Veliko ljudi ob misli na postavitev lastnega vira obnovljive energije okleva zaradi enega najpogostejših dvomov: kaj se dejansko zgodi s proizvodnjo v hladnejših mesecih. Razširjeno je namreč prepričanje, da sončni paneli za svoje optimalno delovanje nujno potrebujejo visoke temperature in močno, neposredno poletno sonce. Vendar pa resnica pogosto preseneti celo tiste, ki že imajo izkušnje z domačimi energetskimi rešitvami. Čeprav so dnevi bistveno krajši in je oblačnost v naših zemljepisnih širinah pogostejša, fotonapetostni moduli še naprej zanesljivo opravljajo svojo nalogo. Delovanje in proizvodnja električne energije v zimskem času imata seveda svoje specifične posebnosti in zakonitosti, ki jih je izjemno dobro razumeti, če želimo realno oceniti donosnost ter učinkovitost našega domačega energetskega sistema. Poznavanje teh ključnih dejavnikov vam bo pomagalo pri bistveno boljšem in natančnejšem načrtovanju domače porabe, hkrati pa pripomoglo k razbijanju številnih mitov, ki pogosto neupravičeno obkrožajo celotno industrijo obnovljivih virov.
Ključni dejavniki, ki narekujejo zimsko proizvodnjo električne energije
Za poglobljeno razumevanje, zakaj in predvsem kako vaša domača sončna elektrarna deluje med novembrom in marcem, moramo podrobno pogledati tako naravne kot tudi tehnične dejavnike. Prvi in najbolj očiten razlog za manjšo proizvodnjo so nedvomno krajši dnevi. Medtem ko imamo v vrhuncu poletja na voljo tudi do petnajst ur izdatne dnevne svetlobe, se pozimi ta čas drastično skrajša na zgolj osem do devet ur. Manj ur prisotnosti sončne svetlobe logično in neizogibno pomeni manj razpoložljivega časa za neposredno pretvorbo sončnega sevanja v dragoceno električno energijo.
Drugi, pogosto spregledan, a zelo pomemben dejavnik je kot padanja sončnih žarkov na zemeljsko površje. Pozimi je sonce precej nižje na obzorju. Zaradi te naravne zakonitosti morajo sončni žarki potovati skozi bistveno debelejši sloj zemeljske atmosfere, ki posledično razprši ali absorbira velik del energije, še preden ta sploh uspe doseči površino vaših modulov na strehi. Prav tako ta nižji kot pomeni, da žarki na panele, ki so v večini primerov optimizirani in fiksirani za letni ali spomladanski naklon strehe, ne padajo več pravokotno. Posledično je izkoristek same zajete svetlobe nekoliko manjši, kar seveda neposredno vpliva na končni izkupiček proizvedenih kilovatnih ur v vašem sistemu.
Presenetljiv vpliv nizkih temperatur na fotonapetostne module
Tukaj pridemo do enega najbolj zanimivih in v javnosti pogosto povsem napačno razumljenih vidikov fotovoltaike. Mnogi posamezniki so zmotno prepričani, da ekstremna poletna vročina povečuje proizvodnjo elektrike, vendar v praksi in fiziki velja ravno obratno. Fotonapetostni paneli za uspešno proizvodnjo energije namreč ne potrebujejo toplotne energije, temveč izključno svetlobno energijo. Pravzaprav zelo visoke poletne temperature neposredno znižujejo učinkovitost delovanja panelov. Ko se moduli v julijski vročini segrejejo na 60 ali celo 70 stopinj Celzija, drastično pade njihova obratovalna napetost in s tem se znatno zmanjša njihov splošni izkoristek.
Na drugi strani pa, ko so zunanje temperature blizu ali celo globoko pod lediščem, je delovno okolje za silicijeve polprevodnike v samih panelih naravnost idealno. Hladen panel namreč omogoča bistveno boljšo prevodnost uporabljenih materialov in s tem omogoča doseganje višje napetosti pri enaki osončenosti. To v praksi pomeni, da bo ob jasnem in ostrem mrzlem zimskem dnevu posamezen panel proizvedel več električne energije na enoto prejete svetlobe kot ob izjemno vročem in soparnem poletnem dnevu ob povsem enaki količini prejete svetlobe. Zato so redki jasni zimski dnevi presenetljivo izjemno produktivni in zelo pogosto navdušijo z nepričakovano visokimi koničnimi močmi delovanja.
