Solární články přeměňují sluneční světlo na elektrickou energii. Aby tento proces správně fungoval, musí sluneční záření dopadat na články vertikálně. V opačném případě se velká část energie ztrácí odrazem. Pokud je váš fotovoltaický systém správně orientován, můžete si zajistit příznivé světlo po velkou část roku. To je zase předpokladem vysokého výnosu.
Fotovoltaický systém: optimalizace orientace panelů a zvýšení výnosů
Vyžádat si konzultaci
Obrázek: © Wichien Tepsuttinun / Shutterstock.com
Orientace fotovoltaických modulů má zásadní vliv na výnos systému. Výrobu elektřiny lze maximalizovat volbou takové orientace a sklonu, které zajistí, že sluneční paprsky bohaté na energii budou po velkou část roku dopadat na moduly vertikálně. Odchylky sice vedou ke ztrátám, ty však nejsou vždy významné. V následujícím průvodci vysvětlíme, jaká je optimální orientace fotovoltaického systému, jaký je rozsah ztrát při jiné orientaci a proč byste měli věnovat pozornost také okolí.
Význam orientace fotovoltaických panelů
Solární články vyrábějí nejvíce elektřiny, když sluneční světlo dopadá na jejich povrch přesně svisle, protože odraz je pak nízký. Vysokoenergetické paprsky pronikají do solárních aktivovaných článků a způsobují tok elektřiny. Vzhledem k tomu, že se poloha slunce v průběhu dne mění a doba denního světla závisí na ročním období, je v praxi vždy třeba najít kompromis. Podle toho je fotovoltaický systém vždy optimálně orientován, aby v průběhu roku vyrobil co nejvíce elektřiny.
Dobré vědět: Poloha je také faktorem pro optimální orientaci fotovoltaického sytému, protože je třeba zohlednit dráhu slunce. Například v severních lokalitách je obecně výhodnější instalovat moduly pod strmějším úhlem. V jižních lokalitách by však měl být úhel sklonu fotovoltaického systému poněkud plošší.
Úhly azimutu a sklonu určují orientaci fotovoltaického systému
Z technického hlediska používáme při rozhodování o poloze instalace fotovoltaických modulů dvě hodnoty. Jednou z nich je úhel azimutu. Ten udává světový směr ve stupních, přičemž pravé jižní orientaci odpovídá hodnota nula stupňů (na severní polokouli). Pro západní nebo východní orientaci je odchylka 90 stupňů, zatímco severní orientace má azimut 180 stupňů.
Druhou důležitou hodnotou je sklon, neboli instalační úhel fotovoltaických panelů. Ten se rovněž vyjadřuje ve stupních a je nulový, pokud jsou solární panely položeny naplocho na zemi. Pokud je fotovoltaický systém zavěšen vertikálně na fasádě nebo balkoně, pak je úhel sklonu 90 stupňů.
Optimální orientace vašeho fotovoltaického systému
Pokud hledáte optimální orientaci svého fotovoltaického systému, zjistíte, že výnos je nejvyšší, když jsou moduly otočeny na jih (nula stupňů). To platí zejména pro systémy s plnou výkupní cenou a v případě, že je kromě solárních modulů k dispozici i zásobník energie. Pokud neplánujete instalaci akumulační jednotky, ale přesto chcete sami spotřebovat co nejvíce elektřiny, může se vyplatit i orientace na východ a západ. Ta vám umožní získat více elektřiny ráno a večer, kdy je spotřeba obecně nejvyšší.
Je však důležité si uvědomit, že mnoho stavebníků a modernizátorů nemá v tomto ohledu žádné možnosti, protože orientace fotovoltaického systému se zpravidla řídí rámcovými omezeními plánování a stávajícím tvarem střechy.
Minimální ztráty při optimálním úhlu sklonu
Pokud je úhel sklonu fotovoltaického systému příznivý, způsobí jiná orientace pouze malé ztráty. Pokud jsou solární moduly instalovány pod úhlem 30 až 35 stupňů, neklesne jejich výnos v průběhu roku o více než pět až deset procent, pokud jsou plně orientovány na východ nebo západ. Při nižším sklonu (kolem deseti až 20 procent) klesne výnos dokonce v průměru jen asi o pět procent.
Jinými slovy, čím větší je sklon modulů na střeše, tím důležitější je, aby byly pokud možno orientovány na jih. Pokud je úhel sklonu plošší, je orientace méně významná.
Proč se nedopuručuje úhel azimutu nad 90 stupňů?
Pokud nelze fotovoltaický systém orientovat na jih, východ nebo západ, je třeba pečlivě zvážit, zda se pořízení takového systému vyplatí, protože výnos je obvykle mnohem nižší. S výjimkou horizontálně namontovaných modulů není neobvyklé, že tyto systémy vyrábějí o 30 až 50 % méně elektřiny. V mnoha případech se to nevyplatí kompenzovat instalací modulů na větší ploše.
