Wpływ warunków pogodowych na panele fotowoltaiczne

Grad

W Polsce, wg meteorologów, istnieje 130 szlaków gradowych, w których istnieje zagrożenie zaistnienia dużych gradzin o wielkości ponad 5-7 cm. Rekordowe zanotowane w Polsce w 2021 roku bryły gradowe miały średnicę 13,5 cm, jednakże było to zjawisko ekstremalne i zapewne nie dość szybko się powtórzy. Dotychczasowe rekordy to 8-10 cm.

Należy jednoznacznie podkreślić, że dopuszczone do sprzedaży panele fotowoltaiczne muszą spełniać szereg standardów, których jednym z nich jest odporność na grad. Reguluje to certyfikat wydany przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną o numerze IEC 61215.

Przed wydaniem certyfikatu przeprowadzane są szczegółowe badania pod kątem gradobicia – w kierunku paneli „wystrzeliwane” są kulki lodu o średnicy od 12,5 mm wzwyż z prędkością od 16 m/s. Aby panele przeszły test, wystarczy zaliczenie testu na najmniejszych wartościach pomiarowych, jednakże panele wysokiej jakości wytrzymują testy z lodem o wielkości ponad 40 mm i prędkościach dwukrotnie większych niż minimalna testowa.

Biorąc powyższe pod uwagę należy założyć, że typowe burze gradowe, gdy wielkość gradu nie przekracza 1 cm średnicy nie spowodują uszkodzeń w panelach. Uszkodzenia zdarzają się niezwykle rzadko. Nie można jednakże tego bagatelizować i po każdych opadach gradu warto bardzo dokładnie obejrzeć panele, czy nie powstały pęknięcia i uszkodzenia.

Warto podkreślić, że żaden producent paneli nie daje gwarancji na uszkodzenia paneli wynikłe z powodu zdarzeń atmosferycznych. Tym samy, jeśli użytkownik obawia się uszkodzeń z powodu opadów gradu, winien swoje panele ubezpieczyć.

Opady śniegu

W przypadku opadów śniegu nie możemy mówić o tak bezpośrednim zagrożeniu fizycznym jak w razie opadów gradu.  Jednakże długotrwałe zaśnieżenie powoduje spadek wydajności paneli fotowoltaicznych, z uwagi na zablokowanie dostępu promieniowania słonecznego do ogniw słonecznych.

W odróżnieniu od opadów gradu, gdzie jak wspomnieliśmy, w Polsce istnieje 130 obszarów gradowych, zaśnieżenie dotyczy w większym lub mniejszym stopniu terytorium całego naszego kraju. W ciągu roku opady śniegu średnio wynoszą 50-100 dni, zaś pokrywa śnieżna utrzymuje się od kilkudziesięciu dni na zachodnie kraju do nawet 120 dni na terenach górskich (południe Polski) i na wschodzie.

Należy wziąć pod uwagę, że pokrywa śnieżna o grubości powyżej 10 cm praktycznie całkowicie blokuje dostęp promieniowania słonecznego, tym samym blokuje prace paneli słonecznych. Już przy pokrywie 1,5-2 cm wydajność paneli spada prawie o 80%.

Większość instalowanych w Polce paneli fotowoltaicznych ustawianych jest pod kątem 30-45 stopni (jest to zalecane dla Polski nachylenie paneli), co powoduje, że w większości przypadków śnieg samoczynnie zsuwa się z szyb paneli. Na terytoriach, gdzie mamy do czynienia ze zwiększonymi opadami śniegu zalecanym jest zwiększać nachylenie do nawet 60 stopni, co zwiększy pewność samoczynnego zsuwania się śniegu.

