Wysokie temperatury otoczenia znacząco obniżają moc instalacji fotowoltaicznych, a różnice w wydajności między różnymi technologiami modułów mogą być znaczne. W modelowym porównaniu instalacji o mocy 10 kWp, nowoczesne panele HJT mogą w upalne południe osiągać moc wyższą o ponad 1 kW w porównaniu do systemów wykorzystujących starsze moduły.
Wpływ temperatury na wydajność paneli
Upalny i bezchmurny dzień, choć wydaje się idealny dla produkcji energii słonecznej, w rzeczywistości sprzyja spadkowi wydajności modułów. Wraz ze wzrostem temperatury ogniw fotowoltaicznych, zmniejsza się ich napięcie, a co za tym idzie, maksymalna moc generowana przez panel. Moc znamionowa podawana na tabliczkach modułów jest określana w standardowych warunkach testowych (STC), które zakładają nasłonecznienie 1000 W/m² i temperaturę ogniw 25°C. Tymczasem w letnie południe, przy temperaturze powietrza 35°C, ogniwa mogą nagrzewać się do ponad 60°C. Temperatura ogniw zależy od wielu czynników, w tym konstrukcji modułu, jego sprawności, prędkości wiatru oraz kluczowej dla chłodzenia przestrzeni wentylacyjnej między panelami a dachem.
Modelowe porównanie: HJT kontra starsze moduły
Amerykańskie laboratorium Sandia National Laboratories opracowało modele uwzględniające te zależności. W modelowym porównaniu dwóch instalacji o mocy znamionowej 10 kWp, przy założeniu temperatury powietrza 35°C, nasłonecznienia 1000 W/m² i dobrej wentylacji, nowoczesne panele HJT osiągają około 9,13 kW mocy DC. Temperatura ogniw w tego typu modułach została oszacowana na około 61°C. Moduły HJT charakteryzują się współczynnikiem temperaturowym mocy Pmax na poziomie około –0,24%/°C. Oznacza to, że każdy stopień Celsjusza powyżej 25°C referencyjnych obniża moc o około 0,24%. W tym przykładzie, przy różnicy 36°C (61°C minus 25°C), spadek mocy wynosi około 8,7%.
Dla porównania, w tych samych warunkach, ogniwa w starszych modułach mogą nagrzewać się do 67–68°C. Panele dostępne na rynku około dekadę temu często miały współczynniki temperaturowe Pmax sięgające –0,45%/°C. Przy temperaturze ogniw wynoszącej około 67,5°C, szacowany spadek mocy takiej instalacji wynosi około 19,1%. W rezultacie, zamiast znamionowych 10 kW, do dyspozycji pozostaje około 8,09 kW mocy DC.
Co oznacza to dla wyboru modułów?
W przedstawionym przykładzie, instalacja HJT generuje około 1,04 kW mocy więcej niż system ze starszymi modułami, co stanowi niemal 13% przewagi. Należy jednak pamiętać, że jest to porównanie modelowe mocy po stronie DC, nie uwzględniające strat w falowniku, przewodach, zabrudzeń czy degradacji. Przy wyborze modułów fotowoltaicznych kluczowe jest, aby nie ograniczać się wyłącznie do mocy znamionowej i sprawności podawanej dla warunków laboratoryjnych (STC). W polskim klimacie ogniwa często pracują w temperaturach znacznie wyższych niż 25°C. Istotnym parametrem jest współczynnik temperaturowy Pmax – im mniej ujemny, tym mniejszy spadek mocy modułu w wysokich temperaturach. Moduły o współczynniku –0,24%/°C będą zachowywać się lepiej niż te z parametrem –0,40 lub –0,45%/°C, co ma znaczenie szczególnie na słabo wentylowanych dachach i podczas fal upałów. Wiek modułu sam w sobie nie przesądza o jego zachowaniu w upale; decydują o tym konkretne parametry.
Opracowano na podstawie informacji rynkowych: Testo. Inspiracja źródłowa: GLOBEnergia.