Konkretne številke: Kolikšen je dejanski padec proizvodnje?
Če želimo biti pri ocenah karseda natančni in objektivni, je treba podrobno pogledati povprečne večletne statistične podatke delovanja sončnih elektrarn v našem klimatskem pasu in širši evropski regiji. Tipična letna krivulja proizvodnje ima izrazit, dobro poznan vrh v obliki zvona, ki doseže svoj absolutni maksimum med majem in avgustom, medtem ko so november, december in januar tradicionalno meseci z daleč najnižjo proizvodnjo električne energije.
V praksi in splošnem inženirskem pravilu velja, da povprečno dimenzionirana sončna elektrarna v treh najbolj temnih zimskih mesecih proizvede zgolj približno 10 do 20 odstotkov svoje skupne celotne letne proizvodnje. Za precej lažjo predstavo vzemimo konkreten primer: če vaša domača elektrarna na letni ravni ustvari 10.000 kilovatnih ur električne energije, lahko na podlagi statistike pričakujete, da bo v najbolj turobnem decembru proizvedla nekje med 300 in 400 kilovatnih ur, v sončnem juliju pa lahko ta ista številka zlahka preseže neverjetnih 1.400 kilovatnih ur.
Razlika med sezonami je več kot očitna in morda na prvi pogled za marsikaterega laika celo malce zaskrbljujoča, vendar pa vsi sodobni sistemi in načrti že v osnovi upoštevajo to naravno nihanje. Strokovno dimenzioniranje vsake sončne elektrarne se namreč brez izjeme vedno izvaja na letni ravni in na podlagi celoletnih potreb objekta. Glavni cilj projekta namreč ni, da ste stoodstotno in povsem samooskrbni čisto vsak posamezen mesec v letu, temveč da vaša sešteta letna proizvodnja zanesljivo pokrije vašo skupno letno porabo. Viške, ki jih nezadržno ustvarite poleti, tako shranjujete oziroma oddajate v omrežje, da jih lahko potem nemoteno črpate, ko je to najbolj potrebno.
Sneg in sončni paneli: Ali snežna odeja ustavi vašo elektrarno?
Ko zapade debel sneg, se vsakršna proizvodnja električne energije seveda začasno popolnoma ustavi, če so paneli v celoti prekriti z neprepustno snežno odejo. Sončna svetloba preprosto ne zmore fizično prodreti skozi gosto belo plast do polprevodnih fotonapetostnih celic na dnu. Kljub temu dejstvu pa sneg ne predstavlja nujno resne ali celo dolgoročne težave za vašo osebno energetsko bilanco ob koncu leta.
Najprej moramo vsekakor upoštevati sam naklon strehe objekta in specifične lastnosti same površine panelov. Moderni solarni paneli so namreč izdelani iz izrazito temnega in hkrati izjemno gladkega kaljenega stekla. Ker so temni, zelo hitro absorbirajo tudi tisto malo toplotne energije iz okolice ter tiste redke sončne žarke, ki se le uspejo prebiti skozi izjemno tanko plast svežega snega. To pa hitro povzroči, da se sneg na samih panelih od spodaj navzgor nekoliko segreje in posledično začne pospešeno taliti. Zaradi izjemno gladke površine in same gravitacije oziroma naklona strehe sneg zelo hitro in v večjih kosih zdrsne z modulov. Zato boste zelo pogosto lahko na lastne oči opazili, da je vaša streha s paneli že popolnoma kopna in proizvaja energijo, medtem ko je vsa okoliška pokrajina, vključno z drugimi strehami, še vedno debelo prekrita z belo snežno odejo.
