Как работают солнечные батареи зимой в России. Узнайте, сколько электричества вырабатывают солнечные панели зимой — это облегчит вам понимание того, как работает фотогальваника. Установка производит электроэнергию из солнечной энергии, поэтому лучше всего работает в ясные и теплые дни, когда солнце стоит долго и высоко. И понятен вопрос заинтересованных людей – сколько электроэнергии вырабатывают солнечные батареи зимой? И также люди наверняка задаются вопросом, какова эффективность установок в России и есть ли возможности для улучшения.
Работают ли солнечные батареи зимой в России?
Ответ на поставленный выше вопрос: да, фотогальваника работает не только осенью, весной и летом, когда солнце светит относительно долго и интенсивно, но и зимой, когда оно заметно меньше времени на небе. Солнечные лучи достигают панелей даже сквозь облака, хотя, конечно, их интенсивность тогда намного ниже, чем в теплые безоблачные дни. Это не меняет того факта, что единственным условием, которое должно быть выполнено для правильной работы фотоэлектрической установки, является отсутствие темноты.
Стоит помнить, что в то время как меньшая интенсивность солнечного света, падающего на солнечные панели, фактически снижает количество вырабатываемой электроэнергии, низкие или даже отрицательные температуры, которые преобладают на территории России, не влияют на количество вырабатываемой энергии. Более того, не низкие, а высокие температуры, превышающие 25 градусов С, потенциально опасны и могут сделать фотогальванику для дома или бизнеса менее эффективной, чем, например, при 5 или 10 градусах С.
Как ни парадоксально, даже зимой можно рассчитывать на хорошие условия для производства электроэнергии из солнечной радиации даже в такой пасмурной и неясной области как Ленинградская и в Санкт-Петербурге в частности. Такой шанс появляется в солнечные безоблачные дни, которые обычно при этом очень холодные. Однако сочетание высокой инсоляции и низкой температуры — это то, что больше всего нравится фотогальванике. В таких условиях можно рассчитывать на относительно большую выработку электроэнергии.
Что влияет на работу солнечных батарей зимой?
Зима ассоциируется со снегом. И это правильно, хотя, с одной стороны, при нынешних климатических условиях в Санкт-Петербурге снега становится все меньше, а с другой стороны – не снег является основным фактором, снижающим КПД фотоэлементов. Фотоэлектростанции зимой производят меньше электроэнергии, чем, например, летом или весной, потому что для этого сезона характерно более облачное небо и короткий световой день.
Солнечные панели производят бесплатную энергию на основе так называемого фотоэлектрического явления. Это происходит в ячейке, размещенной внутри панелей, чаще всего из кремния, играющего роль полупроводника. Солнечное излучение вызывает химические изменения в полупроводнике, в том числе с точки зрения типа и движения электронов. Падающий свет создает ток. Изначально это постоянный ток, а после прохождения через инвертор – переменный ток, который поступает в розетки нашего дома.
Зимой солнечные фермы имеют более сложные условия для интенсивной работы. Солнечных лучей просто меньше, и они больше всего влияют на то, сколько электричества вырабатывается фотогальваническими панелями. Однако, даже принимая это во внимание, фотоэлектричество все равно окупается и является очень привлекательной инвестицией.
Влияние снега на фотогальванику
Вопреки видимому покрытию, снегопад не так опасен для производства электроэнергии, как может показаться. Прежде всего, самое главное, как мы уже говорили, это погода, т.е. уровень солнечного света. Прогнозы, основанные на текущих климатических изменениях, ясно показывают, что в этом отношении Россия и Ленинградская обл. с каждым годом становится все более привлекательным местом для установки фотоэлектрических систем.
Снега тоже все меньше и меньше. Когда выпадает снег, он редко держится больше недели. Чаще всего он быстро тает, и в такой ситуации проблема полностью устраняется. Облачность также влияет на работу фотоэлектрических элементов. Когда солнце прячется за тучами, эти устройства способны вырабатывать электричество, но производят его меньше, чем при ясном небе. Однако пасмурные дни Питера не являются большим препятствием для фотоэлектрических систем, поскольку в долгосрочной перспективе (например, в обычный годовой расчетный период) они уравновешиваются.
