Da li Solarni Paneli Proizvode Električnu Energiju Tokom Zime?

Članak objavljen: 24. 10. 2023. od strane autora:

Iako zima sa sobom nosi kraće dane, manje sunca i niže temperature, solarni paneli i dalje mogu da proizvode električnu energiju tokom ovih hladnih meseci. Proizvodnja je svakako manja nego leti, ali i dalje značajna i korisna.

Ključno je razumeti osnovne faktore koji utiču na rad solarnih panela zimi, kako bi se sistem optimalno isprojektovao i prilagodio. Pravilnom instalacijom i odabirom opreme, solarna elektrana može da smanji račune za struju i tokom najhladnijih dana.

Razlika u proizvodnji struje iz solarnih panela tokom zime naspram leta u Srbiji je prilično velika, jer je Srbija zemlja sa umerenom klimom i velikim sezonskim varijacijama u sunčevom zračenju. 

Prema podacima Agencije za energetiku Republike Srbije, prosečna godišnja suma globalnog sunčevog zračenja u Srbiji iznosi oko 1400 kWh/m2, što je slično evropskom proseku.

Međutim, postoje velike razlike u raspodeli sunčevog zračenja tokom godine. Na primer, u Beogradu je prosečna mesečna suma globalnog sunčevog zračenja u januaru oko 50 kWh/m2, dok je u julu oko 180 kWh/m2. To znači da solarni paneli u Beogradu mogu da proizvedu tri do četiri puta više struje u julu nego u januaru.

Ali hajde da prvo razumemo zimske uticaje i nakon toga kako da maksimalno povecate potencijal solarnih panela i tokom zimskih dana.

Uticaj Zimskih Vremenskih Uslova na Rad Solarnih Panela

Solarni paneli su, kao što im i samo ime kaže, neraskidivo povezani sa sunčevom energijom. Tokom zimskih meseci na severnoj zemljinoj polulopti, svi mi koji jako volimo sunce primećujemo da nam fali bar još koji sat sunčeve energije tokom dana.

Zimski vremenski uslovi svakako nisu najidealniji za solarne panele, međutim to ne znači da solarni paneli tokom zime neće proizvoditi električnu energiju.

Uticaj dužine trajanja obdanice na proizvodnju solarnih panela

Jedan od najvažnijih faktora pri proceni proizvodnje jedne solarne elektrane jeste broj sunčanih sati na lokaciji elektrane u toku godine.

Tokom zimskih meseci obdanica traje kraće od noći te je i broj sunčanih sati u toku jednog dana manji u odnosu na prosečan dan tokom letnjih meseci. I ne samo da je broj sunčanih sati manji, već je i ugao koji sklapaju upadni sunčevi zraci sa površinom solarnih panela znatno manji od idealnih 90°.

Ako znamo da je proizvodnja solarnih panela najveća u momentu kada je ugao između ravni panela i upadnog sunčevog zraka tačno 90°, onda zaključujemo da će proizvodnja solarnih panela tokom zimskih meseci biti manja u odnosu na ostvarenu proizvodnju u letnjim mesecima.

Uticaj niske temperature na efikasnost solarnih panela

Radujemo se što možemo da vam kažemo da zima sa sobom donosi i jednu pozitivnu stvar kada je rad solarnih elektrana u pitanju.

Naime, niske temperature imaju pozitivan uticaj na efikasnost konverzije solarne energije u električnu. Zavisnost efikasnosti solarnih panela od temperature obrnuto je proporcionalna. To znači da što je temperatura solarnog panela niža to je njegova efikasnost veća.

U periodima godine kada vladaju niske temperature solarni paneli će biti spremni da u svakom trenutku na najefikasniji mogući način iskoriste svako sunčevo zračenje koje stigne do njihove površine.

Možda ćete sada pomisliti da to onda znači da leti pri visokim temperaturama solarni paneli neće raditi dovoljno efikasno, međutim to ipak nije slučaj. Leti je sunce u toku obdanice dovoljno visoko da obezbedi osunčanost panela duži vremenski period, pa je i ukupna energija u toku dana veća.

Uticaj povećane potrošnja električne energije zimi

Tokom zimskih meseci je uobičajeno da kuće i stanovi troše više električne energije zbog potrebe za grejanjem, osvetljenjem i drugim uređajima. Zbog manje proizvodnje solarnih panela, teže je pokriti celokupnu potrošnju tokom hladnih dana, nego što je to slučaj leti.

