Nasłonecznienie a fotowoltaika
Sensem każdej inwestycji jest jej opłacalność. Niejeden potencjalny użytkownik paneli fotowoltaicznych zadaje sobie pytanie o związek pomiędzy fotowoltaiką a nasłonecznieniem. Polska to nie słoneczna Kalifornia – czy zatem ilość dni słonecznych w Polsce i warunki nasłonecznienia są wystarczające, by ten sposób pozyskiwania energii elektrycznej się opłacił?
Fotowoltaika a nasłonecznienie – Polska
Podstawowe parametry pozwalające określić opłacalność fotowoltaiki w danej lokalizacji to:
● usłonecznienie, określające ilość godzin w ciągu roku, kiedy do powierzchni Ziemi docierają promienie słoneczne;
● natężenie promieniowania słonecznego padającego na daną powierzchnię, mierzone w W/m²;
● nasłonecznienie (insolacja) mierzone w kWh/m² na rok.
Ilość dni słonecznych w Polsce jest istotnym parametrem, gdyż przy bezchmurnym niebie można uzyskać więcej energii niż z promieniowania rozproszonego. Średnie usłonecznienie w Polsce wynosi około 1600 godzin. Z punktu widzenia fotowoltaiki nie jest istotne usłonecznienie możliwe (mierzone od wschodu do zachodu słońca), lecz usłonecznienie rzeczywiste z uwzględnieniem zachmurzenia. W praktyce najlepsze warunki usłonecznienia rzeczywistego występują w południowej i południowo-wschodniej Polsce.
Natężenie promieniowania słonecznego zależy głównie od wysokości słońca nad horyzontem, a więc od pory roku. W słoneczny dzień przy bezchmurnym niebie natężenie promieniowania słonecznego może przekraczać 1000 W/m², i to bez względu na porę roku. Średnie nasłonecznienie w Polsce wynosi około 1000 kWh/m² rocznie i jest to wartość odpowiadająca warunkom, w jakich standardowo testowane są moduły fotowoltaiczne.
Porównanie warunków nasłonecznienia w Polsce i w innych krajach
Nasłonecznienie w Polsce jest największe w centralnej, południowo-wschodniej i wschodniej części kraju, szczególnie duże jest na Lubelszczyźnie i Podkarpaciu. Najniższe wartości nasłonecznienia (ok. 900 kWh/m²/rok) notuje się na Górnym Śląsku – ze względu na rozpraszanie promieniowania w zanieczyszczonym smogiem powietrzu – oraz obszary nadmorskie, które rekompensują to większą przejrzystością powietrza. Na okres od kwietnia do września przypada około 70–80% energii, jaką mogą wykorzystać instalacje fotowoltaiczne. Trzeba pamiętać o tym, że panelom fotowoltaicznym nie służy także nadmierne nagrzanie, ponieważ prowadzi ono do spadku ich wydajności.
Oczywiście trudno porównywać pod tym względem Polskę do krajów śródziemnomorskich, Bliskiego Wschodu, Teksasu czy Kalifornii, które leżą w innych szerokościach geograficznych. W kwestii poziomu nasłonecznienia Polska nie odbiega od takich krajów jak Francja czy Niemcy, a w porównaniu do Wielkiej Brytanii wypada lepiej. Ilość dni słonecznych w Polsce jest większa niż w zachodniej Europie, gdzie klimat jest bardziej wilgotny, a co za tym idzie, pojawia się więcej chmur deszczowych. Nasłonecznienie jest wypadkową kąta padania promieni słonecznych (nasłonecznienie maleje w kierunku biegunów geograficznych), długości dnia oraz zachmurzenia, które zmienia się w zależności od pogody.
Fotowoltaika – jak zyskać pewność, że będzie się opłacać?
Planując zainwestowanie w fotowoltaikę, nie można polegać jedynie na znajomości warunków naturalnych, takich jak nasłonecznienie Polski. Odpowiedni kąt nachylenia paneli oraz azymut (ustawienie względem kierunków geograficznych), a także wyeliminowanie zacienienia stwarzają optymalne warunki, żeby produkować energię ze słońca. Rzadko udaje się uzyskać warunki idealne pod każdym względem dla montażu zestawów fotowoltaicznych. Ale nawet w miejscach gorzej nasłonecznionych można tak dobrać instalację fotowoltaiczną, żeby przynosiła inwestorowi korzyści ekonomiczne. Niezwykle ważne są tu odpowiedni projekt, właściwy dobór komponentów oraz prawidłowy montaż instalacji.