Soare, nori și caniculă: când este mai productiv un panou fotovoltaic

O zi caniculară nu este automat cea mai bună zi pentru producția fotovoltaică. Panoul fotovoltaic  are nevoie de lumină, dar celulele foarte fierbinți pierd o parte din puterea pe care ar putea să o livreze. Din acest motiv, o zi senină și răcoroasă de aprilie poate aduce vârfuri mai mari decât o după-amiază toridă de iulie. 

Vremea influențează producția prin cantitatea de lumină care ajunge la celule, temperatura modulelor, durata zilei, nori, ceață, vânt și depunerile de zăpadă sau murdărie. Pentru a interpreta datele corect, separă puterea instantanee, exprimată în kW, de energia produsă într-o zi, exprimată în kWh.

Lumina produce electricitate, nu căldura

Panoul fotovoltaic transformă lumina în energie electrică. Căldura aerului nu alimentează procesul. Atunci când celulele se încing, tensiunea lor scade și apare o pierdere de putere.

Puterea de pe etichetă este determinată în condiții standardizate, printre care o temperatură a celulei de 25°C. Aceasta nu trebuie confundată cu temperatura aerului. Într-o zi cu 32°C la umbră, panoul expus direct la soare poate deveni mult mai fierbinte.

Influența temperaturii apare în fișa tehnică sub forma coeficientului de temperatură pentru putere. Dacă un panou are un coeficient de -0,30%/°C, fiecare grad peste temperatura de referință reduce puterea cu aproximativ 0,30%.

Cum compari panourile pentru zilele toride

Când analizezi un panou fotovoltaic de pe romstal.ro, nu te opri la puterea nominală de 455, 500 sau 590 W. Verifică în fișa tehnică:

• coeficientul de temperatură pentru putere;
• eficiența modulului;
• temperatura normală de funcționare;
• dimensiunile și puterea raportată la suprafață;
• garanția de produs și cea de performanță.

Dacă două panouri fotovoltaice au aceeași putere, dar primul are un coeficient de -0,29%/°C, iar al doilea de -0,35%/°C, primul va pierde mai puțin în condiții de temperatură ridicată.

Contează și montajul. Un panou instalat deasupra acoperișului, cu spațiu suficient pentru circulația aerului, se poate răci mai bine decât unul cu partea posterioară slab ventilată. NREL arată că modul de instalare, vântul și circulația aerului pe ambele fețe influențează temperatura modulelor.

Ce se întâmplă când apar norii

Panoul fotovoltaic produce și pe vreme înnorată, deoarece o parte din radiația solară ajunge la suprafață sub formă de lumină difuză. Cantitatea depinde de grosimea și tipul norilor.

Un strat subțire poate reduce moderat producția. Un nor dens de furtună poate provoca o scădere abruptă. Dacă norii se deplasează repede, graficul zilnic prezintă oscilații repetate, în locul unei curbe line.

Există și momente scurte în care marginile norilor reflectă suplimentar lumina către panouri. Puterea poate crește temporar, uneori până aproape de limita invertorului. Acest vârf nu înseamnă că ziua înnorată va produce mai multă energie decât una senină.

Nu compara numai valorile de la prânz. Un vârf mare menținut cinci minute contribuie mai puțin la producția zilnică decât o putere moderată menținută câteva ore.

De ce producția scade iarna

Celulele funcționează bine la temperaturi joase, dar iarna zilele sunt mai scurte, norii și ceața apar mai des, iar soarele se află mai jos pe cer.

Se schimbă și umbrele. Un copac sau un coș care nu afectează instalația în iunie poate acoperi o parte dintre panouri în decembrie, când umbrele sunt mai lungi. Într-o configurație cu invertor de șir, umbrirea unui modul poate influența producția mai multor panouri, în funcție de proiectarea sistemului.

Cum afectează zăpada panourile

Un strat de zăpadă care acoperă celulele reduce sau poate opri producția pe suprafața respectivă. Aerul rece ajută funcționarea celulelor, dar acest avantaj nu contează dacă lumina nu ajunge la ele.

Durata acoperirii depinde de grosimea zăpezii, temperatura aerului, înclinarea panourilor și apariția soarelui după ninsoare. Modulele montate înclinat se pot curăța natural când zăpada începe să alunece.

Utilizatorul @nswizdum a relatat că panourile sale se curățau de obicei repede după furtună datorită zilelor însorite care urmau. Într-un decembrie foarte înnorat, zăpada a rămas însă pe module săptămâni, iar o nouă ninsoare a prelungit perioada de producție redusă (@nswizdum, Reddit, Winter and Solar – What an Endless Battle, 2022).

Nu urca pe acoperiș și nu curăța panourile cu obiecte dure. Poți deteriora sticla, rama sau cablurile și te expui unui risc inutil. Intervenția se face numai prin metode sigure, acceptate de producător.

Ploaia curăță praful, dar nu orice murdărie

În timpul ploii, producția scade de obicei din cauza norilor. Apa poate însă îndepărta praful superficial și polenul, iar rezultatul se observă după revenirea soarelui.

Excrementele de păsări, depunerile lipicioase și praful acumulat la baza ramei pot rămâne. O ploaie slabă poate chiar să amestece praful cu apa și să lase urme după uscare.

