Сколько электроэнергии производит солнечная панель? Этот вопрос задают все, кто интересуется темой фотогальваники и планирует обзавестись автономным источником тока. Без этих знаний мы не смогли бы определить, сколько фотоэлектрических модулей необходимо для удовлетворения энергетических потребностей дома или предприятия. В статье мы постараемся ответить на некоторые волнующие вопросы: сколько энергии вырабатывает солнечная батарея и раскроем многие другие характеристики панелей.
Эффективность солнечных батарей – важные факторы
Многие факторы влияют на производительность фотоэлектрической установки. Основными параметрами, важными при выборе правильного места для солнечных батарей, являются, конечно же, длительное непрерывное воздействие солнечного излучения. Чем дольше элементы подвергаются воздействию прямых солнечных лучей, тем выше выход электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью. Образцовая установка также должна иметь правильный наклон в 30-40 градусов и возможность постоянного охлаждения солнечных панелей. Поэтому важно соблюдать надлежащее расстояние от крыши или соседних панелей. Есть много факторов, которые необходимо учитывать, поэтому стоит воспользоваться помощью опытного специалиста по фотогальванике, который поможет вам систематизировать все рекомендации, чтобы повысить эффективность запланированных инвестиций.
Сколько электроэнергии производит солнечная панель? – номинальная мощность панели
Узнать, сколько электроэнергии вырабатывает одна солнечная панель, можно из шильдика на задней стороне модуля. В зависимости от типа ячеек (монокристаллические или поликристаллические) производительность будет существенно различаться. Стоит также отметить, что эффективность имеющихся в настоящее время панелей намного выше, чем у панелей начала 2000-х годов. Фотогальваника — это отрасль, которая очень интенсивно развивается и нацелена на получение максимальной отдачи.
КПД солнечной панели
Солнечные батареи в простонародье называют солнечными панелями. Они имеют структуру модуля, который собирается из отдельных солнечных преобразователей, соединенных между собой в сложную электрическую цепь. Как итог мы имеем солнечную батарею, конструктивно цельную и работающую как один источник электрического напряжения.
Одна панель – один источник, а соединенные между собой несколько панелей – уже солнечная электростанция, которая может иметь любую мощность, все зависит от количества соединенных панелей. Мощность рассчитывается потребителем. Количество фотоэлектрических преобразователей в панели – кратно 12. Например, панель может иметь 24, 48 или даже 72 солнечных преобразователя. По мощности панели также различаются и могут работать с мощностью от 30 до 350 Ватт.
КПД серийно выпускаемых поликристаллических панелей составляет примерно 16-18%. Монокристаллические достигают и более высоких значений — лучшие китайские панели достигают 20,5%, а американская SunPower выпускает серийные панели значительно выше 22%.
КПД, выраженный в процентах, является очень точным параметром, но не очень удобным для оценки количества энергии, которое данная панель будет производить за год. Для этого лучше подходит номинальная мощность.
На шильдике находим стандартные параметры, которые зафиксированы на испытаниях при определенных параметрах и условиях: STC – одинаковы для всех производителей и позволяют сравнивать характеристики отдельных панелей. Первый пункт в таблице, номинальная мощность, показывает число, которое панель будет генерировать в невозмущенных условиях в течение часа воздействия максимального солнечного излучения. Номинальная мощность основана на КПД и размерах. Напоминаем, что в условиях STC солнечный свет постоянен.
Однако мы должны указать, что в наших широтах интенсивность излучения ниже, поэтому мы не сможем полностью воссоздать т.н. STC. Выбирая панель и ожидая от нее конкретных характеристик, мы должны учитывать этот фактор. В точном расчете потребности в энергии и необходимого количества солнечных панелей для ее покрытия – мы вам поможем!
Что влияет на параметры панелей?
Эффективность фотоэлектрических элементов зависит в первую очередь от технических параметров модулей. С точки зрения производителей это означает постоянный поиск новых технологий и развитие используемых до сих пор решений. Что именно влияет на эффективность фотоэлектрических панелей?
- Материал, из которого изготовлены фотоэлектрические модули – панели из монокристаллического кремния достигают наивысшего КПД в диапазоне 18-22%, а более дешевые полиморфные панели позволяют достичь КПД в 14-18%. Наименьшую эффективность обеспечивают аморфные фотоэлектрические панели.
- Качество соединения фотоэлементов с другими элементами установки.
- Тип антибликового покрытия, используемого для увеличения количества получаемой энергии.
- Использование новых технологий, таких как MWT Back Contact, которые уменьшают затенение панелей.
- Атмосферные условия, особенно высокая температура воздуха.
- Уровень инсоляции и способ установки, поэтому стоит знать, где устанавливать фотоэлектрические панели. Необходимо обеспечить приток воздуха между ячейками, чтобы они не перегревались.
Сколько солнечных панелей необходимо для выработки 1кВт?
Для того чтобы иметь возможность ответить на этот вопрос, нужно ответить на второй, не менее важный – сколько кВт может выработать ода солнечная панель? Современные фотоэлектрические панели (наиболее распространенными в настоящее время являются монокристаллические панели), доступные на рынке, генерируют в среднем 290-400 Вт. Для нашей презентации возьмем панель мощностью 335 Вт, которая проработает час на максимальной мощности – наша выработка будет аналогична 335 Втч энергии. Чтобы получить 1кВтч, 3 фотоэлектрические панели должны работать параллельно в течение часа при максимальной солнечной нагрузке. В зачастую неблагоприятных погодных условиях Санкт-Петербурга и Ленинградской области эти значения необходимо корректировать, в чем поможет наш специалист.
