Moduły fotowoltaiczne stanowią podstawowy element instalacji fotowoltaicznych, przekształcając energię słoneczną na energię elektryczną. Aby zrozumieć, jak skutecznie będą funkcjonować i jak dużo energii mogą wygenerować, warto zapoznać się z kluczowymi parametrami, które definiują ich wydajność. W tym artykule omówimy najważniejsze parametry modułów fotowoltaicznych i wyjaśnimy, dlaczego są one istotne.
Moduły fotowoltaiczne, jak każde urządzenie elektroniczne, mają swoje własne specyficzne parametry, które różnią się między poszczególnymi seriami i są opatrzone kartą produktu zawierającą dane techniczne. Zrozumienie i uwzględnienie parametrów paneli fotowoltaicznych jest kluczowe dla właściwego doboru instalacji, a także oceny jej wydajności i opłacalności. Ta specyfikacja może być jednak trudna do zrozumienia dla kogoś bez doświadczenia w tym temacie.
Jakość fotowoltaiki zależy od różnych czynników. Głównym jest rzeczywista moc paneli fotowoltaicznych, jednak samo jej poznanie nie wystarczy do wyboru najlepszego modelu. Równie istotne jest ocenienie sprawności modułu, współczynnika temperaturowego oraz rocznego spadku mocy. Aby instalacja fotowoltaiczna zachowała wysoką wydajność przez długi czas, musimy wziąć pod uwagę wszystkie parametry jej komponentów. Każdy z nich odnosi się do innych właściwości, które wpływają na produkcję energii słonecznej. Poznaj panele PV od strony technicznej.
MPP (Maximum Power Point) to moc ogniw fotowoltaicznych określona w punkcie maksymalnej mocy. Aby ustalić, jaka jest rzeczywista moc modułów fotowoltaicznych, trzeba przebadać ich pracę w warunkach STC (Standard Test Conditions). Są to standaryzowane warunki testowe, będące wytycznymi dla modułów używanych w ciepłym klimacie. Na wspomniane warunki składa się nasłonecznienie wynoszące 1000 W/m2, temperatura ogniw wynosząca 25°C, spektrum promieniowania dla gęstości atmosfery wynoszące 1,5 ATM oraz bezwietrzna pogoda. Pamiętaj, że dane techniczne paneli fotowoltaicznych właściwe dla warunków testowych nie muszą odzwierciedlać rzeczywistej efektywności pracy paneli.
NMOT/NOCT (Nominal/Normal Module/Operating Cell Temperature), inaczej temperatura, jaką osiągnie panel w warunkach zbliżonych do normalnej eksploatacji. Warunki te charakteryzują się natężeniem promieniowania słonecznego wynoszącym 800 W/m2, temperaturą otoczenia 20°C, prędkością wiatru wynoszącą 1 m/s oraz takim samym, jak w przypadku STC, spektrum promieniowania dla gęstości atmosfery. Jest to kluczowy parametr, który decyduje o zdolności panelu do produkcji energii elektrycznej.
Wybierając panele słoneczne, warto wziąć pod uwagę te modele, które mają jak najniższy parametr NMOT/NOCT, ponieważ urządzenia będą pracowały efektywniej przy niższej temperaturze.
Sprawność paneli fotowoltaicznych określa, jaki procent otrzymanej energii słonecznej zostanie przekształcony w energię elektryczną. To oczywiście oznacza, że im wyższy jest procent określający sprawność modułu, tym lepiej. Parametr ten dotyczy całego modułu, najlepiej kompletnego z ramą, co daje bardziej wiarygodny wynik. Obecnie wydajność paneli oscyluje na poziomie 19-26%. Dla modułów o większej wydajności konwersji, mniej światła słonecznego jest marnowane, co zwiększa ogólną efektywność instalacji.
