Эффективность солнечных батарей в пасмурную погоду – Эффективность работы солнечных панелей: в тени, в пасмурную погоду и ночью. Как же с этим бороться? | Интернет журнал: Eco-Energetics

Как работают солнечные батареи зимой и в пасмурную погоду?

Солнечные батареи в пасмурную погоду работают далеко не так хорошо, как в солнечную. Вырабатываемое солнечным элементом напряжение зависит от падающего на него светового потока, а именно: напряжение с ростом освещенности возрастает лишь до определенного предела, а дальше уже не растет. Для кремниевого элемента это напряжение составляет 0,6 В, и для повышения напряжения солнечной батареи (панели) элементы соединяют последовательно. Так, для заряда автомобильного аккумулятора номинальным напряжением 12 В необходима батарея из соединенных последовательно 36 элементов с общим напряжением холостого хода 36 х 0,6 = 21,6 (В).

Зачем солнечной батарее нужен запас по напряжению

Запас по напряжению обеспечивает заряд аккумулятора при падении светового потока в пасмурную погоду или заходе солнца за облака и вследствие наличия у солнечного элемента внутреннего сопротивления, снижающего напряжение на выходе при подключении нагрузки, а также для обеспечения зарядки аккумулятора до требуемых 14,4 В. Кроме того, элемент выдает максимальную мощность при нагрузке, обеспечивающей просадку напряжения до 0,47-0,5 В, и при оптимальной нагрузке батарея из 36 элементов выдает напряжение 17-18 В.

Важной характеристикой солнечного элемента, кроме напряжения холостого хода, является ток короткого замыкания. Ток короткого замыкания растет с ростом освещенности, а в пасмурную погоду снижается, что ведет к уменьшению отдаваемой батареей мощности.

Солнечная батарея в пасмурную погоду снижает свою мощность в 15-20 раз, а в облачную в 10-15 раз.

Однако при очень низкой освещенности солнечной батареи ее напряжение падает настолько низко, что становится ниже напряжения аккумулятора. Чтобы исключить разряд аккумулятора через солнечные элементы, в самом простом случае между солнечной батареей и аккумуляторной батареей включают полупроводниковый диод с односторонней проводимостью, пропускающий ток лишь в направлении от солнечной батареи к аккумулятору.

Чем отличаются MPPT-контроллеры от PWM-контроллеров

​Чтобы использовать вырабатываемую солнечной батареей энергию даже в условиях низкой освещенности, лучше использовать современные контроллеры заряда. Используются 2 типа контроллеров – PWM (с широтно-импульсной модуляцией — ШИМ) и MPPT (со слежением за точкой максимальной мощности). PWM-контроллеры более простые и дешевые, при ярком освещении (и высоком напряжении солнечной батареи) мощность батареи снижается (излишнее напряжение попросту недоиспользуется), а вот MPPT-контроллеры в состоянии понизить напряжение солнечной батареи с соответствующим повышением отдаваемого тока и сохранением отдаваемой мощности, поскольку батарея работает наиболее эффективно лишь при оптимальном для данных условий (зависящих от освещенности) сопротивлении нагрузки, а контроллер способен обеспечить условие оптимальности нагрузки. В сравнении с PWM-контроллерами MPPT-контроллеры позволяют взять от батареи при ярком солнце на 30% больше мощности.

Что касается работы солнечной батареи с MPPT-контроллерами в пасмурную погоду, то считается, что ввиду пониженного напряжения батареи преимущества контроллеров этого типа не реализуются, поскольку контроллер дает на выходе ток не больше, чем PWM-контроллер, соответственно нет и добавки в мощности.

Какие солнечные батареи лучше работают в пасмурную погоду

Для работы в условиях преобладающего пасмурного неба очень перспективны солнечные элементы, преобразующие в электрический ток не только ультрафиолетовое, но и инфракрасное излучение Солнца. В массовом порядке такие панели пока не производятся, но за ними будущее.

Наиболее эффективны в пасмурную погоду кремниевые поликристаллические батареи, хорошо поглощающие не только прямое солнечное излучение, но и рассеянный свет, проникающий через облака. Связано это с тем, что в поликристаллических элементах кристаллы кремния ориентированы не упорядоченно, а хаотически, что, с одной стороны, снижает эффективность батареи при прямом падении солнечного излучения, а, с другой, снижает ее незначительно при характерном для пасмурной погоды рассеянном освещении.

