Efektywność fotowoltaiki: co wpływa na ilość wyprodukowanej energii elektrycznej?

Efektywność systemów fotowoltaicznych jest podstawowym wskaźnikiem ich wydajności i stanowi jeden z głównych kryteriów przy wyborze odpowiedniego rozwiązania solarnego. Jakie efektywne panele możecie obecnie nabyć i jakie czynniki wpływają na efektywność? Dowiesz się z poniższego tekstu.

Co to jest efektywność panelu fotowoltaicznego?

Efektywność panelu fotowoltaicznego to procentowa wartość wskazująca, jak dużą część energii słonecznej padającej na panel można przekształcić w użyteczną elektryczność. Na przykład panel o efektywności 15% jest w stanie przekształcić 15% padającej na niego energii słonecznej na elektryczność. Ta metryka jest kluczowa do porównywania wydajności różnych typów paneli solarnych i systemów.

Średnia efektywność paneli fotowoltaicznych obecnie oscyluje wokół 20%. Jednak rozwój technologii nieustannie postępuje, co sprawia, że efektywność paneli stale rośnie.

Czy wiesz, że…? Maksymalna efektywność, jaką mogą osiągnąć panele słoneczne, to 34%. Jest to limit ustalony przez prawa fizyki. Więcej o tym, jak działa fotowoltaika, możesz przeczytać w naszym innym artykule.

Jak efektywność wpływa na wydajność paneli

Im wyższa efektywność panelu fotowoltaicznego, tym większa jego wydajność. Wydajność mierzy się w jednostkach wattpeak (Wp). Każde 1000 Wp produkuje około 1 MWh elektryczności rocznie. Wydajność obecnych paneli fotowoltaicznych waha się w granicach 450–500 Wp.

Czynniki wpływające na efektywność paneli

Na efektywność paneli fotowoltaicznych wpływa szereg czynników. Są to przede wszystkim:

• Typ ogniw fotowoltaicznych: Istnieją różne typy paneli słonecznych w zależności od rodzaju ogniw fotowoltaicznych, z których się składają. Panele mogą być monokrystaliczne, polikrystaliczne i amorficzne. Panele monokrystaliczne są ogólnie uważane za najbardziej efektywne (w optymalnych warunkach), ale są również droższe. Pozostałe dwa typy paneli mają niższą efektywność, ale są tańsze. Zaletą paneli polikrystalicznych jest równomierny wydajność; panele amorficzne mają większą czułość przy niskim natężeniu światła słonecznego.
• Temperatura: Wraz ze wzrostem temperatury, efektywność paneli fotowoltaicznych spada. Jest to zjawisko wyrażane przez współczynnik temperaturowy i jest to ważna wartość przy planowaniu instalacji fotowoltaicznej, szczególnie w cieplejszych warunkach klimatycznych. Efektywność fotowoltaiki obniża się o około 0,4% na każdy stopień Celsjusza. Jest to spowodowane strukturą półprzewodników, które tworzą ogniwo fotowoltaiczne (opór półprzewodnika rośnie wraz ze wzrostem temperatury). Więcej na ten temat przeczytasz w artykule Jak działa fotowoltaika zimą.
• Intensywność światła słonecznego: Nie tylko temperatura zewnętrzna ma znaczenie, ale także intensywność światła słonecznego. Fotowoltaika jest w stanie produkować elektryczność nawet ze światła słonecznego rozproszonego (czyli gdy jest pochmurno), jednak w pogorszonych warunkach efektywność paneli fotowoltaicznych spada około 10 razy. W czasie gęstej mgły, silnego deszczu lub śniegu panele prawie nie produkują energii.
• Orientacja i nachylenie: Orientacja i nachylenie paneli względem słońca mają kluczowy wpływ na ich efektywność. Optymalna jest orientacja na południe (choć odpowiednie są również inne kierunki świata, poza północą) i kąt nachylenia między 30 a 35 stopni. Panele o większym kącie nachylenia mogą lepiej przechwytywać światło słoneczne w okresie zimowym; panele zainstalowane pod mniejszym kątem mogą być bardziej efektywne latem. Zakres między 30 a 35° jest więc idealnym kompromisem, aby zapewnić maksymalną produkcję elektryczności przez cały rok.
• Czystość i zacienienie paneli: Duży wpływ na efektywność ma także to, jak łatwo światło słoneczne może dotrzeć do powierzchni paneli. Jeśli panele są częściowo zacienione przez część dnia lub są silnie zabrudzone lub pokryte grubą warstwą śniegu (szczególnie w regionach górskich), światło słoneczne nie dociera do nich, a więc nie mają z czego produkować elektryczności. Szczególnie panele, które są zainstalowane pod kątem mniejszym niż 15° lub poziomo, szybciej się brudzą, czy to z powodu kurzu, pyłku czy na przykład ptasich odchodów. Tak może stopniowo dojść do obniżenia efektywności o 10–20%. Dlatego zaleca się regularne czyszczenie paneli słonecznych przynajmniej raz w roku.

Znaczenie efektywności fotowoltaiki

Wyższa efektywność paneli oznacza, że system solarny będzie w stanie wyprodukować więcej energii z danej powierzchni, co może być ważne dla gospodarstw domowych, które mają ograniczoną przestrzeń na instalację paneli. Z drugiej strony, systemy o wyższej efektywności są ogólnie droższe, więc ważne jest, aby obliczyć koszty i zaprojektować takie rozwiązanie, które uwzględni indywidualne potrzeby i możliwości danej gospodarstwa domowego.

Wniosek

Efektywność jest kluczowym wskaźnikiem wydajności systemów fotowoltaicznych i jest ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy decyzji o instalacji paneli słonecznych. Rola nie ogranicza się tylko do parametrów samej technologii, ale także jej prawidłowej instalacji i odpowiedniej konserwacji. To, jak fotowoltaika będzie Ci służyć i jak bardzo zwróci się Twoja inwestycja, będzie więc zależeć nie tylko od wyboru urządzenia, ale także firmy instalacyjnej, a w końcu także od tego, jak będziesz dbać o swoją domową elektrownię.