Czy fotowoltaika działa w zimie? Ile prądu daje?

Wiele osób zastanawia się, czy instalacje fotowoltaiczne są efektywne również zimą, kiedy dni są krótsze, a słońce pojawia się rzadziej. Zimowa aura może rzeczywiście wpłynąć na wydajność paneli słonecznych, ale nie oznacza to, że przestają one działać.

W tym artykule przyjrzymy się, jak fotowoltaika radzi sobie w chłodniejszych miesiącach, ile energii jest w stanie wyprodukować i jakie czynniki mają na to wpływ.

Fotowoltaika w zimie – czy działa?

Fotowoltaika działa również zimą, choć jej wydajność może być zmienna w zależności od warunków pogodowych. Istnieje kilka kluczowych czynników wpływających na jej efektywność: dostępność światła słonecznego, niskie temperatury oraz obecność śniegu.

Krótsze dni i częstsze zachmurzenie zimą ograniczają ilość światła docierającego do paneli. Jednak panele fotowoltaiczne są w stanie przetwarzać światło rozproszone, co oznacza, że nadal mogą generować energię nawet przy pochmurnej pogodzie. W regionach o dużym nasłonecznieniu zimą, takich jak słoneczne dni w górach, wydajność fotowoltaiki może być zaskakująco wysoka.

Zimowe chłody mogą pozytywnie wpłynąć na wydajność paneli. Krzemowe ogniwa fotowoltaiczne pracują bardziej efektywnie w niższych temperaturach, ponieważ wzrasta ich przewodność elektryczna. Dzięki temu straty energii są mniejsze niż w upalne letnie dni, mimo ograniczonej ilości światła.

Zaśnieżone panele mogą tymczasowo zmniejszyć produkcję energii, ponieważ światło nie dociera do ogniw. Jednak odpowiednio zaprojektowany kąt nachylenia paneli sprzyja zsuwaniu się śniegu pod wpływem grawitacji i nasłonecznienia. Dodatkowo, biały śnieg odbija światło, co może zwiększyć ilość energii trafiającej na powierzchnię paneli, szczególnie w słoneczne dni.

Czy panele fotowoltaiczne działają gdy nie ma słońca?

Choć panele fotowoltaiczne są najbardziej efektywne podczas jasnych, słonecznych dni, to nadal potrafią generować energię nawet wtedy, gdy niebo jest pochmurne. Oczywiście, produkcja energii w takich warunkach jest znacznie niższa, ale to nie oznacza, że panele przestają pracować. Światło rozproszone, które przenika przez chmury, nadal aktywuje panele fotowoltaiczne, umożliwiając im produkcję prądu.

Produkcja energii w pochmurne dni może być zredukowana do około 10-25% maksymalnej wydajności, którą instalacja osiąga w idealnych warunkach. To zależy od gęstości chmur oraz od tego, jak dużo światła jest w stanie się przez nie przebić. Dla wielu użytkowników fotowoltaiki, nawet ta zredukowana wydajność jest wystarczająca, by zaspokoić podstawowe potrzeby domowego gospodarstwa, takie jak oświetlenie czy urządzenia elektroniczne o niskim zużyciu energii.

Panele słoneczne największą wydajność osiągają w maju i czerwcu.

Instalacje fotowoltaiczne są zatem projektowane z myślą o różnorodnych warunkach oświetleniowych, a nie tylko idealnych, słonecznych dniach. Dzięki temu mogą zapewniać ciągłość dostaw energii przez cały rok, co jest kluczowym czynnikiem przy decyzji o ich montażu.

Ile prądu dają panele w zimie?

Zimą wydajność paneli fotowoltaicznych spada, ale nadal mogą one generować znaczącą ilość energii. Ich działanie opiera się na świetle słonecznym, nie na temperaturze, więc niskie temperatury mogą nawet poprawić ich wydajność dzięki zwiększeniu przewodności elektrycznej krzemu. Jednak kluczowe są tu czynniki takie jak nasłonecznienie, warunki atmosferyczne oraz ustawienie instalacji.

W Polsce, w miesiącach zimowych (grudzień–luty), typowa instalacja fotowoltaiczna o mocy 10 kW może wyprodukować około 300–400 kWh miesięcznie.
Dla porównania, w szczytowych letnich miesiącach taka sama instalacja może dostarczać nawet 1200–1500 kWh. Oznacza to, że zimą produkcja spada do ok. 20–30% letniej wydajności.

Przykłady:

• Przy umiarkowanym nasłonecznieniu w styczniu instalacja o mocy 5 kW może wytworzyć od 150 do 200 kWh energii, co wystarcza na zasilenie energooszczędnego domu jednorodzinnego przez około dwa tygodnie.
• W regionach o większym zachmurzeniu i krótszych dniach, takich jak północna Polska, wydajność może być bliższa dolnej granicy (ok. 100–150 kWh).