Основными факторами, определяющими, сколько электроэнергии будет производить солнечная панель, являются:
- Погодные условия, в том числе интенсивность солнечной радиации (мощность солнечного излучения покрывающего один квадратный метр за одну секунду излучения) и инсоляции (количество часов в году, в течение которых солнечные лучи падают на землю) – наибольший энергетический прирост от работы фотогальванических панелей в мае, а наименьшее — с декабря по февраль.
- Степень затенения модулей и их расположение по отношению друг к другу – если батареи монтируются в ряд, то достаточно, чтобы одна из панелей была затенена, например, на 30% больше, чем остальные, то весь ряд панелей на 30% станет менее эффективным.
- Угол наклона, расположение и размер кровли, на которой монтируются панели – на хорошо освещенной кровле с южной стороны (юго-восток и юго-запад) мощность установки, полученная в результате расчетов, будет соответствовать энергетической потребности объекта. Но монтаж панелей на другой стороне кровли может привести к тому, что параметры модулей будут на 10%-15% меньше по сравнению с расчетными и необходимо увеличить мощность установки, то есть добавить еще одну панель.
- Тип установленного инвертора – две фотоэлектрические установки одинаковой мощности могут отличаться по цене до 20-30% из-за того, что они оснащены двумя совершенно разными инверторами, тот хороший инвертор, который заставляет каждый модуль работать индивидуально.
КПД одной фотоэлектрической панели, то есть сколько электроэнергии она будет производить при стандартных условиях, определяется в единицах кВт-пик – киловатт-пик. Эта производительность называется пиковой мощностью панели. Подсчитано, что домохозяйство (семья с двумя детьми) потребляет от 4000 до 6000 кВтч в год. Для такой семьи достаточно установки, вырабатывающей электроэнергию с пиковой мощностью от 4 до 6 кВт.
Современные фотогальванические панели, доступные на Российском рынке, генерируют в среднем 290-400 Вт энергии. Давайте запустим симуляцию, взяв в качестве примера панель мощностью 335 Вт, которая будет работать в течение часа на максимальной мощности. Таким образом, выход составит около 335 Втч энергии. Если мы хотим получить 1 кВтч энергии, нам нужно, чтобы 3 панели работали в течение часа. Если мы предположим, что годовая потребность в электроэнергии составляет, например, 4500 кВтч, то это значение следует разделить на годовую выработку (4500: 335), что даст нам 14 (13,4) фотоэлектрических панелей.
В Питерских условиях на каждые 1000 кВтч ежегодно потребляемой энергии выбирается 1,25 кВт мощности фотоэлектрической установки.
Каков срок службы солнечных батарей?
Трудно точно определить срок службы фотоэлектрических панелей. Это относительно новая технология, которая постоянно развивается и с каждым годом дополняется все более интересными решениями и возможностями. Тем не менее, чем дольше срок службы солнечных панелей, тем больше финансовой выгоды солнечная станция принесет в наш портфель. Большинство производителей говорят, что после 25 лет использования солнечных панелей они по-прежнему смогут производить электроэнергию с эффективностью не менее 80% по сравнению с их первоначальной эффективностью.
Снижение эффективности солнечных модулей прогрессирует со скоростью до 0,5% в год. Если панели из бюджетного класса, то до 0,7%.
Сколько прослужат нам солнечные батареи, зависит от многих факторов. Влияет на срок службы технология производственного процесса, качество используемого материала и правильная сборка. Влияние погодных условий также имеет большое значение. Если установка не имеет дефектов и элементы не повреждены градом, считается, что срок их службы значительно превышает минимальный гарантийный срок, предусмотренный производителем. В настоящее время признано, что фотоэлектрические панели хорошего качества способны производить электроэнергию не менее 30 лет, но новые решения дают надежду увеличить этот период до более чем 50 лет!
Можно ли продлить жизнь фотогальваническим элементам
Фотоэлектрические панели не требуют особых мер по обслуживанию — если только мы не хотим следить за их состоянием в экстремальных погодных условиях. Также стоит каждый год проверять состояние кабелей: ничего не повреждено и все правильно подключено между солнечными панелями, инвертором и блоком предохранителей.
Очистка солнечных батарей рекомендуется летом и в периоды засухи (пыльца, листья, пыль, птичий помет могут вызвать снижение эффективности от 2-3% до 30%). Не забывайте использовать профессиональное оборудование, а если не уверены в собственных силах – наймите правильную компанию.
Если вы хотите позаботиться об установке самостоятельно, помните!
- Не мойте панели в середине дня – они горячие – подождите, пока они остынут.
- Не используйте абразивные материалы или другие подобные средства — они могут поцарапать нежное покрытие панелей.
- Не входить на крышу без надлежащей защиты – опасность поражения электрическим током!
- Не используйте моющие средства – материалы панели могут вступить в реакцию и испортиться.
- Не используйте мойки высокого давления — они могут разрушить силиконовое уплотнение между стеклом и корпусом модуля и привести к возникновению токов утечки.
Регулярная очистка фотоэлектрических панелей может повысить их эффективность почти на 14%, что доказано научными исследованиями, проведенными в Техническом университете Берна, Швейцария. Эксперты сходятся во мнении: солнечные батареи работают намного дольше своего среднего гарантийного срока. Даже по истечении гарантийного срока панели должны продолжать нормально работать. Ожидается, что нынешнее поколение высококачественных солнечных панелей прослужит от 40 до 50 лет.
