Zacienienie działki to jeden z kluczowych czynników wpływających na wydajność instalacji fotowoltaicznych. Nawet niewielkie obszary cienia mogą znacząco obniżyć produkcję energii przez panele słoneczne. W niniejszym artykule szczegółowo omówimy, jak zacienienie wpływa na wydajność fotowoltaiki, jakie są najczęstsze źródła cienia oraz jak można minimalizować jego negatywne skutki.
Panele fotowoltaiczne są bardzo wrażliwe na zacienienie, ponieważ działają na zasadzie łączenia ogniw słonecznych w moduły. Zacienienie nawet jednej komórki w panelu może obniżyć wydajność całego modułu. W efekcie, cały system może produkować mniej energii niż zakładano, co wpływa na jego opłacalność.
Pamiętaj: wybór właściwego systemu fotowoltaiki do domu należy zlecić ekspertom – skontaktuj się z Esun, by poznać szczegóły.
Konsekwencje zacienia działki dla instalacji
Jakie są skutki cienia na działce w kontekście fotowoltaiki? Przede wszystkim nawet niewielkie zacienienie może obniżyć moc wyjściową paneli fotowoltaicznych. Każdy panel składa się z wielu ogniw połączonych szeregowo. Jeśli jedno z ogniw jest zacienione, jego wydajność spada, co z kolei wpływa na cały obwód. Na przykład, jeśli mamy panel składający się z 60 ogniw, a jedno z ogniw zostanie zacienione i jego wydajność spadnie do zaledwie 20% normalnej wartości, cały panel może stracić nawet 33% swojej mocy wyjściowej.
Patrząc na to od strony praktycznej: jeśli panel o mocy 300 Wp jest częściowo zacieniony, powodując spadek mocy jednego ogniwa do 20%. W takim przypadku moc całego panelu może spaść o około 100 Wp, co oznacza, że zamiast generować 300 Wp, panel generuje jedynie 200 Wp.
Jak duże jest ryzyko skrócenia żywotności paneli?
Ciągłe zacienienie może prowadzić do przegrzewania niektórych części paneli. Kiedy ogniwo jest zacienione, generuje mniej prądu, ale nadal opiera się prądowi przepływającemu przez inne, niezacienione ogniwa. To powoduje, że zacienione ogniwo działa jako opornik, generując ciepło. Przegrzewanie może z czasem uszkodzić strukturę ogniw i obniżyć ich żywotność. Przegrzewanie może również prowadzić do efektu tzw. „hot-spotów”, gdzie lokalne zawyżenie temperatury powoduje trwałe uszkodzenia materiału panelu. Badania pokazują, że regularne występowanie hot-spotów może skrócić żywotność paneli nawet o 10-15%, zmniejszając ich sprawność szybciej niż w normalnych warunkach.
Trwałe obniżenie sprawności systemu
Widzieć trzeba bezwzględnie o tym, że stałe cacienienie wpływa na ogólną sprawność systemu fotowoltaicznego. W instalacji szeregowej zacienienie jednego panelu wpływa na wydajność całego szeregu paneli. Na przykład, w przypadku instalacji składającej się z 20 paneli połączonych szeregowo, gdzie jeden panel jest zacieniony, wydajność całej instalacji może spaść o znaczną wartość.
Potwierdzają to liczby. Zakładając, że w danej nieruchomości jest instalacja o mocy 6 kWp (6000 Wp) składającą się z 20 paneli po 300 Wp każdy. Jeśli jeden panel jest zacieniony i jego moc spada o 33% (do 200 Wp), to moc całej instalacji może spaść z 6000 Wp do 5867 Wp. Choć spadek mocy o 133 Wp może wydawać się niewielki, to w skali roku może to oznaczać stratę energii rzędu 1166 kWh (przy założeniu, że panele pracują przez 8 godzin dziennie przez 350 dni w roku).
Cień nad domem – studium przypadku
Negatywne działanie na efektywność instalacji pokazuje studium przypadku dla nieruchomości, która znajduje się w Wielkopolsce. Właściciel zdecydował się na instalację fotowoltaiczną o mocy 6 kWp. Jego dom jest otoczony wysokimi drzewami, które mogą rzucać cień na dach w godzinach porannych i popołudniowych.
Przed instalacją przeprowadzono symulację zacienienia, która wykazała, że w okresie zimowym, gdy słońce jest niżej, drzewa mogą powodować zacienienie na około 20% powierzchni dachu przez 2 godziny dziennie. Przy założeniu, że instalacja generuje maksymalnie 6000 Wp w idealnych warunkach, potencjalne straty energii wynoszą:
- średnia strata mocy dziennie: 20% zacienienia przez 2 godziny, przy maksymalnej produkcji 6000 Wp = 0,2 * 6000 Wp * 2 godziny = 2400 Wh (2,4 kWh)
- roczna strata energii**: 2,4 kWh * 365 dni = 876 kWh
Sporo, prawda? I tu pojawia się w naturalny sposób pytanie o to, co zrobić z fotowoltaiką, jeśli na działce jest sporo cienia. Pokażmy to na przykładzie wspomnianej nieruchomości w Wielkopolsce. Aby zminimalizować wpływ zacienienia, przede wszystkim zredukowano wysokość drzew wokół domu, co zmniejszyło zacienienie do 10% powierzchni dachu. Dodatkowo zainstalowano optymalizatory mocy, co pozwoliło na minimalizację wpływu zacienienia na pojedyncze panele.
Efekty? Po zastosowaniu tych rozwiązań, strata energii spadła o połowę:
- średnia strata mocy dziennie po redukcji zacienienia: 10% zacienienia przez 2 godziny = 0,1 * 6000 Wp * 2 godziny = 1200 Wh (1,2 kWh)
- roczna strata energii po redukcji zacienienia: 1,2 kWh * 365 dni = 438 kWh
Jak więc wyraźnie widać, po zainstalowaniu optymalizatorów mocy i przycięciu drzew, odczuwalne jest znaczne zmniejszenie strat energii. W skali roku zmniejszyła się ona z 876 kWh do 438 kWh, co pozwoliło na lepsze wykorzystanie potencjału instalacji fotowoltaicznej i zwiększenie oszczędności na rachunkach za prąd.
Efektywne zaplanowanie instalacji fotowoltaicznej
Zacienienie może znacząco wpływać na wydajność instalacji fotowoltaicznych, ale dzięki odpowiednim strategiom i technologiom można zminimalizować jego negatywne skutki. Optymalne umiejscowienie paneli, regularne przycinanie drzew, użycie mikroinwerterów lub optymalizatorów mocy oraz regularne czyszczenie paneli to kluczowe działania, które mogą zwiększyć efektywność systemu fotowoltaicznego. Chcesz wiedzieć, jak funkcjonować będzie fotowoltaika na Twojej działce? Wypełnij formularz na eSun – bezpłatnie przeanalizujemy Twoją sytuację.
