Kierunek ustawienia oraz kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych wpływają na ilość promieniowania słonecznego docierającego do ich powierzchni. Im korzystniej moduły są ustawione względem słońca, tym większą ilość energii mogą wyprodukować w określonych warunkach.

Znaczenie ma jednak nie tylko całkowita roczna produkcja. Orientacja paneli wpływa również na to, w jakich godzinach instalacja osiąga największą moc.

Sprawdź ➡ Instalacje fotowoltaiczne

Dlaczego ustawienie paneli ma znaczenie?

Moduł fotowoltaiczny produkuje energię dzięki promieniowaniu słonecznemu padającemu na jego powierzchnię.

Ilość odbieranego promieniowania zmienia się w zależności od położenia słońca. Jego wysokość i kierunek są inne rano, w południe i wieczorem, a także zmieniają się wraz z porami roku.

Ustawienie paneli decyduje więc o tym, przez jaką część dnia promienie słoneczne padają na moduły pod korzystnym kątem.

Jaki kierunek paneli zapewnia wysoką produkcję energii?

W Polsce wysoką roczną produkcję umożliwia zazwyczaj ustawienie modułów w kierunku południowym.

Panele skierowane na południe są najmocniej nasłonecznione w środkowej części dnia, kiedy słońce znajduje się wysoko nad horyzontem.

Nie oznacza to jednak, że moduły muszą być ustawione dokładnie na południe. Odchylenie w stronę południowego wschodu lub południowego zachodu nadal może zapewniać wysoką produkcję roczną.

Jak działają panele skierowane na wschód?

Panele skierowane na wschód rozpoczynają intensywniejszą produkcję wcześniej w ciągu dnia.

Ich najwyższa moc przypada przede wszystkim na godziny poranne i przedpołudniowe. W późniejszych godzinach produkcja stopniowo spada.

Taka orientacja zmienia przede wszystkim profil pracy instalacji. Większa część energii powstaje wcześniej niż w przypadku modułów skierowanych na południe lub zachód.

Jak działa instalacja skierowana na zachód?

Orientacja zachodnia przesuwa większą część produkcji na godziny popołudniowe.

Instalacja osiąga wtedy niższą produkcję rano, natomiast dłużej utrzymuje ją w drugiej części dnia.

Może to wpływać na poziom autokonsumpcji w budynkach, w których większe zużycie energii występuje właśnie po południu.

Roczna produkcja może być niższa niż przy optymalnym ustawieniu południowym, ale zmienia się sposób rozłożenia energii w ciągu dnia.

Na czym polega układ wschód–zachód?

W systemie wschód–zachód część modułów jest skierowana w jedną stronę, a pozostałe w przeciwną.

Produkcja jest dzięki temu bardziej rozłożona w czasie. Jedna część instalacji pracuje intensywniej rano, a druga po południu.

Charakterystyczną cechą takiego układu jest bardziej spłaszczony profil produkcji. Maksymalna moc w okolicach południa może być niższa niż w instalacji południowej, ale energia jest wytwarzana bardziej równomiernie przez większą część dnia.

Jak kąt nachylenia wpływa na pracę paneli?

Kąt nachylenia określa położenie powierzchni modułu względem poziomu.

Zmienia on sposób, w jaki promieniowanie słoneczne pada na panel w różnych miesiącach roku.

Przy małym kącie moduły są bardziej zbliżone do poziomu. Przy dużym kącie ustawione są bardziej pionowo.

Optymalny kąt jest kompromisem pomiędzy położeniem słońca latem i zimą.

Jaki kąt nachylenia paneli stosuje się w Polsce?

W instalacjach nastawionych na wysoką produkcję roczną często spotyka się nachylenie w zakresie około 30–40 stopni.

Nie oznacza to, że inny kąt uniemożliwia efektywną pracę instalacji.

Panele zamontowane pod kątem 20, 25 czy 45 stopni również mogą osiągać wysokie uzyski. Różnice wynikają z ilości promieniowania docierającego do ich powierzchni w poszczególnych porach roku.

Dlaczego optymalny kąt zmienia się w ciągu roku?

Latem słońce znajduje się wysoko nad horyzontem, dlatego korzystniejsze mogą być mniejsze kąty nachylenia.

Zimą jego położenie jest znacznie niższe, przez co promienie docierają do powierzchni ziemi pod innym kątem.

Moduły ustawione bardziej pionowo mogą wtedy korzystniej odbierać promieniowanie.

W większości domowych instalacji stosuje się jednak stały kąt, który stanowi kompromis pozwalający uzyskać wysoką produkcję w skali całego roku.

