Wpływ śniegu na pracę paneli fotowoltaicznych

Około 70-80% rocznej energii promieniowania słonecznego przypada na sezon od kwietnia do września i jest to najkorzystniejszy okres pod względem ilości energii elektrycznej pozyskiwanej przez instalację fotowoltaiczną. Jednak także w pozostałym okresie roku panele fotowoltaiczne mogą dostarczać energię elektryczną w mniejszej ilości z uwagi na niższe nasłonecznienie, ale z relatywnie wysoką sprawnością ze względu na niższe temperatury robocze.

W klimacie Polski, opady śniegu w zależności od regionu wynoszą zazwyczaj od 40 do 100 dni w ciągu roku, a sama pokrywa śnieżna może się utrzymywać od około 20 dni na zachodzie kraju do ponad 120 dni na wschodzie i południu kraju. Warstwa 2 cm śniegu zmniejsza o około 80% przepuszczalność promieniowania słonecznego do wnętrza panelu fotowoltaicznego, a przy warstwie 10 cm przepuszczalność obniża się już do minimum, praktycznie poza zakresem możliwości pracy panelu. Szczególnie niekorzystne są opady mokrego śniegu przymarzającego następnie na powierzchni paneli, a także powstawanie szronu, który nie zsunie się z powierzchni przeszklonej, a musi ulec stopieniu.

Jak wskazuje jednak szereg praktycznych badań prowadzonych w strefach zwiększonych opadów śniegu m.in. w Niemczech, Kanadzie i USA, zmniejszenie rocznego uzysku ciepła wskutek zalegania śniegu i szronu nie jest znaczący. Wynosił on np. dla badanych w Kanadzie 70 modułów nachylonych od 10 do 60 stopni przeciętnie od 1 do 3,5% (wg R. W. Andrews, A. Pollard i J. M. Pearce, „The Effects of Snowfall on Solar Photovoltaic Performance,” Solar Energy, nr 92, 2013). Bardzo podobne były również rezultaty innych badań prowadzonych w pracujących instalacjach w Niemczech (wg G. Becker, B. Schiebelsberger i W. Weber, „An approach to the impact of snow on the yield of grid connected PV systems,” Bavarian Association for the Promotion of Solar Energy, Munich, 2007).

Zaleganie śniegu na powierzchni paneli fotowoltaicznych zależy od warunków pogodowych (m.in. temperatura, wilgotność powietrza, wiatr), właściwości szyby (poziom hydrofobowości, czyli odpychania cząsteczek wody), ale również od kąta nachylenia paneli. Zalecane dla warunków Polski nachylenie od 30 do 45°, można uznać dla większość obszaru kraju za odpowiednie także pod względem ułatwienia zsuwania się śniegu. W strefach o zwiększonych opadach śniegu, można zalecić stosowania większego nachylenia rzędu 60°, co zdecydowanie ułatwi samoczynne usuwanie śniegu z powierzchni paneli. Dodatkowo większe nachylenie może podnieść nieznacznie (ok. 1%) wydajność instalacji fotowoltaicznej, dzięki zwiększonemu promieniowaniu słonecznemu odbijanemu od pokrywy śnieżnej (wg R. W. Andrews, A. Pollard i J. M. Pearce, „The Effects of Snowfall on Solar Photovoltaic Performance,” Solar Energy, nr 92, 2013).

Odśnieżania paneli fotowoltaicznych można dokonywać pod warunkiem, że dostęp do nich jest łatwy i bezpieczny, a sama czynność nie zagraża ich trwałości. Korzyść w postaci uzyskania kilkudziesięciu nawet kWh energii elektrycznej nie może wiązać się z ryzykiem utraty zdrowia czy też uszkodzenia samych paneli fotowoltaicznych. Dopuszcza się usuwanie śniegu czy szronu wodą, ale nie ciepłą i jedynie przy wyraźnie dodatniej temperaturze zewnętrznej.

UWAGA: problemem wcześniej budowanych instalacji fotowoltaicznych był spadek wydajności (nawet do zera) przy częściowym zacienieniu nawet niewielkiego obszaru jednego z paneli. Zacienienie przez śnieg zalegający na dolnej krawędzi panelu, np. przez znajdujący się w pobliżu komin lub drzewo

Opublikowano: 16.09.2022