Как работают солнечные батареи зимой

Зимой сокращается длительность светового дня, и батарея начинает вырабатывать меньше энергии. Чем южнее, тем менее существенна разница между летней и зимней выработкой энергии. На Дальнем Востоке эффективность батарей снижается зимой всего в 1,5-2 раза, а в Москве и Подмосковье до 8 раз.

​

Очень важен угол наклона солнечных панелей. Можно менять угол наклона в зависимости от сезона (зимой наклон меньше), либо выставлять некий зависящий от широты местности угол (средний между летним и зимним) на целый год. Зимой оптимальный угол наклона солнечных модулей равен увеличенной на 10-15°, а летом уменьшенной на 10-15° широте места установки. В качестве примера, на широте Москвы 56° зимой угол наклона должен составлять 66-71° (иногда панели в ущерб производительности устанавливают вертикально, чтобы исключить налипание снега).

Налипающий на панели снег зимой представляет особую проблему, его необходимо периодически счищать с панелей. Но иногда снег успевает растаять самостоятельно, поскольку активно работающие панели нагреваются.

А вот снег на окружающих панели участках местности повышает эффективность солнечных батарей, поскольку они начинают улавливать отраженный снегом свет. Особенно повышают в этих условиях свою производительность панели из поликристаллического кремния, улавливающие отраженный и рассеянный свет.

При намерении обустроить домашнюю солнечную электростанцию следует решить следующие вопросы:

• будут ли солнечные панели эксплуатироваться зимой;
• будут ли панели устанавливаться неподвижно либо угол их наклона будет изменяться в зависимости от сезона;
• стоит ли приобретать дорогой MPPT-контроллер, либо можно ограничиться более простым и дешевым PKW-контроллером.

Работают ли солнечные батареи в пасмурную погоду

Солнечная батарея (панель) является наиболее распространенным прибором, используемым для получения бесплатной электрической энергии для бытового и промышленного использования.

А о том, работают ли солнечные батареи зимой и в пасмурную погоду, мы расскажем в настоящей статье нашего проекта.

Солнечная батарея – это техническое устройство, представляющее собой определенное количество фотоэлектрических преобразователей соединенных в единую цепь и служащих для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Использование солнечных батарей для электроснабжения жилого дома круглый год — это реально

Как работают солнечные батареи зимой

Содержание статьи

В силу того, что зимой продолжительность светового дня снижается, то и эффективность работы солнечных батарей в это время года также понижается.

К сведению! В зависимости от места размещения солнечной электростанции и погодных условий, показатель эффективности работы солнечных панелей может понизиться в несколько раз. В числовом выражении это может составить от 20 до 80 % от номинальной мощности.

Низкие температуры не оказывают влияние на производительность подобного оборудования, как считают некоторые пользователи, а вот расположение по отношению к солнцу, выражающееся в угле наклона панелей по отношению к поверхности земли, очень важно в этот период года.

Кроме этого, важным фактором, оказывающим влияние на производительность солнечных батарей зимой, является отсутствие снега на их рабочей поверхности, т.к. при его наличии, работа фотоэлектрических преобразователей невозможна.

Важно! Для обеспечения должной производительности солнечной электростанции необходимо регулировать угол наклона панелей по отношению к солнцу, а также очищать их рабочую поверхность от снега и наледи.

Только убирая снег с рабочей поверхности солнечных панелей можно добиться эффективности их использования в зимний период

К сведению! Для того, чтобы рассчитать производительность солнечной установки, в зависимости от угла размещения по отношению к солнцу, можно воспользоваться калькулятором типа «PVWatts», размещенном на сайте NREL

Использование солнечных батарей зимой

Используя специальное оборудование, каковым являются трекеры, можно упростить обслуживание солнечных батарей зимой.

Солнечный трекер – это техническое устройство, позволяющее отслеживать расположение солнца на небосоводе и перемещать солнечную панель в оптимальное положение, для наиболее эффективного поглощения солнечных лучей.

При использовании трекеров производительность гелио оборудования возрастает на 40 – 45 %, что особенно важно при его использовании в зимний период.

