Wpływ warunków atmosferycznych na moc, napięcie i prąd modułów fotowoltaicznych

Właściwości elektryczne modułu fotowoltaicznego zależą w głównej mierze od natężenia promieniowania słonecznego. Parametry charakteryzujące dany moduł fotowoltaiczny wyznaczane są w warunkach STC (Standard Test Conditions), jednak warunki te raczej odbiegają znacznie od rzeczywistości pracy instalacji fotowoltaicznej.

We wspomnianych warunkach STC moc i inne parametry elektryczne wyznaczane są przy 1000 W/m2. W codziennej pracy modułów wartość natężenia promieniowania słonecznego zazwyczaj nie przekracza 800 W/m2. Dolną granicą wartości natężenia jest zaś 100 W/m2. Spadająca radiacja słoneczna powoduje proporcjonalny spadek natężenia prądu IMPP oraz ISC, natomiast w bardzo małym stopniu wpłynie na napięcie VMPP oraz VOC. Wraz ze zmianą prądu proporcjonalnie zmieniać będzie się także moc modułu PMAX.

Temperatura a zmiana mocy, napięcia i prądu

Wzrost temperatury ogniw budujących panele fotowoltaiczne powoduje wzrost drgań sieci krystalicznej. Ich ruch znacznie utrudnia przepływ elektronów, co wpływa na spadek napięcia elektrycznego, a w konsekwencji spadek mocy. Chcąc dokładnie zrozumieć, jaki będzie wpływ temperatury na konkretny moduł, warto przeanalizować dokumentację produktu, w której producenci zawierają informację dotyczącą tzw. temperaturowego wskaźnika mocy maksymalnej, czyli procentowego spadku mocy na każdy stopień Celsjusza liczony od 25°C. W przeciwieństwie do napięcia malejącego pod wpływem wzrostu temperatury, prąd w tych warunkach proporcjonalnie będzie rósł.

Warto pamiętać, że niski temperaturowy współczynnik strat mocy modułu fotowoltaicznego gwarantuje nam wyższe uzyski energii i świadczy o tym, że ogniwa modułu są wysokiej jakości.

Na jakie parametry zwracać uwagę w pierwszej kolejności?

Biorąc pod uwagę przeznaczenie modułu fotowoltaicznego, czyli produkcję energii, powinniśmy zwracać uwagę przede wszystkim na temperaturowy wskaźnik mocy maksymalnej (Temperature Coefficient of PMAX). Im wyższy, tym nasz moduł szybciej będzie tracił moc pod wpływem wzrostu temperatury. Różnice, jakie zachodzą między temperaturowymi wskaźnikami mocy poszczególnych modułów, wynikają przede wszystkim z jakości technologii danego produktu. I tak, moduły cienkowarstwowe wraz ze wzrostem temperatury tracą moc o połowę wolniej niż moduły oparte na ogniwach krzemowych.

Dokonując wyboru odpowiedniego modułu, zwróćmy uwagę także na materiał, z jakiego jest wykonany. Materiał ten będzie wpływał na temperaturę samego modułu. Przykładowo, moduły umieszczone na czarnym podkładzie i w czarnej ramie charakteryzują się większą tendencją do przegrzewania. Parametrem, który określa skłonność modułu do nagrzewania, jest temperatura NOCT. Im jest on niższy, tym lepiej dla właścicieli instalacji.

Artykuł powstał na podstawie książki Bogdana Szymańskiego, Instalacje fotowoltaiczne, Kraków 2017.

Dodaj komentarz