Pamiętajmy przy tym, że śnieg zsuwając się odcina przez diody bypass fragmenty paneli. Powoduje to, że energia, która dociera do instalacji zamieniana jest na ciepło, które przyspiesza topnienie i zsuwanie się śniegu z paneli (im większy kąt nachylenia, tym szybciej to nastąpi). Przy okazji zsuwania się śniegu dokonywane jest samoczynne czyszczenie się paneli, co bez wątpienia pozytywnie wpłynie na ich wydajność (i nie trzeba będzie ich czyścić „ręcznie”).

Warto jednocześnie zauważyć, że większe nachylenie może również zwiększyć wydajność paneli fotowoltaicznych zimą dzięki pomnożeniu ilości promieniowania słonecznego na wskutek odbijania się promieni od śniegu wokół paneli. To kolejny plus śniegu.

Sporym utrudnieniem dla pracy paneli fotowoltaicznych jest szron, który nie zsuwa się samoczynnie z paneli i utrzymuje na panelach oraz opady śniegu mokrego, przymarzającego następnie do paneli.

Czy należy odśnieżać panele fotowoltaiczne? Można, nic nie stoi na przeszkodzie, zwłaszcza, gdy są to panele umiejscowione pod niezbyt dużym nachyleniem i zsuwanie się śniegu będzie bardzo małe. Przede wszystkim należy jednak podkreślić, że należy to wykonywać tylko wówczas, gdy jest to bezpieczne, zaś dostęp do nich nie stanowi problemu. Ponadto, nieumiejętne oczyszczanie paneli ze śniegu może doprowadzić do ich trwałego zniszczenia. Zalecamy więc dużą ostrożność!

Opady deszczu

Od razu uspokajamy – opady deszczu jako takie nie zagrażają fizycznie panelom fotowoltaicznym. W tym wypadku możemy mówić o dwóch niekorzystnych wpływach opadów – zachmurzeniu i zanieczyszczeniu.
Opadom deszczu towarzysza zazwyczaj znaczne zachmurzenia, które ograniczają promieniowanie słoneczne do paneli. Panele oczywiście mogą pracować przy zachmurzeniu, produkując energie elektryczną dzięki promieniowaniu rozproszonemu, jednakże generalnie zachmurzenie zmniejsza wydajność pracy paneli fotowoltaicznych, a tym samym mniejsza produkcję prądu elektrycznego.

Jeśli zaś chodzi o zanieczyszczenia, to niestety, współcześnie deszczówka nie jest już tak czysta, jak kiedyś. Krople deszczu pochłaniają zanieczyszczenie z powietrza, powodując powstawanie na powierzchni paneli osadu z tych zanieczyszczeń, co również wpływa negatywnie na wydajność i skuteczność funkcjonowania instalacji fotowoltaicznej.

Jeśli chodzi o czyszczenie paneli z osadu, to podobnie jak w przypadku zaśnieżenia, należy do tego podchodzić z dużą ostrożnością, aby nie uszkodzić powierzchni paneli.

Wiatr

Podobnie jak w przypadku opadów gradu, producenci paneli fotowoltaicznych wykonują szereg badań i testów modułów tak aby spełniały ściśle określone normy wytrzymałościowe.

Należy podkreślić, że same panele są wytrzymałe na bardzo silne wiatry – przypominamy, że natura sama przetestowała panele, gdy w trakcie huraganu w San Juan wytrzymały one siłę uderzającego w panele wiatru wiejącego z prędkością 290 km/h. Standardowe panele, wykonywane zgodnie z normami certyfikującymi powinny wytrzymać wiatr od 130 do 208 km/h, ale produkowane są również panele wytrzymujące prędkość wiatru równą prawie 400 km/h.

Jeśli chodzi o wiatr, to o wiele istotniejsza jest konstrukcja mocowania paneli – tu dochodzi najczęściej do zerwania się instalacji. Nie jest to jednak wina producentów paneli, a nieumiejętnego montażu przez słabo wykwalifikowaną ekipę montażową.

#fotowoltaika #agrofotowoltaika

Źródło: własne
Foto: pixabay