Wpływ śniegu na pracę paneli fotowoltaicznych

Około 70-80% rocznej energii promieniowania słonecznego dostarczane jest w sezonie od kwietnia do września. Jest to najkorzystniejszy okres, w którym energia elektryczna pozyskiwana jest przez instalację fotowoltaiczną. Należy pamiętać, że także w pozostałym okresie roku panele fotowoltaiczne mogą dostarczać energię elektryczną, jednak w mniejszej ilości. Spowodowane to jest niższym nasłonecznieniem, natomiast nie powoduje to niższej sprawności działania paneli fotowoltaicznych.

W Polsce w zależności od regionu kraju, opady śniegu występują zazwyczaj od 40 do 100 dni w ciągu roku. Natomiast pokrywa śnieżna może się utrzymać od około 20 dni za zachodzie kraju i do ponad 120 dni na wschodzie i południu kraju. Dwu centymetrowa warstwa śniegu zmniejsza przepuszczalność promieniowania słonecznego do wnętrza panelu fotowoltaicznego o około 80%. Przy warstwie 10 cm przepuszczalność ta obniża się do minimum, praktycznie poza zakres możliwości pracy panelu. Szczególnie niekorzystne są opady mokrego śniegu, który osadza się i przymarza na powierzchni paneli, a także powstawanie szronu, który ogranicza dostęp promieni słonecznych do modułu.

Wpływ śniegu na pracę paneli fotowoltaicznych

Szereg praktycznych badań, które prowadzone są w strefach zwiększonych opadów śniegu m.in. w Kanadzie i USA wskazują, że zaleganie śniegu i szronu nie ma, aż tak znaczącego wpływu na uzyskanie rocznego przypływu ciepła. W Kanadzie dla 70 badanych modułów nachylonych pod kątem od 10 do 60 stopni spadek wynosił 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). Podobne rezultaty były również w badaniach prowadzonych 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 zależne jest od kilku czynników m.in.

• od warunków pogodowych (temperatura, wilgotność powietrza, wiatr)
• od właściowości szyby (poziom hydrofobowości, czyli odchylania cząsteczek wody)
• od kąta nachylenia paneli.

Rekomendowany kąt nachylenia w Polsce wynosi od 30 do 45 stopni, dzięki temu śnieg łatwiej będzie zsuwał się z powierzchni paneli. W strefach o zwiększonych opadach śniegu kąt nachylenia można podwyższyć do 60 stopni, co zdecydowanie ułatwi samoczynne usuwanie się pokrywy śnieżnej. Dodatkowo większe nachylenie, dzięki zwiększonemu promieniowaniu słonecznemu odbijanemu od śniegu może minimalnie podnieść (ok.1%) wydajność instalacji fotowoltaicznej. (wg R. W. Andrews, A. Pollard i J. M. Pearce, „The Effects of Snowfall on Solar Photovoltaic Performance,” Solar Energy, nr 92, 2013).

Należy pamiętać, że panele fotowoltaiczne można odśnieżać pod warunkiem, że dostęp do nich jest łatwy i bezpieczny, a sama czynność nie zagraża ich trwałości. Uzyskanie kilkudziesięciu kWh energii elektrycznej nie może wiązać się z ryzykiem utraty zdrowia czy też uszkodzeniem paneli fotowoltaicznych. Akceptuje się również usuwanie śniegu lub szronu wodą, ale nie ciepłą. Przy tej czynności temperatura zewnętrzna musi być zdecydowanie dodatnia.

UWAGA: Problemem wcześniej budowanych instalacji fotowoltaicznych był spadek wydajności (nawet do zera) przy częściowym zacienieniu nawet niewielkiego obszaru jednego z paneli. Działo się tak wskutek zalegającego śniegu na dolnej krawędzi panelu, np. przez znajdujący się w pobliżu komin lub drzewo.