Moduły fotowoltaiczne stanowią podstawowy element instalacji fotowoltaicznych, przekształcając energię słoneczną na energię elektryczną. Aby zrozumieć, jak skutecznie będą funkcjonować i jak dużo energii mogą wygenerować, warto zapoznać się z kluczowymi parametrami, które definiują ich wydajność. W tym artykule omówimy najważniejsze parametry modułów fotowoltaicznych i wyjaśnimy, dlaczego są one istotne.
Moduły fotowoltaiczne, jak każde urządzenie elektroniczne, mają swoje własne specyficzne parametry, które różnią się między poszczególnymi seriami i są opatrzone kartą produktu zawierającą dane techniczne. Zrozumienie i uwzględnienie parametrów paneli fotowoltaicznych jest kluczowe dla właściwego doboru instalacji, a także oceny jej wydajności i opłacalności. Ta specyfikacja może być jednak trudna do zrozumienia dla kogoś bez doświadczenia w tym temacie.
Jakość fotowoltaiki zależy od różnych czynników. Głównym jest rzeczywista moc paneli fotowoltaicznych, jednak samo jej poznanie nie wystarczy do wyboru najlepszego modelu. Równie istotne jest ocenienie sprawności modułu, współczynnika temperaturowego oraz rocznego spadku mocy. Aby instalacja fotowoltaiczna zachowała wysoką wydajność przez długi czas, musimy wziąć pod uwagę wszystkie parametry jej komponentów. Każdy z nich odnosi się do innych właściwości, które wpływają na produkcję energii słonecznej.
MPP (Maximum Power Point) to moc ogniw fotowoltaicznych określona w punkcie maksymalnej mocy. Aby ustalić, jaka jest rzeczywista moc modułów fotowoltaicznych, trzeba przebadać ich pracę w warunkach STC (Standard Test Conditions). Są to standaryzowane warunki testowe, będące wytycznymi dla modułów używanych w ciepłym klimacie. Na wspomniane warunki składa się nasłonecznienie wynoszące 1000 W/m2, temperatura ogniw wynosząca 25°C, spektrum promieniowania dla gęstości atmosfery wynoszące 1,5 AM oraz bezwietrzna pogoda.
NMOT/NCOT (Nominal/Normal Module/Cell Operating Temperature), inaczej moc nominalna, określa ilość energii, jaką moduł może wygenerować w zbliżonych do rzeczywistych warunkach. Warunki te charakteryzują się natężeniem promieniowania słonecznego wynoszącym 800 W/m2, temperaturą otoczenia 20°C, prędkością wiatru wynoszącą 1m/s oraz takim samym, jak w przypadku STC spektrym promieniowania dla gęstości atmosfery. Jest to kluczowy parametr, który decyduje o zdolności panelu do produkcji energii elektrycznej. Im wyższa moc nominalna, tym więcej energii można wyprodukować.
Sprawność/wydajność modułu określa, jaki procent otrzymanej energii słonecznej zostanie przekształcony w energię elektryczną. To oczywiście oznacza, że im wyższy jest procent określający sprawność modułu, tym lepiej. Parametr ten dotyczy całego modułu, najlepiej kompletnego z ramą, co daje bardziej wiarygodny wynik. Obecnie wydajność paneli oscyluje na poziomie 19-26%. Dla modułów o większej wydajności konwersji, mniej światła słonecznego jest marnowane, co zwiększa ogólną efektywność instalacji.
Współczynnik temperaturowy określa, jak zmienia się wydajność modułów w zależności od temperatury otoczenia. Im niższy jest ten współczynnik, tym mniej obniża się wydajność paneli wraz ze wzrostem temperatury. Przykładowo, jeśli współczynnik wynosi -0,50%/°C, oznacza to obniżenie mocy o 0,50% na na 1°C podwyższenia temperatury. Zbyt duże obniżenie wydajności w wysokich temperaturach może wpływać negatywnie na produkcję energii.
Współczynnik wypełnienia (FF) (Fill Factor) to wielkość charakterystyczna dla konkretnego ogniwa, która określa stosunek jego maksymalnej mocy do mocy maksymalnej ogniwa idealnego, czyli zgodnego z parametrami producenta. Parametr ten umożliwia precyzyjną klasyfikację ogniw. Moduły w klasie A, czyli najwyższej, powinny cechować się współczynnikiem na poziomie min. 0,75, natomiast panele niskiej jakości poniżej 0,72.