Использование трекеров хоть и повышает эффективность использования солнечных батарей, но, тем не менее, очищать наружную поверхность оборудования все равно приходиться вручную

Одним из вариантов упрощения обслуживания солнечных панелей зимой, особенно если они смонтированы на крыше дома, является укладка на их наружной поверхности греющего кабеля, который можно приобрести в торговых организациях или через интернет.

Опыт успешного использования такого решения уже имеется, с ним можно ознакомиться пройдя по следующей ссылке: https://pikabu.ru/ (№232 «Подогрев солнечных панелей зимой. Отчет по эксперименту».)

Солнечные батареи в пасмурную погоду

Фотоэлектрические преобразователи, являющиеся основным элементом солнечной батареи, способны вырабатывать электрический ток даже в пасмурную погоду, когда нет прямых солнечных лучей. Однако в такой ситуации производительность солнечного оборудования значительно снижается.

Так при незначительной облачности эффективность работы понизиться на 20 – 40 % от номинальной, а в пасмурную погоду – на 70 – 80 %.

Какие солнечные панели работают лучше в пасмурную погоду

Разные по конструкции солнечные панели по-разному работают при снижении освещенности, что обусловлено пределом чувствительности фотоэлементов входящих в их состав.

Для кремниевых преобразователей данный показатель составляет 150 – 200 Вт/м², а для тонкопленочных – 100 – 150 Вт/м².

К сведению! Панели из аморфного кремния лучше поглощают рассеянный свет, чем монокристаллические аналоги и изготовленные из поликристаллов.

 

Солнечная батарея в пасмурную погоду хоть и менее эффективна, чем при солнечной погоде, тем не менее она способна обеспечить требуемый заряд аккумуляторов, правда за более продолжительное время

Кроме этого на КПД использования гелио панелей влияет фактура наружной поверхности.

Если эта поверхность рифленая или волнообразная, то производительность увеличивается на 10 -15%. Это обусловлено увеличением площади поверхности улавливающей солнечный свет, особенно если это рассеянные лучи, обеспечивающие работу солнечных приборов в пасмурную погоду.

Как работают солнечные батареи в пасмурную погоду

Может показаться странным, но в пасмурную погоду, когда небо затянуто не полностью, присутствуют лишь отдельные облака в просветы между которыми проникают лучи солнца, производительность солнечных батарей может даже увеличиться.

Причиной такого эффекта является то, что фотоэлементы получают свет не только от нашего светила, но и отраженный от облаков. Соответственно количество лучистой энергии увеличивается, и как следствие, увеличивается и КПД гелио устройств.

При правильном расположении солнечных панелей можно добиться получения максимального количества электрической энергии даже в пасмурную погоду и в зимний период

Для снижения влияния облачности на работоспособность солнечных установок, можно применить несколько способов, вот некоторые из них:

1. Если в месте где установлена солнечная электростанция облачность или туман преобладают в определенное время дня (утром, днем, вечером), то панели следует развернуть так, чтобы была возможность их использования с максимальной отдачей (тучи днем, значит развернуть больше на восток, тучи утром — значит направить их западнее, и т.д.).
2. Площадь используемых панелей должна быть достаточной, чтобы осуществить зарядку накопителей электрической энергии (аккумуляторов) даже при плохой погоде.
3. Мощность контроллера, обеспечивающего работу солнечной станции, должна быть достаточной, чтобы обеспечить зарядку аккумуляторов в часы пик работы станции (полдень + отраженный свет от облаков).

В заключение настоящей статьи хочется отметить, что как бы не противились скептики развитию альтернативной энергетики в нашей стране, она тем не менее развивается по всем направлениям.

Солнечные электростанции работают в Крыму и на Алтае, Республике Башкортостан и Хакасии, в Оренбургской, Саратовской и Белгородской области, а также в Хабаровском крае и Волгоградской области. Во всех этих регионах климат различен, но, тем не менее солнечные станции успешно справляются с поставленными перед ними задачами.

Установленная мощность солнечных электростанций в нашей стране составляет более 800 МВт.

О том, сколько станций используется на бытовом уровне информации в настоящее время нет, но количество желающих установить солнечные батареи у себя на даче или в загородном доме постоянно увеличивается.