Śnieg może wpływać zarówno negatywnie, jak i pozytywnie:

• Negatywne skutki: Śnieg zalegający na panelach blokuje dostęp światła i obniża wydajność do zera. Czas oczyszczenia paneli zależy od ich kąta nachylenia oraz intensywności opadów.
• Pozytywne efekty: Biały śnieg odbija światło słoneczne, co zwiększa ilość energii docierającej do paneli, szczególnie w słoneczne dni. Efekt ten można zauważyć np. w słoneczne zimowe poranki, kiedy panele mogą generować nawet więcej energii niż w pochmurny letni dzień.

W zimie idealny kąt nachylenia paneli różni się od letniego. W Polsce zaleca się zwiększenie kąta do 35–45°, co pozwala na lepsze zsuwanie się śniegu i maksymalne wykorzystanie światła słonecznego. Na przykład:

• Na południu Polski, gdzie dni zimą bywają bardziej słoneczne, odpowiedni kąt może zwiększyć produkcję nawet o 10–15%.
• W centralnej i północnej Polsce, gdzie częściej występuje zachmurzenie, kąt nachylenia ma mniejsze znaczenie, ale nadal pomaga w zapobieganiu zaleganiu śniegu.

Skrajne przypadki
W bardzo pochmurne dni, zwłaszcza gdy panele są pokryte śniegiem, produkcja może być znikoma lub zerowa. Zdarza się to jednak rzadko, a odpowiednie utrzymanie paneli (np. ich czyszczenie) minimalizuje takie sytuacje.

Czy fotowoltaika zasili pompę ciepła zimą?

Aby pompa ciepła mogła efektywnie działać zimą, instalacja fotowoltaiczna musi być większa niż w systemie opustów. Wynika to z konieczności pokrycia bieżącego zapotrzebowania na energię w czasie rzeczywistym, ponieważ nadwyżki letnie są sprzedawane do sieci po niższych stawkach, a zimą energia kupowana jest po cenach detalicznych, często znacznie wyższych. W praktyce oznacza to, że moc instalacji powinna być przewymiarowana o 30–50% w stosunku do rocznego zapotrzebowania energetycznego pompy ciepła.

Magazyn energii staje się niemal koniecznością, szczególnie w kontekście pomp ciepła. Aby zasilić pompę ciepła zimą, magazyn musiałby przechowywać znaczące ilości energii na kilka dni pracy w pochmurne i krótkie dni zimowe. Dla typowej pompy ciepła zużywającej około 30 kWh dziennie w sezonie grzewczym, magazyn o pojemności 20–30 kWh może wystarczyć na jedną noc lub dzień bezproduktywny, ale dla pełnego zasilania w zimie musiałby mieć pojemność rzędu 200–300 kWh, co obecnie jest ekonomicznie nieopłacalne w skali domowej.

Alternatywą może być częściowe wsparcie systemu fotowoltaicznego przez energię z sieci, przy jednoczesnym minimalizowaniu kosztów przez optymalne zarządzanie energią. W praktyce oznacza to wykorzystywanie energii z fotowoltaiki w czasie rzeczywistym, ładowanie magazynu energii w ciągu dnia i korzystanie z tańszych taryf nocnych, jeśli to możliwe.

Ile prądu produkuje fotowoltaika 10 kW w zimie?

Rozważając instalację fotowoltaiczną o mocy 10 kW, ważne jest zrozumienie, jakie ilości energii można oczekiwać w miesiącach zimowych. Poniższa tabela prezentuje przykładowe miesięczne produkcje energii dla instalacji o tej mocy, zakładając, że znajduje się ona w Polsce, w regionie o przeciętnym nasłonecznieniu:

Jak widać, produkcja energii waha się w zależności od miesiąca, co jest spowodowane zmieniającą się długością dnia oraz intensywnością światła słonecznego. Mimo że zima przynosi niższe wartości produkcyjne, instalacja o mocy 10 kW nadal może dostarczać znaczące ilości energii, szczególnie jeśli zostanie odpowiednio zaprojektowana i zoptymalizowana pod kątem lokalnych warunków.

Należy pamiętać, że rzeczywiste wartości mogą się różnić w zależności od lokalizacji, warunków atmosferycznych oraz efektywności poszczególnych komponentów systemu. Z tego powodu, konsultacja z ekspertem fotowoltaicznym, który pomoże w zaplanowaniu i optymalizacji instalacji, jest kluczowa dla maksymalizacji uzysków z fotowoltaiki.