Работают ли солнечные батареи в пасмурную погоду

Влияние облачности и тени на выработку энергии солнечными панелями

Солнечный свет проходит свой путь от Солнца до Земли по прямой линии. Когда он достигает атмосферы, часть свет а преломляется, а часть достигает земли по прямой линии. Другая часть света поглощается атмосферой. Преломлённый свет — это то, что обычно называется диффузной радиацией, или рассеянным светом. Та часть солнечного света, которая достигает поверхности земли без рассеяния или поглощения — это прямая радиация. Прямая радиация — наиболее интенсивная.

Солнечные модули производят электричество даже когда нет прямого солнечного света. Поэтому, даже при облачной погоде фотоэлектрическая система будет производить электричество. Однако, наилучшие условия для генерации электроэнергии будут при ярком солнце и при ориентации панелей перпендикулярно солнечному свету. Для местностей северного полушария панели должны быть ориентированы на юг, для стран южного полушария — на север.

Влияние различных световых условий на выработку фотоэлектрических модулей (в % от полной мощности)

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.

Следует учитывать также, что солнечные элементы имеют нижний предел чувствительности по освещению, ниже которого он вообще перестает вырабатывать энергию. Для кремниевых кристаллических солнечных модулей этот предел — примерно 150-200 Вт/м 2 . Для тонкопленочных модулей он немного ниже — в пределах 100-200 Вт/м 2 . Поэтому считается, что тонкопленочные солнечные панели работают в пасмурную погоду лучше, чем кристаллические.

Эффект такой действительно наблюдается. Но при принятии решения о выборе типа солнечной батареи для вашего дома нужно понимать, что энергии солнечных лучей в пасмурную погоду очень мало. Номинальную мощность солнечные батареи вырабатывают при освещенности 1000Вт/м 2 и температуре панелей 25С. Более того, КПД солнечных элементов при низкой освещенности падает (см. ВАХ солнечного элемента при различной освещенности). Поэтому разница пороговой освещённости в 50-100 Вт/м 2 мало повлияет на общую выработку электроэнергии солнечной батареи.

Какие есть источники затенения?

Тень могут создавать различные источники:
1. Деревья: Они могут отбрасывать тень на солнечные панели. Многие жилые дома расположены в зеленых зонах и, соответственно, деревья могут создавать тень для солнечной электростанции.
2. Другие панели: кроме деревьев, отбрасывать тень на солнечные панели могут другие близлежащие панели. В зависимости от установки, соседние панели могут отбрасывать тень на нижние элементы в той же системе. Эта проблема возникает обычно в солнечных электростанциях наземного расположения.
3. Ваша крыша: панели могут быть в тени той же крыши, на которой находятся. В зависимости от положения солнца и времени суток, различные части крыши, такие как дымоход, например, могут блокировать попадание прямых солнечных лучей на часть панелей.
4. Облака: невозможно говорить о затенении, не упомянув об облаках. Несмотря на то, что они закрывают солнце и фактически создают затенение, не стоит волноваться о работе солнечной электростанции в пасмурные дни. На самом деле, облака пропускают некоторую часть солнечного света, поэтому панели работают и в такую погоду, хотя с определенным снижением эффективности.

Тень и эффективность солнечных батарей

Затененные солнечные панели производят меньше электроэнергии, чем панели под прямыми солнечными лучами. Влияние менее мощного солнечного излучения — очевидный фактор снижения эффективности панелей.
Если крыша затенена большую часть дня, и убрать источники затенения (срезать деревья) нет возможности, тогда солнечная электростанция не будет максимально эффективной. Но если полутень падает на крышу только в определенные часы светового дня, существует несколько решений солнечных инверторов, которые помогут минимизировать влияние этой тени и максимизировать производительность солнечной электростанции.

Какие солнечные модули работают лучше при пониженной освещенности и рассеянном свете?

В спецификациях на солнечные модули указаны параметры при STC (стандартных тестовых условиях). Реальные условия эксплуатации могут значительно отличаться от STC. Обычно солнечные батареи в России работают при освещенности ниже, чем 1000 Вт/м² и погода бывает облачная или даже пасмурная. Солнечные модули разных типов и даже одного типа, но разных производителей работают по-разному в реальных условиях эксплуатации.

Поэтому возникает вопрос — какие солнечные модули лучше купить, чтобы они работали наиболее эффективно при облачной погоде и рассеянном свете? Основным параметром, который нам важен при оценке эффективности солнечных батарей, является количество вырабатываемой энергии за промежуток времени (сутки, неделю, месяц, год). Какие же модули вырабатывают больше энергии при малой освещенности? Рассмотрим основные типы модулей — монокристаллические, поликристаллические, тонкопленочные аморфные кремниевые, монокристаллические PERC модули — это основные модули, представленные сейчас на российском рынке.

Часто задают вопрос — какие модули работают лучше при облачной погоде и рассеянном свете? При пониженной освещённости и частичном затенении лучше работают тонкопленочные модули. Также, лучше чем обычные моно и поликристаллические модули при пониженной освещённости работают модули, изготовленные по технологии PERC (у нас в ассортименте есть такие модули).

