Kada netko prvi put razmišlja o ugradnji solarne elektrane u kontinentalnoj Hrvatskoj, gotovo redovito postavlja isto pitanje - ima li uopće smisla ulagati u sustav koji zimi, kad je snijeg na krovu, jednostavno prestane raditi? Pitanje je logično, ali odgovor je iznenađujuće nijansiran. Hladnoća sama po sebi nije problem za solarne panele. Dapače, u određenim uvjetima im ide u prilog. Problem je isključivo fizička prepreka koju snijeg stvara između sunca i ćelija.
U ovom članku objašnjavamo što se stvarno događa sa solarnom elektranom tijekom zime u Slavoniji, Zagrebačkoj regiji, Lici i Gorskom kotaru, zašto panel radi bolje na hladnom danu nego na vrućem, kada snijeg sam sklizne s krova, a kada je potrebna intervencija, te kako regionalne razlike unutar kontinentalne Hrvatske utječu na zimsku proizvodnju struje.
Zašto hladnoća zapravo pomaže solarnim panelima
Većina ljudi intuitivno pretpostavlja da solarni paneli najbolje rade na vrućem ljetnom suncu. U stvarnosti je situacija gotovo suprotna. Kao što smo objasnili u vodiču Solarni paneli - kako sunce postaje struja?, fotonaponske ćelije rade na principu oslobađanja elektrona djelovanjem fotona, a taj proces je elektronički, ne toplinski. Standardno testiranje panela provodi se na temperaturi ćelije od 25 stupnjeva Celzijusa, a za svaki stupanj iznad te vrijednosti učinkovitost pada za otprilike 0,3 do 0,5 posto.
Na vrućem ljetnom danu, kada je panel na krovu zagrijan na 60 ili čak 70 stupnjeva, taj gubitak može doseći i 15 do 20 posto u odnosu na deklariranu snagu. Nasuprot tome, vedar i hladan zimski dan, čak i pri temperaturama blizu nule, panelu daje priliku da radi bliže svojoj nominalnoj, deklariranoj snazi. Zbog toga vlasnici elektrana često primijete da im panel u hladnom, sunčanom siječanjskom prijepodnevu trenutačno proizvodi gotovo jednaku snagu po vatu ugrađene snage kao i u srpnju, iako je ukupan broj sati sunčeva sjaja zimi znatno manji.
Ova činjenica ne mijenja ukupnu godišnju bilancu u korist zime, jer je broj sunčanih sati i intenzitet zračenja zimi ipak znatno niži. No važno je razumjeti da hladnoća sama po sebi nikada nije neprijatelj solarne proizvodnje. Neprijatelj je isključivo ono što se fizički postavi između sunca i panela.
Što se stvarno događa kad snijeg prekrije panele
Kada snijeg padne i prekrije površinu panela, proizvodnja praktički prestaje, bez obzira na to koliko je vani sunčano. Solarna ćelija ne može reagirati na svjetlost koja ne dopire do nje. Čak i tanak sloj svježeg snijega, debljine svega nekoliko centimetara, dovoljan je da gotovo potpuno blokira proizvodnju, jer snijeg propušta samo mali dio dolaznog zračenja.
Postoji razlika u ozbiljnosti problema ovisno o vrsti snijega. Lagan, suh i pahuljast snijeg, kakav je čest u kontinentalnoj Hrvatskoj tijekom hladnijih dana s niskom vlažnošću zraka, obično ne prianja čvrsto na staklenu površinu panela i lakše sklizne pod utjecajem nagiba krova. Mokar, težak snijeg, koji je čest tijekom prijelaznih razdoblja u studenom ili ožujku kada su temperature blizu nule, znatno je problematičniji. Takav snijeg se lijepi za površinu, teže se otapa i može ostati na panelu danima, posebno ako izostane sunčan period koji bi pokrenuo proces otapanja i klizanja.
Zanimljivo je da čak i djelomično prekriven panel može stvoriti neproporcionalno velik gubitak proizvodnje. Ako je panel spojen u niz sa string inverterom, o čemu smo detaljnije pisali u vodiču o inverterima, zasjenjenje ili prekrivenost čak i jednog dijela jednog panela može smanjiti proizvodnju cijelog niza, slično kao i kod klasičnog zasjenjenja lišćem ili dimnjakom.
Samočišćenje panela - kada i zašto snijeg sam sklizne
Dobra vijest za većinu vlasnika solarnih elektrana u kontinentalnoj Hrvatskoj jest da solarni paneli imaju prirodnu sklonost samočišćenju kada su ispravno postavljeni. Tri faktora rade u korist brzog uklanjanja snijega bez ikakve intervencije vlasnika.
Prvi faktor je nagib krova. Standardni nagib panela u Hrvatskoj, koji iznosi između 30 i 35 stupnjeva radi optimalne ljetne proizvodnje, istovremeno je dovoljno strm da snijeg pod vlastitom težinom postupno klizi prema rubu krova, posebno kada se donji sloj snijega u dodiru sa staklom počne otapati.
