Na rozpálenej slovenskej streche nemusí mať fotovoltický panel 35 °C len preto, že takúto teplotu ukazuje predpoveď počasia. Pri silnom slnečnom žiarení sa jeho články môžu zahriať na 60 až 70 °C. Bežná 10 kWp elektráreň potom môže iba vplyvom teploty prísť približne o 1,2 až 1,6 kW okamžitého výkonu.
Neznamená to, že fotovoltika v lete nefunguje. Dlhé dni a vysoká intenzita žiarenia jej stále zabezpečujú silnú výrobu. Horúčava však vysvetľuje, prečo elektráreň počas jasného júlového popoludnia nemusí dosiahnuť číslo uvedené na faktúre, hoci panely nič netieni a na oblohe nie je jediný oblak.
Desať kilowattov neznamená desať kilowattov za každých podmienok
Menovitý výkon panela sa určuje pri štandardných testovacích podmienkach, známych ako STC. Výrobca pri nich počíta s intenzitou žiarenia 1 000 W/m², teplotou solárnych článkov 25 °C a presne definovaným spektrom svetla.
Hodnota 25 °C sa teda nevzťahuje na teplotu vzduchu. Rozhodujúca je teplota článkov uzavretých v samotnom module. Panel vystavený priamemu slnku býva podstatne teplejší než okolité prostredie.
Výkon so stúpajúcou teplotou klesá najmä pre pokles pracovného napätia článkov. Zmenu opisuje teplotný koeficient maximálneho výkonu, ktorý výrobca uvádza v technickom liste ako „Temperature Coefficient of Pmax“.
Na výpočet sme použili koeficient –0,35 % na každý stupeň Celzia nad 25 °C. Zodpovedá napríklad hodnote, ktorú JinkoSolar uvádza pri staršej P-type technológii. Novšie N-type panely môžu dosahovať približne –0,29 %, pri najnovších modeloch sa objavujú aj hodnoty okolo –0,26 %.
Ide o výkonovú stratu spôsobenú výhradne teplotou. Nezahŕňa slabšie žiarenie, straty meniča a kabeláže, tienenie, rozdiely medzi panelmi ani znečistenie.
Pri 70 °C zmizne takmer šestina výkonu
Prvá tabuľka ukazuje základný model pri nezmenenom žiarení 1 000 W/m². Takáto intenzita sa však nevyskytuje počas celého dňa, preto čísla nemožno zamieňať s dennou alebo ročnou výrobou.
Už pri teplote článkov 45 °C stráca modelová elektráreň sedem percent výkonu. Pri 60 °C ide o 12,25 % a pri 70 °C o 15,75 %. Desaťkilowattová zostava tak pri rovnakom dopadajúcom žiarení nepríde o desiatky wattov, ale približne o 1 575 W.
Za jednu hodinu, počas ktorej by žiarenie aj teplota zostali nezmenené, by rozdiel predstavoval 1,575 kWh. Päť takých hodín by znamenalo 7,875 kWh, no takýto prepočet je iba ilustráciou. Intenzita slnečného žiarenia aj teplota modulu sa počas dňa neustále menia.
Práve preto nemožno tvrdiť, že panel s maximálnou tepelnou stratou 15,75 % vyrobí za celý letný deň o 15,75 % menej energie. Najvyššia teplota trvá iba časť dňa a ráno či večer je nižšie aj samotné žiarenie.
Horúci panel nemusí znamenať slabý deň
Najvyšší okamžitý výkon sa často neobjaví počas najteplejšieho júlového popoludnia, ale za chladnejšieho slnečného počasia. Nízka teplota článkov môže výkon zdvihnúť nad hodnotu nameranú pri 25 °C, pokiaľ je dostatočne silné žiarenie a systém nenarazí na limit meniča. Práve tento jav vysvetľuje aj náš článok o tom, prečo môžu solárne panely na Slovensku krátkodobo prekročiť 100 % výkonu.
Horúčava však automaticky nerobí z leta slabé výrobné obdobie. Letné mesiace prinášajú viac slnečného žiarenia a dlhšie dni, čo teplotnú nevýhodu spravidla preváži. Naopak, fotovoltika môže byť účinná aj v zime, no jej dennú výrobu obmedzuje krátky deň, poloha Slnka, oblačnosť a prípadný sneh.
Majiteľ by preto nemal posudzovať poruchu iba podľa toho, že elektráreň počas horúčavy nedosiahla nominálny výkon. Podozrivý je skôr náhly rozdiel medzi podobnými dňami, výrazný prepad jedného reťazca alebo dlhodobá odchýlka od bežnej výroby systému.
Najpresnejší domáci výpočet vznikne až po dosadení troch údajov: skutočného teplotného koeficientu panelov, intenzity žiarenia a teploty článkov. Bez nich zostáva údaj 5, 7 či 10 kWp iba laboratórnym menom elektrárne, nie sľubom výkonu na rozpálenej streche.