Для стандартных модуле точно сказать, какой модуль — монокристаллический или поликристаллический — будет больше вырабатывать в облачную погоду нельзя. Тут все зависит от качества производителя. Только брендовые модули будут гарантировать максимальную выработку при различных условиях работы. Обязательно смотрите, присутствует ли производитель или бренд в списке модулей, которые прошли тестирование независимой лаборатории на параметра PCT

Дешевые модули делаются со стеклом без антибликового покрытия (один из популярных в России поставщиков продает именно такие модули). Они выдают заявленные параметры при тестировании на заводе, когда модули облучаются под прямым углом к плоскости. Но как только угол падения солнечных лучей становится не перпендикулярным поверхности элемента, значительная часть солнечного света отражается некачественным стеклом. Также, очень плохо такие модули работают и на рассеянном свете. В итоге выработка энергии таким модулем может быть меньше раза в 2 по сравнению с выработкой энергии модулем такой же номинальной мощности, но сделанным известным брендом и производителем, отвечающим за свое качество.

Поэтому повторим наш настоятельный совет, которые мы даем в нашем Руководстве покупателя солнечных батарей — не покупайте солнечные модули под брендом российского импортера! Вы сэкономите на покупке, но потеряете в выработке энергии (а это главный показатель качества солнечный батарей). В итоге стоимость электроэнергии от вашей солнечной батареи будет дороже, чем если бы вы купили качественную солнечную панель известного производителя.

Солнечные батареи за стеклом

Часто нас спрашивают, насколько снизится выработка солнечных батарей, если их установить за стеклом — внутри балкона, веранды и т.п. Многие дачники боятся, что установленную снаружи солнечную батарею украдут. Некоторые пытаются сделать установку солнечных батарей неприметной.

В солнечных панелях применяется специальное стекло с повышенной прозрачностью, которая достигается пониженным содержанием железа в стекле, но даже оно снижает мощность солнечной панели на несколько процентов. Как видно из таблицы выше, оконное стекло в один слой снижает выработку солнечной панели на 9%, а двойное стекло — на 16%. Это при условии, что эти стекла — идеально чистые и солнечные лучи падают на них перпендикулярно. В реальности же стекла бывают пыльными или даже грязными, что дополнительно снижает их прозрачность. При падении солнечных лучей под углом, отличным от 90 градусов, на передней и задней поверхности каждого стекла возникают переотражения, которые также отводят солнечные лучи от солнечного элемента. Поэтому мы не рекомендуем устанавливать солнечные батареи за оконными стеклами.

Эта статья прочитана 25180 раз(а)!

Продолжить чтение

Как правильно установить солнечные батареи? Солнечные панели наиболее эффективно работают, когда они направлены на солнце и их поверхность перпендикулярна солнечным лучам. Как определить такое положение солнечных батарей, при котором они будут вырабатывать максимальное количество энергии за день? Какая ориентация солнечных…

Эффективность работы солнечных батарей и коллекторов зимой Солнечные батареи могут быть великолепной частью вашего дома. Они определённо позволяют экономить вам деньги в течение длительного срока и постоянно могут снижать ваши счета за электроэнергию. Мы все знаем, что солнечные батареи преобразуют…

Видеосюжеты и интервью по телевидению про солнечную и возобновляемую энергетику C 2021 года подключать солнечные батареи к электросетям могут и частные лица Уже можно подключаться вполне официально к сетям и не платить за отданную в сеть электроэнергию. Реальный опыт использования…

Как определить оптимальное расстояние между рядами солнечных панелей? При расположении солнечных панелей рядами они могут затенять друг друга. Какое расстояние между рядами будет оптимальным? Для разных углов наклона солнечных батарей минимальное расстояние между рядами будет разным. Чем больше угол наклона…

Почему нужно устанавливать солнечные батареи? За последние года стоимость солнечных фотоэлектрических панелей уменьшилась в несколько раз. Снижается также стоимость комплектующих для солнечной энергосистемы. Низкая стоимость солнечных батарей, а также увеличивающаяся стоимость на энергоносители (в т.ч. и на электроэнергию от сети)…

Что такое солнечные элементы, модули, инверторы, контроллеры, электростанции? Солнечная энергетика становится мейнстримом современной энергетики, и с каждым годом вызывает все больший интерес. Фотоэлектрическая энергетика — новая отрасль, которая стремительно развивается и уже сейчас современный мир невозможно представить без солнечных фотоэлектрических…

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.

Как работают солнечные батареи зимой

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.

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.

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/м 2 , а для тонкопленочных – 100 – 150 Вт/м 2 .

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

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.

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.

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

Работа в пасмурную погоду солнечных батарей и ночью

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.

Рекомендуем:

• Yingli Solar: обзор, стоимость, недостатки и плюсы, цена
• Монокристаллические солнечные панели лучше, сравнение с аналогами, достоинства, цена: ТОП-6
• Двухсторонние солнечные батареи: преимущества, устройство, цена

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

Источник https://www.solarhome.ru/basics/solar/pv/techorient.htm

Источник https://alter220.ru/solnce/rabotayut-li-solnechnye-batarei-v-pasmurnuyu-pogodu.html

Источник https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/solnechnye-batarei/1879-solnechnye-batarei-nochju.html