Nu programa curățarea numai pentru că producția a scăzut câteva zile. Verifică mai întâi:

• gradul de înnorare;
• producția din aceeași perioadă a anului trecut;
• mesajele invertorului;
• umbrele noi;
• murdăria vizibilă;
• diferențele dintre șirurile de panouri.

Dacă toate panourile fotovoltaice scad simultan într-o zi înnorată, vremea este explicația probabilă. Dacă un singur șir rămâne constant sub celelalte în condiții similare, trebuie verificată umbrirea, murdăria locală sau o problemă tehnică.

Ceața, praful și fumul filtrează lumina

Un cer aparent luminos nu garantează o radiație puternică. Ceața, praful purtat de vânt și fumul împrăștie sau absorb o parte din lumină.

Efectul poate apărea într-o zi fără nori bine conturați, dar cu atmosferă lăptoasă. Graficul are o curbă relativ netedă, însă la un nivel inferior celui obținut într-o zi cu aer limpede.

Praful acționează în două locuri: particulele din atmosferă reduc lumina înainte ca aceasta să ajungă la acoperiș, iar murdăria depusă pe sticlă blochează suplimentar radiația.

După o perioadă secetoasă, compară producția dintr-o zi senină cu cea obținută după o ploaie consistentă, alegând zile apropiate ca temperatură și durată. Astfel poți evalua mai bine dacă murdăria influențează rezultatul.

Vântul poate răci panoul, dar solicită prinderile

Vântul moderat răcește partea posterioară a modulelor și poate limita pierderile provocate de căldură. Două zile cu aceeași temperatură a aerului și lumină apropiată pot avea rezultate ușor diferite dacă una este complet calmă, iar în cealaltă aerul circulă bine.

Vântul puternic aduce solicitări mecanice. Sistemul de fixare trebuie ales în funcție de tipul acoperișului, înălțimea clădirii, zona de vânt și amplasarea panourilor față de marginile acoperișului.

După o furtună, inspectează instalația de la sol și urmărește:

• rame deplasate;
• cabluri desprinse;
• obiecte căzute pe panouri;
• sticlă fisurată;
• scăderi bruște ale producției.

Dacă observi o problemă, nu atinge echipamentul. Panourile și cablurile pot rămâne sub tensiune cât timp există lumină.

Grindina poate produce daune ascunse

Panourile fotovoltaice sunt testate la impact conform standardelor aplicabile, dar nicio certificare nu garantează rezistența la orice episod de grindină. Bucățile mari de gheață pot sparge sticla sau pot produce microfisuri în celule.

Un modul afectat poate continua să producă, iar problema să devină vizibilă mai târziu. După o furtună severă, compară producția șirurilor și solicită o verificare dacă apar diferențe persistente.

Nu turna apă peste un panou fisurat și nu încerca să îl demontezi. Fotografiază-l de la distanță și contactează instalatorul sau asigurătorul.

Când vremea nu explică scăderea

Dacă producția cade brusc la zero într-o zi senină sau rămâne plafonată la aceeași valoare, problema poate fi invertorul, rețeaua ori configurația instalației.

O tensiune prea mare în rețea poate determina invertorul să își reducă puterea sau să se deconecteze temporar. Limitarea numită „clipping” apare când panourile pot furniza mai mult decât puterea acceptată de invertor. Graficul prezintă atunci un vârf tăiat și plat.

Într-o discuție tehnică despre raportul dintre panouri fotovoltaice și invertor, @zombie90s a explicat că modulele ajung rar să ofere permanent puterea nominală de pe etichetă, deoarece condițiile de laborator nu se repetă continuu pe acoperiș (@zombie90s, Reddit, AMA: I Worked in the Solar Industry for Over a Decade, 2023).

De reținut! Dacă producția scade când apare un nor și revine când cerul se înseninează, reacția este normală. Dacă scade în fiecare zi senină la aceeași oră, verifică umbrirea, tensiunea rețelei și mesajele invertorului.

Creează un jurnal meteo al instalației

Timp de o lună, notează energia produsă zilnic, temperatura maximă, starea cerului, precipitațiile, vântul, umbrele și alertele invertorului. Compară zile apropiate ca dată și condiții, nu o zi de iunie cu una de noiembrie.

Pentru o estimare independentă poți folosi PVGIS, instrumentul gratuit al Centrului Comun de Cercetare al Comisiei Europene. Acesta estimează producția lunară și anuală folosind date meteorologice din mai mulți ani și caracteristicile sistemului.

În final, nu evalua instalația după recordul unei singure după-amiezi. Urmărește energia acumulată și repetarea anomaliilor în condiții similare. Astfel vei putea separa variațiile normale provocate de vreme de problemele care cer intervenția instalatorului.

Surse și experiențe din comunitate:

• Comisia Europeană, Joint Research Centre. PVGIS 5 User Manual
• U.S. Department of Energy. Solar Energy and Storage Basics
• National Renewable Energy Laboratory. PV Modules Designed for Specific Climates
• U.S. Department of Energy. Severe Weather Resilience in Solar PV System Design

• @nswizdum, Reddit. Winter and Solar – What an Endless Battle, 2022.
• @zombie90s, Reddit. AMA: I Worked in the Solar Industry for Over a Decade, 2023.

Sursa foto: Gary Cole pe Unsplash.com

P

Acest material este proprietatea site-ului Mytex.ro si poate fi preluat pe site-ul dvs doar cu citarea sursei prin afisarea linkului catre articolul din site-ul mytex.