Ile naprawdę produkuje Twoja instalacja PV? Fakty, które musisz znać

Gdy dokonujemy zakupu fotowoltaiki, to składa się na nią wiele komponentów, z czego najważniejszymi są panele fotowoltaiczne oraz falownik. Moc naszej instalacji podawana jest zazwyczaj w ofercie jako łączna moc paneli np. 50kWp. Ale co to właściwie znaczy? W tym artykule postaramy się odpowiedzieć na pytanie ile energii w rzeczywistości wyprodukuje Twoja instalacja i od czego to zależy.

Teoretyczna moc panelu fotowoltaicznego

Moc panelu fotowoltaicznego nie jest stała i jest zależna od warunków środowiskowych w jakich pracują panele. Największe znaczenie w przypadku produkcji prądu przez ogniwa fotowoltaiczne ma natężenie promieniowania słonecznego oraz temperatura jaką osiągają ogniwa podczas pracy. By móc porównać między sobą różne panele powstał standard warunków badania paneli o nazwie STC (Standard Test Conditions). Warunki te określone są następująco:

Są to warunki idealne, możliwe do osiągnięcia jedynie w laboratorium. Właśnie te wartości są najczęściej podawane w kartach katalogowych producentów paneli, oznaczane jako Wp – Watt peak. Watt peak mówi nam o maksymalnych możliwościach produkcji energii przez moduł w najlepszych warunkach atmosferycznych.

Rzeczywista moc panelu fotowoltaicznego

W rzeczywistości, w Polsce, natężenie promieniowania słonecznego rzadko przekracza 950W/m² w bardzo słoneczne dni, jak i temperatura ogniw w takich przypadkach jest znacznie wyższa.

Bardziej realistyczny obraz sytuacji przedstawiają warunki NOCT (Normal Operating Cell Temperature), również podawany przez niektórych producentów:

Wyniki takich badań dają moc panelu znacznie niższą niż w warunkach laboratoryjnych o ok. 25-30%. Jednak w przypadku poprawnego doboru komponentów należy brać pod uwagę warunki STC, gdyż mogą one się zawsze wydarzyć.

Wpływ natężenia światła na moc paneli

Moc panelu silnie zależy od warunków atmosferycznych jakie aktualnie panują. Standardowe nasłonecznienie w ciągu dnia będzie się wahało w granicach 100-800W/m². W uproszczeniu można przyjąć, że moc generowana przez panel spadnie o tyle samo procent w stosunku do wartości katalogowych, co spadło nasłonecznienie panelu, tzn. jeżeli nasłonecznienie wynosi 600W/m², czyli 60% względem warunków STC, to moc panelu również będzie wynosić ok. 60% względem mocy Wp podanej w karcie katalogowej. Założenie to przyjmuje brak zmian w innych parametrach z warunku STC.

Na ilość światła, które pada na panel w ciągu roku, ma również wpływ jego orientacja względem kierunków świata. W przypadku Polski największy uzysk z instalacji możliwy jest w przypadku ustawienia paneli w kierunku południowym, pod kątem 30-40^o do podłoża. Kąt, pod którym najlepiej jest ustawić panele, zależy od szerokości geograficznej, w której znajduje się instalacja. Dla przykładu ustawienie paneli w kierunku wschodnim lub zachodnim zmniejszy roczny uzysk o ok. 21%. Tylko w przypadku małych kątów nachylenia do podłoża (do 15^o) odchylenie od południa nie ma istotnego znaczenia na produkcję.

Oprócz tych warunków, w ciągu każdego dnia słońce porusza się po nieboskłonie i jego promienie słoneczne generują zmienne natężenie słoneczne. Najwięcej światła pada na panele, kiedy słońce jest w zenicie. Dlatego wykres produkcji energii ma charakterystyczny kształt dzwona, z maksimum w czasie kiedy słońce znajduje się wysoko na niebie. Każde zachmurzenie bądź cień powodują gwałtowny spadek natężenia światła słonecznego, a co za tym idzie zmniejszenie mocy wygenerowanej z instalacji.

Wpływ temperatury na moc paneli

Wraz ze wzrostem temperatury ogniwa fotowoltaicznego spada jego moc. Każdy moduł ma w karcie katalogowej określony temperaturowy wskaźnik mocy P_max, który określa o ile procent spada moc maksymalna panelu na każdy stopień Celsiusa wzrostu temperatury powyżej 25^oC (warunki STC). Wartość ta może wynosić np. -0,41 %/^oC. Wskaźnik ten może stanowić o jakości paneli wykonanych w tej samej technologii – im mniejszy współczynnik, tym mniejsze straty, szczególnie w okresie letnim.

W przypadku temperatur poniżej 25^oC, moc maksymalna panelu będzie się zwiększać. To oznacza, że najwyższą moc instalacja osiągnie w mroźne, słoneczne dni. Jednak sumarycznie znacznie więcej energii jest produkowanej w okresie letnim.

