Насколько эффективны солнечные батареи зимой и в пасмурную погоду

Солнечная батарея может стать эффектным украшением дома и выгодным источником электричества. Однако многих волнует вопрос — будет ли эффективна конструкция в зимнее время года и в плохую погоду, когда солнечного света мало?

Мощность электроэнергии

Какую мощность можно получить, когда над панелями нависли тучи или Солнце находится слишком низко над горизонтом? Летом или в хорошую погоду на обеспечение стандартного набора бытовой техники потребуется не более 1 кВт или четыре батареи со стандартной мощностью 250 Вт. Зимой придется увеличивать количество на две дополнительные панели.

Особенности работы солнечных батарей

Распространенный миф, в который верят многие владельцы панелей — для преобразования солнечного света в электроэнергию требуется высокая температура, которая есть только в летнее время. На самом деле принцип работы батареи заключается в захватывании света без зависимости от температуры воздуха. При слишком высокой температуре панели перегреваются и выходят из строя. Поэтому яркое Солнце в морозный день — идеальные условия для работы батарей.

Однако зимой солнечный день короче, а значит на поверхность панелей попадает меньше света. К тому в зимнее время года Солнце находится низко относительно горизонта: свет тяжелее преодолевает сопротивление атмосферы, лучи не попадают на панели перпендикулярно.

Однозначно сказать, насколько упадет производительность конструкции, нельзя. Все зависит от региона и климатических условий. Например, на Дальнем Востоке выработка электроэнергии снизится лишь в 1,5 раза, а в Центральной России — более чем в 8 раз. Чтобы поддержать работу батареи, можно отрегулировать угол наклона панели. Стандартно рекомендуется увеличить угол наклона зимой на 10-15 градусов. Однако на практике стоит ориентироваться на погодные условия: если в регионе идет сильный снегопад, можно вовсе развернуть панель вертикально.

Вторая проблема, которая снижает эффективность работы батареи — налипающий снег, которые уменьшает площадь панели. У владельца конструкции есть два варианта: счищать снег вручную или подождать, пока он растает от нагрева панелей. Тот снег, который покрывает площадь рядом с панелями, играет на руку владельцу солнечной батареи. Панели начинают отражать свет не только от Солнца, но и от снега. Замечено, что более всего вырастает эффективность поликристаллических кремниевых панелей, которые лучше всего улавливают отраженный, рассеянный свет.

Во время дождя и облачности панель также поглощает меньше света. Однако нивелировать разницу могут те же кремниевые батареи. Они могут поглощать рассеянный свет, который проходит сквозь облака. Эффективность поликристаллических кремниевых конструкций обусловлена хаотичным, нестандартным расположением отдельных модулей. При прямом падении света такое расположение снизит КПД, но при рассеянном, отраженном свете, который бывает в пасмурную погоду, расположение незаменимо.

Как повысить эффективность работы

Чтобы производительность солнечной батареи зимой и в пасмурную погоду падала меньше, рекомендуется использовать аккумулятор. Он накапливает и сохраняет всю энергию, выработанную в течение последних часов или дней. Однако именно зимой велик риск короткого замыкания или выхода батареи из строя из-за слишком яркого света. Поэтому для использования накопленной энергии необходим контроллер:

• PWM — с широтно-импульсной модуляцией;
• MPPT, способный следить за точкой максимальной мощности. Такой контроллер следит за повышением тока и не допускает снижения мощности панели. В результате даже зимой на протяжении всего времени поддерживается оптимальная нагрузка.

Лучшие модули для работы с пониженной освещенностью

Сегодня существует несколько видов панелей. Они отличаются по используемым материалам:

• кремниевые — поли- и монокристаллические;
• аморфные.

Все эти разновидности значительно снижают КПД в условиях малой освещенности. Альтернативой могут служить графеновые батареи. Панели покрыты дополнительным слоем — графеном. Он способен использовать снег и дождь как дополнительные источники электричества. То есть перепад эффективности в разную погоду и разный сезон будет нивелирован.

Заключение

Действительно, эффективность солнечных батарей зимой и в пасмурную погоду снижается. Настолько, что пользователю приходится либо устанавливать по 1-2 дополнительные панели, либо часть электроэнергии получать стандартным путем. Однако есть способы, которые позволяют с прежней эффективностью использовать батареи в плохую погоду.