Как работают солнечные батареи зимой и в пасмурную погоду

Содержание

Солнечные панели: как работают фотоэлектрические модули
Будет ли работать солнечная панель зимой?
Короткий световой день
Пасмурная погода
Снегопады и дожди
Эффективные способы повысить КПД солнечной панели зимой
Эффективность работы солнечных панелей разного типа

В связи с ситуацией на рынке энергоресурсов, спрос на альтернативные источники электроэнергии в Украине продолжает расти. Многие предприятия и домохозяйства принимают решение купить солнечные панели, чтобы не зависеть от централизованного электроснабжения. Тут же у потенциального покупателя возникает вопрос – функционирует ли солнечная электростанция зимой? Многие думают, что чем теплее на улице, тем больше энергии дают фотоэлектрические системы. Но это не так. В данной статье мы расскажем, работают ли солнечные панели зимой и насколько они эффективны.

Солнечные панели: как работают фотоэлектрические модули

Как работают солнечные панели зимой

Солнечные станции пользуются наибольшей популярностью среди источников возобновляемой энергии для дома и могут обеспечить питание всех важных бытовых приборов. Чтобы понять, будут ли работать солнечные батареи зимой и смогут ли они обеспечить работоспособность техники, важно знать как они устроены. Рассмотрим подробнее принцип действия солнечных батарей.

Фотоэлектрические панели имеют ячеистую структуру. В каждой ячейке – две пластины из кремния с положительным и отрицательным зарядом. Когда фотоны солнечного света попадают на фотоэлементы, происходит переток электронов, в результате чего и вырабатывается постоянный электрический ток. Он подается на инвертор и преобразуется в переменный, который и используется потребителями. Каждая батарея рассчитана на определенную мощность и напряжение. Для питания техники с небольшим энергопотреблением достаточно 12-вольтовых батарей, для более мощных приборов понадобится установка солнечных панелей с напряжением 24 Вольта. Мощность подбирается в зависимости от потребностей объекта.

Будет ли работать солнечная панель зимой?

Эффективность солнечных панелей зимой

Вопреки распространенному мнению, солнечные панели вырабатывают энергию круглогодично, включая холодную погоду. Низкие температуры и даже сильные морозы не являются преградой для генерации электроэнергии. Выяснив принцип действия фотоэлектрических установок, можно сделать вывод, что на их эффективность влияет не тепло, а интенсивность солнечного света. Наоборот, перегрев панели тормозит генерацию – при высоких температурах электроны кремния двигаются быстрее, в результате повышается сопротивление и снижается эффективность.

Благоприятными условиями для панелей являются яркий солнечный свет и прохладная погода. Так, 550-Ваттная фотопанель в идеальной обстановке, когда солнце находится прямо над ней, сможет выдавать практически полные 500 Вт (в наших широтах можно ориентироваться на цифру в 50-60% от заявленной мощности).

Большинство солнечных панелей эффективно работают в диапазоне от -30 °C до 80 °C. Это значит, что мягкие температурные условия в зимнее время, преобладающие в последние годы в Украине, не повлияют на способность производить электроэнергию. Вместе с тем эффективность солнечных панелей зимой может падать по другим причинам.

Короткий световой день

Сокращение длительности светового дня влияет на солнечные батареи (эффективность зимой существенно падает в период с середины ноября до конца января из-за того, что уменьшается количество часов, когда светит солнце). В летний сезон панели контактируют с солнечными лучами практически в два раза дольше – пиковое время припадает на июнь и июль. Если в этот период домохозяйству для покрытия потребности в 1 кВт (например, для работы холодильника, освещения и еще каких-то приборов) достаточно трех солнечных панелей по 330 Вт, то зимой ситуация меняется – по грубому расчету понадобится не менее шести таких панелей.

Пасмурная погода

Особенности работы солнечных панелей в пасмурную погоду

Затянутое облаками небо является частым явлением в зимний сезон. Облачность перекрывает попадание солнечных лучей на фотоэлементы, от этого снижается производительность системы. В зависимости от плотности облачного слоя, эффективность может падать до 90 % от мощности. Наличие просветов между тучами улучшает ситуацию, поскольку кроме прямых солнечных лучей на панель будет попадать свет, отраженный облаками. В добавок к советам по выбору солнечных батарей, рекомендуем обратить внимание на модели с рифленой поверхностью. Такое решение увеличивает полезную площадь и способствует поглощению большего количества света.

