Co ovlivňuje výkon fotovoltaiky? Kompletní přehled faktorů

Výkon fotovoltaiky se během dne i roku mění. Ovlivňuje ho především množství slunečního záření, orientace a sklon panelů, zastínění, jejich teplota a technické parametry celé elektrárny. Proto dvě fotovoltaiky se stejným instalovaným výkonem nemusí za rok vyrobit stejné množství elektřiny.

Než se podíváme na jednotlivé faktory, je důležité rozlišit dva pojmy:

  • Výkon fotovoltaiky udává, kolik elektřiny dokáže elektrárna za určitý čas vygenerovat. Instalovaný výkon FVE se běžně uvádí v kWp.
  • Výroba fotovoltaiky říká, kolik elektrické energie elektrárna skutečně vyrobí za určité období, například za den nebo rok. Udává se v kWh.

Jmenovitý výkon panelů se stanovuje za standardizovaných testovacích podmínek. V reálném provozu jsou ale podmínky proměnlivé, proto elektrárna nepracuje stále na svém jmenovitém výkonu.

Množství slunečního záření

Nejdůležitějším faktorem je množství sluneční energie dopadající na panely. To se mění podle denní doby, ročního období, počasí i konkrétní lokality. Fotovoltaika přitom vyrábí elektřinu i při zamračené obloze.

Kvůli nižší intenzitě dopadajícího záření je však její okamžitý výkon zpravidla nižší než za jasného počasí. Výrobu proto není vhodné hodnotit podle jednoho slunečného nebo oblačného dne. Pro posouzení přínosu FVE je podstatnější dlouhodobá výroba během celého roku.

Orientace fotovoltaických panelů

Orientace určuje, v jaké části dne dopadá na panely nejvíce slunečního záření.

Panely orientované k jihu mají v českých podmínkách zpravidla dobré předpoklady pro vysokou celkovou roční výrobu. To ale neznamená, že fotovoltaika musí být vždy orientována pouze na jih.

Například při orientaci části panelů na východ a části na západ se výroba více rozloží mezi dopolední a odpolední hodiny. Takové řešení proto může lépe odpovídat průběhu spotřeby konkrétní domácnosti a dochází tak k efektivnějšímu využívání vyrobené elektřiny v běžné domácnosti.

Tip: Jak připravit střechu na fotovoltaiku?

Sklon panelů

Na množství zachyceného slunečního záření má vliv také úhel, pod kterým jsou panely instalovány.

Optimální sklon solárních panelů v podmínkách České republiky pro nejefektivnější celoroční provoz je kolem 35°.

U šikmé střechy se solární panely instalují souběžně se sklonem střechy. U plochých střech lze jejich úhel vhodně nastavit pomocí konstrukce, běžný sklon panelů na rovných střechách je mezi 10° až 15°.

Stín může výrobu výrazně ovlivnit

Při plánování fotovoltaiky je vhodné posuzovat střechu jako celek. Její orientaci, sklon i překážky, které mohou panely zastínit dnes nebo v budoucnu.
Komín, strom, vikýř, sousední budova nebo jiná překážka mohou část panelů během dne zastínit. Významné není jen to, jak velká část panelu je ve stínu, ale také jak dlouho a v jakou denní dobu k zastínění dochází. Dopad stínu navíc závisí na zapojení panelů a technickém řešení celé fotovoltaiky. Právě proto patří analýza zastínění mezi důležité části správného návrhu FVE.
Obecně se dá říci, že jakékoli zastínění solárních panelů má vliv na výrobu fotovoltaiky.

Teplota panelů: větší horko neznamená vyšší výkon

Fotovoltaické panely potřebují sluneční záření, nikoli vysokou teplotu. S rostoucí teplotou článků jejich účinnost zpravidla klesá. Proto nemusí fotovoltaika dosahovat nejvyššího výkonu během nejteplejších letních dnů.

