Эффективность солнечных батарей в Украине в пасмурную погоду

Эффективность солнечных батарей в пасмурную погоду фото
Эффективность солнечных батарей в Украине в пасмурную погоду

В Украине, как и во всем мире, солнечная энергетика набирает все большую популярность. И не только на больших предприятиях, но и в обычных жилых домах. Однако некоторые сомневаются в эффективности солнечных батарей в пасмурную погоду, поэтому не рискуют переходить на автономное электроснабжение.

В этой статье мы подробно разберемся, какова эффективность солнечных батарей в Украине при разной погоде и достаточно ли они генерируют энергии в пасмурные дни.

Особенности и эффективность работы разных типов солнечных панелей в пасмурную погоду

Важнейшим фактором влияния на эффективность любой СЭС является тип используемого в солнечных ячейках полупроводника. Выбор его зависит от расположения и климата, в котором будет установлена электростанция. Связано это с тем, что разные полупроводниковые материалы выдают максимум генерации при поглощении электромагнитных волн разной длины – ультрафиолетового, видимого или инфракрасного света.

Самые распространенные солнечные батареи – кремниевые. Но спектр максимальной генерации кремния очень узкий. Его высокий КПД, в идеальных условиях равный 18-22%, даже при незначительном снижении яркости излучения, затенении хотя бы 10% панелей или рассеивании света облаками падает в 15-20 раз.

Тонкопленочные батареи, использующие в качестве полупроводников редкоземельные элементы, обладают примерно на 25% меньшим КПД при ярком освещении. Но при снижении солнечной инсоляции эффективность таких солнечных панелей в 1,5 раза выше, чем кремниевых. В результате на территориях со сравнительно невысоким количеством ярких солнечных дней среднегодовая выработка пленок выше, чем классических SI-модулей.

Влияние разных световых условий на эффективность солнечных батарей.

Освещенность % солнца
Яркое солнце и идеальный угол по расположению к лучам 100
Легкая дымка 60-80
Облачный день 20-30
За оконным стеклом в 1 слой под идеальным углом по расположению к лучам 90
За оконным стеклом в 1 слой под углом 45° к лучам 65
За оконным стеклом в 2 слоя под идеальным углом по расположению к лучам 85
Искусственное освещение в помещении 0.2-1.4

Влияние на КПД наличия облаков и снежного покрова в ясный зимний день

Гелиомодуль преобразовывает солнечный свет в постоянный ток (DC) и после этого через инвертор выходит переменный ток (AC), который подпитывает все бытовые приборы и технику в доме. Чтобы устройства работали с оптимальной эффективностью, им нужен достаточно ясный день, когда лучи напрямую достигают панелей.

Эффективность солнечной батареи зимой в ясный или пасмурный день разная. Летом же в Украине практически всегда солнечно. В пасмурный день эффективность работы солнечных панелей составляет примерно 30-35% их нормальной выработки электроэнергии. Этого может быть достаточно для питания бытовых приборов в течение дня.

Если вы внимательно следите за выходной мощностью своих панелей, то, возможно, заметили странное явление: в облачный день генерация энергии может быть активнее, чем в солнечную погоду. Этот эффект называется «край облака», когда солнце проходит над внешним краем облака, увеличивая количество солнечного света.Интенсивный свет заставляет батареи временно увеличить выходную мощность, что может помочь сбалансировать потери энергии при сильной облачности. Аналогичная эффективность солнечных панелей возникает, когда яркий свет отражается от снега или воды.

К тому же в слишком жаркий, хотя и ясный день, выход работы фотомодулей может уменьшиться на 10-25%. Дело в том, что выходная мощность многих типов гелиопанелей снижается, если сама панель нагревается свыше 25°C. Вот почему многие производители на упаковке указывают выходную мощность с температурой панели 25degC.

Краткие выводы о степени эффективности солнечных батарей в зависимости от погоды

  1. Варианты СЭС на моно- и поликристаллическом кремнии наиболее эффективны при солнечной погоде. Они хорошо поглощают и перерабатывают энергию, но в пасмурные дни их выработка резко падает.
  2. Тонкопленочные панели работают лучше в пасмурных условиях, чем традиционные ячейки с кристаллическим кремнием. Соединения редкоземельных элементов эффективно поглощают более широкий спектр света, чем кристаллические. В первую очередь – «тепловые», или инфракрасные световые волны, которые отличаются от видимого нашим глазам излучения солнца. Этот поток излучения имеет другую длину волны, присутствует и в пасмурные дни, хорошо поглощается тонкопленочными солнечными батареями, и потому их эффективность в целом выше.

По этой причине почти на всей территории Украины предпочтительнее устанавливать солнечные панели повышенной эффективности на теллуриде кадмия или сульфидах индия, которые при неблагоприятной погоде генерируют большее количество энергии. Зимой, когда солнце стоит низко над горизонтом, или в дни, когда оно прячется за облаками, эта разница особо заметна.

Какие солнечные панели выбрать?

Выбирая солнечные батареи для дома, не забывайте, что их эффективность зависит от погоды и учитывайте общие плюсы и минусы. Независимо от того, какой тип панели будет установлен, вы должны получить максимально возможную отдачу от инвестиций и экономию на счетах за электроэнергию.

Тем не менее, есть целый ряд дополнительных нюансов, которые следует учитывать при выборе модулей:

  • тонкопленочные гибриды на 20% дешевле, чем кристаллические;
  • тонкие пленки выглядят более эстетично;
  • они в несколько раз легче классических кремниевых модулей;
  • они гибкие либо полужесткие, что дает больше свободы в монтаже;
  • КПД самых современных тонкопленочных систем достигает 17-20%, что приближает их к эффективности кристаллических панелей;
  • при одинаковой мощности тонкопленочные модули на базе редкоземельных элементов вида сульфидов германия, индия и меди стоят в два раза дороже, чем на основе теллурида кадмия от компании First Solar (США), чью продукцию в Украине реализует и обслуживает официальный дилер американцев, компания Green Tech Trade.

Важно! В настоящее время большинство крупных станций в Украине все чаще отдают предпочтение пленкам, а не обычным кристаллическим элементам. Эффективность кремниевых солнечных батарей в пасмурную погоду составляет 15-25% от полной мощности. И потому в таких климатических условиях тонкие пленки впереди классики, генерируя за год на широте Украины 1,3 МВт*ч с каждого киловатта мощности, в то время как кремниевые – в среднем 1,1 МВт*ч.