Kąt nachylenia i kierunek ustawienia modułów (azymut) ustala się raz, na etapie projektu, a przez kolejne dwie, trzy dekady decydują one o tym, ile energii wyprodukuje instalacja i w jakich godzinach. To drugie ma dziś równie duże znaczenie jak pierwsze — zwłaszcza w firmie, w której energia oddawana do sieci jest wyceniana po cenach rynkowych.
Dlaczego ustawienie paneli ma znaczenie
Moduł produkuje najwięcej, gdy promienie słoneczne padają na niego prostopadle. Słońce zmienia jednak położenie w ciągu dnia — wędruje po niebie ze wschodu przez południe na zachód — i w ciągu roku: w środkowej Polsce w południe przesilenia letniego wznosi się na ok. 61° nad horyzont, a w grudniu tylko na ok. 15°.
Instalacja na stałej konstrukcji nie podąża za słońcem, więc jej ustawienie jest zawsze kompromisem. Można go szukać pod kątem maksymalnej rocznej produkcji albo — coraz częściej — pod kątem dopasowania produkcji do godzin zużycia.
Kierunek: południe, ale nie tylko
W Polsce, jak na całej półkuli północnej, słońce w południe znajduje się na południu, dlatego największą roczną produkcję daje ustawienie modułów na południe. Na półkuli południowej jest odwrotnie — panele kieruje się na północ, a w pobliżu równika montuje się je niemal płasko.
Odchylenie na południowy wschód lub południowy zachód kosztuje niewiele — zwykle kilka procent rocznej produkcji. Przesuwa za to produkcję: na wschód — na poranek, na zachód — na popołudnie.
Układ wschód–zachód daje w skali roku zwykle ok. 10–15% mniej energii niż południe (im mniejsze nachylenie, tym mniejsza różnica), ale bardziej płaską krzywą produkcji: więcej energii rano i po południu, niższy szczyt w południe. Na stromej połaci północnej straty są natomiast tak duże, że montaż zwykle się nie opłaca.
Optymalny kąt nachylenia paneli w Polsce
Przy ustawieniu na południe najwięcej energii w skali roku dają w Polsce moduły nachylone pod kątem ok. 30–40° — najczęściej przyjmuje się ok. 35°. To mniej niż szerokość geograficzna kraju, bo większość rocznej produkcji powstaje latem, gdy słońce stoi wysoko.
Większe nachylenie sprzyja produkcji zimą i szybszemu zsuwaniu się śniegu, ale traci latem; mniejsze — odwrotnie. Wokół optimum zależność jest jednak łagodna: kilka stopni różnicy zmienia roczny uzysk nieznacznie. Dlatego na dachach skośnych moduły montuje się zwykle po prostu równolegle do połaci, bez konstrukcji podnoszących.
Montaż na płasko
Moduły leżące płasko wytwarzają w skali roku zwykle o kilkanaście procent mniej niż przy optymalnym kącie i gorzej się samoczyszczą: kurz, liście i śnieg nie spływają z powierzchni, a woda zatrzymuje się przy ramie. Dlatego zwykle zaleca się nachylenie co najmniej ok. 10°. Montaż płaski ma sens tam, gdzie inne rozwiązanie nie jest możliwe, np. ze względu na obciążenie wiatrem lub nośność dachu.
Systemy nadążne
Na gruncie można zastosować konstrukcje nadążne (trackery), które obracają moduły za słońcem i zwiększają produkcję. Wymagają jednak więcej miejsca, droższej konstrukcji i serwisu ruchomych elementów, dlatego standardem pozostają konstrukcje stałe.
Dachy płaskie hal i zakładów
Na płaskich dachach budynków przemysłowych moduły montuje się na konstrukcjach balastowych lub kotwionych. Najczęściej spotyka się dwa układy:
- rzędy skierowane na południe, nachylone zwykle pod kątem 10–20° — więcej energii z każdego modułu, ale rzędy trzeba rozsunąć, bo przy nisko położonym zimowym słońcu rzucają długie cienie; na tej samej powierzchni mieści się więc mniej modułów,
- układ wschód–zachód (moduły ustawione „w daszek”, plecami do siebie), nachylone zwykle pod kątem ok. 10–15° — rzędy stoją niemal bez przerw, więc na tym samym dachu mieści się więcej mocy, konstrukcja jest mniej narażona na wiatr, a produkcja rozkłada się na dłuższą część dnia.
Niezależnie od układu przed projektem trzeba sprawdzić nośność dachu — zwłaszcza przy konstrukcjach balastowych, które go dociążają — oraz wymagania ochrony przeciwpożarowej dla instalacji na budynku.
Kierunek a autokonsumpcja: maksimum kWh to nie maksimum oszczędności
W net-billingu energia oddana do sieci jest wyceniana po cenach rynkowych — miesięcznych albo godzinowych, zależnie od zasad rozliczenia prosumenta. W słoneczne południa, gdy produkuje większość instalacji w kraju, ceny te są najniższe w ciągu doby. Energia zużyta na miejscu jest tymczasem warta tyle, ile pełny koszt jej zakupu z dystrybucją.
Dlatego w firmie, która zaczyna pracę wcześnie rano, lepiej może się sprawdzić układ wschód–zachód, a przy wysokim poborze po południu (chłodzenie, klimatyzacja, druga zmiana) — ustawienie na zachód lub południowy zachód. Instalacja wyprodukuje wtedy mniej kilowatogodzin, ale więcej z nich zostanie zużytych na miejscu. Decyzję najlepiej oprzeć na porównaniu godzinowego profilu produkcji z profilem zużycia z licznika — więcej o tym w artykule Czy fotowoltaika się opłaca.
Jeśli mimo to w południe powstają duże nadwyżki, można przesunąć część zużycia na godziny produkcji albo przejmować je w magazynie energii.
Podsumowanie: jak dobrać kąt i kierunek
- Dach skośny: moduły równolegle do połaci; południe, południowy wschód i południowy zachód — bardzo dobrze, wschód i zachód — akceptowalnie, północ — zwykle nie.
- Grunt: południe i ok. 30–40°, z odstępami między rzędami dobranymi do zimowego słońca.
- Dach płaski: południe pod kątem 10–20° z odstępami albo wschód–zachód pod kątem ok. 10–15° w gęstym układzie.
- Zawsze: porównaj profil produkcji z profilem zużycia, uwzględnij zacienienie i sprawdź nośność dachu.
Planujesz PV na dachu zakładu albo Twoja instalacja oddaje w południe do sieci więcej, niż firma zużywa? Zacznij od bezpłatnej 30-minutowej konsultacji — porozmawiamy o dopasowaniu produkcji do zużycia i o tym, czy nadwyżki uzasadniają magazyn energii.
