PERFORMANȚA PANOULUI SOLAR
08.01.2025
Unul dintre cei mai importanți parametri ai unui panou solar este performanța sa, adică cât kW produce un singur panou solar. Acest aspect este strâns legat de parametrii fizici ai panoului. În acest articol, vom analiza mai detaliat întrebările legate de performanța panourilor solare.
În ce unitate de măsură se măsoară performanța panourilor solare?
Când căutăm informații despre performanța unui singur panou solar, descoperim că aceasta nu este exprimată doar în W (watt) sau kW (kilowatt), care desemnează puterea de bază, ci și în kWp, adică kilowatt peak (putere de vârf).
Așadar, atunci când vorbim despre performanța unui modul solar, întâlnim unități de măsură precum Wp (watt peak) sau kWp (kilowatt peak).
Ce înseamnă „peak”?
Litera „p” din unitatea de măsură face referire la cuvântul peak, care înseamnă „vârf” sau „maxim”. Datorită condițiilor variabile de mediu și lumină, cantitatea de energie produsă de un panou solar variază (de exemplu, în condiții de vreme ploioasă sau înnorată produce mai puțin, iar în zilele însorite produce mai mult). Din acest motiv, performanța panourilor solare a fost standardizată. Astfel, litera „p” a fost inclusă pentru a desemna această putere maximă în condiții ideale.
Când căutăm să aflăm câtă energie produce un panou solar, în oferte sau fișe tehnice vom observa, de exemplu, că un modul solar are o putere nominală de 400 Wp. Aceasta înseamnă că panoul a fost testat în condiții standard: iluminat cu o intensitate artificială de 1000 W/m², la o temperatură constantă de 25°C, iar puterea sa în acel moment a fost de 400 W. Această valoare este denumită puterea nominală sau puterea maximă teoretică a panoului solar.
În condiții ideale, un panou solar de 1 kWp poate produce anual între 1100-1200 kWh. Un sistem solar mai mare, de exemplu, cu o capacitate de 10 kW, poate produce aproximativ 12.000 kWh pe an. Totuși, în decursul unui an, doar câteva ore pe zi panoul atinge această performanță maximă (de regulă, când temperatura este scăzută și soarele strălucește intens).
Prin urmare, pentru a ne face o idee realistă despre dimensiunea sistemului de panouri solare de care avem nevoie, trebuie să analizăm mai mulți factori împreună.
Ce factori influențează performanța unui panou solar?
Așa cum am clarificat mai sus, există mai mulți factori care influențează performanța unui panou solar. Să trecem în revistă acești factori:
Orientarea și unghiul de înclinare
După cum reiese și din tabelele de specialitate, performanța panourilor solare este optimă atunci când acestea sunt orientate spre sud și au un unghi de înclinare de aproximativ 30-40 de grade. Astfel de condiții sunt frecvent întâlnite în cazul marilor parcuri solare, unde structurile sunt proiectate special pentru a maximiza producția de energie.
În cazul sistemelor montate pe acoperișuri plate, unghiul de înclinare este ajustat cu ajutorul unei structuri de susținere, astfel încât să fie optim pentru performanța panourilor solare.
Impurități și umbrire
Știm deja că panourile solare necesită lumina directă și intensă a soarelui pentru a funcționa optim. Totuși, condițiile de iluminare nu sunt întotdeauna ideale. Nori, obstacole din mediul înconjurător (cum ar fi copacii), umbrirea dintre rândurile de panouri sau diverse impurități pot bloca parțial lumina solară, reducând astfel performanța modulelor solare.
Un aspect important este că, dacă doar o singură celulă a panoului este umbrită, aceasta poate afecta semnificativ performanța întregului panou solar. Pentru a evita acest lucru, în caz de umbrire, o diodă de bypass din șirul de celule permite curentului să ocolească celula umbrită.
În acest caz, însă, întregul șir de celule (de exemplu, toate cele 20 de celule dintr-un șir) își pierde performanța, iar panoul solar poate produce doar aproximativ două treimi din puterea sa maximă. Totuși, această soluție este mai eficientă decât pierderea completă a producției panoului.
Problema umbririi devine și mai complexă în sistemele solare care includ mai multe panouri. Deoarece panourile sunt conectate în serie, după principiul „celui mai slab verigă”, reducerea performanței unui singur panou va afecta și celelalte panouri conectate la același punct de lucru.
Pentru a rezolva această problemă, în ultimii ani au fost dezvoltate mai multe soluții, însă un progres semnificativ a fost realizat odată cu introducerea sistemelor echipate cu optimizatori externi de performanță pentru panouri solare. Acești optimizatori permit fiecărui panou să funcționeze la capacitatea sa maximă, indiferent de performanța celorlalte.
Pentru a atinge cea mai mare performanță posibilă, în timpul instalării se conectează un optimizator extern la fiecare panou solar. Astfel, putem vorbi de puncte de lucru individuale pentru fiecare panou.
Fiecare panou solar funcționează ca o unitate complet independentă, fără a influența negativ performanța celorlalte panouri din sistem. Această soluție asigură o eficiență maximă, chiar și în cazul în care unul dintre panouri este umbrit sau afectat de alte condiții externe.