Информацию о том, сколько электроэнергии вырабатывает фотогальваническая панель, можно найти на паспортной табличке. Номинальная мощность панели определяет ее характеристики в STC (стандартные условия испытаний). Что это за условия? Температура 25°С, инсоляция 1000Вт/м 2, скорость ветра не более 1м/с. Число, которое мы видим на табличке с техническими данными, говорит нам, сколько энергии будет генерировать панель в ненарушенных условиях за час воздействия максимального солнечного излучения. В Российских условиях из-за специфики климата не всегда возможно эксплуатировать панель в тех же условиях, что и тестовые, поэтому ее эффективность может быть несколько ниже. Следовательно, лучше всего поручить расчет энергопотребления наших зданий или объектов и определение количества фотоэлектрических панелей, необходимых для ее покрытия, специалистам.
Итак, сколько электричества производят солнечные батареи зимой? Цифры не оставляют иллюзий. Фотоэлектрические панели со слоем снега в 1 см работают примерно на половине своей максимальной мощности. В свою очередь, коэффициент пропускания солнечного света падает на 80%, если фотоэлектрические панели равномерно покрыты снежным покровом толщиной 2 см. Однако солнечные модули все равно будут работать. Только после того, как панели будут покрыты снегом толщиной около 10 см, солнечное излучение вообще не сможет проникнуть в полупроводники внутри модулей. Таким образом, данные показывают, что вероятность значительной потери производства солнечной энергии зимой может возникнуть, но это маргинальные, редкие ситуации.
Что влияет на работу батареи зимой
Сколько электроэнергии вырабатывают солнечные панели, зависит, прежде всего, от двух факторов: общей мощности установки (на нее влияет количество модулей) и энергоэффективности. Каждая установка немного отличается, поэтому расчеты следует производить на основе индивидуальных особенностей и условий. Например, солнечные панели, установленные на южной стороне, будут иметь гораздо более высокую энергоэффективность по сравнению с батареями, расположенными на северной стороне.
Зимой солнечные панели вырабатывают меньше энергии. Точное количество указать невозможно, так как все зависит от типа установки и ее размера (мощности). Большое значение имеют конкретные погодные условия, так как погода зимой бывает неравномерной. Однако стандартно в осенне-зимний период панели будут вырабатывать электроэнергию в количестве, статистически ниже среднего. Точно так же летом фотоэлектрические модули производят больше электроэнергии, поэтому важен годовой баланс.
Естественно, что в нашем климате солнце светит зимой не только короче, но и менее интенсивно. Кроме того, фотоэлектрическая система не производит энергию ночью. Однако это не означает, что вся установка станет убыточной. Фотоэлектрическая энергия также производит энергию зимой, но ее немного меньше. Для сравнения – когда летом фотоэлектрическая система вырабатывает около 180 кВтч/месяц (при установке на 1 кВтч), зимой может быть даже в три раза меньше
На повышенную эффективность фотоэлектрической системы влияют следующие факторы:
- угол наклона панелей – оптимальный угол наклона модулей, соответствующий климату нашей страны, 30-40 градусов;
- направление выставления солнечных панелей на свет – лучше всего направлять солнечные панели на юг, затем на юго-восток или юго-запад;
- отсутствие затенения – фотоэлектрические модули должны быть полностью открыты. Следует исключить возможное затенение деревьями, архитектурными или другими объектами;
- оптимальное расположение установки (на крыше или на земле) и подбор мощности под энергетическую потребность данного здания;
- снег – установка фотоэлектрических панелей под оптимальным углом (около 10 см от поверхности крыши) позволяет снегу падать на землю автоматически, а температура панелей вызывает его естественное таяние;
- мороз – вопреки видимости не имеет большого значения для работы всей установки. Кроме того, высокие температуры (свыше 25 ℃ могут снизить эффективность установки);
- пасмурные дни – солнечные лучи доходят до панелей даже сквозь тучи, но с меньшей интенсивностью;
- качество элементов фотоэлектрических установок и их профессиональная сборка (чем выше, тем больше шансов на лучшую эффективность панелей).
