Fotovoltaika není jen pro rovníkové oblasti. Ve skutečnosti jsou solární panely efektivnější v chladném klimatu

I při počasí s teplotami pod bodem mrazu solární panely efektivně přeměňují sluneční záření na elektřinu. Je to proto, že panely absorbují energii ze světla naší nejbližší hvězdy, nikoli ze slunečního tepla. Studené klima je ve skutečnosti pro účinnost solárních panelů optimální, jakkoliv to může znít překvapivě. Dochází-li ke snížení produkce energie v zimních měsících, je to způsobeno především zataženou oblohou, silným sněžením a hlavně kratší dobou denního světla.

Rozdílné teploty ovlivňují dění uvnitř solárního panelu

Zjednodušený popis fungování klasických solárních panelů je následující: když svazek slunečních fotonů narazí na křemíkové fotovoltaické články, elektrony v křemíku reagují pohybem. Tím vzniká elektrický proud, který je přenášen buď přímo do rozvodné sítě nebo je směřován k uchování v akumulátorech pro chvíle, kdy stoupne spotřeba nebo se sníží dodávané množství elektřiny po západu slunce.

Elektrony obíhající atomová jádra jsou při nižších teplotách prakticky v klidu (mají nízkou energii). Když jsou tyto elektrony aktivovány slunečním zářením (dodává jim vysokou energii), solární panel dosáhne většího rozdílu napětí, než pokud by tyto atomy byly již „zahřáté“. Větší rozdíl potenciálů (napětí) znamená více energie. To je důvod, proč fotovoltaické články dosahují lepší účinnosti při nízkých teplotách.

Nad 25 °C efektivita solárních článků klesá 

Výzkumy prokázaly, že mezní teplota, po jejímž dosažení začne výkon solárních panelů klesat, je kolem 25 °C (77 °F). V zimním období v chladném klimatu je nepravděpodobné, že teplota panelů vystoupá k této hodnotě.

Během jarních a letních měsíců se solární články oproti optimálním hodnotám většinu času přehřívají, ale způsobený pokles výkonu se vykompenzuje tím, že je v dané roční době denně více hodin slunečního světla.

Rozptýlené světlo při vysoké oblačnosti zužitkuje fotovoltaika také 

Fotovoltaika funguje i za ztížených podmínek, například navzdory sychravému počasí, které v mnoha částech světa panuje prakticky celou jednu polovinu roku. I přes oblačnost stále proniká sluneční světlo, pouze je rozptýlené množstvím částic v atmosféře.

Nepřímé (odražené či difúzní) záření však dokáže elektrony v křemíkových solárních článcích rozhýbat také. Deštivé počasí navíc zajistí očištění povrchu panelů od usazeného prachu, čímž se opět o něco zvýší efektivita výroby elektřiny.

Solární panely si poradí i se sněhem

Nízké teploty, při nichž je výroba elektřiny solárními články nejefektivnější, jdou bohužel často ruku v ruce se sněžením. Dobrou zprávou je, že i přes menší vrstvu sněhu proniká dostatek fotonů pro udržení výroby proudu.

Z hladkého povrchu panelů se lehký sněhový poprašek snadno odfoukne i mírným větrem, větší vrstvy sněhu pak obvykle sklouznou díky sklonu panelů (nejčastěji se instalují pod úhlem 30 – 45 stupňů). Tmavý reflexní materiál solárních článků navíc urychluje odtávání.

Jakmile sněžení vystřídají slunečné zimní dny, vyletí výkonnost fotovoltaiky na maximum. K nízkým teplotám se totiž přidá i významný albedo efekt, tedy odrážení slunečního světla od bělostné sněhové pokrývky všude kolem.

Každý druh podnebí přináší fotovoltaice jiné výhody

V souvislosti s rozsáhlými solárními parky se často skloňují jména zemí v subtropických oblastech, kde je klima typické velkým počtem jasných dnů, intenzivním slunečním světlem a zároveň vysokými teplotami. 

Vyšší teploty mají na výkonnost solárních panelů negativní vliv, ale díky výhodné geografické poloze se tyto ztráty kompenzují hodinami denního světla navíc.

Méně se ale mluví o fotovoltaice na hranici polárních kruhů nebo v oblastech s mírným klimatem. Pravdou zůstává, že při zatažené obloze výkonnost panelů klesá. Pokud ale takové počasí doprovází i dostatečný pokles teplot nebo sněhová pokrývka, na kterou pak zasvítí slunce, bude fotovoltaika dosahovat skvělých výsledků i při kratších dnech v zimním období.