Table of Contents
Úvod
Silné sluneční záření ještě neznamená vysokou výrobu elektřiny.
V červenci a srpnu, kdy je sluneční záření nejsilnější, bývá výkon elektrárny nižší než na jaře či začátkem léta. Je to proto, že zvýšení teploty výrazně snižuje účinnost fotovoltaických panelů, takže systém není schopen udržet optimální výkon.
Standardní testovací podmínky pro fotovoltaické moduly jsou při 25 ℃ a teplotní koeficienty různých technologií se pohybují od -0,24 %/℃ do -0,44 %/℃.
Když teplota stoupne z 25 ℃ na 70 ℃, může se výkon snížit o 10 %–20 %, zatímco rozmezí 20–30 ℃ je bližší ideálním pracovním podmínkám.
Letní horka a vysoká vlhkost nejen snižují účinnost výroby, ale také zvyšují tepelnou zátěž střídačů a kabelů, což představuje tlak na dlouhodobou stabilitu fotovoltaické instalace.
Proč zvýšení teploty fotovoltaických modulů způsobuje ztrátu výkonu?
Kvůli vlastnostem samotných modulů vede zvýšení teploty k poklesu jejich výkonu. V horkých letních dnech může teplota na zadní straně modulu dosáhnout až 70 ℃ a pracovní vrstva solárních článků uvnitř dokonce přesáhnout 80 ℃.
Výkon modulů při různých teplotách lze vypočítat pomocí následující rovnice:
PT = PSTC × [1 + γ × (Tc − 25)]
Kde:
-
PT = výkon modulu při teplotě Tc
-
PSTC = jmenovitý výkon za standardních testovacích podmínek (25 ℃)
-
γ = teplotní koeficient výkonu (záporná hodnota, např. -0,0032 odpovídá -0,32 %/℃)
-
Tc = pracovní teplota modulu (℃)
Na příkladu fotovoltaického modulu 550 W jsou ztráty výkonu mezi 25 ℃ a 70 ℃ následující:
-
Technologie PERC: koeficient -0,35 %/℃, pokles cca 15,8 %, výkon ≈ 463 W
-
Technologie TOPCon: koeficient -0,32 %/℃, pokles cca 14,4 %, výkon ≈ 471 W
-
Technologie IBC: koeficient -0,29 %/℃, pokles cca 13,1 %, výkon ≈ 478 W
-
Technologie HJT: koeficient -0,243 %/℃, pokles cca 10,9 %, výkon ≈ 490 W
Poznámka: Rezidenční fotovoltaický systém v Německu s moduly série TOPCon – změna výkonu mezi 25 ℃ a 70 ℃.
Ať už jde o fotovoltaické elektrárny pro firmy nebo rezidenční systémy, konstrukce střechy má zásadní vliv na zahřívání modulů.
Například u střechy z barevného ocelového plechu mají krajní moduly nižší teplotu díky lepšímu proudění vzduchu, zatímco ve střední části je ventilace slabší a teplota vyšší.
Měření Fraunhofer ISE a TÜV ukázala, že tento rozdíl může dosahovat 5–10 ℃, což odpovídá rozdílu ve výrobě elektřiny o 3–5 %. Podobný jev se objevuje také u betonových střech, membránových konstrukcí nebo fotovoltaických carportů. Pokud se tyto faktory nezohlední, mohou snížit výkon celé stringy, a proto představují riziko, které je třeba řešit při návrhu i údržbě fotovoltaické instalace.
Čtyři hlavní dopady vysokých teplot na fotovoltaické panely
1. Pokles výkonu fotovoltaických panelů
S rostoucí teplotou ve fotovoltaické elektrárně dochází k postupnému snižování výkonu fotovoltaických panelů – to je nejpřímější dopad horka. Podle měření Fraunhofer ISE a NREL produkují krystalické křemíkové moduly při teplotě okolí kolem 20 ℃ o 15–20 % více energie než při vysokých teplotách 65–70 ℃.
Za stejných světelných podmínek mají systémy v chladnějších oblastech vyšší skutečnou výrobu elektřiny, zatímco v horkých regionech se častěji objevuje pokles výkonu a nižší účinnost celé fotovoltaické elektrárny.
Jak v létě snížit zahřívání fotovoltaických panelů?
Během letního provozu může vhodný návrh a údržba účinně omezit ztráty výkonu způsobené vysokými teplotami.
-
Zlepšení ventilace: v fotovoltaické elektrárně na střeše ponechat ventilační kanály, aby se zabránilo vzniku tepelných ostrovů uprostřed panelů.
-
Instalace na vyvýšené konstrukce: pomocí nosných rámů panely nadzvednout a zvýšit tak prostor pro proudění vzduchu.
-
Světlé střechy nebo reflexní nátěry: snížit pohlcování tepla a snížit celkovou provozní teplotu fotovoltaických panelů.
2. Dopad na životnost hlavních součástí střídače
Ve fotovoltaickém systému je střídač, stejně jako panely, klíčovou součástí velmi citlivou na vysoké teploty. Střídač se skládá z velkého množství výkonových polovodičů, kondenzátorů a cívek, které při provozu samy o sobě generují teplo. Pokud se k tomu přidá příliš vysoká teplota prostředí, snadno dochází k poklesu účinnosti a zkrácení životnosti.
Jakmile teplota na krytu střídače překročí 60–65 ℃, systém obvykle aktivuje automatickou ochranu snižující výkon, aby se předešlo poruše. V letních vedrech tak fotovoltaická elektrárna netrpí jen nižší výrobou energie, ale může přijít i o další výnosy kvůli přehřívání střídače.
