Optymalny kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych. Montaż fotowoltaiki na dachu płaskim

Fotowoltaika cieszy się coraz większym zainteresowaniem w Polsce. Pozwala na niższe rachunki za prąd i ma neutralny wpływ na środowisko. Jednak instalacja paneli fotowoltaicznych rodzi również wiele pytań, dotyczących m.in. montażu. Jaki powinien być optymalny kąt nachylenia modułów fotowoltaicznych? Czy kąt nachylenia ma wpływ na uzysk? I czy fotowoltaikę można zainstalować na płaskim dachu?

Czy kąt nachylenia ma wpływ na uzysk energii?

Efektywność pracy modułów fotowoltaicznych zależy od ich umiejscowienia, które decyduje o czasie i intensywności padania promieni słonecznych na instalację. Kluczową rolę odgrywają w tym przypadku: nachylenie paneli fotowoltaicznych oraz ich położenie względem stron świata.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Kierunek ustawienia paneli fotowoltaicznych

Instalacja fotowoltaiczna pracuje najwydajniej, gdy skierowana jest na południe. Wynika to z drogi słońca po horyzoncie, które znajduje się na północy tylko przez kilka godzin w ciągu dnia (rys. 1).

Rys. 1 Wędrówka Słońca po widnokręgu.

Możliwe jest zainstalowanie paneli fotowoltaicznych w kierunku wschodnio-zachodnim. Wadą mogą okazać się nieco niższe uzyski energii, jednak tak zamontowana instalacja fotowoltaiczna będzie pracować od wczesnych godzin porannych, do późnych godzin popołudniowych. 

Optymalny kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych

Poza kierunkiem ważny jest też kąt nachylenia. Przyjmuje się, że nachylenie instalacji fotowoltaicznej względem poziomu powinno wynosić 30-40 stopni. 

Promieniowanie, które pada na moduły fotowoltaiczne, obejmuje promieniowanie bezpośrednie, promieniowanie rozproszone i promieniowanie odbite od gruntu. Najważniejszym z nich pozostaje promieniowanie bezpośrednie. Aby było wykorzystane najefektywniej, musi ono padać na ogniwo fotowoltaiczne pod kątem 90 stopni. Taka konfiguracja występuje przez względnie krótki czas, a dodatkowo optymalny kąt nachylenia instalacji różni się w zależności od szerokości geograficznej. 

Z tego powodu dla północnej części Polski optymalny kąt nachylenia będzie osiągał wartości zbliżone do 40 stopni. Natomiast na południu kraju najkorzystniejszym rozwiązaniem okaże się montaż paneli fotowoltaicznych pod kątem 30-35 stopni. 

Dokładną analizę uzysku w zależności od regionu i lokalizacji instalacji fotowoltaicznej, pozwala przeprowadzić baza PVGIS, dostępna na stronie Komisji Europejskiej. 

Kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych a pora roku

Proponowany kąt 30 stopni pozwala osiągnąć optymalną wydajność paneli fotowoltaicznych niezależnie od pory roku. W przypadku, gdy z budynku, na którym zamierzamy zamontować fotowoltaikę, korzystamy tylko latem, warto zastanowić się nad montażem paneli pod kątem mniejszym niż 30 stopni. Systemy montowane na domkach letniskowych pod kątem 10-15 stopni pozwalają osiągnąć optymalny uzysk energii wyłącznie w okresie użytkowania. 

Minimalny kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych

Minimalny kąt nachylenia dachu skośnego wynosi 10 stopni. Jest to niezbędne do samooczyszczania się modułów fotowoltaicznych, np. ze śniegu. 

Instalacja fotowoltaiczna na płaskim dachu

Montaż paneli fotowoltaicznych na płaskim dachu lub na gruncie jest możliwy. W tym przypadku również należy wziąć pod uwagę szerokość geograficzną, ze względu na długość cienia, jaki będzie rzucał rząd paneli. Konieczne jest obliczenie odstępów między kolejnymi rzędami modułów, co pozwoli uniknąć niepotrzebnego zacienienia. W konsekwencji cała instalacja fotowoltaiczna potrzebuje nieco więcej powierzchni montażowej niż przy dachu skośnym. 

W tym celu należy określić kąt padania promieni słonecznych 21 grudnia, czyli najkrótszym dniu w roku. W warunkach polskich wartość ta wynosi 11,5 – 19,5 stopni w zależności od tego, czy nasz dom znajduje się na północy, czy na południu.