W temacie energii słonecznej pojawia się coraz więcej przesłanek o tym, że pionowa fotowoltaika oznacza większą produkcję energii. Jeden z norweskich producentów pochwalił się ostatnio, że montaż paneli w osi wertykalnej zwiększył wydajność instalacji o 30%. Czy cały ten czas montowaliśmy fotowoltaikę w zły sposób? 

Pionowa fotowoltaika to 30% większa wydajność

Najczęściej panele fotowoltaiczne są montowane w osi poziomej pod kątem od 20 do 35 st., tak aby były zorientowane na południe i osiągnęły maksymalną ekspozycję na docierające do ich powierzchni promienie słoneczne. Jednak Norwedzy przedstawili dane, które mogą to zmienić.

Firma Over Easy zbadała wydajność pionowej instalacji fotowoltaicznej w Oslo i porównała ją z tradycyjnymi panelami PV na dachu. Okazało się, że wertykalny układ pomógł zebrać więcej słońca i zwiększyć wydajność ogniw o 30%! W przypadku pionowej instalacji było to 1070 kWh/kWp. Tymczasem system o takiej samej wielkości, ale położony pod standardowym  nachyleniem to wydajność około 800 kWh/kWp. 

Producent twierdzi, że pionowy układ paneli jest wyjątkowo sprzyjający w okresach zimowych, zwłaszcza w regionach z intensywnymi opadami. Powód jest bardzo prosty. Wertykalna instalacja może wytworzyć więcej energii, ponieważ panele nie znikną pod warstwą śniegu. 

Pilotażowa instalacja, z której pobrano dane, zamontowana jest na dachu. Panele zostały ułożone w ten sposób, aby słońce padało na całą ich powierzchnię – rano po wschodniej stronie, a od południa po stronie zachodniej. 

Czy faktycznie pionowa fotowoltaika może przynieść więcej energii niż standardowy układ instalacji? 

Korzyści pionowej fotwoltaiki 

Wyniki, którymi pochwaliła się norweska firma potwierdza jedno z ostatnich badań naukowych. Naukowcy z Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Lipsku twierdzą, że montaż dwustronnych paneli słonecznych w osi pionowej pozwoli na wyprodukowanie większej ilości energii odnawialnej. W dodatku rozwiąże też jeden z kluczowych problemów tradycyjnych farm wiatrowych, czyli spadek produkcji rano lub popołudniu w porównaniu z wynikami osiąganymi w samo południe. 

To zmniejszyłoby zapotrzebowanie na magazynowanie energii elektrycznej, a jednocześnie pozwoliłoby utrzymać przestrzeń wymaganą do wytwarzania energii elektrycznej na niskim poziomie – skomentowała Sophia Reker, pierwsza autorka badania. 

Poniższy wykres prezentuje porównanie produkcji energii w przypadku konwencjonalnej orientacji paneli (kolor czarny), orientacji wschód-zachód (kolor zielony), orientacji północ-południe (kolor niebieski) i zmiennej orientacji (linia przerywana). 

Przy fotowoltaice pionowej, czyli orientacji wschód-zachód, produkcja energii elektrycznej zaczyna się najwcześniej i trwa przez wiele godzin w porównaniu z konwencjonalnym układem. Jedyny spadek energii, jaki następuje ma miejsce w okolicach godzin południowych.  

To moment, w którym energia słoneczna zazwyczaj przekracza zapotrzebowanie, ponieważ instalacje zorientowane na południe są wówczas najbardziej naświetlone. Prowadzi to do sytuacji, w której energia wyprodukowana w tym okresie musi być magazynowa, ponieważ nie jest to moment, w którym popyt jest największy. Następuje to późnym popołudniem i wieczorem, kiedy konwencjonalne systemy produkują najmniej energii i muszą być wspierane przez inne elektrownie. 

W dodatku pionowa fotowoltaika zajmuje znacznie mniej terenu w porównaniu z panelami układanymi w poziomie i stwarza możliwości współistnienia farmy PV z innymi działalnościami, np. uprawą. 

Fotowoltaika w parze z rolnictwem 

Trzeba pamiętać, że zastąpienie konwencjonalnych elektrowni przed odnawialne źródła energii będzie wymagało przekształcenia ogromnej ilości obszarów. A tych wcale nie ma pod dostatkiem. Głównym konkurentem dla fotowoltaiki, jeśli chodzi o zagospodarowanie terenów jest rolnictwo. Jednak pionowa fotowoltaika pozwala pogodzić oba interesy. 

W krajach o wysokiej gęstości zaludnienia, obszar dostępny dla budowy elektrowni fotowoltaicznych jest kluczową kwestią. Często dyskutuje się, czy ten teren powinien być przeznaczony na produkcję żywności, czy jednak produkcję energii elektrycznej – wyjaśniają autorzy badania. 

Fotowoltaika wykorzystywana do zasilania gospodarstw rolnych to nic nowego. W Polsce coraz większa grupa rolników korzysta z tego rozwiązania, zwłaszcza w kontekście mikroinstalacji. Jednak pola uprawne mogą być znakomitą powierzchną pod farmy fotowoltaiczne. 

Jak sprawdza się pionowa fotowoltaika w polu? To sprawdziłą francuska firma TotalEnergies, która pod uwagę wzięła nie tyle produkcję energii, co wpływ paneli PV na uprawy. Okazało się, że były one większe i charakteryzowały się wyższą zawartością białka. Według autorów badań powodem lepszych zbiorów był fakt, że pionowy montaż modułów ochronił uprawy przed silniejszym wiatrem. 

Źródła: pv-magazine.com, cleantechnica.com, gramwzielone.pl

Fot. główna: Canva 

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.