Vremea și temperatura
Din cele expuse până acum, este evident că panourile solare produc mai multă energie atunci când soarele strălucește. Totuși, pe parcursul unui an, condițiile meteorologice variază semnificativ, iar producția panourilor solare poate diferi de la o lună la alta.
În ceea ce privește temperatura, panourile solare funcționează cel mai eficient la temperaturi mai scăzute. Pe măsură ce temperatura crește, rezistența internă a panourilor crește și, în consecință, performanța acestora scade.
Astfel, cele mai bune condiții pentru panouri solare sunt zilele răcoroase, însorite de primăvară și toamnă, când temperaturile sunt moderate, iar lumina soarelui este intensă și constantă. Aceste condiții permit panourilor să funcționeze la capacitate maximă fără pierderi semnificative cauzate de supraîncălzire.
Calitatea panourilor solare
Este greu pentru un neprofesionist să aprecieze calitatea panourilor solare. Totuși, putem urmări câteva criterii pentru a ne asigura că panourile instalate pe acoperișul nostru provin de la producători cu experiență și reputație solidă pe piață.
În general, este recomandat să alegem panouri solare de la companii consacrate, care sunt pe piață de mult timp și au demonstrat fiabilitate și performanță constantă. De exemplu, lucrăm în principal cu produsele LONGi Solar, unul dintre cei mai importanți și respectați producători de panouri solare din lume, cunoscut pentru standardele sale înalte de calitate și inovație.
Calitatea structurilor și a cablurilor
Un alt aspect esențial pentru performanța și durabilitatea unui sistem solar este calitatea structurilor de montaj. Este important ca acestea să fie realizate din materiale rezistente și durabile, care să susțină panourile solare pe termen lung, chiar și în condiții meteorologice dificile. Cele mai bune opțiuni pentru structuri sunt aluminiul și oțelul inoxidabil, care sunt rezistente la coroziune și pot face față uzurii timp de mulți ani.
Un alt aspect esențial pentru performanța și durabilitatea unui sistem solar este calitatea structurilor de montaj. Este important ca acestea să fie realizate din materiale rezistente și durabile, care să susțină panourile solare pe termen lung, chiar și în condiții meteorologice dificile. Cele mai bune opțiuni pentru structuri sunt aluminiul și oțelul inoxidabil, care sunt rezistente la coroziune și pot face față uzurii timp de mulți ani.
De asemenea, cablurile utilizate în sistem trebuie să aibă o izolație de calitate superioară, capabilă să reziste la razele UV ale soarelui și la condițiile de mediu extreme, pentru a asigura siguranța și fiabilitatea sistemului pe termen lung. Aceste cabluri trebuie să fie proiectate pentru a rezista decenii de expunere la soare și alte condiții exterioare.
Calitatea inversorului
Invertoarele pentru panouri solare utilizate acasă sunt, de obicei, de bună calitate, întrucât sunt testate și verificate înainte de a fi instalate. Totuși, acestea pot influența performanța generală a sistemului solar, în special în ceea ce privește eficiența de conversie a energiei.
Există invertoare care pot începe să funcționeze chiar și în condiții de iluminare scăzută, generând energie chiar și în momentele cu soare mai puțin intens, în timp ce altele nu se activează decât atunci când lumina este puternică. Ambele tipuri de invertoare pot fi de înaltă calitate, dar diferența constă în faptul că un inverter va începe să producă energie imediat ce soarele apare, iar altul va începe să funcționeze doar când intensitatea luminii este suficient de mare. Astfel, primul tip de inverter va produce deja câțiva kWh înainte ca celălalt să înceapă să funcționeze.
Cum să calculăm performanța estimată a sistemului nostru solar?
Producția anuală a panourilor solare în funcție de locația geografică
Am discutat deja că producția anuală a panourilor solare oferă un rezultat mai realist decât puterea nominală a acestora.
Timpul de amortizare în funcție de performanța sistemului solar
Performanța sistemului solar are un impact semnificativ asupra timpului de amortizare al acestuia. Dacă împărțim costul sistemului la energia generată și la prețul energiei electrice, obținem timpul estimat de recuperare a investiției.
Cu cât sistemul solar are o performanță mai mare, cu atât costul pe unitate de putere (per kWp) va fi mai mic. De exemplu, dacă încălzirea casei este electrică, dacă apa caldă este produsă cu ajutorul unui boiler electric sau dacă încarci un autovehicul electric, atunci vei avea nevoie de un sistem solar mai mare, care se va amortiza mai rapid datorită consumului mai ridicat de energie.
În concluzie, un sistem solar mai puternic va aduce economii mai mari pe termen lung și se va amortiza mai rapid, mai ales în cazul în care consumul de energie este semnificativ.
Cum am menționat în articol, acest subiect este destul de complex și depinde de mai mulți factori. Sperăm că acest articol v-a ajutat să navigați prin labirintul diferitelor unități de măsură și termeni tehnici și că acum aveți o înțelegere mai clară despre ce înseamnă performanța unui panou solar.
