Czy fotowoltaika produkuje prąd zimą, gdy dzień jest krótki?

Panele fotowoltaiczne pracują przez cały rok, ponieważ do produkcji prądu potrzebują światła, a nie ciepła. Zimą nadal dociera do nich promieniowanie słoneczne, choć w mniejszej dawce niż latem. Ogniwa krzemowe są w stanie generować prąd zarówno przy pełnym słońcu, jak i niskim natężeniu światła. Z kolei ogniwa monokrystaliczne typu PERC, TOPCon czy najnowsze HJT wykazują jeszcze lepszą responsywność spektralną w zakresie światła rozproszonego.

W pochmurne dni natężenie światła spada, ale moduły nadal produkują energię dzięki promieniowaniu rozproszonemu, odbijanemu przez chmury i otoczenie. Wbrew intuicji niskie temperatury nie są dla fotowoltaiki problemem. Przeciwnie, panele słoneczne działają wtedy wydajniej, ponieważ wysokie temperatury ograniczają sprawność ogniw krzemowych. Problemem są za to krótkie zimowe dni, które sprawiają, że energia gromadzona jest krócej. W Polsce miesiące zimowe (grudzień-luty) odpowiadają zwykle za około 5-10% rocznej produkcji energii. To niewiele w porównaniu z latem i nie zawsze wystarcza, by uzupełnić zapotrzebowanie na prąd dla całego domu. Właściciele instalacji muszą wtedy sięgać po rezerwy zmagazynowane w sieci energetycznej.

Problematyczny może być śnieg, który zalegając na modułach, ogranicza dostęp światła. Jeśli warstwa jest gruba, produkcja spada niemal do zera. Zwykle jednak panele montowane są pod kątem, dzięki któremu śnieg zsuwa się sam. Ciemna powierzchnia modułów nagrzewa się szybciej i przyspiesza topnienie pokrywy. W praktyce krótkotrwałe zaleganie śniegu nie jest dużym problemem, bo zimowy uzysk i tak jest niski, ale długotrwałe zasypanie może wymagać ręcznego oczyszczenia.

Największe roczne uzyski energii pochodzą z okresu od kwietnia do września. Wtedy dni są najdłuższe, a słońce operuje pod odpowiednim kątem. W letnie miesiące instalacja może pracować na pełnej mocy nawet przez kilkanaście godzin dziennie. Jak rozkłada się produkcja prądu przez fotowoltaikę w ciągu roku?

• grudzień-luty: ok. 5-10 proc. rocznego uzysku;
• marzec-kwiecień oraz październik-listopad: razem ok. 25-30 proc.,
• maj-wrzesień: nawet 60-65 proc.

To zestawienie jasno pokazuje, że fotowoltaika produkuje najwięcej prądu w okresie od maja do września. Warto jednak pamiętać, że w upały panele nie osiągają optymalnych parametrów. Im wyższa temperatura modułu, tym spada jego sprawność. Dlatego w praktyce najlepsze chwilowe wyniki notuje się często późną wiosną i wczesną jesienią, kiedy słońce jest mocne, ale powietrze pozostaje stosunkowo chłodne.

Zimowa produkcja różni się nie tylko w zależności od pogody, lecz także od parametrów samej instalacji. Kluczowy jest właściwy kąt nachylenia i brak zacienienia. Panele ustawione stromo lepiej radzą sobie ze śniegiem i łapią więcej światła w okresie, gdy słońce wędruje nisko nad horyzontem.

Znaczenie ma również rodzaj modułów: nowoczesne panele monokrystaliczne radzą sobie lepiej przy słabym świetle niż starsze konstrukcje polikrystaliczne. Technologie takie jak half-cut czy PERC dodatkowo poprawiają uzysk w gorszych warunkach. Ważna jest także przejrzystość powietrza. Zimowe, mroźne powietrze często ma niższą wilgotność, co poprawia warunki pracy paneli w pogodne dni. Dlatego w krajach skandynawskich czy Kanadzie fotowoltaika działa bardzo dobrze mimo ostrych zim. Czyste powietrze i odbicie światła od śniegu zwiększają tam uzysk w słoneczne dni.