Optymalizacja instalacji PV – kąt nachylenia i kierunek

W instalacji fotowoltaicznej –dachowej czy wolnostojącej – tworzące ją moduły w miarę możliwości powinny powinny być pochylone w kierunku południowym. Ma to na celu zwiększenie ilości docierających do nich promieni słonecznych. Jaki kąt pochylenia jest jednak najbardziej optymalny? I czy zawsze powinien być ten sam, bez szerokość geograficzną czy warunki techniczne panujące w miejscu inwestycji?

Jak można się domyślać – w zależności od indywidualnych predyspozycji oraz przeszkód istniejących w miejscu instalacji, stosuje się inne kąty pochylenia modułów. Przyjmuje się, że w przypadku naziemnych konstrukcji podłączonych do sieci, co do których nie ma ograniczeń technicznych, można stosować następujące kąty pochylenia:

– 20-30 stopni w południowej części kraju,

– 25-35 stopni w części północnej.

Wprawdzie przy zastosowaniu większych kątów, tj. od 25 do 40 stopni na południu i nawet do 50 stopni na północy zmiany w nasłonecznieniu nie przekraczają jednego procenta. Teoretycznie można montować moduły i pod takimi kątami, jednak w praktyce nie stosuje się tego ze względu na to, że takie ustawienie modułów nie pozwala optymalnie wykorzystać przestrzeni montażowej.

Problemy z instalacją dachową i (nie zawsze) dobre rozwiązania

Jeśli chodzi o instalację na dachu, tu znaczenie ma kąt pochylenia pokrycia dachowego. Jeśli nie jest on najkorzystniejszy, należy manipulować kątem pochylenia modułów. W tym celu stosuje się mocowanie paneli fotowoltaicznych na konstrukcji wsporczej. Co ważne, nie zawsze jest to jednak opłacalne. Jeśli kąt dachu wynosi od 15 do 60 stopni, a odchylenie od południa mniej więcej 45 stopni, to większe modyfikacje w obrębie pochylenia modułów wygenerują większe koszty, niż wyniesie przewidywany zwiększony uzysk energii.

Odchylenie instalacji od kierunku południowego wynoszące do 30 procent powoduje nieduże straty, bo nie większe niż 2 procent. Jednak większe odchylenie będzie powodowało coraz większe straty. Dla przykładu, instalacja na dachu o kącie pochylenia 30 stopni i kącie odchylenia od południa wynoszącym 60 stopni będzie uzyskiwała o ok. 11 procent mniej energii niż prawidłowo ustawiona instalacja. Jeszcze gorzej jest w przypadku, gdy kierunek instalacji jest inny niż południowy (wschodni lub zachodni). Wówczas straty wzrosną już do 21 procent.

 Instalacje wyspowe niepodłączone do sieci

Ten przypadek należy rozpatrzyć osobno. Tutaj ustawienie modułów należy wybrać w taki sposób, by instalacja produkowała możliwie stałą ilość energii w czasie, w którym jest wykorzystywana (całorocznie bądź sezonowo).

Dlaczego? Bo podczas różnych pór roku do instalacji docierają róże ilości promieni słońca. Dysproporcje między uzyskiem letnim oraz zimowym są większe w przypadku instalacji o niskich kątach pochylenia (dla 0-15 stopni latem uzyskuje się 5-6 razy więcej energii niż zimą). Kiedy kąt nachylenia wynosi aż 70-90 stopni, różnica w produkcji energii jest zdecydowanie mniejsza (latem 2-2,5 razy więcej niż zimą).

Odchylenie od południa w instalacjach wyspowych ma różne konsekwencje w różnych miesiącach roku. Latem większych strat nie odnotuje się nawet w przypadku dużego odchylenia albo ustawienia instalacji w kierunku wschodnim lub zachodnim. Zupełnie inaczej zimą – tu duże odchylenie albo inny kierunek ekspozycji przyczynią się do dużych strat.

Jakie znaczenie ma okres użytkowania instalacji?

Kluczowe. Teoretycznie podczas montażu instalacji wyspowej dąży się do wyrównania uzysków we wszystkich miesiącach roku. Owszem, ale ma to uzasadnienie tylko w przypadku wykorzystywania energii z PV przez cały rok. Kiedy instalacja zasila obiekt np. tylko w sezonie letnim, należy dążyć do zmaksymalizowania uzysków energii właśnie podczas lata. W tej sytuacji sprawdza się niski kąt nachylenia. Przy 15 stopniach największe uzyski odnotujemy od maja do sierpnia, czyli wtedy, kiedy najbardziej nam na tym zależy.

Dodaj komentarz