Należy też zwrócić uwagę, że cały czas jest mowa o temperaturze ogniw fotowoltaicznych, a nie otoczenia. W okresie letnim mogą się one nagrzewać do 50^oC, a w przypadku braku wiatru oraz montażu uniemożliwiającego naturalną wentylację paneli, temperatura ta może osiągnąć nawet 70^oC. To znacznie wpływa na możliwości produkcyjne panelu. Dla przykładu:

Zima

• panel 400Wp
• temperatura ogniwa -10^oC
• współczynnik temperaturowy P_max = -0,41%/^oC

Rzeczywista moc panelu: 457Wp (wyższe o ok. 14%)

Lato

• panel 400Wp
• temperatura ogniwa 70^oC
• współczynnik temperaturowy P_max = -0,41%/^oC

Rzeczywista moc panelu: 325Wp (niższe o ok. 18%)

Sprawność modułów fotowoltaicznych

Sprawność modułów fotowoltaicznych określa stosunek energii elektrycznej produkowanej przez moduł do energii promieniowania słonecznego padającego na ten moduł. Wartość sprawności tej konwersji energii wynosi obecnie w standardowych modułach ok. 22-25% w warunkach testowych (1000W/m²). Sprawność modułów jest również zależna od natężenia światła padającego na panel. Największa jest ona w granicach 600-800W/m², wyższa nawet niż w warunkach STC. Natomiast w zakresie 200-600W/m² sprawność ta spada, a są to warunki najczęściej występujące w Polsce. Wartości tego spadku są różne i warto sprawdzić je w kartach katalogowych producenta.

Moc falownika

Moc paneli i moc falownika to nie jest to samo. Łączna moc paneli, podawana w kWp, jest wprowadzana do falownika, którego zadaniem jest przekształcić prąd stały DC generowany przez panele, na prąd zmienny AC o odpowiednich parametrach, pasujących do sieci elektrycznej. Moc falownika podawana w kartach katalogowych dotyczy zawsze mocy wyjściowej AC, czyli maksymalnej chwilowej mocy jaką może on wygenerować do sieci. Ta moc jest mocą, która używana jest w naszych domach.

Zazwyczaj projektuje się instalacje, w których moc paneli Wp znajduje się w granicach 80-120% mocy wyjściowej falownika. Sprawność falownika (przekształcania prądu DC na prąd AC) jest w miarę stała przy dużym obciążeniu wejścia DC i gwałtownie spada przy obciążeniu wynoszącym 15-20%, które może występować w warunkach niskiego nasłonecznienia, szczególnie zimą.

Ważne jest również, by napięcie paneli fotowoltaicznych w łańcuchu przekraczało nominalne napięcie pracy U_mppt. MPPT (Maximum Power Point Tracking) jest to element elektroniczny falownika, którego zadaniem jest takie obciążanie paneli, żeby uzyskiwać możliwie najwyższą moc. Jeśli napięcie łańcucha paneli jest poza zakresem nominalnym pracy MPPT, instalacja zacznie produkować znacznie mniej energii niż teoretycznie byłaby w stanie.

Podsumowanie: rzeczywista moc paneli fotowoltaicznych – co warto wiedzieć?

Choć oferty instalacji fotowoltaicznych często przedstawiają ich moc w idealnych warunkach (STC), rzeczywista produkcja energii zależy od wielu czynników: nasłonecznienia, temperatury, kąta nachylenia paneli czy sprawności falownika.

🔹 Warunki STC to laboratoryjne standardy, które pozwalają porównywać panele, ale nie oddają realnych warunków pracy instalacji.
🔹 Warunki NOCT, bardziej zbliżone do rzeczywistości, pokazują nawet 25–30% niższą moc niż deklarowana w katalogach.
🔹 Temperatura ma znaczenie – im wyższa, tym mniejsza sprawność ogniw. Zimą panele mogą produkować więcej energii chwilowej niż latem!
🔹 Orientacja i kąt nachylenia paneli wpływają na roczne uzyski – odchylenia od optymalnego ustawienia mogą znacznie obniżyć produkcję.
🔹 Falownik również ma ograniczenia, a jego dobór powinien być przemyślany, aby w pełni wykorzystać potencjał paneli.

Wniosek? Warto rozumieć, że moc zainstalowana ≠ moc produkowana. Realna wydajność instalacji zależy od całego szeregu zmiennych – dlatego warto zaufać doświadczonym specjalistom, którzy potrafią odpowiednio zaprojektować i zoptymalizować system PV.

Chcesz wiedzieć, ile energii może produkować Twoja instalacja w rzeczywistych warunkach? Skontaktuj się z nami – przygotujemy indywidualną analizę i dobierzemy rozwiązanie idealne dla Ciebie.