Chłodzenie paneli fotowoltaicznych może wydawać się na początku nie, aż tak istotną kwestią i problematyką, jednak powinna ona być obowiązkowo przemyślana i wdrożona w trakcie tworzenia instalacji fotowoltaicznych. Wszystko za sprawą przekonania inwestorów o braku takiej konieczności i podawanych przez producentów wskaźników potwierdzających, że moduły fotowoltaiczne mogą pracować w szerokim przedziale rozpiętości temperaturowej.
Chłodzenie paneli fotowoltaicznych – jak ważna jest kwestia obniżania temperatury modułów?
W przypadku temperatury upalnej jest to nawet +70 stopni Celsjusza. Jednakże pomimo tego należy mieć na uwadze odpowiednie chodzenie paneli fotowoltaicznych. W większości moduły zbudowane są z krzemu. Jest to półprzewodnik, który doskonale pochłania promienie słoneczne i pozwala przekształcić je w energię elektryczną ze znaczną skutecznością. Niestety empirycznie i naukowo udowodniono, że wraz ze wzrostem temperatury otoczenia i samych ogniw fotowoltaicznych zmieniają się fizyczne właściwości krzemu. Dotyczy to spadku jego możliwości pochłaniania energii, wzrasta opór w ogniwach i ruchliwość ładunków. Efektem jest zmniejszona produkcja energii nawet przy dużej dawce promieni słonecznych.
Co warto wiedzieć o chłodzeniu paneli wraz ze wzrostem temperatury?
Występuje tutaj tzw. współczynnik temperaturowy paneli fotowoltaicznych, oznaczony symbolem Pmax w opisach technicznych paneli. Wskazuje on, o ile zmieni się wydajność modułu, gdy temperatura ogniwa wzrasta o 1 stopień Celsjusza. Panele fotowoltaiczne wysokiej jakości to współczynnik Pmax wynoszący ok. 1,25-0,37 %. Panele nie powinny przekraczać progu 0,42%.
Chłodzenie paneli fotowoltaicznych – dobra wentylacja podstawową metodą chłodzącą
W polskich warunkach klimatycznych – w większości przypadków – wystarczy postawić na skuteczną wentylację, aby zapewnić wystarczające chłodzenie paneli fotowoltaicznych.
Główne zasady w tym zakresie to:
- zachowanie odpowiedniej przestrzeni pomiędzy modułem a poszyciem dachu, tak aby zachować wentylację i jednocześnie minimalizować ryzyko uszkodzeń paneli siłami wiatru. Optymalna przestrzeń to 10-15 cm;
- zachowanie minimalnego odstępu pomiędzy poszczególnymi modułami solarnymi – około 2 cm.
Są jednak regiony, które są zdecydowanie cieplejsze i narażone na wyższe temperatury atmosferyczne. Wówczas poza wentylacją mogą znaleźć zastosowanie inne metody chłodzenia paneli fotowoltaicznych.
Techniki chłodzenia paneli fotowoltaicznych – jak je kategoryzujemy?
Techniki chłodzenia paneli fotowoltaicznych dzieli się na dwa rodzaje:
- pasywne, wykorzystujące do obniżania temperatury naturalne czynniki zewnętrzne takie jak wiatr, deszcz lub zjawiska fizyczne (np. przewodzenie).
- aktywne, które do chłodzenia wykorzystują energię elektryczną.
Na uwagę zasługują zwłaszcza pasywne techniki chłodzenia. Jedną z nich jest umieszczenie na krawędziach modułu rurek wyposażonych w drobne otwory, którymi to spływa zmagazynowana woda deszczowa ochładzając jednocześnie urządzenia. Może być ona wykorzystywana nawet kilkakrotnie. Niektóre moduły wyposażone są z kolei w rurki umiejscowione z tyłu modułu, które wyposażone są w czynnik chłodzący.
Dostępne są także techniki chłodzenia paneli fotowoltaicznych stawiające na specjalną, chłodzącą powłokę krzemową. Składa się ona z dużej ilości mikro stożków, które wychwytują i odprowadzają promieniowanie podczerwone do otoczenia (rejestrowane jako ciepło). Tym samym chłodzą skutecznie ogniwa fotowoltaiczne.