W fotowoltaice liczy się każdy promień słońca. Nawet najlepiej zaprojektowana instalacja może nie wykorzystać pełnego potencjału, jeśli panele ustawione są statycznie. Rozwiązaniem są trackery fotowoltaiczne, czyli systemy, które pozwalają panelom podążać za ruchem słońca w ciągu dnia. Dzięki nim można zwiększyć wydajność instalacji, a w niektórych przypadkach uzyskać nawet kilkadziesiąt procent więcej energii niż w tradycyjnych, nieruchomych systemach.
Warto przy tym zaznaczyć, że skala wzrostu produkcji zależy od rodzaju zastosowanego trackera, lokalizacji instalacji oraz warunków nasłonecznienia. Najczęściej wzrost uzysku energii mieści się w przedziale około 20 do 30 procent dla systemów jednoosiowych, natomiast wyższe wartości osiągane są w określonych, sprzyjających warunkach projektowych.
Ale czym dokładnie jest tracker solarny, jak działa i dla kogo jest opłacalny? W tym artykule wyjaśniamy wszystkie najważniejsze zagadnienia.
Co to jest tracker solarny fotowoltaiczny?
Tracker do fotowoltaiki, często określany też jako tracker solarny, to zaawansowany system umożliwiający dynamiczne dopasowanie położenia paneli względem słońca w ciągu dnia. W odróżnieniu od tradycyjnych, statycznych konstrukcji, tracker nie tylko zmienia kąt nachylenia paneli, ale może też obracać je w dwóch płaszczyznach, co pozwala optymalnie wykorzystać każdy promień słoneczny.
Trackery fotowoltaiczne to jednak nie tylko mechanika i elektronika, ale także integracja danych środowiskowych. Wiele nowoczesnych systemów analizuje informacje o natężeniu światła, położeniu geograficznym oraz porach wschodu i zachodu słońca, aby samodzielnie ustalić najbardziej efektywną trajektorię ruchu paneli. Dzięki temu instalacja może dostosować się do zmieniających się warunków atmosferycznych, takich jak częściowe zachmurzenie czy zmiana kąta padania promieni w sezonie zimowym i letnim.
Trackery znajdują zastosowanie zarówno w dużych farmach fotowoltaicznych, gdzie zwiększenie wydajności każdego modułu ma istotne znaczenie ekonomiczne, jak i w mniejszych instalacjach projektowanych pod kątem maksymalnego wykorzystania dostępnej przestrzeni.
W praktyce należy jednak zaznaczyć, że zastosowanie trackerów w instalacjach przydomowych ma charakter niszowy i występuje głównie w projektach indywidualnych. Zdecydowana większość systemów nadążnych wykorzystywana jest w instalacjach gruntowych o większej skali, gdzie warunki terenowe, serwisowe i ekonomiczne pozwalają w pełni wykorzystać ich potencjał.
Czytaj także: Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne na gruncie – jak wybrać odpowiednią?
Jak działa tracker do paneli fotowoltaicznych?
Tracker do fotowoltaiki to połączenie zaawansowanej mechaniki, elektroniki i inteligentnego oprogramowania. Jego głównym zadaniem jest utrzymanie paneli w optymalnym kącie padania promieni słonecznych przez cały dzień i w różnych porach roku. Dzięki temu możliwe jest zwiększenie efektywności systemu nawet w trudniejszych warunkach atmosferycznych.
Panele są montowane na obrotnicach do paneli fotowoltaicznych, które umożliwiają ruch w jednej lub dwóch osiach. W nowoczesnych systemach mechanika jest wspierana przez precyzyjne silniki elektryczne, zdolne do płynnej regulacji kąta nachylenia, co pozwala na ograniczenie strat energii w ciągu dnia.
Kluczową rolę odgrywa sterownik, czyli centralna jednostka kontrolna. Sterownik analizuje dane pochodzące z czujników światła, systemów GPS lub wbudowanych algorytmów astronomicznych, aby określić położenie słońca na niebie i dostosować pozycję paneli. Dzięki temu tracker jest w stanie reagować na nagłe zmiany natężenia promieniowania, na przykład w przypadku przejściowych chmur, minimalizując straty produkcji energii.
W bardziej zaawansowanych systemach mechanizmy ruchome są projektowane w taki sposób, aby ograniczać tarcie i zużycie części. Konstrukcje PV często posiadają amortyzatory lub stabilizatory, które chronią panele przed nadmiernym drżeniem w wietrzne dni.
Istotnym elementem są także funkcje bezpieczeństwa. W przypadku silnego wiatru, burzy lub innych niekorzystnych warunków pogodowych panele mogą automatycznie ustawiać się w pozycji bezpiecznej, ograniczającej obciążenia działające na konstrukcję.
Nowoczesne trackery mogą integrować się z systemami monitoringu i analiz energetycznych, pozwalając inwestorom śledzić wydajność paneli w czasie rzeczywistym oraz szybciej reagować na ewentualne nieprawidłowości w pracy instalacji.
Dzięki takiemu połączeniu mechaniki, elektroniki i inteligentnego sterowania trackery fotowoltaiczne nie tylko zwiększają efektywność instalacji, ale również wspierają jej stabilną i bezpieczną eksploatację.
Czytaj także: Jak ustawić panele fotowoltaiczne na gruncie? Kompletny poradnik dla inwestorów
Typy trackerów fotowoltaicznych
Trackery fotowoltaiczne różnią się przede wszystkim liczbą osi, wokół których mogą się obracać. Wybór odpowiedniego systemu wpływa nie tylko na wydajność instalacji, ale także na koszt inwestycji, trwałość konstrukcji oraz zakres późniejszego serwisu.
