Orientacja systemu fotowoltaicznego

Naukowcy z Lappeenranta University of Technology (LUT) obalili trzy mity związane z umiejscowieniem systemów fotowoltaicznych. Naukowcom zależało na sprawdzeniu różnych konfiguracji systemów fotowoltaicznych i odniesieniu ich do korzyści ze sprzedaży nadwyżek energii. Jak zapewniają badacze - wyniki badań są uniwersalne, pomimo przeprowadzenia badań w warunkach północnej Europy. 

Pierwsze badanie polegało na rozważeniu orientacji systemu PV w oparciu o jego rentowność. Wykorzystano dane godzinowe z 13 różnych profili statystycznych obciążenia, a także dane z okresu 2016-2020 dotyczące cen na rynku energii elektrycznej oraz symulowane uzyski fotowoltaiczne z południowej części Finlandii.

Wyniki badań

Porównano układy jednoazymutalne i dwuazymutalne. Ustalono, że orientacja jednoazymutalna była bardziej opłacalna w przypadku rozliczania w ramach net-meteringu. W przypadku układów jednoazymutalnych optymalny azymut mieściłby się w zakresie od 5॰ do 15॰. Z kolei optymalne nachylenie określono na wartość między 35॰, a 45॰.

Orientacja wschód zachód

W przypadku, gdy instalacja nie funkcjonuje w ramach net-meteringu i użytkownik nie ma możliwości odbioru nadwyżki energii, zwykle bardziej opłaca się zminimalizować zakup energii poprzez ustawienie modułów fotowoltaicznych w sposób dwuazymutalny - między wschodem a zachodem. Przy czym szczegółowa lokalizacja zależy od mocy systemu fotowoltaicznego i profilu obciążenia.

Decydując się na instalację wschód-zachód zbudowana instalacja wyprodukuje mniej energii, co w niektórych przypadkach może prowadzić do strat finansowych, względem położenia w kierunku południowym. Różnice mogą wynosić nawet 15 proc. Z takimi stratami możemy mieć do czynienia w sytuacji, gdy instalacja nie pracuje w ramach net-meteringu, a zużycie własne jest zmaksymalizowane. 

Orientacja na południe jest ekonomicznie opłacalna niezależnie od profilu zużycia. Nie ma jednak jednej prawidłowej orientacji. Wybór zależy od tego, czy chcemy zmaksymalizować samowystarczalność energetyczną, czy rentowność inwestycji.

Czy magazynowanie zwiększa opłacalność?

Eksperci z Uniwersytetu Lappeenranta zbadali również opłacalność systemów fotowoltaicznych działających w oparciu o magazynowanie energii. Stwierdzono, że w przypadku obiektów objętych badaniem dodanie elektrochemicznego magazynu energii do systemu fotowoltaicznego zwiększy samowystarczalność z 20 do 30 proc. Zaobserwowano, że szczytowa moc instalacji fotowoltaicznej jest niezbędnym czynnikiem determinującym wielkość wzrostu samowystarczalności uzyskanej dzięki zastosowaniu akumulatorów. Wzrost jest większy w przypadkach dużych farm słonecznych. Dodali też, że z powodu wzrostu poboru energii elektrycznej z sieci, z której cena przesyłu jest znacząca i podatna na wzrost (szczególnie w czasie światowego kryzysu energetycznego), magazynowanie energii zdecydowanie zwiększyłoby opłacalność inwestycji energetycznej dla klientów indywidualnych.