Зима, облачность или ночь — факторы, на которые пользователь солнечных батарей не может повлиять. Однако стоит помнить, что количество электроэнергии, вырабатываемой солнцем, зависит и от других условий. Ключевым моментом является правильное размещение этих устройств – они должны быть установлены в месте, максимально подверженном воздействию солнечного света, и под правильным углом, в зависимости от точного географического положения. Еще одним важным показателем является ориентация панелей на южную сторону, благодаря которой вы максимально акцентируете внимание на источнике света.
Каков годовой баланс производства энергии из фотогальваники?
Поддержание годового баланса производства электроэнергии из фотогальваники возможно благодаря опции аккумулирования энергии. Тогда в любом случае покупка фотоэлектрических панелей окупится. Излишки электроэнергии, вырабатываемой нашими модулями в течение лета, можно будет отдать в сеть. Взамен вы получите льготные ценовые условия на электроэнергию на зиму — то есть когда панели работают чуть менее эффективно. Такая схема возможна благодаря тому, что вы становитесь просьюмером. В целом, это решение очень экономично.
Как и где монтировать фотоэлектрические модули, чтобы повысить их эффективность?
Зимой от фотогальваники можно получить больше электроэнергии, применяя общие правила, рекомендованные для потребителей зеленой энергии. Они будут способствовать общему повышению энергоэффективности фотоэлектрических панелей – как зимой, так и в остальное время года. В первую очередь убедитесь, что солнечные модули расположены с южной или восточной или западной стороны. Если мы выбираем комплект со стандартным инвертором, а не с микроинверторами, важно, чтобы абсолютно ни одна из панелей не была постоянно затенена (например, деревом в саду). Этот тип затенения может отразиться на текущей эффективности не только одной панели, но и всего модуля, состоящего из множества устройств. В конечном счете большое значение имеет выбор хороших панелей и надежное выполнение фотоэлектрической установки.
К основным преимуществам солнечной энергетики можно отнести:
- универсальный доступ,
- неограниченные энергетические ресурсы,
- низкие эксплуатационные расходы,
- они не требуют особого ухода, кроме чистки,
- отсутствие негативного воздействия на окружающую среду,
- удобство в использовании для портативных и удаленных пользователей,
- возможность выработки электроэнергии в местах, не подключенных к электросети,
- легкая сборка коллекторов,
- прямое преобразование в электричество.
К недостаткам солнечной энергетики относятся:
- невозможность использования солнечной энергии непрерывно (суточная и годовая цикличность),
- высокие инвестиционные затраты,
- солнечные электростанции занимают большие площади,
- низкая суточная плотность потока энергии солнечного излучения,
- трудности с накоплением энергии и ее концентрацией,
- в странах с меняющимся климатом солнечная энергия не является стабильным источником энергии.
Солнечные батареи – начало положено
Фотоэлектрическая система имеет преимущество перед энергией, получаемой из альтернативных источников — ветра, течения воды или сжигания биомассы. Фотоэлектрическая установка будет работать в частных домах, многоквартирных домах, пансионатах, мотелях, гостиницах, отдельно стоящих ресторанах и кафе на берегу водоемов. Вы можете использовать фотогальванику везде. Количество полученной энергии зависит от интенсивности солнечного излучения на поверхность земли. Она меняется в течение дня и года в зависимости от состояния атмосферы и широты. С другой стороны, мощность фотогальванической установки зависит от размеров крыши или площади свободной земли, угла падения солнечных лучей (включая уклон крыши).
Если у вас нет благоприятных условий для сбора большого количества солнечной радиации, ваша фотогальваническая установка должна иметь большую мощность, чтобы количества электроэнергии было достаточно для покрытия ваших потребностей.