Poleg navedenega ima sneg v naravi še en izjemno fascinanten in pozitiven učinek, ki se v strokovni terminologiji imenuje albedo oziroma odbojnost svetlobe. Ko sneg namreč zdrsne s samih panelov, a hkrati še vedno ostane na tleh okoli hiše in v neposredni okolici, celotna bela okolica deluje kot ogromno naravno ogledalo. Sončni žarki se od te bele zasnežene površine močno odbijajo naokoli in tako neposredno na vaše očiščene panele pade znatno večja količina dragocene svetlobe, kot bi je padlo sicer. V določenih optimalnih pogojih lahko ta močna odbojna svetloba konkretno poveča dnevno proizvodnjo vaše elektrarne na izjemno raven.
Kako pravilno ukrepati ob močnem in obilnem sneženju?
Mnogi novopečeni lastniki se zelo pogosto in povsem upravičeno sprašujejo, ali bi morda morali ob večjih in vztrajnejših snežnih padavinah kar sami fizično čistiti svoje panele. Strokovnjaki si pri tem konkretnem vprašanju niso vselej popolnoma enotni glede same smiselnosti tega početja, a kljub temu večinoma velja strogo varnostno pravilo, da ročno in neprofesionalno čiščenje nikakor ni priporočljivo. Amaterski poskusi praskanja zamrznjenega snega z različnimi orodji ali celo uporaba ostrih predmetov ter navadnih metel lahko namreč zelo hitro in trajno poškoduje dragoceno zaščitno steklo na modulih. S tem dejanjem avtomatsko izničite garancijo proizvajalca in hkrati poslabšate dolgoročno učinkovitost vaše elektrarne.
Če pa imate svojo sončno elektrarno slučajno postavljeno na povsem ravni strehi z enostavnim dostopom ali pa celo neposredno na tleh dvorišča, kjer je gibanje popolnoma varno in nezahtevno, lahko previdno uporabite zgolj izredno mehko metlico ali pa namensko peno na dolgem ročaju, da nežno in brez pritiska odstranite vrhnjo plast snega. Za vse tiste številne panele, ki so nameščeni visoko na standardnih poševnih strehah hiš, pa na prvem mestu velja predvsem potrpežljivost. Zavedati se morate, da tistih nekaj izgubljenih dni zimske proizvodnje, ko so paneli prekriti, predstavlja tako neverjetno majhen delež vašega celotnega letnega izkupička, da kakršno koli tveganje za hudo osebno poškodbo ob padcu s strehe ali pa tveganje za poškodbo pregrešno drage opreme preprosto ni in nikoli ne bo upravičeno.
Shranjevanje energije in sodelovanje z električnim omrežjem
Ker je zimska proizvodnja neizogibno in naravno precej manjša od tiste bogate poletne, se lastnikom upravičeno zastavlja vprašanje, kako v najhladnejših dneh zagotoviti popolnoma nemoteno oskrbo celotne hiše z drago elektriko. To vprašanje postane še posebej pereče in pomembno, če za ogrevanje prostorov in vode uporabljate sodobno toplotno črpalko, ki ima prav pozimi logično svojo največjo in najvišjo porabo. Rešitev te na videz kompleksne situacije se uspešno skriva predvsem v načinu priključitve in pametnega sistemskega upravljanja z zbrano energijo.
Za vse tiste uporabnike, ki so že vključeni v klasični in zelo priljubljen sistem tako imenovanih neto meritev, je javno električno omrežje pravzaprav ena ogromna in predvsem popolnoma brezplačna sezonska baterija. Vse presežke električne energije, ki ste jih ustvarili ob dolgih poletnih dneh, ste brezskrbno in brezplačno oddali v to omrežje, sedaj pozimi pa to isto energijo v obliki dobropisa prevzamete nazaj za svoje potrebe. Ob koncu koledarskega leta pa se nato na položnici naredi zgolj dokončni obračun razlike med oddano in prejeto energijo.