Эффективность солнечных батарей в пасмурную погоду: особенности и КПД

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.

Как работают солнечные батареи ночью и в пасмурную погоду

Многими движет желание дистанцироваться от общих электросетей и стать независимыми , а также сэкономить значительные средства на оплате квитанций за электроэнергию. Российское правительство разрабатывает ряд мер, способствующих распространению альтернативной энергетики в нашей стране. Готовиться законопроект, согласно которому, излишки можно продавать в государственные энергетические компании. Ведущие европейские страны давно ведут грамотную политику в новой для нас области и уже добились определенных успехов. Жители Германии, Швеции, Австралии могут не только пользоваться собственными источниками, но и продавать.

Принцип работы:

• лучи падают на поверхность,
• происходит поглощение света,
• он преобразуется в электрический ток.

Чем больше попадает на поверхность лучей, тем выше КПД. А если их нет? Получается, и панель не работает и энергия не вырабатывается. Это не так.

Эффективность в пасмурную погоду

В плохую погоду гелио-модули способны вырабатывать электроэнергию. Дело лишь в том, насколько темно на улице. Ведь панели способные поглощать прямые лучи и рассеянный свет.

Ясно, что коэффициент полезного действия снизится, но не настолько критично, как многим кажется. В зависимости от степени облачности в среднем он снижается на 10-25%.

Хочется отметить деталь, которую обязательно нужно учитывать, при установке. Крыша дома, где планируется монтаж гелио-системы, не должна находиться в тени. Следует избавиться от всего, что даёт эту тень: лишних деревьев, построек, вышек. Либо перенести установку на другое место. Это даст вам более эффективную работу всей мини-электростанции.

Что касается осадков в виде дождя и снега, они несколько снижают КПД, но в целом глобально не влияют на работу. Если идёт дождь, но солнце, панели будут стабильно накапливать энергию. При эксплуатации зимой, важно грамотно произвести монтаж установки, правильно выставить наклон (не забываем, зимой солнце расположено несколько ниже, чем летом), а также регулярно производить очистку от снега и наледи. 

Работают ли батареи ночью?

Понятно, что солнца нет, а, значит, батарея не вырабатывает. Ночью модули не работают. Здесь есть два варианта пути: либо, как только батарея переходят в режим ожидания, вы должны будете подключаться к общей сети и брать энергию оттуда. Либо использовать аккумуляторы, способные накапливать, когда светло, а потом отдавать ее.

Таким образом, в ночное время, зимой, в любой момент, когда света не хватает для получения достаточного количества энергии, вам на помощь придут аккумуляторы, где хранится запас. Использование аккумуляторов также целесообразно в случае постоянных отключений электроэнергии.

Использование в других странах

Вы не поверите, но, например, Германия является достаточно пасмурной страной. Однако, именно там в 2006 году открылся самый большой в мире парк электростанций. Во многих городах США преобладает пасмурная дождливая погода. Это и Сан-Франциско, и Сиэтл, и Бостон. Но солнечная энергетика там продолжает развиваться и не сдаёт свои позиции.

Кроме того, не стоит забывать и о том, что в области солнечной энергетики постоянно происходит развитие, совершенствуются технологии, модули год от года становятся всё более эффективными, показывают наилучший КПД. А, кроме того, снижается их стоимость, что также сказывается на активности населения по их установке и эксплуатации.

Многие ученые занимаются разработкой модулей, которые будут даже ночью поглощать. Пока ведутся многочисленные разработки, ставятся эксперименты, но, будем надеяться, в скором времени они появятся на рынке.

Солнечные батареи для дома и дачи, в пасмурную погоду и ночью

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:

Многие мечтают о доме или хотя бы маленькой даче за городом. Но некоторые отказываются от возможного слияния с природой из-за отсутствия поблизости электрических коммуникаций. Выход можно найти из любой ситуации, и здесь «палочкой-выручалочкой» становятся батареи для дачи, потребляющие энергию солнца.

Энергия, производимая солнечными батареями, напрямую зависит от количества солнечного света, попадающего на панель. Максимум солнечных лучей – в ясный, погожий день.

