autor: Bogdan Szymański

Jak obliczyć uzysk energii z instalacji fotowoltaicznej?

Precyzyjnie można obliczyć uzysk energii za pomocą programów komputerowych, jednak często potrzebny jest w miarę precyzyjny szacunek bez zaprzęgania do pracy drogiego oprogramowania czy wykorzystywania skomplikowanych wzorów.

jak1

gdzie:

  • Nasłonecznienie – nasłonecznienie na powierzchnię horyzontalną (poziomą) – można odczytać z map nasłonecznienia np. tutaj.
  • wspKor – współczynnik pozwalający przeliczyć dane o nasłonecznieniu na pochyloną powierzchnię generatora fotowoltaicznego (modułów fotowoltaicznych) z danych o nasłonecznieniu odczytanych z mapy, które są dla powierzchni horyzontalnej. Tabela współczynników korekcyjnych, gdzie w poziomie jest podany kąt odchylenia od południa, a w pionie kąt nachylenia dachu.

jak2

  • Moc modułów – moc nominalna modułów (generatora PV) wyznaczona w warunkach STC znajdująca się w karcie katalogowej.
  • Nat. prom. (STC) – natężenie promieniowania słonecznego, przy których testowane są moduły fotowoltaiczne, czyli 1000 W/m2 (1 kW/m2)
  • WW – współczynnik wydajności – wskaźnik uwzględniający poziom strat na instalacji fotowoltaicznej obliczany jako 100% – poziom wszystkich strat. Generalnie w instalacji fotowoltaicznej mamy do czynienia z następującymi stratami: straty na przewodach – ok. 1%, straty falownika – ok. 3–7%, straty na modułach z uwagi na temperaturę – około 4–8% (cienkowarstwowe – dolna granica, z krzemu krystalicznego – górna granica), straty z uwagi na pracę przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego – około 1–3%, straty z uwagi na zacienienie, zabrudzenie – około 1–5% (w przypadku nieoptymalnych instalacji mogą być znacznie wyższe), straty wynikające z niedopasowania prądowego modułów – około 1% (w przypadku błędów wykonawczych czy posiadania uszkodzonego modułu w instalacji – straty mogą być znacznie wyższe), straty na diodach bocznikujących – około 0,5%.

Dla instalacji opartych na bardzo dobrych komponentach współczynnik wydajności wynosi około 80–88% (górna granica jest możliwa do uzyskania jedynie dla większych instalacji zoptymalizowanych w każdym detalu, w praktyce poziom 85% uznaje się już za bardzo wysoki), w przypadku słabych komponentów współczynnik ten może spaść poniżej 75%.

Przykład:

  • instalacja na dachu 10 kWp zlokalizowana w Krakowie
  • dach 45⁰ odchylenie od południa 25⁰
  • straty oszacowane na 17%

Z mapy odczytujemy nasłonecznienie, które dla Krakowa wynosi 1050 kWh/m2/rok.
Z tabeli odczytujemy współczynnik korekcji nasłonecznienia na powierzchnię generatora PV kąt 45⁰, odchylenie od południa 25⁰, co daje współczynnik = 1,10

Ilość wyprodukowanej energii w ciągu roku:

jak3