Instalacja fotowoltaiczna dostarcza za mało prądu?

Decydując się na własną domową mikroelektrownię oczekujemy, że instalacja fotowoltaiczna wyprodukuje tyle prądu ze słońca ile potrzebuje nasz dom. Niestety, nie zawsze tak będzie…

instalacja fotowoltaiczna moc instalacji

“Fotowoltaika nie opłaca się, bo instalacja o mocy zainstalowanej 4 kWp wyprodukowała w ciągu roku tylko 1 000 kWh prądu.” Takie zdanie usłyszałem od znajomego, którego sąsiad ma instalację fotowoltaiczna (PV) i stwierdził, że to się nie opłaca. Myli się, ponieważ instalacja fotowoltaiczna o mocy zainstalowanej 4 kWp powinna w ciągu roku wyprodukować ok. 4 000 kWh energii elektrycznej. Jeśli okazało się, że instalacja fotowoltaiczna dostarczyła tylko ok. 1 000 kWh, świadczy to o tym, że coś jest nie tak. A przyczyn może być wiele…

Przykładowe przyczyny zmniejszenia wydajności instalacji PV

  • cień padający na jeden lub kilka modułów, np. przez komin, antenę na dachu;

  • zabrudzona powierzchnia modułu – “cień” będą również powodować zanieczyszczenia szyby modułu PV, np.: ptasie odchody, pyły i brud na szybie modułu, itp.,

  • uszkodzenie ogniwa fotowoltaicznego w module,

  • niedopasowanie prądowe.

Uszkodzenia ogniw fotowoltaicznych zmniejszają efektywność pracy modułu PV. Mogą powstać przy ich produkcji, ale również podczas transportowania, magazynowania, a nawet wnoszenia na dach. Uszkodzenia mogą nie być widoczne gołym okiem, ale nie ukryją się przed kamerą termowizyjną.

Zabrudzenia, cień, oraz uszkodzenia mogą powodować nierównomierną pracę modułów fotowoltaicznych w instalacji. Określane jest to jako tzw. niedopasowanie prądowe. Ale zacznijmy od początku…

Instalacja fotowoltaiczna – zależność pracy modułów

Ogniwa PV połączone ze sobą szeregowo tworzą moduły fotowoltaiczne (panele fotowoltaiczne). Połączone ze sobą moduły tworzą łańcuch, tzw. string, który podpina się do inwertera.

instalacja fotowoltaiczna

Załóżmy, że w jednym szeregu (stringu), mamy 10 modułów fotowoltaicznych, każdy o mocy elektrycznej 260 W.
Tak więc, nasz string dostarczy 2 600 W (10 modułów x 260 W/moduł = 2 600 W = 2,6 kW).

Sytuacja zmieni się jeśli któryś z modułów fotowoltaicznych ulegnie zacienieniu. Na rysunku poniżej, zacienione zostały dolne ogniwa w ostatnim module. Zacienienie jest tak duże, że cały moduł został wyłączony z pracy – jego moc wynosi 0 W. W tej sytuacji moc stringu zmniejszy się o 10% i wyniesie: 2 340 W (9 x 260 W + 0 W = 2 340 W = 2,34 kW).

Miejscowe zacienienie ostatniego modułu, np. przez liść lub ptasie odchody nie wyłączy go z pracy, obniży się za to jego moc, np. z 260 W do 222 W. Pozostałe, czyste moduły fotowoltaiczne, mogą dostarczać 260 W, ale dopasują się do najsłabszego w szeregu. Czyli, każdy będzie dostarczał 222 W mocy elektrycznej.
Tak więc nasz string, zamiast 10 modułów x 260 W = 2 340 W, będzie dostarczał moc: 10 modułów x 222 W = 2 220 W = 2,22 kW

zacieniony moduł fotowoltaiczny

Zacieniony ostatni moduł PV i jego wpływ na pracę całego łańcucha – stringu. Źródło: solaris18.blogspot.com

A co jeśli moc tylko jednego modułu w szeregu zmniejszy się do 150 W ? Pozostałe również dopasują się do niego – zamiast 260 W będą dostarczać 150 W mocy elektrycznej. Wówczas, moc łańcucha wyniesie: 10 modułów x 150 W = 1 500 W = 1,5 kW.

Żeby nasza instalacja fotowoltaiczna dostarczała tyle prądu słonecznego ile oczekujemy, powinniśmy mieć ją stale pod kontrolą – również czystość modułów fotowoltaicznych. W przypadku znacznego obniżenia uzyskiwanej energii elektrycznej powinniśmy zaprosić serwisanta, który ustali tego przyczynę.