Nierzadko możemy usłyszeć, że fotowoltaika jest świetnym pomysłem tylko, że w krajach, gdzie panuje ciepły klimat i słońce świeci praktycznie przez cały rok. Na pierwszy rzut oka wydaje się to być całkiem rozsądne, ponieważ panele fotowoltaiczne wytwarzają prąd pod wpływem światła słonecznego. Zależeć więc powinno nam na jak najwięcej słonecznych dni. Energia słoneczna bardzo często kojarzy się nam z wysoką temperaturą powietrza, czyli największą wydajnością ogniw fotowoltaicznych. Warto jednak zdać sobie sprawę, że prawda jest nieco inna.
Moduły PV są wykonane z krzemu. Jest to materiał półprzewodnikowy, który razem ze zmianą temperatury zmienia również swoje własności. Są to między innymi: współczynnik absorbcji promieniowania, ruchliwość ładunków i szerokość przerwy energetycznej i rezystywność samego półprzewodnika oraz koncentrację nośników ładunku. Mają one mocny wpływ na efektywność absorbcji światła, tym samym na ilość wytwarzanej energii elektrycznej.
Panele fotowoltaiczne, a temperatura otoczenia
Producenci zawsze biorą pod uwagę wiele czynników atmosferycznych na naszej planecie, które mogą mieć wpływ na pracę układów. Panele PV pracują więc standardowo w zakresie temperatur od –40 do +85 stopni. Działają więc one bezawaryjnie zarówno w północnych częściach globu, jak i również w suchym i gorącym klimacie. W zależność od temperatury otoczenia, ich sprawność będzie się różniła. Fotowoltaika w Szczecinie świetnie jest opisana na https://solowoltaika.pl/
Wysokie temperatury oczywiście mają wpływ na temperaturę samych paneli PV. Poprzez intensywne światło słoneczne i wysoką temperaturę otoczenia, krzem nagrzewa się co prowadzi do spadku napięcia na modułach. Prowadzi to do spadku ilości generowanej mocy. Możemy więc śmiało stwierdzić, że im wyższa temperatura powietrza, tym będzie niższa ich efektywność.
Natomiast przy niskich temperaturach, sprawność paneli wzrasta. W słoneczne, zimowe lub jesienne dni absorbcja światła dochodzącego do modułów powoduje wytwarzanie dużej ilości energii elektrycznej. Przekłada się to więc na to, że latem panele fotowoltaiczne dają więcej prądu, ponieważ mają więcej światła do dyspozycji. Natomiast jesienią oraz zimą lepiej wykorzystują one mniejsza ilość światła ze względu na niższą temperaturę. Duży wpływ ma tutaj również wiatr, który dodatkowo schładza moduły krzemowe i wpływa na ich wysoką sprawność.
Jakie są optymalne warunki pracy paneli fotowoltaicznych?
Warto wspomnieć, że głównym parametrem paneli fotowoltaicznych jest moc nominalna wyrażona w Wp. Moc tą określa się na podstawie określonych warunków pracy. Ich wskaźnikiem jest parametr NOCT. Pomaga on zrozumieć, jak panele działają w normalnej temperaturze. Najczęściej parametr ten określa się na warunku nasłonecznienia 800W/m2. Warto jednak pamiętać, że w Polsce średnie roczne nasłonecznienie wynosi 1000 W/m2.
Optymalne warunki pracy paneli PV określa się wskaźnikiem STC. Po przekroczeniu temperatury ogniwa PV 25 stopni, sprawność spada, a w temperaturze NOCT jego moc może być od 5% do 10% niższa od maksymalnej. Jeżeli decydujemy się na wybór paneli, warto wziąć pod uwagę te, które posiadają najmniejszy współczynnik strat temperaturowych Pmax, który określa odporność ogniwa PV na temperaturę.
