Προσανατολισμός και κλίση φωτοβολταϊκού: πόσο χάνεις εκτός νότου

Ο οδηγός απαντά στην ερώτηση «η στέγη μου δεν βλέπει νότο, αξίζει;» και «τι κλίση να βάλω;». Για το μέγεθος του συστήματος δες τον οδηγό τι φωτοβολταϊκό χρειάζομαι, και για την παραγωγή ανά πόλη τον οδηγό kWh ανά kWp ανά πόλη.

Πόσο παράγει κάθε προσανατολισμός και κλίση

Στον πίνακα, 100 είναι η ετήσια ηλιακή ενέργεια σε νότια πάνελ με κλίση 27° στην Καλαμάτα. Οι υπόλοιπες τιμές είναι ποσοστό αυτής:

Για να βρεις την παραγωγή της στέγης σου, πολλαπλασίασε τις kWh ανά kWp της πόλης σου με το ποσοστό. Στην Καλαμάτα, 1 kWp σε νότο βγάζει 1.457 kWh τον χρόνο. Σε στέγη ανατολή ή δύση με κλίση 27° βγάζει περίπου 1.260 kWh, άρα για την ίδια παραγωγή χρειάζεσαι περίπου 16% περισσότερα πάνελ.

Από πού βγαίνουν οι αριθμοί

Ο Πίν. 4.4 της ΤΟΤΕΕ 20701-3 δίνει έτοιμες τιμές μόνο για νότιο προσανατολισμό. Για τις άλλες περιπτώσεις, η ίδια Οδηγία (§4.1.3) περιγράφει μέθοδο υπολογισμού ανά ώρα: από τη μηνιαία ολική και διάχυτη ακτινοβολία στο οριζόντιο επίπεδο (Πίν. 4.1 και 4.2) βγάζει την ακτινοβολία κάθε ώρας σε επιφάνεια με οποιαδήποτε κλίση και προσανατολισμό, με ανακλαστικότητα εδάφους 0,15. Εφαρμόσαμε αυτή τη μέθοδο.

Για έλεγχο, ο υπολογισμός για νότο αναπαράγει τον Πίν. 4.4 στην Καλαμάτα και στο Ηράκλειο με απόκλιση κάτω από 0,5% στο έτος, και έως περίπου 8% σε μεμονωμένους μήνες. Για τη Θεσσαλονίκη βγαίνει περίπου 5% πάνω από τον πίνακα, γι' αυτό ο οδηγός δίνει ποσοστά και όχι kWh. Τα ποσοστά αλλάζουν λίγο από πόλη σε πόλη:

Η μέθοδος είναι συμμετρική ως προς το μεσημέρι, οπότε ανατολή και δύση βγαίνουν ίδιες. Στην πράξη μπορεί να διαφέρουν λίγο, π.χ. από πρωινή συννεφιά ή από τη ζέστη του απογεύματος, που δεν τις βλέπει ο υπολογισμός.

Κλίση: μια ευρεία βέλτιστη περιοχή

Η ΤΟΤΕΕ 20701-1 (Πίν. 5.13) δίνει βέλτιστη ετήσια κλίση από 25° στο γεωγραφικό πλάτος των 35° έως 31° στις 41°. Με τον υπολογισμό ανά ώρα η μέγιστη ετήσια παραγωγή βγαίνει:

Γύρω από τη βέλτιστη η καμπύλη είναι επίπεδη: στις 20° ή στις 35° χάνεις λιγότερο από 1%. Γι' αυτό σε κεραμοσκεπή με κλίση σε αυτό το εύρος, τα πάνελ μπορούν να μπουν με την κλίση της στέγης.

Η κλίση αλλάζει όμως το πότε παράγεις. Στην Καλαμάτα, ανά m² νότιας επιφάνειας:

Με κλίση 60° ο Δεκέμβριος δίνει περίπου 17% περισσότερο από τις 27°, ενώ το έτος 11% λιγότερο. Η μεγάλη κλίση ταιριάζει σε αυτόνομο σύστημα ή σε κατανάλωση κυρίως τον χειμώνα. Η μικρή κλίση ευνοεί το καλοκαίρι. Τα κάθετα πάνελ σε νότια πρόσοψη ή κάγκελο μπαλκονιού δίνουν τον Δεκέμβριο περίπου 4% περισσότερο από τα πάνελ στις 27°, αλλά στο έτος περίπου 62% της μέγιστης παραγωγής.

