Jak działa fotowoltaika na trackerach? Jakie są korzyści z systemu nadążnego?

Uzysk energii z paneli słonecznych zależy nie tylko od samej powierzchni paneli, ale także ich ekspozycji. Panele fotowoltaiczne zapewniają optymalną wydajność wówczas, gdy są ustawione prostopadle do źródła promieniowania słonecznego. W klasycznych systemach fotowoltaicznych problemem jest oczywiście pozorny ruch słońca. Wydajność instalacji PV można jednak łatwo zwiększyć, wykorzystując tracker fotowoltaiczny. Czym jest system nadążny i czy jest opłacalny?

Czym jest tracker solarny?

Montaż paneli fotowoltaicznych na dachu lub stelażu wymaga kompromisu. W przypadku większości inwestycji ustawiane są one na południe, pod kątem ok. 30-40°. Taki kąt i ułożenie modułów pozwalają możliwie najlepiej wykorzystać promienie słoneczne w ciągu dnia do produkcji energii elektrycznej.

Nie jest to jednak rozwiązanie idealne, bowiem kąt padania promieni słonecznych na moduły fotowoltaiczne zmienia się w ciągu dnia. Tracker solarny to urządzenie, które pozwala panelom solarnym na śledzenie ruchu słońca. Dzięki niemu moduły zawsze znajdują się w optymalnej pozycji, zarówno w pionie, jak i poziomie. Fakt, że panele podążają za słońcem, wyraźnie odbija się na produkcji prądu i opłacalności fotowoltaiki.

Jak działa fotowoltaika na trackerze?

Konstrukcja trackerów solarnych jest zdecydowanie bardziej zaawansowana od klasycznych stelaży montowanych na gruncie. System nadążny wykorzystuje specjalne mechanizmy, których zadaniem jest śledzenie pozycji słońca. Może to odbywać się za pomocą układu GPS lub czujników światła. Ruchomymi panelami zarządza sterownik, który wyznacza możliwie najkorzystniejszą pozycję stelaża.

Śledzenie słońca jest możliwe dzięki siłownikom, które obracają i pochylają moduły fotowoltaiczne. Trackery solarne mogą być napędzane przez silniki elektryczne, serwomechanizmy lub silniki krokowe. Energia potrzebna do zasilenia silników jest pobierana bezpośrednio z inwertera, dzięki czemu system jest w stanie napędzać sam siebie. Szacuje się, że roczny wydatek energetyczny wynosi ok. 10 proc. uzysku instalacji PV. Jest to jednak uzależnione od wielkości, mocy i rodzaju instalacji.

Jakie są rodzaje trackerów solarnych?

Wyróżniamy dwa podstawowe rodzaje solar trackerów, różniące się płaszczyznami poruszania się paneli fotowoltaicznych. 

• Tracker jednoosiowy – podstawowym typem solar trackera jest tracker jednoosiowy. Taki system porusza się tylko w jednej płaszczyźnie, pionowej lub poziomej. Mniejszy zakres ruchu nie jest jednak dużym problemem, bowiem instalacje PV z jednoosiowym trackerem generują nawet 30 proc. więcej energii niż klasyczne instalacje fotowoltaiczne. Trackery działające w jednej osi są jednak tańsze i mniej awaryjne.
• Tracker dwuosiowy – jeszcze większe możliwości daje dwuosiowy tracker fotowoltaiczny, poruszający panelami w dwóch płaszczyznach. Taki system nie tylko obraca się ze wschodu na zachód, ale także reguluje pochylenie paneli. Dzięki temu pozycja paneli jest regulowana nie tylko  w ciągu dnia, ale także według pór roku i wysokości słońca.

Jakie są korzyści z instalacji fotowoltaicznej na trackerze?

System nadążny w fotowoltaice daje wymierne korzyści, zarówno w instalacjach komercyjnych, jak i w przypadku fotowoltaiki dla domu. Tracker może różnić się sposobem działania, ale każdy system zwiększa uzysk nawet o 20-30 proc. względem stacjonarnych konstrukcji. Podstawowe zalety montażu instalacji fotowoltaicznej na konstrukcji obrotowej to:

