25 czerwca 2021
Jak pracuje fotowoltaika podczas zaćmienia słońca?
Praca instalacji fotowoltaicznej, a szczególnie ilość uzyskiwanej energii cieplnej z paneli solarnych, jest badana w wielu laboratoriach na całym świecie. Urządzenia poddaje się nieraz ekstremalnym warunkom, które odpowiadają tym panującym w różnych lokalizacjach i warunkach atmosferycznych. Bada się również wpływ nasłonecznienia modułów na ilość przez nie produkowanej energii elektrycznej.
Obecnie już wiadomo, że panele fotowoltaiczne do produkcji energii potrzebują światła. Zatem jak wskazują badania, moduły solarne pracują również przy pochmurnym niebie. Niemniej jednak ich efektywność wtedy znacząco spada.
A jak panele fotowoltaiczne zachowują się podczas zaćmienia słońca? Zjawisko zwane zaćmieniem słońca zdarza się dość rzadko i występują często tylko na ograniczonym obszarze naszej ziemi. W dniu 10 czerwca 2021 roku, kiedy to mieliśmy do czynienia z częściowym zaćmieniem słońca na terenie Polski, mogliśmy zbadać, jak wpływa ono na produkcję z instalacji fotowoltaicznej i wyciągnąć pewne wnioski.
Jak często zdarza się zaćmienie słońca?
Według Wikipedii w ciągu roku na kuli ziemskiej na różnych obszarach mogą występować co najmniej dwa zaćmienia słońca, ale nie więcej niż pięć. Na ogół są to częściowe zaćmienia, czasem nawet niezauważalne przez ludzkie oko. Pełne zaćmienia słońca występują rzadziej. Statystycznie w danym regionie kuli ziemskiej pełne zaćmienie słońca występuje raz na 370 lat. Zatem to zjawisko bardzo rzadkie, wielu z nas może go nawet się nie zobaczyć w swoim życiu. Ostatnie pełne zaćmienie słońca nad Polską wystąpiło w 1999 roku.
Częściowe zaćmienia słońca pojawiają się nawet kilka razy do roku i na ogół mogą być przez nas niezauważane. Jednak nasze instalacje pv je rejestrują na swoich wykresach produkcji energii elektrycznej.
Wpływ zaćmienia słońca na pracę instalacji fotowoltaicznej
Jak wynika z badań RWE AGH Solar Lab, częściowe zaćmienie słońca obserwowane w Krakowie w dniu 20 marca 2015 roku wpłynęło na moc całego systemu fotowoltaicznego. Wtedy to niecodzienne zjawisko spowodowało nagły spadek wartości nasłonecznienia z 600 W/m2 do 214 W/m2. To zaś wywołało jednostkowy spadek mocy instalacji fotowoltaicznej o jakieś 2/3. Nie wpłynęło to znacząco na wykres charakterystyki produkcyjnej modułów fotowoltaicznych. Efekt zaćmienia przyrównano do zachmurzenia typowego dla tej pory roku w Krakowie.
Charakterystyka produkcji instalacji fotowoltaicznych w dniu 10 czerwca 2021
W dniu 10 czerwca 2021 roku mieliśmy częściowe zaćmienie słońca nad Polską. W niektórych regionach naszego kraju zjawisko to było dość znaczące i widoczne gołym okiem. Polskie Sieci Energetyczne (PSE) przedstawiły charakterystykę produkcji energii z instalacji fotowoltaicznych w Polsce z tego właśnie dnia.
Jak wynika z samego wykresu, zaćmienie słońca miało wpływ na produkcję energii z polskich instalacji fotowoltaicznych. Na charakterystyce jest uwidoczniony spadek, ale nie wpłynął on znacząco na całkowity bilans systemu elektroenergetycznego. Według szacunków Europejskiej Sieci Operatorów Elektroenergetycznych Systemów Przesyłowych, zaćmienie słońca z tego dnia przyczyniło się do redukcji promieniowania słonecznego na poziomie tylko ok. 20%. Zatem instalacje pv odnotowały w zasadzie lekki spadek mocy, który miał charakter chwilowy, na czas samego wystąpienia zjawiska. Po tym czasie, jak widać, wszystko wróciło do normy.
Zaćmienie wpłynęło jednak na ilość wyprodukowanej energii elektrycznej w polskich instalacjach pv. Obecnie w Polsce mamy elektrownie słoneczne o łącznej mocy 5 GW. W dniu 10 czerwca 2021 roku podczas zaćmienia słońca, szczytowa produkcja nie przekroczyła 3 GW.
Podsumowanie
Pełne zaćmienie słońca jest zjawiskiem niezwykle rzadkim. Jednak kilka razy w roku możemy się spodziewać częściowych zaćmień, kiedy to tarcza słoneczna jest w pewnym procencie zasłonięta przez tarczę księżyca. Samo zjawisko ma charakter krótkotrwały i jest rejestrowane jest na wykresach charakterystyki mocy instalacji pv. Spadek mocy ma jednak charakter chwilowy i zachodzi jedynie podczas samego zjawiska. Sama wartość spadków w dużej mierze zależy od skali zaćmienia, czyli procentowej wielkości przysłonięcia tarczy słonecznej, przy czym w konkretnym rejonie może przyjmować różną wartość dla danej strefy geograficznej.
Podczas częściowego zaćmienia słońca z dnia 20 marca 2015 roku w europejskim systemie elektroenergetycznym łączna moc instalacji fotowoltaicznych stanowiła 87 GW. Wtedy maksymalna faza zaćmienia tarczy słonecznej wyniosła ok. 70%, co w Europie spowodowało spadek dostawy energii z instalacji solarnych aż do 21 GW w chwili maksymalnego przysłonięcia tarczy słońca. Ta wielkość znacząco odnotowała się w systemie energetyki europejskiej. W związku z tym, że zaćmienie zawsze jest zjawiskiem chwilowym, w globalnym bilansie energetycznym nie powoduje znaczących strat energii.
Zachęcamy do sprawdzenia naszych innych artykułów z Strefy Wiedzy.
Jeśli posiadasz jakiekolwiek pytania, nie czekaj! Skontaktuj się z nami już dzisiaj!