Drugi faktor je sama glatka, staklena površina panela. Za razliku od hrapavog crijepa, staklo pruža znatno manji otpor klizanju, pa se snijeg s panela obično uklanja brže nego s okolnog krovnog pokrova.
Treći i možda najvažniji faktor je toplina koju sam panel generira tijekom rada, čak i kada je djelomično prekriven. Tamna površina panela apsorbira i onaj mali dio svjetlosti koji prodire kroz tanji sloj snijega, zagrijava se i topi donji sloj snijega koji je u izravnom dodiru sa staklom. Taj tanki sloj otopljene vode djeluje kao svojevrsno mazivo koje omogućuje da se cijeli sloj snijega odjednom otkine i sklizne niz panel, često u obliku manje snježne lavine koja se čuje s krova.
U praksi to znači da nakon manjeg do umjerenog snježnog nevremena, panel postavljen pod ispravnim nagibom obično sam očisti snijeg unutar jednog do dva dana od prvog jačeg sunčanog razdoblja, čak i ako je vanjska temperatura i dalje ispod nule.
Treba li ručno čistiti snijeg s panela
Pitanje ručnog čišćenja snijega jedno je od najčešćih koje postavljaju vlasnici solarnih elektrana u kontinentalnoj Hrvatskoj, posebno nakon obilnijih snježnih padalina koje ostaju na krovu dulje od nekoliko dana.
Ovdje je vrlo važno razumjeti rizike prije nego što se itko odluči popeti na krov ili koristiti dugu grabljicu za snijeg. Penjanje na zaleđeni ili zasnježeni krov nosi ozbiljan rizik od pada, a taj rizik gotovo uvijek nadmašuje financijsku vrijednost nekoliko dana izgubljene solarne proizvodnje. Osim toga, agresivno guranje ili struganje snijega metalnim ili tvrdim alatom može ostaviti mikroogrebotine na staklenoj površini panela, koje s vremenom smanjuju njegovu propusnost svjetlosti i ubrzavaju dugoročnu degradaciju.
Ako se ipak odlučite na čišćenje, preporučuje se korištenje mekane plastične grabljice namijenjene upravo za solarne panele, s dugom drškom koja omogućuje čišćenje s tla ili sa sigurne udaljenosti, bez potrebe za penjanjem na krov. Snijeg treba uklanjati blago, u smjeru nagiba panela, bez pritiska koji bi mogao izgrepsti staklo.
U velikoj većini slučajeva, ipak, najbolja strategija je jednostavno pričekati. Gubitak nekoliko dana proizvodnje tijekom siječnja ili veljače, u mjesecima kada je proizvodnja i inače najniža u godini, financijski je zanemariv u odnosu na 25 ili više godina radnog vijeka elektrane. Iznimka su rijetki slučajevi produljenog razdoblja bez sunca u kombinaciji s vrlo debelim slojem snijega, gdje profesionalni instalater može procijeniti je li intervencija opravdana.
Regionalne razlike - Slavonija, Lika i Gorski kotar naspram priobalja
Kontinentalna Hrvatska nije jedinstvena cjelina kada je riječ o zimskim uvjetima, a te razlike izravno utječu na to koliko će snijeg biti čest problem za vlasnika solarne elektrane.
Slavonija i istočna Hrvatska imaju kontinentalnu klimu s hladnim zimama i povremenim, ali obično umjerenim snježnim padalinama. Broj sunčanih sati zimi u ovoj regiji nije zanemariv, pa se snijeg s panela u pravilu relativno brzo ukloni čim se pojavi vedar dan.
Zagrebačka regija i središnja Hrvatska imaju sličan obrazac, uz nešto češću maglu tijekom zimskih mjeseci, koja može biti jednako ograničavajući faktor za proizvodnju kao i sam snijeg, jer magla dugotrajno smanjuje intenzitet zračenja bez potpunog prekida proizvodnje.
Lika i Gorski kotar predstavljaju poseban slučaj unutar kontinentalne Hrvatske. Ove planinske regije bilježe znatno veće količine snijega i duže razdoblje snježnog pokrivača tijekom zime, uz niže temperature koje usporavaju prirodno otapanje. Vlasnici solarnih elektrana u ovim krajevima trebaju računati na dulje periode smanjene ili obustavljene proizvodnje tijekom najhladnijih mjeseci, no istovremeno ova područja imaju odličnu insolaciju tijekom ostatka godine, što djelomično kompenzira zimski gubitak u godišnjoj bilanci.
Bez obzira na regiju, opća preporuka za sve dijelove kontinentalne Hrvatske ostaje ista - elektrana se dimenzionira prema godišnjoj potrošnji, a ne prema očekivanoj zimskoj proizvodnji, jer je razlika između ljetnih i zimskih mjeseci prirodna karakteristika solarne tehnologije u cijeloj srednjoj Europi, ne samo u Hrvatskoj.
Led, inje i zaleđena kiša - podmukliji problem od snijega
Iako snijeg privlači najviše pažnje, led i inje mogu biti podmukliji problem, jer se ne uklanjaju jednako predvidljivo kao snijeg pod utjecajem nagiba i topline panela.
