fbpx
Fotowoltaika – dlaczego produkuje tak mało energii?

Fotowoltaika – dlaczego produkuje tak mało energii?

Moc zainstalowana instalacji fotowoltaicznych z dniem 01.12.2020 roku osiągnęła 3 661,667 MW. To wzrost o prawie 2 500 MW w porównaniu do końcówki 2019 roku. Trend ten będzie się co najmniej utrzymywał co oznacza, że w krótkim czasie przybędzie w Polsce duża liczba źródeł szczytowych. Źródeł, których produkcji nie da się w pełni przewidzieć.  

Fotowoltaika jako niesterowalne źródło energii 

Ogniwa fotowoltaiczne przekształcają energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Jak wiemy, słońca nie da się kontrolować. Oznacza to, że nie jest możliwe również sterowanie generacją energii z ogniw fotowoltaicznych. Ta jest wytwarzana wyłącznie w czasie, kiedy do ich powierzchni dociera promieniowanie słoneczne o odpowiednim natężeniu. Na wartość generacji mają zatem wpływ takie czynniki jak: zachmurzenie, zanieczyszczenie powietrza, pora roku czy pora dnia. Przykładowy przebieg produkcji w ciągu tygodnia przedstawiony został na poniższym wykresie. 

Produkcja w ciągu doby 

W zależności od pory roku, godziny produkcji energii przez źródło fotowoltaiczne ulegają zmianom. W okresie letnim ekspozycja słońca może występować nawet przez 16 godzin w ciągu doby. Okres zimowy to natomiast około 7 godzin, w których instalacja produkuje energię. Na wykresie poniżej przedstawiono przebieg średniej produkcji energii elektrycznej w najdłuższym i najkrótszym dniu w ciągu roku. 

W godzinach, w których energia z instalacji fotowoltaicznych jest dostarczana do sieci lub odbiorców, występuje szczyt zapotrzebowania na energię elektryczną w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE). Z tego względu źródła te bywają nazywane szczytowymi. Na poniższym wykresie przedstawiono przebieg profilu zapotrzebowania na energię w Polsce. 

Z punktu widzenia odbiorców innych niż gospodarstwa domowe, jest to niewątpliwa zaleta. Źródło, które produkuje energię w godzinach dziennych pozwala pokryć zapotrzebowanie zakładu w czasie, w którym ten pracuje z największą mocą. Co za tym idzie ogranicza koszty związane z poborem energii w strefie szczytowej. 

Z punktu widzenia gospodarstw domowych fakt ten powoduje, że tylko część energii może zostać wykorzystana. W chwili gdy mieszkańcy są w pracy lub szkole urządzenia domowe zużywają niewielką ilość energii. Wtedy niezużyta energia jest wprowadzana do sieci. Obecnie, jeśli odbiorca taki postanawia zostać prosumentem, wprowadzona energia gromadzona jest w wirtualnym magazynie. Następnie może ona zostać zużyta w innym dniu, zgodnie z zasadami funkcjonowania tego programu. O zasadach rozliczenia prosumenta pisaliśmy w artykule „Prosument energii elektrycznej„. 

Produkcja w ciągu roku 

Ruch Ziemi wokół Słońca powoduje, że w przeciągu roku zmienia się długość dni oraz wysokość słońca nad horyzontem. Z tego względu występują duże różnice w produkcji energii w kolejnych miesiącach. Rozkład energii wyprodukowanej na przestrzeni roku przedstawiono na poniższym wykresie. 

Stosunek energii wyprodukowanej w miesiącach ciepłych (kwiecień-wrzesień) do tej z miesięcy zimnych (październik-marzec) wynosi około 70%/30% 

Największe zapotrzebowanie KSE na energię w szczycie występuje w miesiącach zimowych. W ostatnich latach, m.in. z uwagi na dużą popularność klimatyzatorów, różnica pomiędzy okresem letnim i zimowym zaczęła się zmniejszać. Z punktu widzenia systemu elektroenergetycznego sytuacja ta nie jest korzystna. Nierównomierność wprowadzenia energii pomiędzy kolejnymi miesiącami powoduje, że moc dostępna latem nie jest dostępna zimą. Oznacza to, że Operator Systemu Przesyłowego musi zabezpieczyć dostawy energii z innych źródeł w tym okresie. Szczególnie biorąc pod uwagę, że w szczycie zimowym energia z instalacji fotowoltaicznych jest dostępna w niewielkim stopniu.

Rzeczywista produkcja energii 

Rzeczywista produkcja energii elektrycznej w instalacji fotowoltaicznej niekoniecznie odpowiada tej przedstawianej w folderach reklamowych. Wyliczenia produktywności bazują na modelach matematycznych i danych historycznych. Pogoda jest jednak nieprzewidywalna. Mnogość czynników mających wpływ na produktywność instalacji powoduje, że należy dane dotyczące produktywności traktować jako prawdopodobne. Natomiast nie jako pewnik.

Podsumowanie 

Instalacja fotowoltaiczna to źródło wykorzystujące do produkcji energii elektrycznej promieniowanie słoneczne. Ilość wyprodukowanej energii jest trudna do prognozowania. Ulega ciągłym zmianom na skutek różnicy w zachmurzeniu, przejrzystości atmosfery czy wysokości słońca nad horyzontem. Z uwagi na szerokość geograficzną Polski, znaczącej zmianie ulega również produkcja energii w ciągu dnia i w kolejnych miesiącach roku. Fotowoltaika jest zatem źródłem, które może dostarczyć energię w szczycie zapotrzebowania jednak z uwagi na swoje cechy nie powinno stanowić podstawowego źródła wytwórczego.

Zostaw komentarz

11 − trzy =

error: Content is protected !!