1. Сонячним фотоелектричним батареям потрібне світло, а не тепло
2. Чи працюють сонячні колектори взимку?
3. Чи можна оптимізувати сонячні панелі для роботи взимку?
4. Чи можна сподіватися на сонячні батареї взимку?

Сонячні батареї можуть бути чудовою частиною вашого будинку. Вони виразно дозволяють економити вам гроші протягом тривалого терміну і постійно можуть знижувати ваші рахунки за електроенергію. Ми всі знаємо, що сонячні батареї перетворюють енергію Сонця, однак взимку сонячних днів в Росії трохи, тому закономірно виникає питання: скільки енергії вироблять сонячні батареї або колектори взимку?

Потрібно розуміти, що вплив низьких температур на фотоелектричні батареї і на сонячні теплові колектори різне.

Сонячним фотоелектричним батареям потрібне світло, а не тепло

Багато хто думає, що в спекотний сонячний день сонячні батареї виробляють більше енергії, ніж в морозний сонячний день. Це не так. Для вироблення електрики сонячних батарей потрібне світло, а ось температура навпаки знижує їх ефективність. Тому яскраве сонце і низька температура - ідеальні умови для сонячних батарей. Звичайно, в похмуру погоду панелі будуть виробляти менше світла ніж зазвичай, але в цілому рідко бувають випадки, коли в правильно розрахованої системі акумуляторна батарея протягом дня не встигає заряджатися. Зате в сонячну морозну погоду батареї будуть дуже ефективні.

Чим нижче сонце над горизонтом, тим менше енергії досягає сонячних панелей, тому що сонячним променям потрібно пройти товщу атмосфери. Взимку Сонце завжди низько, а дні коротше, тому енергії від нього можна отримати набагато менше, ніж влітку. Взимку дуже важливий рівень нахилу сонячних батарей. Часто виставляється універсальний кут, на цілий рік. Про дослідження впливу кута нахилу на ефективність роботи сонячних батарей див. Статтю « Оптимальний кут установки сонячної батареї для максимальної вироблення енергії в північних широтах «

Продуктивність сонячних панелей взимку може падати від 2 до 8 разів залежно від регіону, чим південніше, тим продуктивність вище. Тому чим більше площа самих батарей, тим більше енергії вони зможуть збирати. Якщо влітку для роботи холодильника, комп'ютера і освітлення будинку потрібен 1 кВт енергії (це 4 панелі по 250 ват), то взимку для надійності краще запастися 2 кВт.

Наскільки менше? Розрахунки показують, що система, орієнтована строго на південь і виробляє близько 300 кВт * год в червні і липні, буде виробляти близько 50-60 кВт * год в грудні і січні, тобто приблизно в 5-6 разів менше, ніж влітку. Це за умови, що сонячні панелі очищені від снігу. Якщо ваші панелі будуть занесені снігом, то сонячна батарея взагалі не буде виробляти електроенергію. Для більш точної оцінки вироблення енергії сонячної фотоелектричної системи при різних кутах нахилу можна використовувати калькулятор PVWatts на сайті NREL . Калькулятор хороший тим, що розраховує вироблення енергії з урахуванням втрат на забруднення модулів, їх нагрівання, втрат в проводах, инверторе та ін.

Нижче приклад розрахунку для Самари для сонячної електростанції потужністю 1 кВт.

Приклад розрахунку вироблення енергії для сонячної фотоелектричної станції потужністю 1 кВт, при куті нахилу панелей 38 градусів, втрати в системі 15% і вартості електроенергії 5 руб / кВт * год.

Чи працюють сонячні колектори взимку?

Ми вище показали, що фотоелектричні батареї будуть виробляти енергію і взимку, хоча і набагато менше, ніж влітку. А чи будуть сонячні колектори гріти взимку воду?

Очікувано, що взимку ми зможемо отримати від сонячних колекторів набагато менше теплової енергії, ніж влітку. І це пов'язано не тільки з меншим приходом сонячної енергії, а також і з тим, що взимку більше втрати тепла як в самому колекторі, так і в трубах, що з'єднують їх з баком-акумулятором.

