Optymalny kierunek i kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych w net-billingu

Instytut Fraunhofera ds. Systemów Energii Słonecznej przeprowadził w 2022 r. badania z których wynika, że wydajność systemów fotowoltaicznych (tzw. Performance Ratio) znacznie się w ostatnich latach poprawiła. Jeszcze kilka lat temu wynosiła 70% a obecnie mieści się w przedziale od 80% do 90%. To znaczy, że wszystkie dane prezentowane poniżej są nieco zaniżone. Jak bardzo, to oczywiście zależy również od jakości paneli fotowoltaicznych.

Jaki jest potencjał wykorzystania energii słonecznej w Polsce?

Poniższe mapy, pochodzące z portalu PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System), mimo że opracowane w 2012 roku przy założeniu, iż współczynnik wydajności (tzw. Performance Ratio) wynosi 75% pomogą nam znaleźć odpowiedź na pytanie: ile energii można uzyskać w Polsce z systemu fotowoltaicznego?

Nasłonecznienie

Pierwsza mapa przedstawia nasłonecznienie w płaszczyźnie horyzontalnej (gdyby panele byłyby ułożone na płasko) druga dla paneli ułożonych pod optymalnym nachyleniem. W lewym dolnym rogu każdej z map jest legenda. Górne wartości to nasłonecznienie, dolne to ilość energii wygenerowanej z 1KWp instalacji, przy współczynniku wydajności 0,75.

Jak widać, na terenie Polski gdy panele fotowoltaiczne ustawi się optymalnie (czyli na południe i pod odpowiednim kątem), po uwzględnieniu zmian współczynnika Performance Ratio na przestrzeni lat, z 1kWp instalacji można bez problemu uzyskać 1000 kWh energii.

 

Jakie jest optymalny kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych?

Na pytanie jaki jest optymalny kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych w Polsce znajdziemy odpowiedź na kolejnej mapie z portalu PVGIS, zatytułowanej „Optimum inclination of PV modules to maximize yearly energy yield”. W celu uzyskanie większej czytelności prezentuję tylko wycinek dotyczący naszego kraju. Jeżeli wierzyć autorom: Thomasowi Huld i Irenie Pinedo-Pascua, aby uzyskać maksymalną produkcję z instalacji fotowoltaicznej w Polsce należy panele nachylić pod kątem 36-38 stopni. Wyjątkami są tereny nadmorskie 40 stopni i wysokie partie gór 36 stopni.

Jaki jest optymalny kierunek i kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych w net-billingu?

Niby wszystko zostało w tym momencie wyjaśnione ale… Czy w net-billingu najważniejsza jest wielkość produkcji? Nie – w net-billingu najważniejsza jest autokonsumpcja i musimy znaleźć takie ustawienie paneli żeby produkować jak najwięcej energii w momencie gdy jest nam najbardziej potrzebna, czyli wtedy gdy najczęściej jesteśmy w domu (rano, wieczorem a może w południe?) oraz w zimie a także wtedy gdy cena RCE jest najwyższa.

Analiza poniższych wykresów prowadzi do być może dość zaskakujących wniosków, że w net-billingu warto rozważyć ustawienie paneli w kierunku południowym (azymut 0) i nachylić je pod dużo większym kątem niż optymalny. Tracimy co prawda trochę produkcji w lecie ale zyskujemy większą produkcję w zimie.

Gdy przyjrzymy się przeciętnej produkcji godzinowej instalacji skierowanych na południe lub na wschód albo zachód widać, że w pierwszych godzinach dni letnich instalacje skierowane na wschód dają większą produkcję niż te skierowane na południe i jest to produkcja, za którą otrzymamy większą stawkę RCE niż w godzinach około południowych. Analogicznie jest w przypadku instalacji skierowanych na zachód.

Z doświadczenia wiem, że bardzo dobrym rozwiązaniem jest posiadanie dwóch stringów, z których jeden jest skierowany na południe a drugi na wschód lub tak jak w przypadku mojej instalacji na zachód. Na ten moment (26 lutego) mogę się pochwalić produkcją w okresie od 1 stycznia b.r. wysokości 560 kWh. Większą część tego urobku produkuje string południowy (5 stopni na zachód) 4,4 kWp. Drugi string, zachodni 5,6 kWp powoli zaczyna się budzić. Moja instalacja jest nachylona pod kątem 42 stopnie.

Instalacja 5kWp, nachylenie paneli pod kątem 65 stopni, kierunek południowy. W stosunku do nachylenia optymalnego 38 stopni, tracimy w skali roku 400 kWh ale zyskujemy 100 kWh w zimie.


Instalacja 5kWp, nachylenie paneli pod kątem 38 stopni, kierunek południowy. Produkcja największa z możliwych ale tracimy możliwość zwiększenia autokonsumpcji w zimie.


Instalacja 5kWp, nachylenie paneli pod kątem 38 stopni, kierunek zachodni. W stosunku do ustawienia na południe, tracimy w skali roku 1200 kWh. W grudniu i styczniu produkcja spada poniżej 100 kWh. Jednak latem pod koniec dnia, gdy produkcja będzie większa niż w przypadku instalacji skierowanej na południe, każda kilowatogodzina oddana pod koniec dnia będzie o wiele więcej warta niż ta oddana w południe.


Instalacja 5kWp, nachylenie paneli pod kątem 38 stopni, kierunek wschodni. W stosunku do ustawienia na południe, tracimy w skali roku 1200 kWh. W grudniu i styczniu produkcja spada poniżej 100 kWh. Jednak latem zaraz po wschodzie Słońca, gdy produkcja będzie większa niż w przypadku instalacji skierowanej na południe, każda kilowatogodzina oddana w godzinach porannych będzie o wiele więcej warta niż ta oddana w południe.

Nieco bardziej dokładniejsze mapy potencjału energii słonecznej w Polsce znalazłem ostatnio na stronie GlobalSolarAtlas.info

Andrzej Podrez

Related Posts

Begin typing your search term above and press enter to search. Press ESC to cancel.