Decydując się na instalację fotowoltaiczną, jednym z najważniejszych aspektów prawidłowego oraz skutecznego działania jest jej ukierunkowanie względem stron świata, a także kąt nachylenia. Wybór odpowiedniego miejsca na instalację jest bezpośrednim czynnikiem wpływającym na zwiększoną ilość produkowanej energii, a tym samym szybszy zwrot inwestycji. W tym artykule postaramy się przeanalizować, jak duży wpływ na produkcję ma jej usytuowanie.

Czy mamy wybór?

Budując instalację fotowoltaiczną, jesteśmy uzależnieni w dużej mierze od warunków technicznych budynku, a tym samym jego ukierunkowania względem stron świata. Wyjątkiem są instalacje gruntowe, które możemy usytuować dowolnie, o ile mamy do dyspozycji wystarczającą ilość terenu. W większości przypadków instalacje gruntowe ukierunkowuje się idealnie na południe o pochyleniu 20-35°, w zależności od szerokości geograficznej. Pozwala to zmaksymalizować produkcję energii. Bywa również, że panele zostają lekko odchylone od południa ze względów estetycznych, np. wzdłuż działki. Jednak należy wiedzieć, że odchylenie instalacji o około 30° względem południa wygeneruje straty nie większe niż zaledwie 2%. 

Wybór połaci dachowej 

Większość budynków, na których ma powstać instalacja fotowoltaiczna, jest dwuspadowa lub czterospadowa. Pozwala to nam zdecydować, która połać będzie najlepsza pod kątem uzysków. Często możemy się też spotkać z jednospadowymi budynkami gospodarczymi, które nie pozostawiają nam wyboru co do azymutu. Wtedy jednak nadal mamy wybór, jaki kąt nachylenia modułów należy wybrać, aby zoptymalizować uzyski energetyczne. 

Optymalne warunki

Dla polskich szerokości geograficznych optymalny kąt nachylenia modułów wynosi około 35°, skierowane idealnie na południe. Takie warunki generują największy uzysk energetyczny w skali roku. Mówiąc o warunkach optymalnych, musimy wspomnieć o dachach płaskich, na których moduły zostają „podniesione” o dany kąt względem dachu. Tutaj, podobnie jak w przypadku innych instalacji, optymalnym względem uzysków byłby kąt 35°, jednak zacienienie spowodowane kolejnymi rzędami modułów uniemożliwia montaż dużej ilości modułów na takim dachu. Kompromisem, a więc, można powiedzieć, optymalnym kątem dla dachów płaskich, jest 15°. W przypadku instalacji skierowanej na południe generuje to straty nie większe niż 5%. Umożliwia to montaż większej ilości modułów, a tym samym budowę instalacji o większej mocy. Jest to spowodowane tym, że moduły nachylone pod mniejszym kątem tworzą krótszy cień, co pozwala zmieścić więcej modułów na ograniczonej przestrzeni.

Różnice w uzysku

Najbardziej optymalny kąt nachylenia dla Polskich szerokości geograficznych wynosi między 30° a 40°, skierowanych idealnie na południe. Pozwala to generować 100% mocy instalacji.  Zmiana generowanych uzysków względem azymutu oraz kąta nachylenia wiąże się z odbijaniem promieni słonecznych od szkła paneli fotowoltaicznych. Promienie słoneczne padające na moduł prostopadle generują najwięcej mocy, a im większe odchylenie, tym więcej promieni jest odbijanych, co przekłada się na zmniejszenie produkcji energii. Można powiedzieć, że im bardziej odchylona względem południa instalacja, tym mniejszy uzysk, jednak po przekroczeniu pewnych wartości uzysk rośnie, im mniejszy jest kąt nachylenia.

Przeanalizujmy kilka przykład dla porównania: 

1. Instalacja skierowania idealnie na południe.

W takim przypadku im bardziej różny od optymalnego jest kąt nachylenia, tym mniejszy uzysk. Różnica ta nie przekracza jednak 20% w przypadku instalacji pochylonej pionowo, np. na elewacji.

2. Południowy wschód i południowy zachód

Instalacje skierowanie 45° na wschód lub zachód względem południa generują uzysk bliski 100% jedynie w przypadku nachylenia modułów pod kątem około 30°. W innym przypadku wahają się w granicach 90% dla kąta 10°, a 70% w przypadku nachylenia pod kątem prostym, np. na elewacji. Jest to jednak skrajny przypadek, występujący niezwykle rzadko. Zdecydowana większość dachów nie przekracza 50°, co przekłada się na uzysk na poziomie 95%

3. Wschód-Zachód

W przypadku instalacji skierowanych na wschód-zachód nie wygenerujemy już 100% uzysku przy żadnym kącie nachylenia. Taka instalacja pozwala na maksymalnie 90% przy kącie nachylenia do 40°.

Co w przypadku instalacji odchylonej na północny zachód lub północny wschód?

Bywa, że budynek, na którym ma powstać instalacja, ma dwie połacie, w  tym jedną skierowaną na południowy wschód, a drugą na północny zachód. W  takim przypadku lepiej zaplanować całą instalację na południowo-wschodniej stronie budynku. Wyjątkiem tutaj są budynki o kącie nachylenia nieprzekraczającym 10°. Takie ukierunkowanie wciąż pozwala na uzysk w granicach 80%.

Często stajemy przed trudnym wyborem odpowiedniego usytuowania instalacji. Analizując różne przykłady, widzimy, jak duży wpływ na uzysk ma jej ukierunkowanie. Właśnie dlatego tak ważne jest, aby każdą planowaną instalację rozpatrzyć indywidualnie i poradzić się specjalisty, który pomoże wybrać najlepsze możliwe rozwiązanie.