Tracker jednoosiowy
Tracker jednoosiowy porusza się w jednej osi, zazwyczaj poziomej, co umożliwia śledzenie ruchu słońca od wschodu do zachodu. W praktyce oznacza to, że panele mogą podążać za słońcem przez większą część dnia, zwiększając produkcję energii w porównaniu z instalacją statyczną.
Zalety systemu jednoosiowego:
- prostsza konstrukcja, dzięki czemu system jest lżejszy i mniej podatny na awarie mechaniczne
- niższy koszt inwestycyjny i serwisowy w porównaniu z trackerami dwuosiowymi
- mniejsze zużycie energii na napęd silników, co pozytywnie wpływa na bilans energetyczny instalacj
Praktyczne zastosowanie: Trackery jednoosiowe sprawdzają się w lokalizacjach o stabilnym nasłonecznieniu i ograniczonym zacienieniu. Są powszechnie wykorzystywane w instalacjach gruntowych oraz na farmach fotowoltaicznych, gdzie kluczowe znaczenie ma relacja pomiędzy dodatkowym uzyskiem energii a kosztami inwestycyjnymi.
Tracker dwuosiowy
Tracker dwuosiowy umożliwia ruch paneli zarówno w osi poziomej, jak i pionowej. Dzięki temu panele mogą dostosowywać nie tylko kierunek wschód zachód, ale również kąt nachylenia względem wysokości słońca nad horyzontem.
Zalety systemu dwuosiowego:
- maksymalizacja produkcji energii w ciągu całego dnia i roku
- możliwość pełniejszego wykorzystania paneli bifacjalnych
- lepsza adaptacja do zmieniających się warunków sezonowych
Wyzwania i ograniczenia:
- bardziej złożona konstrukcja przekłada się na wyższy koszt zakupu i montażu
- większa liczba elementów ruchomych zwiększa wymagania serwisowe
- konieczność regularnych przeglądów w celu utrzymania długiej żywotności systemu
Praktyczne zastosowanie: Trackery dwuosiowe wykorzystywane są głównie w dużych instalacjach przemysłowych oraz projektach, gdzie maksymalizacja produkcji z dostępnej powierzchni ma kluczowe znaczenie ekonomiczne.
Zalety i wady trackerów fotowoltaicznych
Inwestycja w trackery fotowoltaiczne wiąże się zarówno z istotnymi korzyściami, jak i określonymi ograniczeniami.
Zalety trackerów PV
Zwiększona produkcja energii
Trackery umożliwiają panelom pracę pod optymalnym kątem przez większą część dnia, co przekłada się na wyższy uzysk energii w porównaniu z instalacjami statycznymi.
Lepsze wykorzystanie dostępnej przestrzeni
Systemy nadążne pozwalają uzyskać większą produkcję energii z jednostki powierzchni, co ma znaczenie w lokalizacjach o ograniczonym terenie.
Integracja z modułami bifacjalnymi
Trackery dobrze współpracują z panelami dwustronnymi, wykorzystując również światło odbite od podłoża.
Czytaj także: Panele bifacjalne – co to jest? Czy wymagają specjalnej konstrukcji wsporczej?
Automatyzacja i inteligentne sterowanie
Zaawansowane systemy sterowania eliminują konieczność ręcznej regulacji ustawienia paneli i umożliwiają reakcję na zmienne warunki pogodowe.
Długoterminowe korzyści ekonomiczne i środowiskowe
W dużych instalacjach wyższa produkcja energii może przyspieszyć zwrot inwestycji oraz przyczynić się do ograniczenia emisji CO₂.
Wady trackerów PV
Wyższe koszty inwestycyjne
Bardziej zaawansowana konstrukcja i systemy sterowania oznaczają wyższy koszt początkowy w porównaniu z instalacjami statycznymi.
Potencjalne awarie mechaniczne
Ruchome elementy wymagają regularnej kontroli i serwisu.
Wyższe koszty utrzymania
Przeglądy mechanizmów, silników i sterowników generują dodatkowe koszty operacyjne, szczególnie w dużych instalacjach.
Wrażliwość na ekstremalne warunki pogodowe
Silne wiatry lub intensywne opady mogą wymagać czasowego ograniczenia pracy systemu, mimo stosowania funkcji parkowania paneli.
Koszt trackerów fotowoltaicznych
Cena trackera fotowoltaicznego zależy od rodzaju systemu, skali instalacji oraz zastosowanej technologii sterowania.
W przypadku dużych farm fotowoltaicznych koszty jednostkowe trackerów są zazwyczaj niższe dzięki efektowi skali oraz integracji systemów sterowania i serwisu w ramach jednej infrastruktury.
Trackery jednoosiowe
Systemy jednoosiowe należą do tańszych rozwiązań i są często wybierane w projektach wielkoskalowych.
Trackery dwuosiowe
Systemy dwuosiowe są droższe, bardziej złożone i wymagają większych nakładów na montaż oraz serwis.
Dodatkowym kosztem są regularne przeglądy mechanizmów oraz monitoring pracy systemu, szczególnie w dużych instalacjach.
Kiedy tracker solarny się opłaca?
Decyzja o inwestycji w tracker powinna być oparta na analizie lokalizacji, warunków gruntowych, skali instalacji oraz oczekiwań inwestora.
Systemy nadążne przynoszą największe korzyści w dużych instalacjach gruntowych, gdzie dodatkowy uzysk energii ma realne znaczenie ekonomiczne. W mniejszych instalacjach koszt trackerów może przewyższyć korzyści wynikające z wyższej produkcji energii, dlatego w takich przypadkach częściej stosuje się konstrukcje statyczne.