Στέγη ανατολή-δύση ή βορινή

Σε ανατολή ή δύση, η μικρή κλίση χάνει λιγότερο: στις 10° η παραγωγή είναι περίπου 91% της νότιας, στις 27° περίπου 86%, και στις 45° περίπου 79%. Σε δίριχτη στέγη ανατολή-δύση μπορείς να βάλεις πάνελ και στις δύο πλευρές· κάθε πλευρά παράγει λιγότερο, αλλά η παραγωγή απλώνεται σε περισσότερες ώρες της μέρας.

Ο βορράς χάνει όσο ανεβαίνει η κλίση: στις 10° περίπου 84% της νότιας, στις 20° περίπου 76%, στις 35° περίπου 62%. Σε βορινή στέγη με μεγάλη κλίση συνήθως συμφέρει να μείνουν τα πάνελ στις υπόλοιπες πλευρές ή σε επίπεδη ταράτσα.

Σειρές σε ταράτσα: κλίση και απόσταση

Σε επίπεδη ταράτσα οι σειρές πάνελ πρέπει να απέχουν ώστε η μία να μη σκιάζει την άλλη. Το ύψος του ήλιου το μεσημέρι της 21ης Δεκεμβρίου στην Καλαμάτα είναι περίπου 29° (ΤΟΤΕΕ 20701-3, εξ. 4.11). Για να μην πέφτει σκιά εκείνη την ώρα, η απόσταση από την αρχή της μιας σειράς ως την αρχή της επόμενης πρέπει να είναι:

• με κλίση 27°: περίπου 1,69 φορές το πλάτος του πάνελ (κατά την κλίση),
• με κλίση 10°: περίπου 1,29 φορές.

Σε ταράτσα με περιορισμένο χώρο, η μικρή κλίση χωρά περισσότερα πάνελ. Με το ίδιο κριτήριο σκίασης, στις 10° κάθε m² ταράτσας δίνει περίπου 26% περισσότερη ενέργεια από ό,τι στις 27°, αν και κάθε πάνελ παράγει 3,6% λιγότερο. Το κριτήριο αφορά μόνο το μεσημέρι· νωρίς το πρωί και αργά το απόγευμα οι σκιές είναι μεγαλύτερες, και το τελικό σχέδιο το κάνει ο εγκαταστάτης.

Σκιά και άλλα που δεν φαίνονται στον πίνακα

• Σκιά: οι αριθμοί είναι για καθαρό ορίζοντα. Η ΤΟΤΕΕ 20701-1 (§5.3.2.2) ορίζει συντελεστή σκίασης από 0 (πλήρης σκίαση) έως 1 (καθόλου σκιά). Καμινάδες, δέντρα, γειτονικά κτίρια ή ο τοίχος της ταράτσας μπορεί να μειώσουν την παραγωγή περισσότερο από έναν κακό προσανατολισμό. Ανάλογα με το πώς συνδέονται τα πάνελ, η σκιά σε ένα πάνελ μπορεί να επηρεάσει και τα υπόλοιπα της ίδιας σειράς.
• Γωνίες στα έγγραφα: η ΤΟΤΕΕ 20701-3 μετρά το αζιμούθιο από τον νότο (0° νότος, +90° δύση, −90° ανατολή), ενώ η ΤΟΤΕΕ 20701-1 βάζει τον νότο στις 180°, την ανατολή στις 90° και τη δύση στις 270°. Έλεγξε ποια σύμβαση χρησιμοποιεί μια μελέτη ή ένα λογισμικό πριν συγκρίνεις αριθμούς.
• Μικρές αποκλίσεις: η ΤΟΤΕΕ 20701-1 θεωρεί βέλτιστο τον νότο με απόκλιση ±5°. Στον πίνακα, ακόμη και 45° από τον νότο χάνει μόνο λίγες μονάδες.

Δοκίμασέ το με τα δικά σου στοιχεία

Συχνές ερωτήσεις