Jak tedy v horkém prostředí snížit zahřívání střídače?
Správná ventilace a ochranná opatření jsou klíčem k dlouhodobému stabilnímu provozu střídače.
-
Optimalizace instalace a uspořádání: zvolit dobře větrané místo, vyhnout se přímému polednímu slunci nebo zónám tepelných ostrovů na střeše.
-
Kombinace stínění a chlazení: využít ochranné přístřešky nebo stínící panely ke snížení přímého slunečního záření a zároveň zajistit volné proudění vzduchu.
-
Plánování kabeláže a zařízení: racionální vedení kabelů a dostatečné rozestupy, aby se zabránilo lokálnímu hromadění tepla, které omezuje celkové chlazení.
-
Pokročilá chladicí řešení: ve velkých elektrárnách postupně nahrazují tradiční vzduchové systémy střídače s kapalinovým chlazením; v oblasti komerčních a průmyslových fotovoltaických instalací se stávají hlavním trendem inteligentní ventilátory a optimalizované proudění vzduchu, aby zvládly stále častější vlny veder.
3. Efekt hot-spot a jeho vliv na životnost modulů
Příliš vysoká lokální teplota může vyvolat efekt hot-spot, který může zkrátit životnost modulů o 20–30 %.
Mechanismus spočívá v tom, že zastíněné solární články pracují v inverzním režimu, kdy elektrický proud mění na teplo a rychle zvyšuje lokální teplotu.
Při dlouhodobém provozu tyto přehřáté oblasti způsobují stárnutí zapouzdřovacích materiálů, praskání článků a v závažných případech i selhání celého modulu.
V horkém období jsou fotovoltaické panely náchylnější k problémům způsobeným ptačím trusem, listím, prachem či částečným zastíněním. I když je teplota prostředí pouze 35 ℃, lokální teplota může rychle vystoupat nad 100 ℃, což vede k poklesu výkonu celé stringy.
Jak detekovat a předcházet efektu hot-spot ve fotovoltaickém systému?
Aby se předešlo ztrátám výkonu a bezpečnostním rizikům způsobeným hot-spoty, je nutné přijmout víceúrovňová opatření už ve fázi návrhu i při údržbě:
-
Infračervená termografie: během letního provozu provádět pravidelné kontroly, abyste včas odhalili lokální přehřátá místa.
-
Racionální uspořádání a výběr: při návrhu optimalizovat rozložení stringů a snížit riziko lokálního zastínění.
-
Ochrana a čištění modulů: pravidelně čistit ptačí trus, prach a nečistoty, aby se omezil výskyt překážek.
-
Bypass diody a nové materiály: kvalitní bypass diody a vylepšené zapouzdřovací procesy mohou výrazně snížit škodlivý vliv hot-spotů na fotovoltaické panely.
4. PID efekt a selhání modulů
Efekt PID (Potential Induced Degradation), známý také jako potenciálem indukovaná degradace, je jev, který se objevuje u fotovoltaických panelů vystavených vysokému napětí v prostředí s vysokou teplotou a vlhkostí. Je způsoben migrací iontů a vede k postupné degradaci výkonu.
Projevuje se rychlým poklesem výkonu modulů v krátkém časovém horizontu a urychlením jejich selhání v dlouhodobém měřítku. V extrémních podmínkách může PID způsobit pokles účinnosti modulů o 10–30 % a výrazně zkrátit jejich životnost.
Riziko PID je vyšší v pobřežních oblastech s vyšší vlhkostí a koncentrací solné mlhy a je ještě větší, pokud se kombinuje s letními vysokými teplotami. Tento efekt byl však identifikován již v roce 2005 a díky dlouholetému výzkumu a zlepšení materiálů je dnes u moderních vysoce kvalitních fotovoltaických instalací riziko PID výrazně nižší.
Jak zabránit PID efektu u solárních modulů?
Odborná praxe ukazuje, že následující opatření mohou účinně snížit pravděpodobnost vzniku PID:
-
Elektrický návrh: správné uzemnění nebo aplikace reverzního napětí na moduly během noci k odstranění nahromaděného náboje.
-
Dvojité sklo: použití dvouvrstvé skleněné konstrukce snižuje pronikání vlhkosti a migraci náboje, což výrazně zvyšuje dlouhodobou spolehlivost fotovoltaických panelů.
Maysun Solar nabízí vysoce kvalitní fotovoltaické moduly a řešení, od průmyslových střešních instalací až po balkonové systémy. Díky technologiím IBC, HJT a TOPCon zajišťujeme vysokou účinnost a spolehlivost i při extrémních teplotách.
Reference
Fraunhofer ISE. (2025). Photovoltaics Report 2025. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html
National Renewable Energy Laboratory (NREL). (2025). Photovoltaic Performance: Real-Time PV Solar Resource Testing. U.S. Department of Energy. https://www.nrel.gov/pv/real-time-photovoltaic-solar-resource-testing.html
DNV. (2021). PV Module Reliability Scorecard 2021. DNV Energy Systems. https://2021modulescorecard.pvel.com/2021-pv-module-reliability-scorecard/
Kiwa PVEL. (2025). PV Module Reliability Scorecard 2025. Kiwa PVEL. https://scorecard.pvel.com/
Maysun Solar. (2025). Solarmodul-Hotspot-Risiken und Prävention – Leitfaden. Maysun Solar Deutschland Blog. https://www.maysunsolar.de/blog/solarmodul-hotspot-risiken-und-praevention-leitfaden