Tanak sloj leda, koji nastaje kada kiša padne na hladnu površinu panela i smrzne se, ili kada se noćna vlaga smrzne u obliku inja, prianja mnogo čvršće za staklo nego rahli snijeg. Takav sloj ne otkida se lako u jednom komadu kao snježna nakupina, već se topi postupno, sloj po sloj, što znači da proizvodnja može ostati smanjena danima, čak i kada je vani sunčano, jer tanki sloj leda i dalje raspršuje i djelomično blokira dolazno zračenje.
Zaleđena kiša, poznata i kao poledica, poseban je meteorološki fenomen koji se u kontinentalnoj Hrvatskoj povremeno javlja tijekom prijelaznih razdoblja jeseni i proljeća, kada kiša pada kroz sloj hladnog zraka blizu tla i smrzava se pri dodiru s hladnim površinama. Ovakav led je posebno tvrdokoran i može stvoriti glatku, prozirnu naslagu koja djelomično propušta svjetlost, ali dovoljno je debela da značajno smanji proizvodnju panela ispod nje.
U slučaju leda, ručna intervencija još je rizičnija nego kod snijega, jer je zaleđeni krov iznimno skliska površina. U praksi je najsigurnije i ovdje jednostavno pričekati da temperatura poraste iznad nule i da sunčeva toplina, uz prirodni proces topljenja, sama ukloni led s površine panela.
Kako uopće izgleda godišnja proizvodnja zimi naspram ljeta
Kako bi se realno procijenila vrijednost solarne elektrane u kontinentalnoj Hrvatskoj, korisno je razumjeti razmjere razlike između zimske i ljetne proizvodnje, neovisno o povremenim danima snijega ili leda.
U prosjeku, solarna elektrana u kontinentalnoj Hrvatskoj proizvede između 10 i 15 posto svoje ukupne godišnje proizvodnje tijekom tri zimska mjeseca, dok se čak 40 do 45 posto godišnje proizvodnje ostvari tijekom lipnja, srpnja i kolovoza. Ova razlika posljedica je kombinacije kraćih dana, niže sunčeve putanje na nebu tijekom zime, češće naoblake i magle te povremenih prekida proizvodnje zbog snijega ili leda.
Ova sezonska neravnoteža jedan je od ključnih razloga zašto sve više vlasnika elektrana u kontinentalnoj Hrvatskoj razmatra ugradnju baterijskog sustava pohrane energije. Kao što smo objasnili u vodiču Baterije - što raditi s viškom solarne energije?, baterija prvenstveno pomaže u dnevnom ciklusu, odnosno u pohranjivanju viška energije proizvedene tijekom dana za potrošnju navečer, a ne u premošćivanju sezonske razlike između ljeta i zime, koja je prevelika da bi je bilo koji realno dimenzioniran kućni baterijski sustav mogao u potpunosti nadoknaditi. Ipak, u kombinaciji s net billing modelom, baterija zimi pomaže maksimalno iskoristiti svaki, pa i skromniji, sunčani sat koji zimski dan pruži.
Realno očekivanje za vlasnika elektrane u kontinentalnoj Hrvatskoj jest da će prosinac i siječanj biti mjeseci s najnižom proizvodnjom u godini, dodatno umanjenom u godinama sa snježnijim zimama, ali da će ta razlika biti u potpunosti nadoknađena visokom proizvodnjom tijekom proljeća, ljeta i ranog dijela jeseni.
Zima nije neprijatelj, samo zahtijeva realna očekivanja
Snijeg i led na solarnim panelima u kontinentalnoj Hrvatskoj nisu razlog za brigu, već prirodna i predvidljiva pojava s kojom se solarna tehnologija dobro nosi zahvaljujući ispravnom nagibu krova, glatkoj površini panela i vlastitoj toplini koja pokreće proces otapanja. Hladnoća sama po sebi nikada nije problem za proizvodnju, dapače, hladan i sunčan zimski dan može biti iznenađujuće učinkovit u smislu proizvodnje po vatu ugrađene snage.
Ono što vlasnici elektrana trebaju prihvatiti jest da će zimski mjeseci uvijek nositi znatno nižu proizvodnju od ljetnih, neovisno o snijegu, jednostavno zbog kraćih dana i niže sunčeve putanje. Ručno čišćenje snijega u pravilu nije potrebno niti preporučljivo, osim u rijetkim, ekstremnim slučajevima, dok je strpljenje, uz povjerenje u prirodni proces samočišćenja, najbolja strategija za većinu situacija.
Za nekoga tko tek razmatra ugradnju solarne elektrane u kontinentalnoj Hrvatskoj, ključna poruka jest da zima ne umanjuje dugoročnu isplativost investicije. Sustav ispravno dimenzioniran prema godišnjoj, a ne isključivo ljetnoj potrošnji, i dalje donosi značajnu financijsku uštedu tijekom cijele godine, uz zimske mjesece koji jednostavno predstavljaju prirodnu, očekivanu i potpuno normalnu fazu u godišnjem ciklusu solarne proizvodnje.
Solarna Energija
Uredništvo Solarne Energije - nezavisne informativne platforme posvećene edukaciji i promociji solarne energije u Hrvatskoj.