Uticaj skladištenja viška struje

Solarni paneli proizvode struju samo kada ima sunca, što znači da ne mogu da obezbede kontinuirano napajanje tokom noći ili oblačnih dana. Zato je potrebno imati neki način skladištenja viška struje koji se proizvede tokom sunčanih dana, kako bi se mogao iskoristiti kada nema sunca.

Postoje dva osnovna načina skladištenja viška struje iz solarnih panela: baterije i mreža.

1. Baterije su uređaji koji mogu da skladište električnu energiju u hemijskom obliku i da je oslobode po potrebi. Baterije se mogu povezati sa solarnim panelima i formirati tzv. autonomni ili ostrvski sistem, koji ne zavisi od spoljne mreže. Prednosti ovakvog sistema su nezavisnost, sigurnost i mogućnost korišćenja obnovljive energije u svakom trenutku. Međutim, nedostaci su visoka cena, ograničen kapacitet i potreba za održavanjem baterija.
   
2. Mreža je sistem koji povezuje različite izvore i potrošače električne energije na određenoj teritoriji. Mreža se može koristiti kao skladište viška struje iz solarnih panela, tako što se ta struja prodaje ili ustupa elektrodistribuciji po određenoj ceni ili tarifi. Prednosti ovakvog sistema su niža cena, veći kapacitet i stabilnost napajanja. Međutim, nedostaci su zavisnost od mreže, mogući gubici i poremećaji u prenosu i regulacija od strane države.

Izbor između baterija i mreže zavisi od više faktora, kao što su: lokacija, potrošnja, cena, zakonska regulativa i lične preferencije.

U Srbiji je trenutno moguće koristiti obe opcije, ali postoje različiti uslovi i podsticaji za njihovu primenu.

Prema Zakonu o energetici, proizvođači električne energije iz obnovljivih izvora imaju pravo na povlašćeni status, koji im omogućava da prodaju svoju struju po garantovanoj otkupnoj ceni ili da je koriste za sopstvene potrebe uz umanjenje računa za utrošenu struju.

Međutim, za ostvarivanje ovog prava je potrebno ispuniti određene tehničke i administrativne uslove, kao što su: priključenje na mrežu, dobijanje dozvola i saglasnosti, instaliranje brojila i merne opreme, plaćanje naknada i poreza itd.

Uticaj Snežnih Padavina i Temperature Ispod Nule na Proizvodnju Solarne Elektrane

Ukoliko ste ljubitelji zimskih sportova možda se sada nećete složiti sa nama, ali mi ipak mislimo da nam veliki sneg nekad može zakomplikovati život.

Solarni paneli svakako neće biti u mogućnosti da rade svojim punim kapacitetom u danima kada imamo konstantne i intenzivne snežne padavine. Međutim, zima nije nešto što na bilo koji način može trajno oštetiti panele ili uticati na njihov rad.

Proizvodnja solarne elektrane kada napolju pada sneg

Kako bi se uspostavio fotonaponski efekat (efekat stvaranja napona) neophodno je da solarni panel bude izložen svetlošću.

Svaki objekat ili pojava, koja može sprečiti da svetlosni zraci dospeju na površinu solarnog panela, odgovorna je za nastajanje senke zbog koje se proizvodnja solarnog panela može redukovati.

Kada napolju pada sneg, vaša elektrana će proizvoditi energiju ali samo dok snežne padavine ne postanu dovoljno jake i dok snežni pokrivač u potpunosti ne prekrije vaše panele. Kada svetlost više ne bude uspevala da pronađe put do površine vašeg panela, proizvodnja vaše elektrane spašće na nulu.

Čišćenje snega sa solarnih panela: da ili ne

Poznajući činjenicu da solarni paneli neće proizvoditi struju ukoliko su prekriveni snegom, a u želji da naš račun za struju bude što manji, možemo doći na ideju da uklonimo snežni pokrivač sa naših panela.

Čišćenje snega sa solarnih panela ne samo da nije neophodno nego je i veoma rizično. Ćelije solarnih panela presvučene su slojem specifičnog materijala koji pospešuje klizanje.

Dodatno solarni paneli su postavljeni pod nagibnim uglom čime se stiču uslovi da sneg spontano sklizne sa panela u što kraćem vremenskom periodu.