Za vse bistveno novejše priključitve na omrežje, kjer že dosledno velja popolnoma nova zakonodaja oziroma tako imenovani sistem neto obračunavanja, pa postajajo iz dneva v dan bolj ključni element domači baterijski hranilniki električne energije. Čeprav trenutna tehnologija baterije še ne omogoča, da bi ta shranila ogromne količine energije poleti in jo zanesljivo ohranila do sredine zime, pa baterija omogoča izjemno učinkovito dnevno oziroma nočno izravnavanje vaših potreb. Tudi sredi najhujše zime so namreč dnevi, ko sonce za nekaj ur močno sije in elektrarna v tistem kratkem času proizvede bistveno več, kot vaša hiša sploh uspe porabiti v tistem točnem trenutku. Sodobna litijeva baterija bo avtomatsko shranila te dragocene viške in vam jih brez izgube oddala zvečer ali pa ponoči, ko sonca seveda ni več. Obenem napredni baterijski sistemi omogočajo pametno polnjenje naravnost iz omrežja v obdobjih tistih najnižjih tarif in nato porabo te iste cenejše energije v času dragih tarif, kar lahko bistveno in zanesljivo zniža skupne stroške na vaši mesečni položnici.
Pogosta vprašanja
- Ali se investicija v sončno elektrarno dolgoročno izplača, čeprav so naše zime izredno dolge in zelo oblačne? Da, investicija je še vedno finančno in okoljsko izjemno smiselna. Kot je bilo že predhodno podrobno omenjeno, se celotna elektrarna vedno in strokovno dimenzionira na podlagi dolgoletnega celoletnega povprečja sončnega sevanja, ki je značilno za vašo povsem specifično in mikrolokacijsko lego. Strokovnjaki ob načrtovanju uporabljajo uradne meteorološke podatke za več desetletij nazaj, ki v izračune že povsem vkalkulirajo vse tiste najbolj meglene, deževne in temne zimske dni. Kljub občutno slabšemu in manjšemu zimskemu izkupičku je vaša skupna poletna, pomladna in jesenska proizvodnja več kot dovolj visoka in izdatna, da se celotna investicija zanesljivo finančno povrne v roku nekaj let obratovanja.
- Ali lahko moja sončna elektrarna proizvaja vsaj nekaj elektrike tudi ob močni megli in vztrajnem dežju? Da, sončni paneli za svoje osnovno in neprekinjeno delovanje v resnici potrebujejo le kakršnokoli dnevno svetlobo, ne pa nujno in zgolj direktnega ter jasnega sonca. Tudi v izjemno oblačnih, sivih, gosti megli ovitih ali pa močno deževnih dneh do površja naše zemlje vedno uspe prodreti določena količina tako imenovane razpršene oziroma difuzne svetlobe. Nespodobno bi bilo tajiti dejstvo, da bo proizvodnja v takšnih izrazito neugodnih pogojih precej nižja, a kljub temu bo še vedno znašala nekje med 10 do 25 odstotkov celotne nazivne moči vaše elektrarne. Samo delovanje in pretvarjanje se torej nikoli ne preneha popolnoma, le obratovalna učinkovitost in moč se skladno z razmerami ustrezno zmanjšata.
- Koliko kilovatnih ur elektrike zmore dejansko proizvesti povprečna domača 10 kW sončna elektrarna na izjemno mrzel, a povsem jasen decembrski dan? Na resnično lep, kristalno jasen, osončen in izjemno mrzel zimski decembrski dan lahko vaša standardna 10 kW sončna elektrarna kljub zimskemu času deluje praktično skoraj pri svoji polni maksimalni moči tistih nekaj kratkih ur opoldne, ko je sonce najvišje na svoji dnevni poti. Skupni in celodnevni seštevek izkupička takega ugodnega dne lahko povsem zlahka znaša nekje od 20 pa vse do zavidljivih 35 kilovatnih ur čiste električne energije. Zanimivo je predvsem to, da je takšna količina proizvedene energije izredno pogosto več kot dovolj velika in izdatna za kritje vseh bistvenih dnevnih potreb enega povprečnega gospodinjstva, čeprav je sam zimski dan statistično gledano izjemno kratek.
