Najbardziej wydajne panele fotowoltaiczne 2022 - Badanie rynku

Na łamach naszego serwisu mówimy często, że 1 kWp instalacji wyprodukuje rocznie jakieś 1000 kWh oraz że 1 kWp zajmuje mniej więcej 5 m2. Co jednak, jeśli chcielibyśmy uzyskać dokładniejsze dane? Czy można dokładnie przewidzieć, jak dobrze poradzą sobie dane moduły fotowoltaiczne? W tym artykule dzielimy się autorską metodą szacowania wydajności paneli fotowoltaicznych oraz pokaźną bazą danych.

Czym jest wydajność?

Zacznijmy od tego, czym jest wydajność. Niestety, nie istnieje jedna książkowa definicja. Co więcej, niektóre z nich są według nas niekompletne! Najczęściej o wydajności mówi się w kontekście ilości kWh wyprodukowanej z 1 kWp na rok. Jednakże takie postawienie sprawy nie uwzględnia powierzchni instalacji. Stanowi to ważny czynnik, bo dobrze nasłoneczniona powierzchnia dachu zwykle jest ograniczona. Z kolei wydzierżawienie każdego metra pola pod instalację też kosztuje.

Definicja ta nie uwzględnia też spadku mocy w czasie eksploatacji, a to ważny szczegół, bo fotowoltaika to nie inwestycja na jeden rok, a na kilkadziesiąt lat.

Stąd w naszym badaniu podajemy trzy bardziej kompletne definicje wydajności:

• Wydajność roczna kWh/m2, czyli ilość kWh uzyskiwana rocznie z 1 m2 instalacji fotowoltaicznej
• Wydajność w czasie gwarancji mocy, czyli ilość kWh do uzyskania z 1 m2 instalacji fotowoltaicznej w czasie gwarancji mocy
• Wydajność w czasie gwarancji produktu, czyli ilość kWh do uzyskania z 1 m2 instalacji fotowoltaicznej w czasie gwarancji produktu

Według nas najbardziej kompletny jest ostatni sposób, ponieważ uwzględnia gwarantowaną żywotność paneli fotowoltaicznych. O różnicy między gwarancją mocy, a gwarancją produktu przeczytasz w tym artykule.

Przejdźmy do konkretnych wyliczeń.

Wydajność w pierwszym roku

Wydajność roczna na metr kwadratowy to parametr szczególnie ważny, jeśli chcemy wyciągnąć jak najwięcej energii słonecznej z ograniczonej powierzchni dachu lub terenu.

Przeprowadziliśmy obliczenia dla wszystkich modułów z naszej bazy danych i z każdej marki wybraliśmy jeden moduł, który radził sobie najlepiej. Oto wyniki:

Wyliczenia dla wszystkich modułów znajdziesz w naszej bazie danych. Metoda obliczeń została opisana na w dalszej części artykułu

Wydajność w gwarancji mocy

Fotowoltaiki nie zakłada się tylko na rok. Moduły fotowoltaiczne mają określoną żywotność, a z każdym rokiem ich wydajność nieco spada. Producenci określają żywotność modułu oraz roczną degenerację mocy w tak zwanej gwarancji mocy.

Ponownie wykonaliśmy obliczenia dla wszystkich modułów w bazie danych i wybraliśmy najlepszy moduł dla każdej marki. Oto lista 10 najlepszych wyników:

Wzór wyliczeń znajduje się w dalszej części artykułu.

Opracowując te wyniki, naszą uwagę zwróciły następujące wnioski:

• Gwarancja mocy dla modułów szkło-folia sięga 25 lat, a dla modułów szkło-szkło 30 lat
• Gwarancja mocy może też wynosić 30 lat dla modułów szkło-folia korzystających z ogniw krzemowych typu N (n-Si)
• Ogniwa wzbogacone galem tracą mniej mocy z każdym rokiem

Niestety gwarancja mocy ma spore ograniczenia. Jej zapisy nie obejmują awarii, wad materiałowych i wad produktu. To znaczy, że jeśli jakiś moduł się zepsuje - gwarancja mocy nie obowiązuje! Ponadto, żeby skorzystać z gwarancji mocy, musisz wysłać moduł do laboratorium.

Ten wskaźnik jest zatem przydatny dla właścicieli dużych farm fotowoltaicznych. Jeśli masz kilka tysięcy modułów, to po 15 latach możesz wysłać kilka z nich do laboratorium, by sprawdzić, czy ich degradacja przebiega zgodnie z planem.

Dla mniejszych instalacji domowych znacznie bardziej ważna jest gwarancja produktu. Ją również możemy uwzględnić w wyliczeniach wydajności!

Najbardziej wydajne panele fotowoltaiczne - wydajność w gwarancji produktu

Gwarancja produktu obejmuje wady materiałowe oraz wykonawcze i stanowi rzeczywistą ochronę dla klienta. Nic dziwnego, że to właśnie długość i jakość gwarancji produktu odróżnia ofertę budżetową od premium!

Uwzględnienie gwarancji produktu w wyliczeniach wydajności jest zatem bardzo zasadne. Oto wyniki:

Wzór wyliczeń znajduje się w dalszej części artykułu.