Pozitivno je to što će sneg koji je napadao preko vaših panela prilikom topljenja u velikoj meri oprati površinu vaših panela, što će uticati na poboljšanje efikasnosti panela.

Ukoliko ipak smatrate da je vaš krov veoma pristupačan i ukoliko ste sigurni da je apsolutno bezbedno da sami uklonite napadali sneg sa vaših panela molimo vas da tom prilikom ne koristite alatke koje bi mogle da oštete panel.

Evo šta treba da znate o čišćenju snega sa solarnih panela:

• Ne čistite solarni panel po direktnoj sunčevoj svetlosti ili tokom podneva, jer može biti prevruć i doći do termičkog šoka ako ga zalijete hladnom vodom.
• Koristite mlaku vodu za čišćenje snega, kako bi se izbegla kondenzacija i zamrzavanje na površini solarnog panela.
• Koristite meku sintetičku četku sa dugom drškom, koja je pod uglom, kako bi se lakše skinuo sneg sa solarnog panela. Ne koristite metalne ili tvrde predmete koji mogu da ogrebu ili oštete solarni panel.
• Čistite solarni panel od vrha ka dnu, kako bi se sprečilo nagomilavanje snega na donjem delu. Ne gurajte sneg sa strane, jer može da padne na vas ili na druge panele.
• Budite oprezni pri penjanju na krov ili merdevine, kako bi se izbegli padovi ili klizanja. Nosite adekvatnu odeću i obuću, kao i zaštitnu opremu ako je potrebno.
• Ako niste sigurni u svoje sposobnosti ili bezbednost, bolje je da angažujete profesionalnu firmu za čišćenje solarnih panela⁴⁵, koja ima iskustva i opremu za taj posao.

Svakako, mi vas savetujemo da ostavite da sneg spontano sklizne ili se otopi. Tvrdimo da taj mali doprinos ukupnoj proizvodnji elektrane nikako nije vredan rizika kome biste se izložili.

Solarni paneli se mogu zalediti: zabluda ili istina

Solarni paneli se zapravo ne mogu zalediti iz nekoliko razloga:

• Paneli ne sadrže tečnosti koje bi mogle da se smrznu – za razliku od solarnih kolektora, fotonaponski paneli ne koriste tečnosti za prenos toplote već samo čvrste materijale.
• Materijali u panelu izdržavaju niske temperature – poluprovodnički materijali od kojih su napravljeni solarni paneli mogu da podnesu vrlo niske temperature bez oštećenja ili gubitka funkcionalnosti.
• Kaljeno staklo na panelima ne puca na mrazu – prednja ploča solarnih panela napravljena je od kaljenog stakla debljine 2-3 mm koje može da izdrži velike temperaturne razlike bez pucanja.
• Konstrukcija nosi težinu leda – aluminijumski ram panela i nosači konstrukcije projektuju se da izdrže dodatno opterećenje od leda i snega koji se nakupi na panelima.
• Led spontano klizi niz panele – paneli se postavljaju pod nagibom što omogućava klizanje leda, a imaju i sloj za klizanje na površini.
• Nema cevi ili delova koji bi mogli da puknu – za razliku od cevovoda ili creva, paneli nemaju delove podložne pucanju usled smrzavanja tečnosti.

Za razliku od solarnih kolektora i toplotnih pumpi, koji koriste tečni fluid kao osnovno sredstvo rada, solarni paneli ne sadrže fluide tečnog agregatnog stanja.

Takođe konstrukcije za postavljanje solarnih panela izrađene su od izuzetno kvalitetnih materijala sposobnih da podnesu izrazito niske temperature.

Stoga, ako ste vlasnik solarne elektrane nemate razloga da budete zabrinuti kada vidite da nam predstoje hladniji dani. Potrebno je samo da imate razumevanja za to što vaša elektrana ipak neće proizvoditi električnu energiju onim tempom na koji ste navikli tokom leta.

Načini Povećanja Proizvodnje Solarnih Panela Tokom Zime

Iako solarni paneli zimi proizvode manje energije nego leti, postoji nekoliko efikasnih načina da se poveća njihova proizvodnja tokom hladnih meseci:

Optimizacija ugla nagiba panela

Idealan nagib solarnih panela za maksimiziranje proizvodnje tokom cele godine za našu geografsku širinu je 30-40 stepeni. Međutim, povećanjem ugla nagiba na 50-60 stepeni tokom zime, može se povećati proizvodnja i do 20%. Strmiji ugao bolje iskorišćava zimsko sunce koje je niže na horizontu.