Соответственно, и количество вырабатываемой энергии самое большое. В пасмурную погоду, когда солнце закрывают облака и тучи, продуктивность батарей понижается. Но не все так безрадостно!

Автономное существование

Солнечные панели уже не являются диковинкой. Их активно применяют для обустройства жизни за городом. Уже не имеет значения, проходят рядом линии электропередач или нет. Ультрафиолетовые лучи – это возможность создать собственную автономию семейного масштаба.

Схема питания дома от солнечных батарей

Приобретя солнечные панели и установив их на крыше особняка или карнизе, можно обеспечить себе вполне комфортную жизнь. Если выбрать батареи для частного дома достаточной мощности, то с помощью бесплатного источника энергии можно жить цивилизованно даже на значительном расстоянии от города.

Приобретаемые возможности:

1. Панелей хватает, чтобы обеспечить одновременное питание всем электрическим устройствам, в том числе и крупным бытовым приборам (холодильнику, печи, стиральной машине, телевизору), а не только утюгам и фенам;
2. Благодаря солнечной энергии бесперебойно будут функционировать спутниковые антенны и интернет;
3. Не возникнет проблем при выполнении строительных и ремонтных работ;
4. Энергия солнца обеспечит работу насосов, установленных в канализационных системах, поливных устройствах и водоснабжении.

Солнечные батареи для дачи или загородного дома не дадут замерзнуть зимой. Отопительные системы отлично функционируют на природном источнике питания, давая высокую теплоотдачу при минимальных денежных расходах.

Комплектующие

Чтобы перевести свое жилище на автономное солнечное питание, приобретать придется целый комплекс устройств. Только так система сможет функционировать.

Комплектующие автономной системы:

• солнечные батареи для частного дома – это аккумуляторные панели-модули. Именно они трансформируют энергию света в электричество;
• преобразованная энергия накапливается в аккумуляторных батареях;
• чтобы обеспечить стабильность работы модулей и АКБ, понадобится контроллер заряда.
• еще необходимо адаптировать электроэнергию, аккумулируемую батареями, под стандартное напряжение в 220В, от которого работают бытовые приборы и техника. Называют это устройство инвертором напряжения.

Устройство солнечной батареи

Вложив средства в солнечную станцию, обеспечить себя комфортом можно на 25 лет: такой срок эксплуатации модулей. При этом пасмурная погода никакого влияния на работу системы не оказывает. Аккумуляторные батареи достаточно долго держат накопленный заряд.

Эффективность солнечных батарей в пасмурную погоду

Современные батареи успешно поглощают не только прямые солнечные лучи, но и рассеянный свет, которого вполне достаточно даже в хмурую погоду. Поэтому процесс преобразования солнечного света продолжается и при облачности. Разумеется, эффективность батареи несколько понизиться, но цифровой показатель не так уж критичен – от 25% до 50%.

Более того, влияние облачности на солнечную батарею может оказаться неожиданно позитивным.

Во-первых, панели будут генерировать энергию, полученную от прямого солнца. А во-вторых, в момент, когда солнечные лучи пробиваются между облаками, батареи, помимо прямого света, дополнительно получают и свет, отражающийся от облаков.

Выходит, что в некоторые пасмурные дни панели получают даже больше солнечного света, чем в погожий день. Все зависит от степени «пасмурности».

От чего зависит эффективность солнечных батарей

Эффективность работы панелей в ненастную погоду во многом зависит от материала, из которого они изготовлены.

Батареи из аморфного кремния лучше поглощают рассеянный свет, чем монокристаллические и поликристаллические панели. Поэтому для регионов с преобладанием пасмурных дней целесообразнее использовать именно кремниевые панели.

Кроме того, на результативность солнечной батареи влияет фактура поверхности – панели из рифленого стекла успешнее улавливает боковой свет. А оптимальным является волнообразный рельеф, с ярко выраженными выступами и впадинами. Рельефная поверхность способна увеличить производительность батареи на 5-10%.

«Работоспособность» солнечных батарей ночью

В ночное время солнечные панели не работают! Солнца нет в принципе, а значит батареям просто не из чего брать «топливо» для преобразования в электроэнергию. Спасти ситуацию могут аккумуляторы, которые накапливают энергию, получаемую днем, а ночью – отдают ее.