Sprawność paneli fotowoltaicznych warto oceniać nie tylko w momencie zakupu, ale też po latach. Producenci podają, jak zachowają się w perspektywie 10-letniej. Parametr sprawności krzemowych ogniw zależy też od ich typu. Panele monokrystaliczne prezentują się pod tym względem nieco lepiej niż polikrystaliczne.
Zwróć uwagę, że parametr sprawności w dużej mierze zależy od warunków atmosferycznych. Im więcej promieni słonecznych pada na aktywną powierzchnię modułu, tym większy będzie uzysk energetyczny. Nawet najdroższe ogniwa nie będą pracowały optymalnie przy bardzo silnym zacienieniu.
Współczynnik temperaturowy określa, jak zmienia się wydajność modułów w zależności od temperatury otoczenia. Im niższy jest ten współczynnik, tym mniej obniża się wydajność paneli wraz ze wzrostem temperatury. Przykładowo, jeśli współczynnik wynosi -0,50%/°C, oznacza to obniżenie mocy o 0,50% na na 1°C podwyższenia temperatury. Zbyt duże obniżenie wydajności w wysokich temperaturach może wpływać negatywnie na produkcję energii.
Temperaturowy współczynnik mocy powinien być jak najbliższy zeru. Oznaczałoby to, że krzemowe ogniwa pracują maksymalnie stabilnie niezależnie od temperatury. Moduły fotowoltaiczne w optymalnych warunkach nasłonecznienia pracują stosunkowo rzadko. Wzrosty i spadki temperatury czy zachmurzenie są czymś normalnym, dlatego dobre panele to takie, których praca jest przewidywalna.
Współczynnik wypełnienia (FF) (Fill Factor) to wielkość charakterystyczna dla konkretnego ogniwa, która określa stosunek jego maksymalnej mocy do mocy maksymalnej ogniwa idealnego, czyli zgodnego z parametrami producenta. Parametr ten umożliwia precyzyjną klasyfikację ogniw. Moduły w klasie A, czyli najwyższej, powinny cechować się współczynnikiem na poziomie min. 0,75, natomiast panele niskiej jakości wyróżniają się FF poniżej 0,72.
Moduły fotowoltaiczne z czasem tracą nieco na sprawności. To zjawisko określa się jako liniowy spadek mocy i wynika ono ze starzenia się instalacji. Roczny spadek mocy powinien być na jak najniższym poziomie.
Największa degradacja następuje po pierwszym roku używania modułów (może wynosić 2-3%), a następnie utrzymuje się na poziomie ok. 0,5% w ciągu roku. Producenci deklarują zazwyczaj, że po 25 latach korzystania z instalacji jej sprawność wynosi min. 80%. Choć panele fotowoltaiczne tracą część mocy z roku na rok, w rzeczywistości dla zwykłego odbiorcy taka degradacja przez bardzo długi czas będzie niedostrzegalna.
Tolerancja mocy informuje nas o ewentualnej różnicy w mocy poszczególnych modułów. Moc, jaką posiadają pojedyncze moduły fotowoltaiczne produkowane w ramach jednej serii, może się nieznacznie różnić. Dodatnia tolerancja mocy oznacza, że ostateczna moc urządzenia może być wyższa od nominalnej (np. +5%). Jeśli tolerancja wynosi 0%, moduł nie będzie miał niższej mocy od nominalnej. Niektóre moduły oznacza się -/+, co znaczy, że poszczególny komponent może posiadać moc mieszczącą się w podanym zakresie (np. -5/+5%). To szczególnie ważne, ponieważ moduły są zwykle łączone w panele (stringi/szeregi), zatem jeśli któryś z nich będzie posiadał niższą moc, pozostałe się do niego dopasują.
Wytrzymałość to ważny, ale często pomijany parametr modułów fotowoltaicznych. Wybierając urządzenie, powinno się zwracać uwagę, jakie oznaczenia w zakresie testów wytrzymałościowych ono posiada, a przede wszystkim dopasować je pod tym względem do warunków, w jakich chcemy zamontować instalację. Przykładowe oznaczenia to np.:
IEC 61215 – odporność na kule gradowe;
IEC 61730 – odporność na ogień;
IEC 62716 – odporność na amoniak;
IEC 617302 – odporność na obciążenie śniegiem.