Korišćenje sistema sa praćenjem Sunca

Sistemi sa jednoosovinskim i dvoosovinskim praćenjem Sunca kontinuirano menjaju položaj panela kako bi bili što okomitiji na upadne sunčeve zrake. Na taj način se povećava proizvodnja tokom zime za 30-40% u poređenju sa fiksnim panelima.

Čišćenje panela od snega

Iako može da bude rizično, pažljivo uklanjanje snega sa panela omogućava njihov neprekidan rad i povećava proizvodnju. Mekom metlom se može očistiti sneg sa panela koji su lako dostupni.

Grejači na poleđini panela

Postavljanjem grejača na zadnjoj strani, sneg i led se tope omogućavajući prolazak sunčeve svetlosti do solarnih ćelija. Ovo je skuplje rešenje, ali veoma efikasno.

Prozračivanje poleđine panela

Povećanjem razmaka između panela i krovne površine, vazduh može da cirkuliše iza i time se sprečava nakupljanje snega i leda.

Nanošenje hidrofobnog premaza

Specijalni premazi na bazi nanomaterijala stvaraju hidrofobnu površinu sa koje sneg i led lakše klize. Ovo može da poveća proizvodnju do 20% tokom zime.

Korišćenje mikroinvertera

Mikroinverteri pretvaraju DC u AC struju za svaki panel posebno, optimizujući rad svakog panela nezavisno. Na taj način se povećava ukupni učinak sistema.

Uklanjanje senki od susednih objekata

Senke od drveća, dimnjaka i drugih objekata dodatno smanjuju proizvodnju zimi. Uklanjanje ili smanjivanje senki može doneti i do 25% više proizvedene energije.

Korišćenje sistema bez transformatora

Sistemi bez transformatora imaju manje gubitke na niskim temperaturama, što povećava proizvodnju panela zimi za 5-10%.

U kombinaciji sa drugim rešenjima, ove metode mogu značajno da povećaju rad solarnih panela tokom hladnih zimskih meseci i maksimiziraju proizvedenu solarnu energiju.

Često Postavljana Pitanja

Nakon što sada znate da li solarni paneli rade zimi, možda imate još neko pitanje pa ćemo to obrazložiti u sekciji ispod.

Šta ako tokom zime proizvodnja moje elektrane ne bude dovoljna da pokrije moju potrošnju?

Veoma je opravdana bojazan da tokom zimskih meseci vaša elektrana neće biti dovoljna da pokrije vašu potrošnju. Potrošnja električne energije tokom zimskih meseci u većini slučajeva je veća u odnosu na potrošnju tokom drugih godišnjih doba.

Takođe proizvodnja solarne elektrane je u tim mesecima manja. Kombinacija prethodnih činjenica ukazuje da je početna bojazan veoma opravdana.

Međutim, ukoliko ste stekli status kupac-proizvođač to vam daje mogućnost da višak energije, koju je vaša elektrana proizvela u drugim periodima godine, sada bude iskorišćen.

Elektroenergetska mreža se ponaša kao “vaša baterija” i na taj način, tokom zime, vi ne raspolažete samo sa energijom koju ste u tom trenutku proizveli već i sa “agregiranom” energijom koju ste mreži ranije predali. Status kupac-proizvođač u velikom meri rešava problem neusklađenosti proizvodnje vaše elektrane i vaše potrošnje.

Zaključak

Solarna elektrana će donositi benefite tokom svakog godišnjeg doba.

Elektrana će u svakom danu tokom godine u većoj ili manjoj meri proizvoditi električnu energiju. Vaša elektrana će kako leti tako i zimi uticati samo na smanjenje računa za struju.

Važno je da znate da vam solarna elektrana tokom zime neće doneti nikakve dodatne troškove održavanja.

I upamtite, najvažniji parametar solarne elektrane pri statusu kupac-proizvođač jeste ukupno proizvedena električna energija na godišnjem, a ne na sezonskom nivou.

Inženjeri firme Azimut Electric mogu besplatno odrediti godišnju proizvodnju električne energije solarne elektrane na vašem krovu.