UKŁADY NADĄŻNE DLA FOTOWOLTAIKI- CZY WARTO SIĘ ZDECYDOWAĆ?

Photo: ABB

Photo: ABB

Panele słoneczne osiągają optymalne parametry, gdy są ustawione prostopadle do kierunku promieniowania słonecznego. Taka sytuacja jest możliwa w sposób ciągły tylko w przypadku wyposażenia systemów w mechanizmy sterujące ich pozycją – trackery słoneczne. Dzięki temu podwyższona jest wydajność pracy systemu, zredukowany jego rozmiar oraz koszt wyprodukowania kilowatogodziny.

Zastanawiasz się, czy poprawa pracy trackerów słonecznych kompensuje dodatkowy koszt, jaki musimy na nie ponieść?

Zarówno układy nadążne poruszające się na dwóch osiach, jak i na jednej mają wiele zalet. Przede wszystkim zwiększają uzysk energii dzięki redukcji strat takich jak te wynikające z kąta padania promieni słonecznych innego niż prostopadły. W przypadku trackerów poruszających się na dwóch osiach, tego typu straty zwykle wcale nie mają miejsca.

Co więcej, jak wykazało wiele badań, ruch paneli słonecznych zmniejsza ryzyko osadzania się kurzu oraz innych zanieczyszczeń, a te mogą spowodować znaczny spadek napięcia oraz przepływającego prądu, prowadzić do miejscowego przegrzewania paneli (hot-spots) oraz strat wynikających z różnych parametrów paneli (efekt mismatch).

Straty związane ze wzrostem temperatury ogniw są również niższe, niż w przypadku systemów stacjonarnych, gdzie obniżają w zależności od technologii 4% mocy nominalnej przez wzrost o każde 10 stopni Celsjusza. Będzie to zależało od temperatury otoczenia, prędkości wiatru oraz NOCT, a także ewentualnej wentylacji I pozycji paneli. Zastosowanie układów nadążnych zapewnia naturalną wentylację.

Jest jeszcze jedna korzyść – podnoszona jest wydajność pracy inwerterów, które pracują najlepiej przy najwyższym obciążeniu, a takie zapewni lepsze wykorzystanie promieni słonecznych.

Ile energii można zyskać?

Wzrost uzysku energii będzie zależał od:

rodzaju trackera

Trackery na jednej osi produkują mniej energii niż te dwuosiowe, ale są efektywniejsze kosztowo dla zastosowań komercyjnych. Dwuosiowe układy nadążne świetnie sprawdzają się za to w przydomowych instalacjach słonecznych (w szczególności w połączeniu z korzystnymi stawkami za sprzedaż energii elektrycznej). Znaczenie będzie miała również dokładność nastaw, częstotliwość poruszania, sterowania i kątowy zakres pracy.

lokalnego klimatu

Trackery pracują lepiej w warunkach dobrej przejrzystości powietrza, czyli wtedy, gdy znaczną część promieniowania stanowi to bezpośrednie. W przeciwnym razie, spora część promieni słonecznych jest absorbowana przez zanieczyszczenie powietrza i chmury.

szerokości geograficznej

Stałe nachylenie paneli podnosi uzysk energii o 15% w porównaniu z ich horyzontalnym położeniem. Zastosowanie trackerów dodatkowo podnosi uzysk o kolejne 20 do 40 %, w zależności od poziomu nasłonecznienia na danym obszarze i pory roku.

Trackery dostosowują się nie tylko do trajektorii słońca na niebie, ale również do zmieniających się pór roku, jednak największy uzysk nastąpi w miesiącach letnich, w dodatku obejmie godziny szczytu cen energii.

W przypadku większego nasłonecznienia, trackery istotnie podnoszą efektywność w porównaniu z konstrukcjami stacjonarnymi. Przykładowo w Sewilli (Hiszpania), różnica w produkcji energii między jednym a drugim systemem wyniosłaby 483 MWh rocznie, a w Monachium (Niemcy) – już tylko 141 MWh. Jednak kwestia lokalnego klimatu ma ogromne znaczenie, bo w niektórych miejscach w Niemczech różnica w uzysku wynosi nawet 40%.

Czy jest to praktyczne rozwiązanie?

Aby trackery były opłacalne, muszą one pracować w sposób ciągły. W przeciwieństwie do konstrukcji stacjonarnych, posiadają one części ruchome, co oznacza, że nieco niższą niezawodność. Nie mniej jednak, zainstalowane silniczki pracują sumarycznie tylko przez kilka minut w ciągu całego dnia, a towarzysząca im elektronika jest względnie prosta. Układy dwuosiowe są postrzegane, jako te o bardziej obniżonej niezawodności, bo ich budowa jest nieco bardziej skomplikowana, ale jeśli przyjrzymy się większości urządzeń domowych – większość z nich posiada takie lub bardziej skomplikowane układy.

Najbardziej krytycznym etapem przy instalowaniu układów nadążnych jest prawidłowa instalacja czujników (w przypadku dwóch osi- jeden śledzi położenie względem wschodu i zachodu, a drugi wysokość górowania słońca na niebie).  Istotne jest również prawidłowe pierwsze nastawienie, aby panele znajdowały się idealnie prostopadle do promieni słonecznych, bowiem nawet niewielkie odchylenie może obniżyć uzysk o kilka procent. Przy dalszej eksploatacji, automatyczne dostosowanie pozycji paneli, w poszukiwaniu najbardziej korzystnego punktu na niebie, zajmie chwilę. Jeśli dodatkowo producent wyposaży urządzenie w czujnik wiatru, w chwili przekroczenia nastawionej wartości jego siły, ułożenie paneli zmieni się na równoległe do ziemi, aby nie dopuścić do uszkodzenia konstrukcji.

Jakie są koszty? 

Koszt energii produkowanej przez panele może być zredukowany nawet czterokrotnie dzięki zastosowaniu paneli. Co ważne, jeśli zdecydujemy się na układ nadążny, ten sam system będzie potrzebować mniej paneli oraz mniejszych i tańszych inwerterów.

Zastosowanie trackerów to również kompromis między ceną działki a niższą ceną produkowanej energii. Układy te wymagają bowiem większej przestrzeni, w szczególności te dwuosiowe. Nie mniej jednak, w przypadku większych projektów, koszt działki traci na znaczeniu.

Jeśli przeanalizujemy koszty capex, cena trackerów to ok. 0,75-1,25 $/Wp. Koszty eksploatacyjne nie wzrastają znacznie- w przypadku systemów jednoosiowych, będzie to różnica średnio 0,01 $/Wp w porównaniu z systemami stacjonarnymi. Nie zapominajmy, że trackery również zużywają energię elektryczną, ale – w zależności od przypadku- jest to zaledwie do 10% rocznej produkcji energii.

******

EasySolar, producent aplikacji mobilnej do projektowanie systemów fotowoltaicznych. Aplikacja EasySolar umożliwia przedstawienie różnych scenariuszy produkcji energii. Więcej szczegółów: http://easysolar.co