Pod względem nasłonecznienia Polska znajduje się na porównywanym poziomie co Niemcy czy Francja oraz znacznie przewyższa w tej kwestii Wyspy Brytyjskie, lecz mimo to polski sektor fotowoltaiki pozostaje daleko w tyle za zachodnimi sąsiadami. Często wielkość napromieniowania słonecznego mylona bywa z rozkładem temperatur. Nie można jednak mylić wysokości temperatury (nawet w zimie) z natężeniem irradiacji słonecznej oraz nie istnieją żadne przeszkody na drodze do powszechnego wykorzystywania energii słonecznej w okresie zimy, gdyż wówczas udział promieniowania rozproszonego jest w Polsce stosunkowo duży.
Polska posiada dobre warunki do wykorzystania energii promieniowania słonecznego przy dostosowaniu typu systemów i właściwości urządzeń korzystających z tej energii do charakteru, struktury i rozkładu w czasie promieniowania słonecznego. Największe szanse rozwoju w krótkim okresie wykazują technologie konwersji termicznej energii promieniowania słonecznego, które oparte są zarówno na wykorzystaniu kolektorów słonecznych, jak i przetwarzaniu energii emitowanej przez słońce w prąd elektryczny w ogniwach fotowoltaicznych. Z racji wysokiego udziału promieniowania rozproszonego w całkowitym promieniowaniu słonecznym, słoneczne technologie wysokotemperaturowe oparte na koncentratorach promieniowania słonecznego w polskich warunkach nie posiadają praktycznego znaczenia.
Na skutek zachodzących w atmosferze procesów pochłaniania i rozpraszania (w zależności od stopnia jej przezroczystości) do powierzchni Ziemi dociera jedynie 39–45% promieniowania pozaatmosferycznego. Rejonizacja zasobów energii słonecznej w Polsce dla około 30 stacji aktynometrycznych IMiGW w latach 1956–1975 przedstawiona została wg Atlasu Rzeczypospolitej Polskiej. Rozkład natężenia promieniowania słonecznego z podziałem na 4 zakresy prezentuje rys. 1.2:
Rys. 1.2. Rejonizacja obszaru Polski pod względem możliwości wykorzystania energii słonecznej, gdzie:
– poniżej 996 kWh/m2/rok, tj. od 9,75 MJ/m2/dobę,
– 996–1022 kWh/m2/rok, tj. 9,75–10,00 MJ/m2/dobę,
– 1022–1048 kWh/m2/rok, tj. 10–10,25 MJ/m2/dobę,
– powyżej 1048 kWh/m2/rok, tj. ponad 10,25 MJ/m2/dobę.
Południowa część województwa lubelskiego, pod względem natężenia promieniowania słonecznego, jest rejonem zaliczanym do najbardziej uprzywilejowanych w Polsce (powyżej 1048 kWh/m2/rok). Centralny obszar kraju, który obejmuje ok. 50% jego powierzchni, uzyskuje natężenie promieniowania w postaci ok. 1022–1048 kWh/m2/rok, podczas gdy jego południowa, wschodnia i północna część otrzymują natężenie promieniowania ok. 1000 kWh/m2/rok i mniej. Najmniej zasilany w skali roku przez energię słoneczną jest, z powodu zanieczyszczenia warstw powietrza, rejon wysoko uprzemysłowiony (Śląsk), obszar graniczny trzech państw: Czech, Niemiec i Polski oraz pólnocne tereny Polski (obejmujące pas wybrzeża, z wyjątkiem samego Wybrzeża Zachodniego). Porównując: w skali roku północne krańce Polski posiadają o ok. 9% mniej energii słonecznej niż południowe. Rejony nadmorskie cechują się natomiast atmosferą o największej przezroczystości dla promieniowania. Maksymalne sumy natężenia promieniowania całkowitego wynoszą ponad 1111 kWh/m2/ rok, podczas gdy minimalne nie przekraczają 833 kWh/m2/rok. Największą wartość, mianowcie 1199 kWh/m2/rok (1994 r.), odnotowano na Kasprowym Wierchu, a najmniejszą – 833 kWh/m2/rok (1980 r.), na terytorium Suwałk. Opierając się na danych podanych w Polskiej Normie PN-B-02025, w tabeli 1.1 zaprezentowano wartości sum promieniowania całkowitego na powierzchnię poziomą dla całego roku, półrocza letniego i zimowego oraz dla sezonu letniego w wybranych miastach Polski. Przedstawione dane dotyczą skali regionalnej. W rzeczywistych warunkach, na skutek lokalnego zanieczyszczenia atmosfery i pojawiania się przeszkód terenowych, rzeczywiste warunki natężenia promieniowania słonecznego odbiegać mogą od tych zaprezentowanych poniżej.
Tabela 1.1. Potencjalna energia użyteczna H (Wh/m2/podany okres), w wybranych miastach Polski
Wartości chwilowe bezpośredniego natężenia promieniowania słonecznego mogą wynosić nawet do 1250 W/m2. Dla Polski jako normę można przyjąć natężenia promieniowania całkowitego w ciągu roku w wysokości 990 kWh/m2 ± 10% (tabela 1.1). Z pomiarów zaprezentowanych w tabeli 1.1 wynika, iż w półroczu letnim badane miejscowości otrzymują średnio 77%, a tylko w sezonie letnim aż 43% całorocznego promieniowania słonecznego. Innym parametrem, który warunkuje możliwości wykorzystania energii promieniowania słonecznego w kolektorach płaskopłytowych, są sumy dzienne promieniowania słonecznego w danych miesiącach. Na rys. 1.3, wykorzystując dane zawarte w Atlasie Rzeczypospolitej Polskiej, zaprezentowano rozkład godzin słonecznych w ciągu roku. Mapy, z których skorzystano, powstały na podstawie rejestracji prowadzonej przez 60 stacji meteorologicznych (heliograficznych) w latach 1951–1980.
Rysunek 1.3. Rejonizacja średnich sum godzin słonecznych dla reprezentatywnych stacji aktynometrycznych Polski.