Teplota panelu přitom může být výrazně vyšší než teplota okolního vzduchu. Ovlivňuje ji intenzita slunečního záření, proudění vzduchu i způsob instalace. Rozdíly mezi jednotlivými panely popisuje mimo jiné teplotní koeficient výkonu. Ten udává, jak se jejich výkon mění se změnou teploty.

Zjednodušeně

Pro vysoký okamžitý výkon jsou vhodné intenzivní sluneční paprsky a zároveň nepříliš vysoká teplota. Proto může FVE za určitých podmínek dosahovat velmi dobrého výkonu i během chladnějšího slunečného dne.

Typ a parametry fotovoltaických panelů

Výsledný výkon ovlivňují také vlastnosti samotných panelů. Při jejich porovnávání se můžete setkat především s jmenovitým výkonem, účinností nebo zmíněným teplotním koeficientem.

Účinnost je vyjádřena v  procentech a  říká, kolik procent sluneční energie dokáže panel přeměnit na elektrickou energii. Vyšší účinnost znamená, že panel dokáže z určité plochy získat více elektrické energie. To může být důležité například na menší střeše, kde je prostor pro instalaci omezený.

Samotný vysoký výkon jednoho panelu a celkový výkon fotovoltaické elektrárny ale ještě nezaručuje vysokou výrobu celé elektrárny. Důležitý je návrh systému jako celku.

Střídač a zapojení panelů

Elektřina vyrobená fotovoltaickými panely musí projít dalšími částmi systému. Důležitou roli má střídač, který převádí stejnosměrný proud z panelů na střídavý proud využitelný v domácnosti.

Fungování fotovoltaiky

Na výsledné fungování FVE mají vliv například:

  • Účinnost a správné dimenzování výkonu střídače
  • Typ střídače: symetrický vs. asymetrický (ten je zásadní pro ideální fungování vzhledem ke způsobu měření v ČR)
  • Rozdělení panelů do jednotlivých stringů (sérií panelů)
  • Geografická poloha, sklon a orientace střechy
  • Technologie solárních panelů
  • Kapacita a typ bateriového systému
  • Délka a parametry kabeláže
  • Řešení případného zastínění jednotlivých panelů a využití optimizérů

Každá část systému může přinášet určité ztráty. Proto je důležité, aby panely, střídač i ostatní komponenty byly navrženy jako jeden funkční celek.

Způsob montáže a odvětrávání

Výkon může ovlivnit i zdánlivý detail – jak dobře může kolem panelů proudit vzduch.

Panely se při provozu zahřívají a proudění vzduchu pomáhá odvádět teplo. Způsob montáže proto ovlivňuje jejich provozní teplotu a tím i výkon.- Neznamená to, že jeden způsob instalace je vždy správný a jiný špatný. Konstrukci je potřeba přizpůsobit typu střechy a konkrétní krytině, použitým panelům i technickým požadavkům celé instalace.

Dobře navržená fotovoltaika proto není jen součet výkonů jednotlivých panelů. O její skutečné výrobě rozhoduje také to, jak spolu jednotlivé komponenty fungují v reálných podmínkách.

Nečistoty, sníh a další překážky

Výrobu mohou omezit také nečistoty, které brání dopadu slunečního záření na články. Může jít například o prach, pyl, listí nebo ptačí trus.
S odstraněním běžného znečištění často pomůže déšť. Lokální nebo výraznější nečistoty ale mohou na panelu zůstávat déle. Proto má smysl stav panelů průběžně kontrolovat, zejména pokud zaznamenáte neobvyklý pokles výroby. V zimě může výrobu dočasně omezit také sníh ležící na panelech. Jeho skutečný vliv závisí na množství sněhu, sklonu panelů i počasí.

Výkon panelů se v čase postupně mění

Fotovoltaické panely postupem času přirozeně degradují, takže jejich maximální výkon může pozvolna klesat.
Jak rychle k tomu dochází, závisí na konkrétní technologii a typu solárních panelů. Proto není vhodné používat jednu hodnotu poklesu výkonu pro všechny panely. Informaci o garantovaném výkonu po určité době najdete ve výkonové záruce výrobce. Správně navržená fotovoltaika s tímto postupným vývojem počítá.

