabo, na dodatek tylko przez kilka godzin na dobę i jest to najczęściej światło rozproszone. Niestety, bo nasze potrzeby wydatkowania energii zimą rosną, choćby na oświetlenie. Czy więc fotowoltaika działa również zimą? Otóż działa. Warto spojrzeć na tabelę ukazującą dzienną ilość energii promieniowania słonecznego padającego na 1 m2.
Łatwo zauważyć, że wydajność instalacji spada zimą ponad dziesięciokrotnie.
W grudniu uzysk energii z 10 m2 instalacji wynosiłby dziennie zaledwie 5kWh, co odpowiada pracy kotła o mocy 10kW przez pół godziny. Kiepsko, ale nie beznadziejnie. Wszak latem mamy nadwyżki uzyskanej energii, które możemy spożytkować właśnie w miesiącach zimowych.
By jednak wydajność fotowoltaiki także zimą była optymalna trzeba spełnić kilka warunków. Po pierwsze położenie oraz kąt nachylenia paneli. Podstawowym warunkiem jest ustawienie instalacji w kierunku południowym, można oczywiście obejść tę zasadę zwiększając powierzchnię instalacji, ale to podnosi koszty inwestycji. Słońce powinno też w idealnych warunkach padać na instalację pod kątem prostym. Latem więc, kiedy słońce jest wysoko, panele powinny być ustawione niemal poziomo. Zimą sprawa się komplikuje, bo słońce jest nisko nad horyzontem, panele więc musiałyby być ustawione pionowo. Wybierajmy więc ustawienie uniwersalne, czyli 45°. To zresztą zazwyczaj nie problem – większość dachów w Polsce ma taki właśnie kąt nachylenia.
Drugim warunkiem sprawnego działania paneli zimą jest ich odśnieżanie. Są w Polsce regiony, zwłaszcza na południu kraju, gdzie pokrywa śnieżna utrzymuje się nawet ponad 100 dni w roku. Panele pokryte śniegiem nie działają sprawnie. W rachunku rocznym ich wydajność spada w tych regionach nawet do 3,5%. Zaleca się więc w tych miejscach dwie rzeczy. Po pierwsze delikatne omiatanie paneli ze śniegu, chociaż możemy tego uniknąć stosując 35° kąt nachylenia paneli. To ułatwi pokrywie śnieżnej samoistne zsuwanie. Tu również z pomocą przychodzi nam architektura, bowiem na terenach górzystych, gdzie śniegu jest najwięcej, również dachy są bardziej pochyłe. Tak więc śmiało można powiedzieć, że panele fotowoltaiczne działają również zimą.
W kilku przypadkach, np. w nocy, podczas mocno pochmurnych dni, pod całkowitą pokrywą śnieżną oraz przy braku napięcia z sieci zewnętrznej. To jednak wliczone jest w rachunek ekonomiczny działania paneli fotowoltaicznych i nie jest w większości zależne od położenia geograficznego.
Przystępując do rachunku oraz obliczając zyski z instalacji fotowoltaicznej warto też spojrzeć na mapę nasłonecznienia w Polsce. Choć warunki pogodowe w Polsce mamy podobne do naszych zachodnich sąsiadów Niemiec, to jednak nasłonecznienie różni się w poszczególnych częściach naszego kraju. Warto o tym pomyśleć przy projekcie instalacji i jej odpowiednich rozmiarach, kącie nachylenia paneli, odpowiednim ustawieniu na południe. W tym już na szczęście pomogą nam specjaliści.
