Nie ma słońca. Czy fotowoltaika produkuje prąd jesienią i zimą?

Fotowoltaika to rozwiązanie, po które sięgamy coraz częściej. Sprzyjają temu rządowe dotacje, na przykład w ramach programu “Mój Prąd 6.0”. Ponieważ inwestycja wiąże się z poniesieniem kosztów, wiele osób próbuje poznać więcej szczegółów na temat działania tej technologii i dowiedzieć się, czy ma ona sens w kraju, w którym nie codziennie świeci słońce. Wyjaśniamy te zagadnienia.

Fotowoltaika działa na zasadzie konwersji promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Kluczową rolę odgrywają tutaj panele, które przekształcają światło (nawet rozproszone) w prąd. Wiele osób błędnie zakłada, że panele działają wyłącznie w pełnym słońcu. W rzeczywistości fotowoltaika jest w stanie produkować prąd również w pochmurne dni, choć rzeczywiście z mniejszą wydajnością.

Panele fotowoltaiczne są najbardziej wydajne przy pełnym nasłonecznieniu, ale reagują także na światło rozproszone, czyli takie, które dociera do powierzchni ziemi, nawet gdy niebo jest pokryte chmurami. W miesiącach jesiennych i zimowych, mimo mniejszej ilości słonecznych godzin i niższego kąta padania promieni słonecznych, instalacje fotowoltaiczne wciąż produkują prąd.

Produkcja energii z paneli fotowoltaicznych jest sezonowa. Najwięcej prądu produkowane jest latem, kiedy dni są dłuższe, a słońce świeci intensywnie przez wiele godzin. Zimą, kiedy dni są krótsze i często pochmurne, wydajność paneli maleje, ale nie znika całkowicie.

W Polsce, przykładowo, latem panele fotowoltaiczne mogą produkować około 60-70% rocznej energii, co oznacza, że na pozostałe miesiące przypada około 30-40% produkcji. W zimie, w zależności od warunków atmosferycznych i lokalizacji instalacji, wydajność fotowoltaiki może spaść nawet o 80% w porównaniu do letnich szczytów. Niemniej jednak nawet w miesiącach takich jak listopad czy grudzień, panele są w stanie wytwarzać energię, szczególnie w dni, kiedy niebo jest częściowo lub całkowicie bezchmurne.

Skoro latem fotowoltaika produkuje więcej prądu niż zimą, warto przyjrzeć się temu dokładniej. Poniżej prezentujemy uproszczone porównanie produkcji prądu w różnych porach roku:

• Lato (czerwiec-lipiec-sierpień):Najwyższa wydajność, intensywne promieniowanie słoneczne. Panele mogą osiągać pełną wydajność, często pokrywając całkowite zapotrzebowanie na energię gospodarstwa domowego.
• Wiosna/Jesień (kwiecień-maj/wrzesień-październik): Dni stają się krótsze, ale wciąż możliwe jest uzyskanie znaczącej ilości energii – średnio około 50-70% maksymalnej letniej produkcji.
• Zima (grudzień-luty): Najkrótsze dni i najniższe natężenie promieniowania słonecznego. Produkcja spada do 10-30% letniej mocy, ale wciąż możliwe jest zaspokojenie części potrzeb energetycznych.

Warto jednak pamiętać, że współczesne systemy fotowoltaiczne są zaprojektowane tak, by maksymalizować efektywność w każdych warunkach. Panele są odporne na trudne warunki atmosferyczne, a ich sprawność przy niskich temperaturach zimowych jest niekiedy wyższa niż w upalne dni lata.

Wiele osób może zadać sobie pytanie, jak to wygląda w praktyce. Załóżmy, że mamy instalację fotowoltaiczną o mocy 5 kWp (kilowatopików), zwaną popularnie 5kW, która jest dość popularnym rozwiązaniem w polskich gospodarstwach domowych. Taka instalacja w optymalnych warunkach może wytwarzać około 5 000 kWh rocznie. W Polsce latem, od czerwca do sierpnia, panele fotowoltaiczne mogą generować nawet 60-70% rocznej produkcji. Załóżmy, że instalacja produkuje w tych miesiącach około 65% całkowitej rocznej energii, co wynosi:

Letnia produkcja: 5000 kWh × 65% = 3250 kWh w miesiącach letnich.

Wartość tej energii można obliczyć, mnożąc ilość wyprodukowanych kilowatogodzin przez średnią cenę prądu:

3250 kWh × 1,33 zł/kWh = 4322,50 zł wartości prądu wyprodukowanego latem.

Zimą, czyli od grudnia do lutego, produkcja energii z tej samej instalacji spada do około 10-30% rocznej wydajności. Załóżmy, że w tym okresie panele produkują 20% rocznej energii:

Zimowa produkcja: 5000 kWh × 20% = 1000 kWh w miesiącach zimowych.

Wartość tej energii to:

1000 kWh × 1,33 zł/kWh = 1330 zł wartości prądu wyprodukowanego zimą.

Porównując, widać wyraźnie, że latem instalacja produkuje około 3 razy więcej prądu niż zimą, co przekłada się na znaczną różnicę w wartości generowanej energii – latem jest to ponad 4000 zł, a zimą nieco powyżej 1300 zł.

Aby maksymalnie wykorzystać potencjał fotowoltaiki przez cały rok, warto zainwestować w dodatkowe elementy systemu, takie jak magazyny energii. Dzięki nim nadwyżka energii produkowanej latem może być przechowywana i wykorzystywana w pochmurne, zimowe dni. Działający obecnie program “Mój prąd 6.0” przewiduje dopłaty do systemów fotowoltaicznych pod warunkiem, że będą one zawierały magazyny energii lub ciepła.

W praktyce jednak wiele gospodarstw domowych korzysta z systemów rozliczeń z siecią energetyczną (tzw. net-metering), co pozwala na oddawanie nadwyżek energii do sieci latem i odbieranie ich zimą. Obecnie powoli odchodzi się od tego systemu na rzecz net-billingu, który jest korzystniejszy dla prosumenta. Na dotacje rządowe mogą liczyć wyłącznie te osoby, które będą z niego korzystały. Dobrze zaplanowana i zainstalowana instalacja fotowoltaiczna może znacząco obniżyć rachunki za prąd, nawet w miesiącach, gdy słońca jest mniej. Warto jednak pamiętać, że każda instalacja jest inna, a efektywność zależy od wielu czynników, takich jak kąt nachylenia dachu, orientacja paneli czy lokalizacja geograficzna.