А чтобы аккумуляторы имели достаточный запас энергии, важно, чтобы днем панели получили максимально возможное количество солнечного света.

Для этого необходимо подыскать правильное место для размещения солнечных батарей – панели ни в коем случае не должны быть в тени. Все, что может дать хотя бы незначительную и непродолжительную тень, должно быть удалено. Если это невозможно, значит придется подыскивать другое место для установки панелей. А еще обязательно поддерживать чистоту поверхности батарей. Скопившиеся грязь и пыль – практически непреодолимая преграда для солнечных лучей.

Каковы перспективы

Прогресс не стоит на месте, в разных уголках планеты ведутся научные изыскания, призванные «заставить» работать солнечные батареи даже ночью. И подвижки есть. Так, в технологическом институте Массачусетса ученые решают проблему сохранения и возобновления энергии, полученной днем.

В Китае также занимаются разработкой нового типа солнечных батарей, способных не терять эффективность в пасмурную погоду и продолжать генерировать энергию ночью. Изобретатели сосредоточили внимание на невидимом глазу и обычно неиспользуемом инфракрасном спектре солнечного излучения.

Возможно, в самое ближайшее время проблема будет решена и человечество обзаведется бесперебойно работающими солнечными батареями.

Источник: GWS-energy

Работа солнечных батарей ночью и под тучами

В наши дни популярность панелей, преобразующих в ток энергию солнца, велика и продолжает увеличиваться, поскольку работать могут солнечные батареи ночью и ненастные дни.

Поэтому, несмотря на то, что Россия далеко не самая солнечная страна, ее жители задумываются все чаще о приобретении такого автономного источника электроэнергии.

Одни пользователи желают дистанцироваться от централизованных электросетей, поэтому покупают солнечные батареи ночью работающие, другие рассчитывают сэкономить на оплате за электроэнергию по квитанциям, третьи не имеют доступа к поставке электричества централизованным способом.

Правительственная помощь

Идя навстречу желаниям россиян, в правительстве рассматриваются соответствующие законопроекты, которые помогут развиваться альтернативной энергетике, а именно, солнечные батареи ночью снабжающие электричеством.

Одним из них является тот, который разрешит продавать излишки аккумулированной энергии государству.

Область использования солнечных батарей ночью пока новая для России, но в ведущих странах Европы уже давно проводится грамотная политика этом вопросе, которая уже принесла положительные результаты.

В Австралии, Швеции, Германии владельцы дополнительных источников энергии не только ее получают для себя практически бесплатно, но и продают излишки в городскую сеть. Тем самым, в выигрыше оказываются обе стороны.

Поскольку, как говорилось, солнечные батареи ночью для россиян пока дело новое, многие колеблются, сомневаясь в эффективности такого источника, поскольку на огромной территории России в течение года чаще бывает погода пасмурная с обильными осадками. Как в таких условиях будут себя вести солнечные батареи днем и как ночью?

Принцип работы

В основе функционирования всех модулей, в том числе солнечных батарей эффективных и ночью, лежат такие процессы:

• на лицевую часть панели, выставленной под соответствующим углом, светят лучи;
• свет поглощается фотоэлементами;
• преобразуется в электроток.

Понятно, что, чем большее количество света попадет на панель, тем выше будет ее эффективность (КПД). Тогда получается, что, когда солнца нет, то и конструкция не работает? Значит, солнечные батареи не эффективны ночью?

Эффективность солнечных батарей в пасмурную погоду

Так было при появлении первых устройств. Сегодня же модули уже за плечами имеют достаточно длинный путь. Они стали более совершенными и поглощают помимо прямых лучей, солнечные лучи рассеянные. Понятно, что в ненастье их КПД значительно ниже, чем в ясную погоду. Но все не столь критично, как может показаться.

Важно: В сильную облачность производительность падает на 25%, небольшую – на 10%.

Видео: Работа солнечных панелей в пасмурную погоду

Установка

Тем не менее, задумываясь о монтаже будущей гелио-установки, следует на крыше выбрать наиболее солнечный участок. От того, что дает тень, желательно избавиться: деревья, постройки и пр. Это послужит гарантией эффективности солнечных батарей даже ночью.