- Kakšno dejansko in skrito vlogo pri zimski proizvodnji igra občasno senčenje visokih dimnikov ali sosednjih dreves? Ker je v samem osrčju zime sonce resnično veliko nižje na obzorju kot običajno poleti, se vse obstoječe sence bližnjih okoliških predmetov, kot so sosednja visoka drevesa ali dimniki, bistveno in precej ekstremno podaljšajo. To v inženirski in realni praksi pomeni, da lahko določene fiksne ovire, ki v vročem poletju niti pod razno niso senčile vaše strehe in panelov, zdaj pozimi postanejo izjemno resne in precej problematične. Prav iz tega konkretnega razloga se pri samem skrbnem načrtovanju vedno pogosteje množično uporablja najsodobnejše mikroinverterje ali pa zelo zmogljive optimizatorje moči, ki avtomatsko in zanesljivo poskrbijo za to, da začasno senčenje enega samega posameznega modula s strani dolge zimske sence ne zmanjša in ne ohromi celotne proizvodne učinkovitosti vašega celotnega povezanega sistema.
Pripravite svojo sončno elektrarno na optimalno delovanje v vseh letnih časih
Pravilno in predvsem poglobljeno razumevanje neizbežnega zimskega obratovanja vašega hišnega fotonapetostnega sistema vam na široko odpira vrata do bistveno bolj pametnega, ekonomičnega in nadvse preudarnega upravljanja vašega dragocenega domačega proračuna in same energije. Ko dejansko ozavestite in veste, da bodo končne proizvodne številke tekom decembra ter januarja upravičeno in pričakovano precej manjše kot v toplejših, sončnih in dolgih mesecih, lahko temu zelo enostavno in ustrezno prilagodite vse svoje siceršnje vsakodnevne energetske navade in rutine. V praksi to lahko pomeni premišljeno investicijo v tako imenovane pametne hišne inštalacije, ki nato popolnoma samodejno usmerjajo in prilagajajo delovanje vseh vaših največjih in energetsko najbolj zahtevnih naprav, kot so zmogljive toplotne črpalke, potratni pralni stroji ali pa zmogljive domače polnilnice za moderna električna vozila, točno v tisti del dneva, ko zunaj na polno sije sicer zelo zubato zimsko sonce in vaša elektrarna ustvarja nujne presežke.
Takšen sodoben in predvsem nadvse proaktiven pristop posameznika ne le, da maksimalno in do potankosti izkoristi absolutno vsak še tako rahel in mimobežen sončni žarek, ampak tudi radikalno optimizira vse vaše končne finančne prihranke, sploh v kombinaciji s sodobnimi dinamičnimi tarifami, ki jih danes ponujajo napredni ponudniki električne energije na trgu. Vzdrževanje resnično stabilnega, neodvisnega in predvsem dolgoročno cenovno ugodnega hišnega energetskega sistema namreč v današnjem svetu neizogibno zahteva določeno mero prilagodljivosti s strani samega končnega uporabnika in ne le od tehnologije. Sodobne inovativne tehnologije, visokokakovostni ter robustni materiali izbranih solarnih modulov in napredno digitalno vodenje preko pametnih aplikacij pa so danes na srečo zasnovani na način, da vsakršne, še tako težke in neugodne zimske izzive preprosto in zlahka premagujejo iz dneva v dan. Trdno zaupanje v to zeleno tehnologijo, ki neutrudno vsrkava razpoložljivo naravno svetlobo v resnično vseh možnih vremenskih razmerah in jo nato povsem neslišno in neprestano spreminja v izjemno uporabno in dragoceno obliko energije za vaš topli dom, je ključni temelj in edina prava pot do brezskrbne energetske samostojnosti preko celotnega dolgega in razgibanega leta. Zavedanje neizpodbitnega in tehnično dokazanega dejstva, da sistem suvereno in uspešno opravlja svoje zadano glavno poslanstvo povsem kljub mrazu, snegu in bistveno krajšim dnem, prinaša neprecenljivo mirnost. To pa vam omogoča, da se lahko popolnoma in brez slabe vesti ali skrbi za visoke stroške posvetite zgolj uživanju v prijetnem udobju svojega prijetno toplega doma, ne glede na to, kako ostre so morda v tistem trenutku vremenske razmere zunaj vaših varnih zidov.