Niektóre panele mogą posiadać większą odporność na uszkodzenia, inne mniejszą, dlatego warto zwrócić uwagę na standardy gwarantowane przez producenta.
Wytrzymałość ogniw to nie wszystko. Liczy się także montaż paneli w oparciu o sprawdzone rozwiązania. Trzeba zdawać sobie sprawę, że niezależnie od parametrów ogniw fotowoltaicznych, nie jesteś w stanie zabezpieczyć ich przed wszystkimi niebezpieczeństwami. Względny spokój gwarantuje ubezpieczenie fotowoltaiki. Przy wyborze ubezpieczyciela zwróć uwagę na zakres ryzyk, od jakich wykupujesz polisę. Im jest on szerszy, tym większa jest szansa, że w razie uszkodzenia instalacji możesz liczyć na wypłatę świadczenia.
Trwałość i gwarancja to kluczowy parametr dla inwestujących w fotowoltaikę. Wysokiej jakości moduły powinny utrzymać swoją wydajność przez wiele lat. Gwarancja producenta obejmuje okres, w którym moduł powinien utrzymać określoną sprawność. Przy wyborze paneli fotowoltaicznych zwróć też uwagę na gwarancję dotyczącą samego montażu oraz falownika.
Rozmiar i waga modułu to parametry przydatne do zaplanowania instalacji. Należy pamiętać, że większe moduły niekoniecznie oznaczają większą moc. Z reguły im mniejszy i lżejszy jest moduł o danej mocy, tym zajmie mniej miejsca i nie obciąży znacząco konstrukcji.
Dopasowując panele fotowoltaiczne, warto wziąć pod uwagę konstrukcję poszycia dachu, zwłaszcza jeżeli moduły PV mają być instalowane na starym budynku.
Dokumenty, w których można znaleźć szczegółowe parametry modułów fotowoltaicznych, są zazwyczaj udostępnione na stronach internetowych producentów danego sprzętu. Karty produktowe zawierające specyfikację techniczną modułów często można znaleźć także na stronach internetowych hurtowni i firm fotowoltaicznych.
Najważniejsze dane dotyczące modułów są także umieszczane na tabliczkach znamionowych. To oznakowanie, które powinno zostać trwale umieszczone na samym module lub w dokumentacji urządzenia. Taka tabliczka powinna zawierać ważne dane identyfikacyjne i elektryczne modułu, ale może zawierać również wymiary urządzenia, wagę czy zakres tolerancji mocy.
Rozwój technologii fotowoltaicznych skupia się również na ciągłym podnoszeniu parametrów, co prowadzi do produkowania bardziej efektywnych i wydajnych modułów. W miarę postępów możemy oczekiwać coraz bardziej innowacyjnych rozwiązań, które poprawią efektywność energetyczną systemów fotowoltaicznych. Warto być świadomym tych parametrów, aby móc dokładnie ocenić, które moduły są najlepsze dla danego zastosowania.
Wiele technicznych parametrów modułów fotowoltaicznych nadal może być dla niektórych osób zagadnieniem dość skomplikowanym. Dlatego też nieoceniona jest pomoc doświadczonych instalatorów, którzy potrafią ocenić i wytłumaczyć poszczególne specyfikacje techniczne. Oprócz samych parametrów modułów, na wydajność i prawidłowość instalacji będzie rzutowało także samo wykonanie montażu. Skuteczna fotowoltaika musi być bowiem połączeniem dobrej jakości modułów z profesjonalnym montażem.
Parametry paneli fotowoltaicznych warto konsultować zarówno na etapie projektowania instalacji PV, jak i w sytuacji, kiedy inwestor rozważa zwiększenie autokonsumpcji i chce rozbudować fotowoltaikę, zwiększając liczbę ogniw lub moc OZE.
