Odśnieżanie paneli fotowoltaicznych – wyczerpujący przewodnik dla właścicieli instalacji PV.
Właściciele instalacji fotowoltaicznych w Polsce często stają przed pytaniem: czy warto odśnieżać panele zimą? To pytanie nabiera szczególnego znaczenia w kontekście rosnących inwestycji w odnawialne źródła energii i dążenia do maksymalizacji zwrotu z tej inwestycji.
Dzisiaj poniżej prezentuje merytoryczną analizę tematu obejmującą zarówno aspekty techniczne, ekonomiczne, jak i praktyczne, wspieraną badaniami zagranicznymi i doświadczeniami z Polski. Gotowi? Zaczynamy! 🙂
Wpływ śniegu na wydajność paneli fotowoltaicznych
Zalegający śnieg stanowi realne zagrożenie dla efektywności systemu fotowoltaicznego, ale skala problemu jest mniej dramatyczna, niż mogłoby się wydawać. Warstwa zaledwie 2 centymetrów śniegu zmniejsza przepuszczalność promieniowania słonecznego o około 80 procent. W przypadku grubszych warstw (10 cm i więcej) przepuszczalność spada niemal do zera, a panele praktycznie nie generują energii.
Jednak dane z polskich badań sugerują, że roczna strata energii z powodu zalegającego śniegu wynosi zaledwie 1-3,5 procent rocznie, a w regionach o umiarkowanych opadach – od 0,6 do 20 procent w zależności od warunków lokalnych.
W najbardziej niekorzystnych warunkach (intensywne zimy, częste opady) straty mogą sięgać 100 procent w poszczególnych miesiącach, ale jest to rzadkością w Polsce.
Warto podkreślić tutaj jedną rzecz - zimowe powietrze jest chłodniejsze, a panele pracują lepiej w temperaturach poniżej 25°C. W jasne, przejrzyste dni zimowe, gdy panele są odsłonięte ze śniegu, ich wydajność może być wyższa niż podczas letniego upału, dzięki naturalnemu chłodzeniu.
Pamiętajcie jednak, zimą nie spodziewajcie się cudów z produkcji waszej instalacji - dni są długie i ciemne, a w niektórych rejonach nawet smog wpływa na produkcję z instalacji PV.
Czy śnieg może uszkodzić panele?
Bezpośrednie zaleganie śniegu na panelach nie uszkadza ogniw słonecznych ani nie powoduje trwałego obniżenia ich wydajności energetycznej.
Jednak sam proces usuwania śniegu – zwłaszcza nieumiejętnie wykonany – może doprowadzić do poważnych konsekwencji:
Ryzyko zarysowania powierzchni: pod warstwą śniegu może kryć się lód, który przy zadrapaniu może porysować warstwę antyrefleksyjną i uszkodzić szklany front panelu
Naprężenia termiczne: nierównomierne topnienie powoduje powstawanie mikropęknięć w materiale
Obciążenie konstrukcyjne: zalegający śnieg generuje dodatkowe obciążenie dla stelaży i dachu, zwłaszcza przy obfitych opadach
Certyfikowane panele fotowoltaiczne są odporne na wiatr do 240 km/h, grad do 25 mm i temperatury od -40°C do +85°C. Sama obecność śniegu nie stanowi zagrożenia dla integralności paneli.
Naturalne samooczyszczanie – najlepszy scenariusz
Polski standard wytycza idealne nachylenie paneli na 30-45 stopni w stosunku do podłoża (właśnie ze względu na zimę).
Takie ustawienie ma istotne znaczenie dla automatycznego zsuwania się śniegu.
Przy takim kącie, śnieg – szczególnie w warunkach wiatru lub wzrostu temperatury – zsuwnie się z paneli bez konieczności ręcznej ingerencji.
Oczywiście nie mówimy tu o scenariuszu gdy śnieg jest zamarznięty na powierzchni paneli, wtedy żadne rozwiązanie się nie sprawdzi, trzeba czekać, aż przyjdzie dodatnia temperatura i zjedzie śnieg.
