Podczas czytania tabliczki znamionowej modułu fotowoltaicznego, znajdziemy parametr moc nominalna/moc znamionowa. Parametr ten określa wydajność paneli w standardowych warunkach testowych. Warunki te, to temperatura 25°C, nasłonecznienie 1000 W/m2, a prędkość wiatru nie przekracza 1 m/s. Liczba, która jest na tabliczce znamionowej, wskazuje, jaką moc wygeneruje panel w niezakłóconych warunkach przez godzinę ekspozycji na maksymalne promieniowanie słoneczne. Takie warunki zdarzają się jednak rzadko, a przecież panele fotowoltaiczne powinny pracować sprawnie w równych warunkach.
Sprawność paneli w zależności od temperatury
Bardzo popularnym mitem na temat fotowoltaiki jest informacja, że panele potrzebują ciągłego nasłonecznienia i bardzo wysokich temperatur, by działały poprawnie. Prawda jest zgoła odmienna. Panele fotowoltaiczne wcale nie lubią bardzo wysokich temperatur i ostrego słońca. Jest to w pewnym sensie paradoks: panele owszem potrzebują sporo słońca, jednak wcale nie wymagają wysokich temperatur powietrza. Na szczęście w Polsce panuje klimat umiarkowany, w związku z tym dominują dni słoneczne, ale nie upalne. Dlatego fotowoltaika w naszym kraju sprawdza się tak dobrze.
Przegrzanie ogniw
W przypadku paneli wysokiej klasy producenci zazwyczaj podają, że tracą one na mocy maksymalnej ok. 0,45 proc./ oC to oznacza spadek o niecałe pół punktu procentowego na każdy stopień Celsjusza. Jeśli w rejonie wysoka temperatura występuje przez cały rok, lub gdy panele są zamontowane w miejscu, gdzie w otoczeniu panuje wyższa temperatura, stosuje się specjalne układy, które mają chłodzić ogniwa. Według szacunków górna granica, do której panele fotowoltaiczne funkcjonują poprawnie, to przedział 85-90 stopni C. Mowa tu o temperaturze nagrzanego panela, a nie powietrza.
Kiedy temperatura jednego ogniwa przekracza 25ºC, sprawność modułów PV spada w stosunku do optymalnej pracy o nawet 10%. Kiedy temperatura powietrza sięgnie okolic 40ºC panele fotowoltaiczne mogą nagrzać się do nawet ok. 70ºC. Takie temperatury dają stratę wydajności, która może osiągnąć nawet 15% mocy modułu. Dlatego dokonując wyboru paneli, warto zwrócić uwagę na jeszcze jeden parametr, czyli Pmax (Maximum Power Point). Parametr ten określa on poziom strat w wydajności i sprawności modułów fotowoltaicznych, kiedy temperatura modułu przekracza 25ºC.
Czy panele fotowoltaiczne trzeba chłodzić
Prawidłowe chłodzenie paneli fotowoltaicznych wynika przede wszystkim z ich prawidłowego montażu. Odpowiednio zaprojektowana konstrukcja wsporcza zapewnia prawidłową wentylację, czyli poprawne chłodzenie paneli. Istnieją także osobne systemu chłodzące. Można np. panele fotowoltaiczne wyposażyć w rurki wypełnione czynnikiem chłodzącym (nanopłyn). We Francji testowane jest obecnie nowe rozwiązanie. Jest to rura umieszczana na krawędzi paneli. Małe otwory w rurze pozwalają na magazynowanie wody deszczowej oraz uwalnianie jej, by na panelach tworzyła się cienka warstwa wody, której zadaniem jest obniżenie niemal natychmiast temperatury instalacji. Zdaniem francuzów, ta metoda pozwoli na zwiększenie wytwarzania energii przez fotowoltaikę o nawet 8-12% w skali roku.
Podsumujmy
Wpływ temperatur na sprawność paneli w warunkach panujących w naszym kraju nie jest tak duży jak np. w krajach południowych. W Polsce panują niemal idealne warunki pogodowe do korzystania z fotowoltaiki. Uśrednione nasłonecznienie w skali roku w Polsce to ok. 1000 kWh/m2. O wpływie mrozów na panele pisaliśmy TUTAJ. Najlepsze panele fotowoltaiczne zachowują nawet do 98% sprawności w warunkach nasłonecznienia na poziomie 200 W/m2.