Warunki STC i NOCT – Ile tak naprawdę panele PV mogą wyprodukować energii?
Kiedy kupujemy moduły fotowoltaiczne interesuje nas ich moc, a w zasadzie moc nominalna, która oznaczona jest w Wp (Wat pik). Upraszczając definicje mocy nominalnej, mówimy że jest to maksymalna moc modułu PV, z jaką może pracować, w jasno określonych warunkach. Natomiast jak ocenić rzeczywistą wydajność panelu fotowoltaicznego? Co dokładnie oznaczają symbole STC i NOCT, które pojawiają się w karcie katalogowej modułu i jak je interpretować?
Warunki testowania paneli STC
Przeglądając karty katalogowe paneli fotowoltaicznych natrafiamy na dwie tabele, w których zestawione są te same parametry. Jednak przy tych samych modelach modułów są wpisane inne wartości.
Warunki STC (ang. Standard Test Conditions), czyli ustandaryzowane warunki testu. Oznaczają one, że pomiary parametrów elektrycznych danego modułu zostały wykonane w jasno określonych warunkach laboratoryjnych. Zastosowano przy tym następujące warunki: natężenie promieniowania słonecznego przy, których wykonywany był test wyniosło 1000 W/m2, temperatura ogniw naświetlanego modułu została określona na 25 °C, a spektrum promieniowana dla gęstości atmosfery określono na 1,5 AM (współczynnik dla Europy). Warunki STC zostały nakreślone, aby można było porównywać moduły różnych producentów między sobą w wyznaczonych warunkach.
Z racji charakteru pracy modułu fotowoltaicznego, praca takiego panelu oraz jego parametry elektryczne w ogromnym stopniu zależą od warunków środowiskowych. Szybko również zauważamy, że nakreślone warunki STC są tak idealne, że niemal niemożliwe do uzyskania podczas eksploatacji modułu PV. Dlatego producenci paneli przedstawiają parametry pracy modułu w innych, mniej korzystnych warunkach – warunkach NOCT.
Warunki testowania paneli NOCT
Warunki NOCT (lub NOMT) (ang. Normal Operating Cell Temperature) – są to warunki, które w bardziej rzeczywisty sposób opisują faktyczne warunki otoczenia. Te parametry określono następująco: natężenie promieniowania słonecznego przy, których wykonywany był test wniosło 800 W/m2, temperatura ogniw naświetlanego modułu została określona na 20 °C, spektrum promieniowana dla gęstości atmosfery określono na 1,5 AM oraz prędkość wiatru na poziomie 1 m/s – są to zbliżone wartości do panujących warunków środowiskowych.
Analizując parametry warunków STC i NOCT możemy zauważyć, że te drugie są o wiele mniej wymagające. Oznacza to, że są łatwiejsze do osiągnięcia przez naszą instalacje fotowoltaiczną.
Jak różnica mocy w warunkach STC i NOCT wpływa na pracę instalacji?
Przyglądnijmy się karcie katalogowej modułu PV producenta, którego panele można zakupić u jednego z czołowych dystrybutorów w Polsce. Według tabeli, która prezentuje dane elektryczne w warunkach STC, moc znamionowa wynosi 400 Wp.
Patrząc na kolejną tabelę, która przedstawia te same parametry w warunkach NOCT, moc maksymalna wynosi 302 Wp. Różnica wynosi 98 W, co oznacza, że moduł PV, w większości czasu swojej eksploatacji będzie pracował z mocą niemal o 24,5% mniejszą, niż w idealnych, prawie nigdy do osiągnięcia warunkach.
A czy dwa różne moduły o tej samej mocy nominalnej pracują tak samo?
Kolejną kwestią jest różnorodność produkcji paneli PV. Moduł modułowi nie jest równy i mimo że świat fotowoltaiki został zasypany modułami fotowoltaicznymi azjatyckich producentów, to nie pracują one jednakowo. Mając na uwadze wyżej przedstawione parametry elektryczne modułu (moc znamionowa 400 Wp w warunkach STC, moc maksymalna 302 Wp w warunkach NOCT) popatrzmy na inny moduł jednego z najpopularniejszych producentów o tej samej mocy znamionowej.
Moc danego modułu w warunkach STC wynosi 400Wp, natomiast ten panel moc maksymalną w warunkach NOCT osiągnie na poziomie 298Wp. Czyli jeszcze mniej niż wcześniej przedstawiony moduł fotowoltaiczny. Różnica wydaje się niewielka, raptem 4 Wat, to tylko różnica ok. 1,4%. W praktyce jednak te 4 Wat może bardzo znacząco wpłynąć na naszą całą instalację. Dlaczego? Ponieważ panele mają służyć na okres eksploatacji całej instalacji, który trwa do 25 lat. Istotną sprawą jest też, że przedstawione wyżej wartości dotyczą tylko jednego modułu. A przecież nasza instalacja składa się najczęściej z kilkunastu, bądź nawet kilkudziesięciu takich modułów.
A czy dwa różne moduły o tej samej mocy nominalnej pracują tak samo?
Faktycznie, warunki STC są trudne do osiągnięcia. Istotnym powodem, dla którego musimy się kierować właśnie tymi parametrami elektrycznymi jest to, że nasza instalacja fotowoltaiczna w upalne i słoneczne czerwcowe, czy lipcowe dni może zbliżyć się do takich niemal idealnych warunków. Aby uniknąć niepotrzebnego przewymiarowania, powinniśmy przy dobrze wykonanych obliczeniach i doborze poprawnych podzespołów całej instalacji, opierać się właśnie na warunkach STC.
A o innych parametrach wpływających na wydajność instalacji fotowoltaicznych, możesz przeczytać tutaj!