Снегопады и дожди

Дождливая и снежная погода существенно снижает эффективность выработки электроэнергии, поскольку солнечного света в таких условиях практически нет. Также падает КПД процесса, когда лежит снег на солнечных панелях. Если батареи слегка припорошены, не нужно паниковать, свет может проникать между снежинками. К тому же стекло солнечных панелей темное – когда солнце снова появится, снежный покров быстро растает. Поскольку батареи располагаются под углом, слой снега с них будет скатываться под действием силы тяжести. Если же поверхность покрыта плотным снежным пластом толщиной в 8-10 см, важно его счистить, иначе выработка электроэнергии может прекратиться.

Опираясь на наш опыт, снег не всегда является препятствием для работы солнечных панелей, он может оказать и положительный эффект. Снежный покров на крыше или земле выполняет функцию отражателя и направляет лучи солнца на поверхность панели. Таким образом, батареи смогут получить больше солнечной энергии даже в условиях облачной погоды.

Эффективные способы повысить КПД солнечной панели зимой

Основываясь на личных наблюдениях, мы подготовили несколько действенных советов, как увеличить эффективность солнечных панелей зимой:

поддерживайте панели в чистоте;
отрегулируйте наклон панели (значение зависит от географической широты и подбирается индивидуально).

Рекомендации по повышению КПД солнечной панели зимой

Чтобы убрать снег или толстый слой пыли с батареи, рекомендуем использовать специальную щетку. В теплую погоду можно смывать налипший снег и прочую грязь водой из шланга. Чистить панели нужно аккуратно, чтобы не повредить поверхность, иначе убыток будет существеннее выгоды от производства электроэнергии. По собственному опыту рекомендуем располагать батареи так, чтобы доступ к ним оставался свободным. Для чистки солнечных панелей для квартиры, особенно расположенных на верхних этажах, можно воспользоваться услугами альпинистов. Есть и альтернативный вариант очистки от снега – автоматический подогрев панелей с внутренней стороны, который активируется, когда датчики обнаруживают снег на поверхности.

В летнее время оптимальный угол установки фотопанелей для областей Украины составляет 35-45 градусов. Под наклоном в 50-70 градусов следует ставить солнечные панели зимой – снег таким образом будет скатываться под собственным весом, а солнечные лучи будут поглощаться максимально эффективно. Если вы планируете ставить солнечные батареи на крышу, учитывайте угол ее наклона. Если кровля слишком пологая или наоборот крутая, может понадобиться специальный каркас для выравнивания наклона. Привлекательным решением будут поворотные платформы, которые отслеживают движение солнца и автоматически подстраивают положение солнечной панели.

Эффективность работы солнечных панелей разного типа

Особенности работы солнечных панелей разного типа

На то, как работают солнечные панели зимой, влияют не только погодные условия. Значение имеют и их технические характеристики:

Наиболее эффективными считаются панели с монокристаллической структурой, их КПД варьируется от 18 до 22 %. Они генерируют больше энергии по сравнению с остальными типами в одинаковых условиях освещения, поскольку изготавливаются из цельных кристаллов высокоочищенного кремния, а черный цвет панели лучше поглощает солнечные лучи. Монопанели сохраняют высокую эффективность в условиях рассеянного света и будут идеальными для регионов с повышенной облачностью. Стоимость таких устройств выше остальных.
На поликристаллические панели цены ниже. КПД у них меньше – 12-18 %, соответственно и в пасмурный зимний день такие модели произведут меньше электроэнергии. Изготавливают их из фрагментов кремния, чем и обусловлена более выгодная стоимость изделий. Если есть ограничение по средствам и позволяет свободное место, можно установить большее количество батарей, чтобы получить желаемую производительность станции.
Хорошо зарекомендовали себя в условиях снежных зим двухсторонние солнечные панели. Это инновационное решение поглощает свет обеими сторонами, поэтому когда на земле лежит снег, выход энергии увеличивается. Над неотражающими поверхностями, например, над травой, такие панели ставить нерационально, поскольку тыльная часть батареи не будет получать достаточное количество света. Эффективность двухсторонних систем на 10-20 % превышает традиционные односторонние батареи в зависимости от условий эксплуатации.
Опираясь на заявления производителей, отметим эффективность тонкопленочных панелей из аморфного кремния в пасмурную погоду. Это самый бюджетный тип батарей с низким КПД (8-10 %), но он обладает более высоким поглощением рассеянного света.

Солнечные панели под снегом: какие подходят для использования зимой

Выбирая солнечные панели для домашнего использования или бизнеса, учитывайте, что они производят электроэнергию круглогодично. Их производительность главным образом зависит от интенсивности солнечного света, поэтому перед установкой важно тщательно обдумать местоположение станции. Рекомендуем изучить список лучших фотоэлектрических панелей по версии наших специалистов, чтобы определиться с оптимальным вариантом для будущей системы.