Jak widzimy, uwzględnienie gwarancji produktu wyraźnie zmienia końcowy wynik. Najlepszym przykładem jest tutaj Solarwatt Vision. To moduł o dobrej, ale nie powalającej wydajności w skali roku. Jednakże ma 30 lat gwarantowanego działania, a gwarancja jest wiarygodna. Poniższa infografika porównuje to do innych modułów, które wprawdzie mają dobrą wydajność i dobrą gwarancją mocy, ale krótką gwarancję produktu. Nie mają zatem rzeczywistej 30-letniej gwarancji na działanie.

Porównanie gwarancji Solarwatt ze standardową gwarancją produktu.

Jak powstał ten raport?

Przeprowadziliśmy kompleksowe badanie rynku, przeglądając kilkaset kart katalogowych czołowych producentów fotowoltaiki aktywnych na rynku polskim. Niektóre dane, na przykład sprawność względną w warunkach niskiego nasłonecznienia, oszacowaliśmy na podstawie zasobów PV-SOL, profesjonalnego narzędzia dla instalatorów fotowoltaiki.

Na tych danych źródłowych przeprowadziliśmy obliczenia zgodnie ze wzorami podanymi w artykule. Aby określić dokładność naszych wyliczeń, porównaliśmy nasze wyniki z wynikami z PV-SOL.

W tym badaniu nie uwzględniliśmy tych modułów, które w kartach katalogowych nie mają podanej mocy uzyskiwanej w warunkach NOCT. Z tego też powodu nie figuruje tu SunPower, które w wielu kategoriach prawdopodobnie zajęłoby pierwsze miejsce!

Metoda szacowania wydajności paneli fotowoltaicznych “fotowoltaikaonline”

W powyższych wyliczeniach posługiwaliśmy się autorską metodą szacowania wydajności, którą można określić metodą “fotowoltaikaonline”. Oparta jest o proste wyliczenia i może być kopiowana bez profesjonalnego oprogramowania.

Oto algorytmy wyliczeń:

Wydajność roczna = Roczne nasłonecznienie na m2 modułu * sprawność modułu STC [%] * sprawność względną w warunkach NOCT [%] * sprawność względną w warunkach niskiego nasłonecznienia [%]

Gdzie:

• Roczne nasłonecznienie na m2 modułu wynosi 1227,55 kWh/m2, co odpowiada modułom fotowoltaicznym zamontowanym na dachu pod kątem 30° skierowanym na południe w województwie łódzkim.
• Sprawność modułu STC to podstawowy parametr, określa ile energii słonecznej moduł zamienia na energię elektryczną w warunkach testowych STC.
• Sprawność względna w warunkach NOCT określa sprawność względną modułu w warunkach bliższych naturalnym. Temperatura jest wyższa, a nasłonecznienie nieco niższe niż w warunkach testowych STC.
  Ten parametr oblicza się następująco: Moc NOCT / moc STC / 80%
• Sprawność względna w warunkach niskiego nasłonecznienia określa sprawność względną modułu w warunkach bardzo słabego nasłonecznienia.
  Czasami jest podany w karcie katalogowej, czasami należy go obliczyć, korzystając ze wzoru: 5 * Moc w warunkach niskiego nasłonecznienia (200W/m2) / Moc STC

Wydajność w gwarancji mocy = wydajność roczna * długość gwarancji mocy * (gwarantowana moc na końcu gwarancji mocy [%]+ (100% - gwarantowana moc na końcu gwarancji mocy [%])/2 )

Gdzie:

• Długość gwarancji mocy określana jest w warunkach gwarancyjnych lub karcie katalogowej
• Gwarantowana moc na końcu gwarancji mocy jest albo podana w karcie katalogowej albo można ją wyliczyć na podstawie rocznej maksymalnej degradacji

Wydajność w gwarancji produktu = wydajność roczna * długość gwarancji produktu* (gwarantowana moc na końcu gwarancji produktu + (100% - gwarantowana moc na końcu gwarancji produktu [%])/2 )

Gdzie:

• Długość gwarancji produktu jest w warunkach gwarancyjnych lub karcie katalogowej
• Gwarantowana moc na końcu gwarancji produktu jest wyliczana na podstawie rocznej maksymalnej degradacji

Porównanie z PV SOL

Jak wiarygodne są nasze wyliczenia? Aby odpowiedzieć na to pytanie, część naszych wyników skonfrontowaliśmy z wyliczeniami profesjonalnego narzędzia PV-SOL. Między naszymi szacunkami a wynikami z PV-SOL zachodzi wyraźna korelacja.

Porównanie wyników uzyskanych tymi metodami przedstawiamy też na wykresie.

Oczywiście nasza uproszczona metoda nie zastępuje w pełni profesjonalnego oprogramowania, jakim jest PV-SOL. Na przykład dlatego, że twórcy tego narzędzia uwzględniają dane niedostępne dla nas, na przykład czynnik IAM - odbicia od powierzchni modułu, który negatywnie wpływa na wydajność niektórych modułów. Gdy jednak usuniemy IAM z wyliczeń, korelacja staje się tym bardziej znacząca.

Należy też dodać, że dane PV-SOL są dostępne odpłatnie, a my udostępniamy je za darmo, zarówno dla profesjonalistów, jak i amatorów. Ponadto nasza metoda może być łatwo powielona przez innych. Zachęcamy więc do nieograniczonego korzystania z naszego narzędzia!