Ovlivňuje baterie výkon fotovoltaiky?

Baterie sama o sobě nezvyšuje výkon fotovoltaických panelů ani množství slunečního záření, které na ně dopadá.

Vliv baterie na fungování fotovoltaiky

Jejím hlavním úkolem je ukládat vyrobenou elektřinu pro pozdější využití. Může tak výrazně ovlivnit, jak domácnost s vyrobenou elektřinou nakládá a jak ji dokáže efektivně v co nejvyšší míře využívat, nikoli však jmenovitý výkon panelů.

Do skutečného provozu elektrárny mohou zároveň vstupovat technické limity střídače, bateriového systému nebo podmínky připojení k distribuční soustavě. I proto je důležité navrhovat FVE jako jeden celek.

Přehled: co všechno ovlivňuje výkon a výrobu fotovoltaiky?

Faktor Jaký má vliv
Sluneční záření Určuje množství energie dostupné pro výrobu
Orientace panelů Ovlivňuje množství i průběh výroby během dne
Sklon panelů Ovlivňuje množství dopadajícího záření
Zastínění Může snížit výkon panelu nebo části systému
Teplota panelů S rostoucí teplotou článků zpravidla klesá jejich účinnost
Parametry panelů Ovlivňují přeměnu sluneční energie na elektřinu
Střídač a zapojení Ovlivňují využití výkonu a ztráty v systému
Montáž a odvětrávání Ovlivňují provozní teplotu panelů
Nečistoty a sníh Mohou omezit množství záření dopadajícího na články
Stárnutí panelů Postupně snižuje jejich maximální výkon
Technické limity FVE Mohou omezit využití dostupného výkonu

Nejčastější otázky o výkonu fotovoltaiky

  • Kdy má fotovoltaika nejvyšší výkon?

    K vysokému okamžitému výkonu přispívá především intenzivní sluneční záření a vhodná teplota panelů. Nejvyšší výkon proto nemusí nastat během nejteplejšího dne v roce, ale naopak bude k tomu docházet při jarním počasí, kdy nejsou vysoké teploty.

  • Funguje fotovoltaika, když je zataženo?

    Ano. Panely využívají i rozptýlené sluneční záření, při zamračené obloze je však jejich výkon zpravidla nižší.

  • Proč fotovoltaika vyrábí méně, když je velké horko?

    S rostoucí teplotou fotovoltaických článků jejich účinnost obvykle klesá. To ale neznamená, že je celková letní výroba nízká – v létě jsou zároveň delší dny a zpravidla více dostupného slunečního záření.

  • Vadí fotovoltaice stín?

    Ano, zastínění může výrobu snížit. V snížení závisí na rozsahu a době zastínění i na zapojení a technickém řešení elektrárny.

  • Ovlivňuje baterie výkon fotovoltaiky?

    Baterie nezvyšuje jmenovitý výkon panelů. Umožňuje ale uložit část vyrobené elektřiny a využít ji později.

Jak z fotovoltaiky získat maximum?

O výkonu fotovoltaiky nerozhoduje jediný parametr. Rozhoduje sluneční záření, umístění a orientace panelů, jejich vlastnosti i návrh celé elektrárny.
Právě proto je důležitý kvalitní návrh FVE podle konkrétní střechy a spotřeby domácnosti. Nejde jen o instalaci co největšího počtu nebo nejvýkonnějších panelů, ale o to, aby celý systém dobře fungoval v reálných podmínkách.
Fotovoltaika na klíč

Mohlo by vás také zajímat

SEMS portál monitoring FVE

Jak funguje monitoring solárního systému?
Chci vědět více

Typy solárních panelů

Jaké jsou typy panelů a co bychom o nich měli vědět?
Chci vědět více

Jak funguje solární elektrárna?

Přečtěte si našeho podrobného průvodce
Chci vědět více