Czy płaski dach ogranicza produkcję fotowoltaiki?

Płaski dach nie oznacza konieczności układania modułów całkowicie poziomo.

Panele mogą zostać umieszczone na dodatkowych konstrukcjach montażowych, które nadają im określone nachylenie i orientację.

Przy takim rozwiązaniu trzeba zachować odpowiednie odstępy pomiędzy rzędami. Im większy kąt ustawienia, tym dłuższy cień może rzucać jeden rząd na drugi.

Z tego względu na dachach płaskich często stosuje się również mniejsze kąty nachylenia.

Czy większy kąt zawsze oznacza większą produkcję?

Zwiększanie kąta nachylenia nie powoduje stałego wzrostu produkcji.

Po przekroczeniu korzystnego zakresu moduły zaczynają być ustawione mniej optymalnie względem słońca w części roku.

Bardzo strome ustawienie może sprzyjać produkcji zimowej, ale jednocześnie zmniejszać ilość energii uzyskiwanej latem.

Dlatego kąt dobiera się w odniesieniu do całorocznego profilu produkcji albo konkretnego sposobu wykorzystania energii.

Czy panele ustawione pionowo również produkują energię?

Moduły ustawione pionowo nadal mogą produkować energię.

Ich profil produkcji różni się jednak od paneli nachylonych pod typowym kątem.

Pionowe ustawienie może lepiej wykorzystywać nisko położone słońce, natomiast słabiej reagować na promieniowanie w okresach, gdy słońce znajduje się wysoko.

Takie rozwiązania pojawiają się między innymi na elewacjach budynków lub w specjalnych konstrukcjach gruntowych.

Jak orientacja wpływa na autokonsumpcję?

Największa roczna produkcja nie zawsze oznacza największe wykorzystanie energii na miejscu.

Jeżeli dom zużywa dużo energii rano, instalacja skierowana bardziej na wschód może produkować większą część energii właśnie wtedy.

Przy wysokim zużyciu popołudniowym podobną funkcję może pełnić orientacja zachodnia.

Układ wschód–zachód może natomiast rozłożyć produkcję na większą część dnia.

Dlatego kierunek modułów wpływa zarówno na wielkość produkcji, jak i na jej zgodność z profilem zużycia energii.

Jak zacienienie wpływa na wybór kierunku paneli?

Teoretycznie korzystna orientacja może stracić swoje znaczenie, jeżeli moduły będą przez dużą część dnia zacienione.

Przykładowo połać południowa może znajdować się w cieniu wysokich drzew, podczas gdy część wschodnia lub zachodnia pozostaje dobrze nasłoneczniona.

Przy analizie produkcji uwzględnia się więc jednocześnie kierunek, kąt i rzeczywiste warunki nasłonecznienia.

Czy wszystkie moduły muszą być skierowane w tę samą stronę?

Instalacja może zostać podzielona na kilka sekcji o różnej orientacji.

Część modułów może znajdować się na połaci wschodniej, a część na zachodniej lub południowej.

Takie rozwiązanie jest często stosowane na dachach wielospadowych.

Poszczególne sekcje osiągają wtedy maksymalną produkcję o różnych porach dnia, co wpływa na całkowity profil pracy instalacji.

Czy niewłaściwy kąt oznacza duże straty energii?

Niewielkie odchylenie od optymalnego kąta nie musi powodować dużego spadku rocznej produkcji.

Znacznie większe znaczenie może mieć silne zacienienie, bardzo niekorzystna orientacja albo niedopasowanie poszczególnych sekcji instalacji.

Dlatego przy ocenie dachu analizuje się wszystkie te czynniki łącznie, a nie wyłącznie dokładną wartość kąta nachylenia.

Jak kierunek i kąt paneli wpływają na produkcję fotowoltaiki?

Kierunek decyduje przede wszystkim o tym, w jakich godzinach instalacja produkuje najwięcej energii, natomiast kąt nachylenia wpływa na ilość promieniowania odbieranego przez moduły w różnych porach roku.

Orientacja południowa pozwala zwykle uzyskać wysoką roczną produkcję, ustawienie wschodnie przesuwa ją na wcześniejsze godziny, a zachodnie na późniejsze. Układ wschód–zachód zapewnia natomiast bardziej równomierne rozłożenie produkcji w ciągu dnia.

Ostateczna wydajność instalacji zależy jednocześnie od orientacji, nachylenia, zacienienia, lokalizacji oraz sposobu rozmieszczenia modułów.