Рекомендации особенно актуальны, если предполагается установку использовать круглый год.

Виды

Видов солнечных батарей на сегодня много:

• тонкопленочные и поликристаллические;
• монокристаллические;
• аморфные.

Все они отлично удерживают рассеянный свет. Осадки в виде дождя и снега несколько снижают коэффициент полезного действия, но глобальным образом не отражаются на эффективности солнечного модуля.

Важно: Чтобы они работали максимально эффективно, монтаж сделать необходимо грамотно, выставив точно наклон, что позволит использовать дополнительный источник дешевой энергии и зимой. Угол наклона важен, поскольку солнце в это время года находится низко. Тогда, даже во время дождя, они продолжают накапливать энергию.

Также необходимо панели очищать от снега и наледи. Температура не ухудшает функционирование современных панелей, поэтому в морозную и солнечную погоду у них отличная производительность.

Работа в темное время суток

Понятно, что с наступлением ночи, когда солнца нет, работать устройства не могут.

И вариантов в этом случае существует два:

• подключаться всегда к общей сети, как только конструкция перейдет в режим ожидания, и получать от последней энергию;
• воспользоваться аккумуляторами, подключив их к устройству.

Применение аккумуляторов

Последние смогут в дневное время аккумулировать энергию, а в темное – отдавать ее потребителям. Решат солнечные батареи и ночью работающие проблему обеспечения энергией и в пасмурные или дождливые дни, потому что они станут сохранять энергию, чтобы отдавать ее, когда потребуется.

Использование устройств жителями разных стран

На первом месте среди стран, дано поставивших энергию солнца человеку на службу, Германия – страна, где часто достаточно пасмурно. Самый большой на планете парк электростанций, работающих на энергии солнца, там был открыт еще в 2006 году.

В развитие солнечной энергетики заинтересованы и в США, хотя в ее городах — Бостоне, Сиэтле, Сан-Франциско и др. чаще погода стоит пасмурная.

Нельзя не понимать и того, что происходит развитие и самой отрасли солнечной энергетики, где становятся более совершенными технологии, позволяющие повысить КПД. Причем, это касается даже пасмурной погоды.

Помимо этого, постоянно снижается себестоимость, что стимулирует активность населения на покупку данных систем.

Перспектива

В наши дни ученые ведут разработки, которые, возможно, совсем скоро смогут помочь в создании систем, которые способны поглощать даже ночью солнечный свет.

Если принято решение установить такую систему, нужно грамотно ее просчитать. А сделать это смогут специалисты, которые учтут все пожелания, дадут рекомендации, подберут модель с лучшим соотношением качества и цены.

Видео: Работа солнечных панелей в пасмурную погоду и белые ночи

Правда о работе солнечной электростанции зимой

Пока большинство жителей нашей страны заняты покупкой зимней одежды и запасаются каменной солью для борьбы с гололедом, владельцы солнечных электростанций размышляют будут ли работать солнечные батареи в период зимней непогоды. Хорошая новость заключается в том, что солнечные панели питают светом, а не теплом, поэтому они будут продолжать обогревать и отапливать ваш дом круглый год.

Солнечные панели выглядят так, будто созданы для вечного лета. Тем не менее, они хорошо работают при любых погодных условиях. Даже в холодных северных широтах и ​​дождливом климате солнечная энергия является надежным и устойчивым источником энергии.

Солнечная установка генерирует чистую возобновляемую энергию круглый год. На самом деле, более эффективно солнечные панели производят электричество в холодную погоду. Все больше домохозяйств по всей стране инвестируют в солнечные системы каждый год. Солнечная энергия — самый стабильный и устойчивый энергетический ресурс в холодном климате. Она делает ваш дом более безопасным и менее зависимым от ископаемого топлива и энергосистемы.

Работают ли солнечные панели зимой?

Самый мощный энергетический ресурс, доступный в мире, находится прямо над нашей головой. Даже в самую холодную погоду солнечные панели превращают солнечный свет в электричество. Солнечные батареи создают энергию от обильного света нашего солнца, а не солнечного тепла.

Как работают солнечные батареи?

