Ефективність сонячних батарей в Україні в похмуру погоду

Еффективність сонячних батарей в похмуру погоду фото
Ефективність сонячних батарей в Україні в похмуру погоду

В Україні, як і в усьому світі, застосування сонячних панелей набирає все більшої популярності. І не тільки на великих підприємствах, але й у звичайних житлових будинках. Однак деякі сумніваються в ефективності сонячних батарей в похмуру погоду, тому не ризикують переходити на автономне електропостачання.

У цій статті ми детально розберемо, яка ефективність сонячних батарей в Україні при різній погоді та чи достатньо вони генерують енергії в похмурі дні.

Особливості та ефективність роботи різних типів сонячних панелей в похмуру погоду

Найважливішим фактором впливу на ефективність роботи будь-якої СЕС є тип використовуваного в сонячних комірках напівпровідника. Вибір його залежить від географічної широти та кліматичних умов, в яких буде встановлена ​електростанція. Пов’язано це з тим, що різні напівпровідникові матеріали видають максимум генерації при поглинанні електромагнітних хвиль різної довжини – ультрафіолетового, видимого або інфрачервоного світла.

Найпоширеніші сонячні батареї – кремнієві. Але спектр максимальної генерації кремнію дуже вузький. Його високий ККД, в ідеальних умовах рівний 18-22%, навіть при незначному зниженні яскравості випромінювання, затіненні хоча б 10% панелі падає в 15-20 разів.

Тонкоплівкові батареї, що використовують в якості напівпровідників рідкоземельні елементи, мають приблизно на 25% менший ККД при яскравому освітленні. Але при зниженні сонячної інсоляції ефективність таких сонячних панелей в 1,5 раза вище, ніж кремнієвих. У підсумку в регіонах з порівняно невисокою кількістю яскравих сонячних днів середньорічна генерація плівками вище, ніж класичними SI-модулів.

Вплив різних світлових умов на ефективність сонячних панелей.

Освітленість % сонця
Яскраве сонце та ідеальний кут розташування панелей 100
Легкий серпанок 60-80
Хмарний день 20-30
За склом в 1 шар під ідеальним кутом 90
За склом в 1 шар під кутом 45 ° до променів сонця 65
За подвійним склом під ідеальним кутом 85

Вплив на ККД хмар і снігового покриву в ясний зимовий день

Геліопанелі PV перетворюють сонячне світло в постійний струм (DC) і після цього через інвертор виходить змінний струм (AC), який підживлює всі побутові прилади та техніку в будинку. Щоб пристрої працювали з оптимальною ефективністю, їм потрібен досить ясний день, коли промені безпосередньо досягають панелей.

Хмарну погоду важко назвати оптимальною для генерації сонячної енергії. Проте, геліопанелі можуть як і раніше генерувати електрику з обмеженого денного світла, доступного в хмарних умовах.

Ефективність сонячної батареї взимку в ясний або похмурий день різна. Влітку в Україні практично завжди сонячно. У хмарний день ефективність роботи сонячних панелей всього 30-35% їх нормальної генерації. Але і цього може бути достатньо для живлення побутових приладів протягом дня.

Якщо ви уважно стежите за вихідною потужністю своїх панелей, то, можливо, помітили дивне явище: в похмурий день можна згенерувати більше енергії, ніж в сонячну погоду. Це так званий ефект “краю хмари”, коли сонце проходить над зовнішнім краєм хмари, збільшуючи кількість сонячного світла.

Інтенсивне світло змушує батареї тимчасово збільшити вихідну потужність, що може допомогти збалансувати втрати при сильній хмарності. Аналогічна ефективність сонячних панелей виникає, коли яскраве світло відбивається від снігу або води.

До того ж в занадто жаркий, хоча і ясний день, вихід роботи фотомодулів може зменшитися на 10-25%.Річ у тім, що вихідна потужність багатьох типів геліопанелей знижується, якщо сама панель нагрівається понад 25 °C. Ось чому багато виробників на упаковці вказують вихідну потужність з температурою панелі 25degC.

Короткі висновки про ступінь ефективності сонячних батарей в залежності від погоди

  1. Варіанти СЕС на моно- і полікристалічному кремнію найбільш ефективні при сонячній погоді. Вони добре поглинають і генерують енергію, але в похмурі дні їх ККД різко падає.
  2. Тонкоплівкові панелі працюють краще в похмурих умовах, ніж традиційні осередки з кристалічним кремнієм. З’єднання рідкоземельних елементів ефективно поглинають ширший спектр світла, ніж кристалічні. В першу чергу – «теплові», або інфрачервоні світлові хвилі, які відрізняються від видимого випромінювання сонця. Цей потік випромінювання має іншу довжину хвилі (присутній і в похмурі дні) і добре поглинається тонкоплівковими сонячними батареями, тому їх ефективність в цілому вище.

З цієї причини майже на всій території України вигідніше встановлювати сонячні панелі підвищеної ефективності на телуриді кадмію або сульфіді індію, які за несприятливої погоди генерують більшу кількість енергії. Різниця особливо помітна в зимовий період (коли сонце стоїть низько над горизонтом) або в дні, коли воно ховається за хмарами.

Які сонячні панелі вибрати?

Вибираючи сонячні батареї для дому треба враховувати загальні плюси та мінуси. Незалежно від того, який тип панелі буде встановлено, ви повинні отримати максимально можливу віддачу від інвестицій і економію на рахунках за електроенергію.

Тим не менш, є цілий ряд додаткових нюансів, які слід враховувати при виборі модулів:

  • тонкоплівкові гібриди на 20% дешевші, ніж кристалічні;
  • тонкі плівки виглядають естетичніше;
  • вони в кілька разів легше класичних кремнієвих модулів;
  • вони гнучкі або напівгнучкі, що дає більше свободи в монтажі;
  • ККД найсучасніших тонкоплівкових систем досягає 17-20%, що наближає їх ефективність до кристалічних панелей;
  • при однаковій потужності тонкоплівкові модулі на базі рідкоземельних елементів сульфідів германію, індію і міді коштуватимуть у 2 рази дорожче, ніж на основі телуриду кадмію від компанії First Solar (США), чию продукцію в Україні реалізує і обслуговує офіційний дилер американців, компанія Green Tech Trade).

Важливо! В даний час багато станцій в Україні все частіше віддають перевагу плівкам, а не кристалічним панелям. Ефективність кремнієвих сонячних батарей в похмуру погоду становить 15-25% від повної потужності. І тому в таких кліматичних умовах тонкі плівки виграють у класики, генеруючи за рік на широті України 1,3 МВт*год з кожного кіловата потужності, в той час як кремнієві – в середньому 1,1 МВт*год.