Jakie jest optymalne ustawienie i kąt nachylenia modułów fotowoltaicznych?

W instalacjach fotowoltaicznych bardzo duże znaczenie ma ustawienie paneli względem słońca. Radzimy jak optymalnie dobrać kąt nachylania oraz ustawienie modułów PV, aby były ona możliwie najwydajniejsze w produkowaniu energii elektrycznej.

Jeżeli chcemy zastosować w naszym gospodarstwie domowym instalacje fotowoltaiczną, powinniśmy dokładnie przeanalizować ich położenie, najlepiej na długo przed zakupem i instalacją. Orientacja paneli fotowoltaicznych oraz kąt ich padania mają bowiem ogromy, wręcz kluczowy wpływ na ich wydajność. Im lepsza lokalizacja, orientacja oraz kąt nachylenia paneli słonecznych, tym większa ich wydajność, a co za tym idzie, także większe korzyści z oszczędności wydatków na pozyskanie energii elektrycznej.

Orientacja paneli fotowoltaicznych a ich wydajność

Wybór odpowiedniego miejsca dla paneli fotowoltaicznych powinniśmy rozpocząć od wyboru konkretnego miejsca. Niby wydaje się to oczywiste, jednak wiele osób o tym zapomina, a później się rozczarowuje – po pierwsze, instalacja PV powinna być zlokalizowana w miejscu niezacienionym. Takie umiejscowienie sprawi, że do modułów PV docierać będzie możliwie najwięcej promieni słonecznych.

Kolejna istotna kwestia w kontekście umiejscowienia paneli fotowoltaicznych to konkretne miejsce ich położenia. Moduły PV mogą być umiejscowione:

• Na dachu lub elewacji,
• Na gruncie.

Obie lokalizacje mają zarówno swoje wady, jak i zalety. Umiejscowienie paneli słonecznych na dachu sprawia, że znajdują się one wyżej i dzięki temu jest mniejsze ryzyko ich zacienienia. Jednak czasami położenie dachu względem kierunków geograficznych oraz nachylenie dachu nie są korzystne względem wydajności paneli słonecznych. W niektórych przypadkach montaż instalacji wsporczej na dachu może okazać się zbyt dużym wydatkiem.

Z kolei umiejscowienie na powierzchni gruntu umożliwia dokładne i optymalne rozplanowanie zarówno orientacji względem kierunków geograficznych, jak i dobranie odpowiedniego kąta nachylenia paneli. Poza tym, gdy dysponujemy dużym terenem niezabudowanym i niezacienionym, możemy umieścić więcej paneli, co przełoży się na większe oszczędności wydatków na energię. Umiejscowienie modułów PV na gruncie w przypadku, gdy pozwalają one na pozyskanie energii większej niż 40 kW, wymaga pozwolenia na ich budowę. Poza tym lokalizacja paneli na gruncie jest bardziej podatna na zacienienia.

Najlepszą orientacją modułów PV względem kierunków geograficznych w przypadku Polski (jak również innych krajów europejskich oraz wszystkich lokalizacji na północ od równika) jest skierowanie ich ku południowi. Taka orientacja umożliwia pozyskanie największej ilości energii w naszych szerokościach geograficznych. Wysoką, zadowalającą wydajność paneli PV można również osiągnąć, jeżeli są ustawione (w zależności od ustawienia dachu) w kierunkach południowy wschód lub południowy zachód.

Jaki kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych w Polsce jest najlepszy?

Aby uzyskać największą możliwą energię z modułów PV, ich powierzchnia czynna modułów PV powinna być skierowana w stronę słońca przez jak najdłuższy czas w ciągu dnia. Ustawienie paneli fotowoltaicznych to zatem nie tylko wybór miejsca i dobór orientacji względem kierunków geograficznych, ale także dopasowanie kąta ich nachylenia. Przyjrzyjmy się teraz jaki jest najlepszy kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych w Polsce w zależności od szerokości geograficznych:

• W przypadku południowych rejonów Polski możemy uzyskać najwyższą wydajnoś
• instalacji fotowoltaicznych przy kącie 25-40 stopni,
• W przypadku północnych rejonów naszego kraju najwyższą wydajnoś
• instalacji fotowoltaicznych uzyskać można pod kątem 30-50 stopni.

Jeśli jednak kąt nachylenia dachu jest większy lub mniejszy, trzeba będzie zastosować konstrukcję wsporczą. W tym miejscu należy zaznaczyć, że w sytuacji, gdy kąt nachylenia dachu wynosi od w przedziale 15-60 stopni, a jednocześnie jego odchylenie od południa to 45 stopni lub więcej, koszt skonstruowania instalacji wsporczej może okazać się zbyt wysoki niż przewidywany zysk z energii słonecznej.

Kąt nachylenia a pory roku: nachylenie paneli słonecznych latem a zimą

W szerokościach geograficznych, w jakich znajduje się Polska, ilość promieniowania słonecznego latem jak znacznie większa niż zimą. Aby zachować optymalny dopływ promieni słonecznych do instalacji fotowoltaicznych przez cały rok najlepiej, aby nachylone były one pod kątem 30 stopni. Natomiast, gdy chcemy z paneli korzystać jedynie w sezonie letnim (np. w ogródku działkowym), panele mogą być nachylone pod kątem 10-15 stopni w kierunku południowym. Pozwala to na największy uzysk energii w sezonie letnim. Ciekawym rozwiązaniem są instalacje fotowoltaiczne, które zaopatrzone są w specjalny siłownik sterujący kątem nachylenia paneli. Można go zaprogramować tak, aby instalacja produkowała możliwie najwięcej prądu. Jest to jednak rozwiązanie kosztowne i podatne na uszkodzenia.

Aby optymalnie dobrać i rozplanować instalację fotowoltaiczną w swoim domu, należy wybrać odpowiednie, niezacienione miejsce, którym może być dach lub dobrze położony na otwartej przestrzeni grunt. Ważne także, aby moduły fotowoltaiczne skierowane były na południe, ewentualnie południowy wschód lub południowy zachód. Należy także w zależności od szerokości geograficznej odpowiednio dobrać kąt nachylenia paneli PV.

Marek Lont