• Wyższy uzysk energii ze słońca – podstawową zaletą jest oczywiście zwiększenie wydajności fotowoltaiki. Możliwość sterowania ustawieniem paneli zwiększa uzysk o ok. 20-30 proc., a w przypadku trackerów dwuosiowych nawet o 40 proc. Jeśli zastanawiasz się, czy warto skorzystać z trackerów, warto policzyć tę opłacalność.
• Możliwość lepszego wykorzystania darmowej energii – korzyści płynące z zastosowania instalacji fotowoltaicznej z trackerami, to możliwość zwiększenia autokonsumpcji energii. System nadążny daje dłuższy dostęp do czystej energii ze słońca, a większości gospodarstw domowych zużywana jest ona rano i wieczorem. Po wejściu godzinowego rozliczania oddanej energii elektrycznej (lipiec 2024) opłacalność montowania paneli fotowoltaicznych na trackerach wzrośnie jeszcze bardziej.
• Łatwiejsze samooczyszczanie paneli fotowoltaicznych – sterownik trackerów dba nie tylko to, jak powinny być ustawione panele, ale także o ich czystość. Dzięki regulacji pozycji system może z łatwością usunąć śnieg oraz zanieczyszczenia z modułów.
• Wygodniejszy dostęp do paneli – możliwość sterowania konstrukcją ułatwia konserwację instalacji lub przeprowadzenie naprawy w przypadku awarii paneli.
• Możliwość zwiększenia uzysku na nietypowych działkach – jeśli Twoja działka nie pozwala na zamontowanie większej liczby paneli, zastosowanie trackera może być dobrą alternatywą. Dzięki niemu uzyskasz aż o 1/3 więcej prądu z takiej samej powierzchni paneli. 

Kiedy sprawdzi się fotowoltaika na trackerze solarnym?

System nadążny stosowany jest zarówno na farmach fotowoltaicznych, jak i w niewielkich gospodarstwach domowych. Jego podstawową ideą jest zwiększenie wydajności instalacji, dlatego sprawdzi się we wszystkich przypadkach, gdy zależy nam na zwiększeniu produkcji prądu.

Dlaczego jednak nie zainwestować w dodatkowe panele fotowoltaiczne? Podstawową przeszkodą może być zwyczajnie brak miejsca na rozbudowę. Wówczas osadzenie na trackerze takiej samej liczby paneli pozwoli zwiększyć uzysk o ok. 20-40 proc. Podczas takiej inwestycji nie trzeba będzie nawet wymieniać inwertera.

Warto jednak pamiętać o tym, że tracker solarny nie tylko zwiększa wydajność instalacji, ale także czas jej działania w ciągu dnia. Energia produkowana jest równomiernie przez większą część dnia, również rano i wieczorem. Dzięki temu umożliwi zwiększenie autokonsumpcji w tych godzinach, a ewentualne nadwyżki zostaną sprzedane z zyskiem. Należy bowiem podkreślić, że w przypadku rozliczenia godzinowego to właśnie rano i wieczorem koszt energii będzie najwyższy.

System nadążny pozwala także uniknąć opierania uzysku na południowym peaku energii. Panele utrzymywane są wszak cały czas w optymalnej pozycji, więc nie trzeba czekać na idealne ustawienie względem słońca. Dzięki temu nawet awaryjne odłączenie inwertera w przypadku przeciążenia sieci przesyłowej nie wpłynie drastycznie na całoroczną produkcję prądu.

Ile kosztuje fotowoltaika na trackerze?

Wykorzystanie instalacji z trackerami wiąże się oczywiście ze zwiększeniem kosztów inwestycji. Ceny trackerów rozpoczynają się od ok. 5 tys. zł, ale mowa o niewielkiej konstrukcji jednoosiowej utrzymującej 2 panele PV. Trackery dwuosiowe mieszczące 15 paneli mogą natomiast kosztować nawet 30 tys. zł.

Alternatywą dla systemów automatycznych są trackery ręczne, których koszt jest dużo niższy. Pozwalają one ręcznie sterować pochyłem paneli fotowoltaicznych, dopasowując kąt położenia do warunków zimowych oraz letnich.

Jakie są wady trackerów solarnych?

Trackery solarne mają nie tylko zalety, ale i pewne wady, które trzeba brać pod uwagę podczas zakupu. Najczęściej wymieniane mankamenty to:

• Wyższy koszt instalacji
• Awaryjność mechanizmów obrotowych
• Konieczność zachowywania dużych odstępów pomiędzy trackerami, by uniknąć zacieniania innych zamontowanych paneli

Powyższe argumenty nie muszą być jednak wadami, jeśli weźmiemy pod uwagę korzyści płynące z wykorzystania trackerów. W wielu przypadkach okazuje się, że zwrot zainwestowanej kwoty jest jeszcze szybszy niż w przypadku klasycznej konstrukcji, a dodatkowe zyski z nawiązką wynagradzają koszty napraw. Przed podjęciem decyzji warto więc dokładnie policzyć opłacalność zakupu i wybrać najlepsze możliwe rozwiązanie.