Roczny spadek mocy to tzw. stopień degradacji, który powinien być na jak najniższym poziomie. Moduły fotowoltaiczne z czasem tracą nieco na sprawności. Największy spadek mocy następuje po pierwszym roku używania modułów (może wynosić 2-3%), a następnie utrzymuje się na poziomie ok. 0,5%. Producenci deklarują zazwyczaj, że po 25 latach korzystania z instalacji jej sprawność wynosi min. 80%.
Tolerancja mocy informuje nas o ewentualnej różnicy w mocy poszczególnych modułów. Moc, jaką posiadają pojedyncze moduły fotowoltaiczne produkowane w ramach jednej serii, może się nieznacznie różnić. Dodatnia tolerancja mocy oznacza, że ostateczna moc urządzenia może być wyższa od nominalnej (np. +5%). Jeśli tolerancja wynosi 0%, moduł nie będzie miał niższej mocy od nominalnej. Niektóre moduły oznaczona się -/+, co znaczy, że poszczególny komponent może posiadać moc mieszczącą się w podanym zakresie (np. -5/+5%). To szczególnie ważne, ponieważ moduły są zwykle łączone w panele (stringi/szeregi), zatem jeśli któryś z nich będzie posiadał niższą moc, pozostałe się do niego dopasują.
Wytrzymałość to ważny, ale często pomijany parametr modułów fotowoltaicznych. Wybierając urządzenie, powinno się zwracać uwagę, jakie oznaczenia w zakresie testów wytrzymałościowych ono posiada, a przede wszystkim dopasować je pod tym względem do warunków, w jakich chcemy zamontować instalację. Przykładowe oznaczenia to np.:
Trwałość i gwarancja to kluczowy parametr dla inwestujących w fotowoltaikę. Wysokiej jakości moduły powinny utrzymać swoją wydajność przez wiele lat. Gwarancja producenta obejmuje okres, w którym moduł powinien utrzymać określoną sprawność.
Rozmiar i waga modułuto parametry przydatne do zaplanowania instalacji. Należy pamiętać, że większe moduły niekoniecznie oznaczają większą moc. Z reguły im mniejszy i lżejszy jest moduł o danej mocy, tym zajmie mniej miejsca i nie obciąży znacząco konstrukcji.
Dokumenty, w których można znależć szczegółowe parametry modułów fotowoltaicznych, są zazwyczaj udostępnione na stronach internetowych producentów danego sprzętu. Karty produktowe zawierające specyfikację techniczną modułów często można znaleźć także na stronach internetowych hurtowni i firm fotowoltaicznych.
Najważniejsze dane dotyczące modułów są także umieszczane na tabliczkach znamionowych. To oznakowanie, które powinno zostać trwale umieszczone na samym module lub w dokumentacji urządzenia. Taka tabliczka powinna zawierać ważne dane identyfikacyjne i elektryczne modułu, ale może zawierać również wymiary urządzenia, wagę czy zakres tolerancji mocy.
Rozwój technologii fotowoltaicznych skupia się również na ciągłym podnoszeniu parametrów, co prowadzi do bardziej efektywnych i wydajnych modułów. W miarę postępów możemy oczekiwać coraz bardziej innowacyjnych rozwiązań, które poprawią efektywność energetyczną systemów fotowoltaicznych. Warto być świadomym tych parametrów, aby móc dokładnie ocenić, które moduły są najlepsze dla danego zastosowania.
Wiele technicznych parametrów modułów fotowoltaicznych nadal może być dla niektórych osób zagadnieniem dość skomplikowanym. Dlatego też nieoceniona jest pomoc doświadczonych instalatorów, którzy potrafią ocenić i wytłumaczyć poszczególne specyfikacje techniczne. Oprócz samych parametrów modułów, na wydajność i prawidłowość instalacji będzie rzutowało także samo wykonanie montażu. Skuteczna fotowoltaika musi być bowiem połączeniem dobrej jakości modułów z profesjonalnym montażem.