Если вкратце, то когда частицы фотона солнечного света попадают на фотоэлементы солнечной панели, электроны в кремнии приводятся в движение. Это движение напрямую преобразуется в электрический ток. Затем ток отправляется в распределительную коробку вашего дома для питания вашей отопительной системы и бытовой техники.

Таким образом, даже в зимние месяцы, если солнечный свет попадает на солнечную батарею, он будет генерировать электричество. Холодный климат на самом деле оптимален для эффективности солнечных батарей. Вопреки тому, что некоторые могут подумать, тепло на самом деле уменьшает производство электроэнергии на солнечных батареях. Исследования показали, что панели начинают терять эффективность когда температура воздуха достигает 30ºC.

Некоторые скептики возобновляемой энергии могут считать, что солнечные панели просто отключаются в самый неподходящий момент, в метель, например. Тем не менее, это далеко от фактической науки о солнечной технологии. Солнечная энергия — это надежный и экономичный способ питания вашего дома в зимнюю погоду.

Солнечные батареи обеспечивают надежное электричество для домов в холодных климатических и экстремальных погодных условиях. Кроме того, чем более энергоэффективен дом, тем меньше солнечных батарей может понадобиться.

Солнечная энергия защищает вас и ваш дом в суровых зимних условиях. Холодные температуры увеличивают выработку солнечного электричества, и его можно хранить для дальнейшего использования. Кроме того, в зимний ясный день солнечного света столько же, сколько летом.

Плюсы и минусы солнечных панелей зимой

Производство энергии солнечных панелей несколько уменьшаются в зимних условиях. Тем не менее, минусы в основном из-за редких сильных снегопадов и коротких дней. С другой стороны, эффективность энергии солнечных батарей обычно повышаются при низких температурах.

Вот несколько плюсов и минусов, которые прольют свет на работу солнечной станции зимой.

Плюсы:

• Солнечные панели создают электричество от солнечного света, а не солнечного тепла.
• Более низкие температуры повышают эффективность производства энергии, увеличивая ежедневное количество вырабатываемой электроэнергии, несмотря на меньшее количество световых часов.
• Солнечный свет может попадать на солнечную панель через легкий снежный покров и поддерживать выработку энергии.
• Солнечные панели установлены под углом, который позволяет большому количеству снега соскальзывать и позволять солнцу выполнять свою работу, повышая ваше спокойствие.

Минусы:

• Зимой, может потребоваться отрегулировать угол панелей, чтобы захватить больше света.
• Важно установить сверхпрочные солнечные панели, рассчитанные на весовые нагрузки от сильного снегопада, что может увеличить стоимость.
• Вам может потребоваться очистить снег, если он полностью покроет панели и заблокирует передачу солнечного света.
• Короткие зимние дни, снежный покров, облака и низкий угол наклона панелей уменьшают количество солнечного излучения, которое могут собирать фотоэлементы.

Солнечные панели работают в снегу?

Что происходит с панелями, когда идет снег? Получу ли я достаточно электричества? Как поступать со снегом на солнечных панелях?Правда в том, что даже когда батарей покрыты снегом, они все равно генерируют электричество.

Солнечный свет все же достигает солнечных панелей через снег и сохраняет солнечные элементы, производящие энергию. Темное стекло солнечных панелей ускоряет способность снега таять и соскальзывать, прежде чем оно снижает производительность солнечной станции.

Кроме того, монтажные стойки обычно наклонены на 30–45 градусов, что также препятствует накоплению снега (до определенной точки).

Солнечная энергия так же надежна, как и солнце. Хотя снег может уменьшить проникновение солнечного света, он не обязательно мешает работе солнечных батарей. В холодные ясные дни, когда есть блестящий ковер из снега, он отражает дополнительный дневной свет на солнечные панели. Гладкая белая поверхность снега отражает свет, почти как зеркало. Этот эффект снежного альбедо позволяет панелям производить еще больше электричества на холоде.

Солнечные панели являются важным источником энергии в научных станциях в Антарктиде. Такие солнечные установки ясно демонстрируют, что панели могут производить электричество в холодных, заснеженных регионах. Основываясь на исследованиях в зимних условиях, солнечная энергия является проверенным экономическим энергетическим решением в северном климате. Чего уж нам боятся, с нашим умеренным климатом. Тем более синоптики заверяют, что зима будет недолгой.