Příznivý sklon střechy pro váš fotovoltaický systém
Úhel sklonu vašeho fotovoltaického systému má stejně jako orientace zásadní vliv na výnos. Při optimální orientaci na jih by měl úhel činit přibližně 20 až 50 stupňů. Pokud se orientace změní na východ nebo západ, příznivý rozsah se sníží. Zatímco při orientaci fotovoltaického systému na jihozápad nebo jihovýchod by se měl úhel pohybovat mezi 20 a 40 stupni, při větších odchylkách od jižního poledníku (nula stupňů) se za příznivý považuje úhel sklonu nula až 20 stupňů. V těchto rozmezích není výnos obecně nižší o více než pět procent.
Zohledněte zatížení sněhem a samočisticí účinek panelů
Jak již bylo zmíněno na začátku, nalezení optimální orientace fotovoltaických elektráren vždy zahrnuje nalezení vhodného kompromisu. Kromě teoretického výnosu je třeba vzít v úvahu i další faktory. Vezměme si například očekávané zatížení sněhem. Pokud sníh nesklouzne sám, může poškodit moduly a ztmavit solární články. Aby se tomu zabránilo, měl by být sklon střechy fotovoltaického systému alespoň 30 stupňů. Totéž platí pro podpěry kolektorů při montáži modulů na plochou střechu.
Pokud se neočekává velké množství sněhu, může být mírně strmější sklon přesto výhodný, protože zvyšuje samočisticí efekt. To znamená, že k opláchnutí nečistot z modulů stačí samotný déšť. To funguje při úhlu sklonu alespoň dvanáct až patnáct stupňů a stejně jako optimální orientace fotovoltaického systému přispívá k vyššímu výnosu.
Pozor na zastínění fotovoltaických modulů
I při optimální orientaci a úhlu sklonu může fotovoltaický systém přinést méně elektřiny, než se očekávalo. Často je to způsobeno stínem, který zatemňuje části systému a ovlivňuje jeho výkonnost, čímž snižuje úspory nebo příjmy i nákladovou efektivitu.
Důležité: Zvažte zastínění v průběhu celého roku, nejen v době návrhu. Myslete na nadcházející zimu, kdy slunce sotva vystoupí nad obzor. Pokud jsou u domu vysoké keře, stromy, budovy nebo dokonce hory, mohou v chladnějším období vrhat během dne dlouhé stíny a ohrozit účinnost opatření.
Naše rada: simulace při návrhu systému
Důležitými faktory při instalaci FVE panelů jsou:
- zastínění fotovoltaickými moduly,
- sklon střechy a
- orientace fotovoltaického systému.
Chcete-li maximalizovat výnosy, nechte si od odborníků provést simulaci, která se blíže zaměří na vaši budovu a zohlední všechny tyto body. Zohlední stavební a přírodní prvky a na počítači vypočítají optimální orientaci a sklon vašeho fotovoltaického systému. To je užitečné zejména u větších systémů pro novostavby a přestavby. U starších budov je však prostor pro úpravy malý, pokud střecha musí zůstat taková, jaká je. Jde tedy o to, co nejlépe využít dostupný prostor a přizpůsobit mu technologii solární energie.
Dobré vědět: Solární systémy se solárním sledováním je možné instalovat i na zem nebo na plochou střechu. Ty mají pohyblivé podpěry kolektorů, které optimalizují orientaci solárních modulů podle polohy slunce.
Často kladené otázky k orientaci fotovoltaických panelů
Váš systém by měl být ideálně orientován na jih, aby slunce dopadalo na moduly pod nejlepším možným úhlem po dlouhou část roku. Pokud je sklon příznivý (do 40 stupňů), lze při odchylkách na východ nebo západ (-90 a +90 stupňů) očekávat pouze malé ztráty. Zpravidla je možné dosáhnout 80 až 90 % skutečného výnosu.
Aby bylo možné vyrábět velké množství elektřiny po celý rok, měly by být moduly instalovány pod úhlem 30 až 40 stupňů. Pokud je úhel rovnější, jsou odchylky méně výrazné. Systémy se strmým úhlem vyrábějí více energie v zimě, protože slunce je tehdy níže na obzoru.
Jedním z důvodů může být zastínění fotovoltaického systému. Pokud stromy, budovy nebo jiné objekty vrhají dlouhé stíny, může být výnos nízký i přes dobrou orientaci. Něco podobného se stává, když v zimě hustě sněží nebo když nefunguje samočisticí efekt a na modulech se usazují nánosy znečištěného vzduchu.