Przednia część modułów wykonana jest ze specjalnego szkła, a producenci dodatkowo pokrywają je hydrofobowymi powłokami, które podnoszą efekt ześlizgiwania się śnieżnych opadów. W praktyce, większość pokrywy śnieżnej rozpłynie się sama pod wpływem słonecznego promieniowania odbitego od otoczenia (albedo efekt), które może zwiększyć wydajność odsłoniętych paneli.
Zagrożenia związane z ręcznym odśnieżaniem
Nieumiejętne odśnieżanie paneli może prowadzić do nieprawidłowej pracy całej instalacji. Szczególnie problematyczne jest:
Fragmentaryczne zacienienie paneli: bardzo istotne w starszych instalacjach bez optymalizatorów lub mikroinwerterów. Diody by-pass w przypadku zacienienia mogą odciąć część modułu i całej serii od obwodu
Dodatkowe obciążenie pracownika: prace na dachach są wysoko ryzykowne, zwłaszcza w warunkach lodolodu
Koszty usług profesjonalnych: usługa czyszczenia paneli może kosztować więcej niż faktyczne zwiększenie produkcji energii w zimowych miesiącach
Systemy grzewcze – zaawansowana alternatywa
Na rynku pojawiają się nowoczesne systemy grzewcze dedykowane panelom fotowoltaicznym. Technologia firmy Warmset pracuje na mocy 200 W/m² i pozwala na szybkie topienie śniegu dzięki równomiernemu ogrzewaniu panela. System:
Aktywuje się automatycznie poprzez czujnik wilgotności
Pracuje tylko kiedy zachodzi potrzeba (oszczędność energii)
Jest modularny i łatwy do instalacji dla wykwalifikowanego elektryka
Może być rozwiązaniem dla dużych systemów komercyjnych, zwłaszcza w kontekście przepisów bezpieczeństwa budynku (norma włoska NTC2018 wymaga wzmocnienia dachu w rejonach o dużych opadach)
Jednak ważne pytanie pozostaje: czy energia zużyta na topienie śniegu zwraca się w formie zwiększonej produkcji? W większości przypadków polskich instalacji – nie.
Energia zużyta na grzanie często stanowi większość energii, którą panele mogłyby wygenerować w tych warunkach.
Dlatego napisałem o tym fakcie bardziej w formie ciekawostki dla geeków niż praktycznego rozwiązania.
Podsumowanie i praktyczne zalecenia dla właścicieli instalcji PV
Zapewnienie optymalnego kąta nachylenia: 30-45 stopni w Polsce ( oczywiście tutaj to jest bardziej rozbudowany temat, biorę pod uwagę w tym artykule optymalny kąt tylko pod względem zjeżdżania śniegu z paneli PV)
Monitoring wydajności: systemy z optymalizatorami lub mikroinwerterami eliminują problem częściowego zacieniania, które może paraliżować całą instalację
Planowanie zimowego magazynowania energii: współpraca paneli z magazynem energii czy pompą ciepła pozwala maksymalizować wykorzystanie produkcji nawet w pochmurne dni
Automatyczne czujniki: jeśli decydujemy się na system grzewczy, musi on mieć automatyczne czujniki, które aktywują ogrzewanie tylko przy rzeczywistej potrzebie
Regularne przeglądy: podczas odśnieżania można wizualnie sprawdzić panel pod kątem ewentualnych uszkodzeń
Bezpieczeństwo przede wszystkim: jeśli dostęp do paneli jest utrudniony (dach, wysoka konstrukcja), niech profesjonaliści oceną czy odśnieżanie rzeczywiście przyniesie korzyści finansowe.
Perspektywa Przyszłości
Badania naukowe wskazują, że systemy bifacjalne (odbierające promieniowanie z obu stron) mogą pracować znacznie efektywniej w zimnych klimatach, z rocznymi stratami wynoszącymi zaledwie 2 procent wobec 16 procent w systemach monofacjalnych.
Wydaje się, że przyszłość leży w połączeniu technologicznych rozwiązań antyśniegowych, optymalnej orientacji paneli, magazynowania energii i inteligentnego monitoringu – a nie w ręcznym lub pół-automatycznym usuwaniu śniegu.
