Jak obliczyć uzysk energii z ogniw fotowoltaicznych?

Jak obliczyć uzysk energii z ogniw fotowoltaicznych?
2 lutego, 2021

Jak obliczyć uzysk energii z ogniw fotowoltaicznych?

Instalacja fotowoltaiczna ma pozwolić na wyprodukowanie takiej ilości prądu, która zaspokoi zapotrzebowanie energetyczne budynku. Jednak samo określenie mocy paneli PV nie wystarczy. Znacznie istotniejszym parametrem, dzięki któremu określisz skalę oszczędności, jaką przyniosą moduły fotowoltaiczne, jest uzysk energii z instalacji. Czym dokładnie jest ten parametr i jak go obliczyć? Oto najważniejsze informacje.

Co to jest uzysk z fotowoltaiki?

Uzysk z fotowoltaiki to łączna ilość energii z instalacji fotowoltaicznej, podawana w kWh, jaka zostanie wyprodukowana przez system w określonym czasie. Najczęściej mierzy się uzysk w okresie gwarancji na wydajność, z jaką będą pracowały panele. Ten parametr pozwala oszacować, przez jak długi czas ilość prądu wytwarzanego przez instalację PV będzie adekwatna do rzeczywistych potrzeb budynku. Pomoże także policzyć opłacalność zastosowania konkretnych modeli modułów.

Po co liczy się uzysk?

Uzysk jest parametrem, który pozwala określić, czy moc instalacji PV jest adekwatna do potrzeb budynku. To również kluczowa wartość pomagająca w wyborze paneli do produkcji energii elektrycznej. Warto pamiętać, że przy zakupie modułów nie ma jednego, dobrego rozwiązania – wszystko zależy od tego, jakie są warunki pracy planowanej instalacji. Wiedząc, na jaki uzysk można liczyć, można podjąć świadomą decyzję.

Warto przy tym pamiętać, że w kolejnych latach pracy instalacji fotowoltaicznej jest ona coraz mniej wydajna. To zupełnie naturalne zjawisko, które ma przełożenie na wielkość uzysku. Dlatego przy planowaniu mocy elektrowni fotowoltaicznej, nie można opierać się tylko na wartości wyjściowej, czyli na tym, ile wynosi prognozowany uzysk w pierwszym roku jej pracy. Trzeba mieć na uwadze, że w miarę upływu lat, wydajność modułów fotowoltaicznych spada, a wraz z nią spadać będzie również uzysk (dokładne informacje na temat skali tego zjawiska, można znaleźć w dokumentacji technicznej, bo skala spadku wydajności jest różna dla różnych modułów fotowoltaicznych).

Co wpływa na uzysk z instalacji fotowoltaicznej?

Na wysokość uzysku z instalacji fotowoltaicznej wpływa wiele czynników – zarówno związanych bezpośrednio z technologią wykonania paneli, jak i z lokalizacją instalacji oraz warunkami technicznymi montażu. Oto przegląd kluczowych elementów, które przekładają się na wydajność produkowania energii elektrycznej.

Region Polski, w którym będzie montowana instalacja fotowoltaiczna

Lokalizacja obiektu, w którym znajdą się panele, przekłada się na poziom nasłonecznienia. Średnio zakłada się, że na terenie naszego kraju z 1 kWh energii słonecznej można uzyskać ok. 1000 kWh prądu. Jednak w rzeczywistości ta wartość będzie odmienna dla mieszkańców północy i południa kraju, np. w Krakowie wyniesie ok 1050 kWh/m2/rok, ale już w Szczecinie będzie niższa niż średnia.

Strona dachu, na której zostaną zamontowane panele

Najkorzystniejsza jest południowa połać dachu, która jest dobrze wyeksponowana na słońce przez cały dzień. Jednak trzeba pamiętać, że nie zawsze da się zamontować instalację właśnie na niej. Korzystne mogą być też strony wschodnia lub zachodnia, pod warunkiem, że nie dojdzie do zacienienia na panelu.

Kąt nachylenia dachu i paneli

Najlepsze uzyski daje nachylenie paneli pod kątem 30-45°, jednak osiągnięcie tej optymalnej wartości nie zawsze jest możliwe. Sprawność działania instalacji spada wraz ze wzrostem kąta nachylenia, ale spada również wraz z jego zmniejszeniem.

Typ modułów fotowoltaicznych

Aktualnie instalowane moduły fotowoltaiczne charakteryzują się bardzo powolnym spadkiem wydajności, co oznacza, że nawet po ok. 25 latach zachowują moc na poziomie minimum 80% tej oryginalnej. Są też modele, które osiągają lepsze wyniki. FlexiPower Group posiada w swojej ofercie np. moduły Jinko N Type, które mają 30 lat gwarancji na poziomie 87,4%.

Zastosowanie optymalizatorów

Optymalizatory są niezbędne, gdy instalacja jest narażona na zacienienia. Wówczas może dojść do obniżenia napięcia generowanego przez string paneli, tj. wyrównania go do parametrów najsłabszego modułu. Optymalizator pozwala ograniczać ten efekt i niweluje ryzyko spadku uzysków.

Wzór na uzysk

Do kwestii wyliczenia uzysku można podejść na kilka sposobów. Każda metoda pozwoli wyliczyć to, ile (w kWh) wyniesie produkcja energii z instalacji fotowoltaicznej rocznie w okresie gwarantowanego uzysku. Wynosi on najczęściej 25 lat.

I tak:

  • można należy skorzystać z wzoru dotyczącego uzysku z całej instalacji: (Nasłonecznienie [kWh/m2]*współczynnik korekcyjny*moc modułów [kWp]*współczynnik wydajności)/standardowe natężenie promieniowania słonecznego, tj. 1000 W/m2;
  • można również wykorzystać wzór określający wartość uzysku z jednego panelu : moc początkowa w Wp*liczba lat gwarancji* (97%-((97%-gwarantowany procent wydajności początkowej po tym okresie czasu) / 2)).

Uzysk energii z paneli fotowoltaicznych – przykład wyliczeń

Jak przełożyć te wzory na praktykę? Załóżmy, że weźmiemy pod uwagę, że:

  • fotowoltaika zostanie zamontowana w Krakowie, gdzie poziom nasłonecznienia to 1050 kWh/m2/rok,
  • kąty nachylenia dachu oraz odchylenia od południa wynoszą to 35⁰ (co daje współczynnik korekcyjny 1,10),
  • moc planowanej instalacji to 3,2 kWp,
  • średnia wydajność w okresie gwarancji uzysku to 83%.

Stosując pierwszy wzór można uzyskać następujące wyliczenie:

(1050 kWh/m2*1,1*3,2 kW * 83%)/1 kW/m2 = 3067 kWh rocznie. Tyle energii wytworzy średnio fotowoltaika.

Potrzebujesz więcej informacji o uzysku fotowoltaiki? Skontaktuj się!

Jak pokazują powyższe wyliczenia, planując wielkość instalacji fotowoltaicznej, należy uwzględnić zarówno zapotrzebowanie na energię elektryczną domu, jak również utratę wydajności paneli na przestrzeni lat. Dlatego przed podjęciem decyzji o montażu tego systemu potrzebujesz precyzyjnej wyceny. Uzyskaj ją, kontaktując się z naszymi ekspertami. Dobierzemy panele fotowoltaiczne, które będą pracować wydajnie i zapewnią krótki okres zwrotu z inwestycji. Zapraszamy do współpracy!