Dlaczego fotowoltaika nie lubi bardzo wysokich temperatur?

fotowoltaika

Fotowoltaika wbrew pozorom nie działa najlepiej wtedy, gdy za oknem panuje bardzo wysoka temperatura. Upalne dni mają duży wpływ na wydajność instalacji. Jakie warunki są najlepsze dla produkcji prądu przez moduły i do czego przydaje się NOCT oraz STC? Czy mróz pogarsza działanie fotowoltaiki?

Wpływ temperatury otoczenia na działanie fotowoltaiki

W przypadku wielu osób, które dopiero zaczynają zgłębiać temat fotowoltaiki, panuje przekonanie o tym, iż moduły fotowoltaiczne produkują najwięcej energii elektrycznej pod wpływem światła słonecznego. Dodatkowo niektórzy mogą utożsamiać wysoką temperaturę z energią pochodzącą ze Słońca. Nic bardziej mylnego – kluczowe dla wydajności fotowoltaiki jest docierające do instalacji promieniowanie słoneczne. Dlatego też nawet w pochmurne dni moduły będą produkowały prąd na nasze potrzeby.

Co ciekawe, niemały wpływ na aktualną efektywność instalacji ma temperatura. Wynika to przede wszystkim z konstrukcji różnych rodzajów paneli, do których wykonania używa się głównie krzemu lub krzemu z domieszkami różnych pierwiastków. Materiał ten jest półprzewodnikiem, więc zmienia swoje właściwości pod wpływem zmiany temperatury. Mowa tu m.in. o współczynniku absorbcji promieniowania czy szerokości przerwy energetycznej.

Ze względu na określone parametry paneli fotowoltaicznych, mogą one pracować w zakresie temperaturowym od -40 do nawet +85℃. Dzięki temu instalacja fotowoltaiczna jest w stanie produkować prąd zarówno w bardzo zimnym, jak i bardzo gorącym klimacie. Jednak nie pozostaje to bez wpływu na sprawność. Wysokie temperatury zmniejszają napięcie, co przekłada się na mniejszą efektywność.

Parametry NOCT oraz STC dla pracy modułów PV

W parametrach panelu fotowoltaicznego można spotkać się z oznaczeniami, takimi jak np. NOCT. Ten tajemniczo brzmiący skrót to nic innego, jak parametr używany przy określaniu mocy modułów w Wp. Oznacza temperaturę ogniw w normalnych warunkach pracy (Normal Operating Cell Temperature), czyli:

  • temperaturze otoczenia oświetlanego modułu wynoszącą 20℃,
  • prędkości wiatru 1 m/s,
  • spektrum promieniowania dla gęstości atmosfery 1,5 AM (wartość dla obszaru Europy),
  • nasłonecznienie 800 W/m2.

 

Bardziej odpowiednim wskaźnikiem jest jednak STC, ponieważ średnie roczne nasłonecznienie w Polsce wynosi 1 000 W/m2. Wcześniej wspomniane standard test cell (STC) określa jednak moc paneli dla temperatury ogniwa wynoszącej 25℃, czyli więcej niż w przypadku NOCT. Powyżej tego progu sprawność instalacji modułu spada, nawet od 5 do nawet 10%.

Z tego względu powinniśmy pamiętać o wyborze najwydajniejszych paneli fotowoltaicznych, które są jednocześnie odporne na wysokie amplitudy powietrza oraz posiadają niski współczynnik strat temperaturowych (Pmax).

Fotowoltaika a niska temperatura

Fotowoltaika zimą ma sens i wbrew pozorom instalacja osiąga najwyższą sprawność właśnie w niskich temperaturach. Idealnymi warunkami w kontekście wydajności modułów są mróz oraz bezchmurne, słoneczne niebo. Dlaczego?

W momencie, gdy na powierzchnię ogniw dociera promieniowanie słoneczne, instalacja zgodnie z prawami efektu fotowoltaicznego zamienia tę energię na prąd. Skutkiem ubocznym jest jednak jednoczesne nagrzewanie się modułów. Niska temperatura otoczenia zapobiega nadmiernemu podgrzaniu się powierzchni paneli, dzięki czemu ich wydajność stoi na wysokim poziomie, pomimo docierania do nich znacznej ilości energii. Warto jednak zaznaczyć, że w cieplejszych okresach roku to wiatr może schładzać moduły.

Oczywiście trzeba w tym przypadku wziąć pod uwagę polską zimę, gdzie dni są dużo krótsze. Choć uzysk z instalacji w okresie zimowym będzie niższy, warunki pogodowe nie obciążą tak mocno modułów, jak bardzo wysokie temperatury w upalne dni.

Call Now Button