Вакуумні сонячні колектори в середньому можуть виробляти до 60% теплової енергії, яка потрібна вам для гарячого водопостачання. Можна отримати близько 90% необхідного для ГВП кількості енергії в літні місяці, і близько 25% - взимку. для плоских сонячних колекторів цифра влітку буде приблизно така ж, але ось взимку частка енергії для ГВП від Сонця буде набагато менше, і пов'язане це з більшими тепловтратами плоских колекторів при низьких температурах повітря .

Для сонячних колекторів важливо стежити, щоб трубки, по яких проходить рідина взимку не замерзала. Хоча номінально вони можуть нагрівати воду і при -30 градусах до 10-15 градусів і подальше нагрівання роблять уже інші прилади.

Для роботи в цілорічному режимі для мінімізації втрат тепла в елементах системи потрібно встановлювати спліт системи з розміщенням бака-акумулятора в будинку. Тоді втрати будуть тільки в трубопроводах, розташованих зовні; їх потрібно максимально утеплити, щоб тепло, вироблене сонячним колектором, дійшло до бака-теплоаккумулятора.

Тепловтрати через сонячний колектор і трубопроводи - не єдина проблема при роботі сонячних колекторів взимку. У сильні морози теплоносій (зазвичай спеціальний «сонячний» на основі пропіленгліколю ) Може загуснути до такої міри, що циркуляційний насос не зможе продавити його по трубах. У нашій практиці навіть були випадки, коли на морозі в сонячну погоду вакуумні колектори закипали через те, що насос не міг прокачати загуслий в трубах теплоносій. Це потрібно враховувати при проектуванні і експлуатації сонячної системи теплопостачання.

На відміну від фотоелектричних панелей, які на морозі працюють краще, а теплових втрат на шляху від панелей до інвертора практично немає, у сонячних теплових систем є втрати енергії, причому вони тим більше, ніж холодніше.

Чи можна оптимізувати сонячні панелі для роботи взимку?

Взимку оптимальний кут нахилу до горизонту як сонячних батарей, так і сонячних колекторів буде більше, через те, що Сонце взимку більш низько над горизонтом. Для того, щоб отримувати максимальну кількість енергії і взимку, потрібно міняти кут нахилу сонячних батарей або колекторів. У нашому асортименті є спеціальні монтажні конструкції для сонячних батарей , Які дозволяють змінювати кут нахилу в межах 15-30 або 30-60 градусів. Ще більше енергії можна отримати за допомогою трекерів, які стежать за ходом Сонця протягом дня. Однак, більшість систем встановлені з фіксованим кутом нахилу (особливо це відноситься до сонячних колекторів, тому що у них складніше змінювати кут нахилу через трубопроводи). Значення кутів нахилу для максимальної вироблення енергії в різні сезони року і в середньому за рік розглядається в статтях Кут нахилу і напрямок і Натурні випробування оптимального кута установки СБ України.

Калькулятор PVWATTS також дає цікаві результати для різних кутів нахилу. Вважається, що оптимально встановлювати сонячні панелі під кутом, рівним широті місцевості. Дійсно, для більш рівномірного розподілу вироблення енергії при не дуже великому зниженні річного виробітку цей кут є оптимальним. Якщо ж потрібно отримати максимальну генерацію енергії протягом року, то кут нахилу повинен бути приблизно «широта місцевості - 15 градусів«. Тобто для Московської області кут нахилу для максимальної вироблення дорівнює 38-42 градуси.

Чи можна сподіватися на сонячні батареї взимку?

На жаль, сонячні батареї і колектори не зможуть забезпечити вас достатньою кількістю енергії в зимовий час. Але деякі системи працюють на подив ефективно і взимку.

Не треба сподіватися на те, що сонячні батареї або колектори забезпечать ваші потреби в гарячій воді або опаленні, але вони допоможуть істотно заощадити вам на рахунках за електрику. Настільки, що ваша система окупиться менше, ніж за 10 років. А якщо ви не підключені до електромереж і використовуєте генератор для отримання електрики, то фотоелектрична система окупиться за термін від декількох місяців до 2-3 років в залежності від вартості палива і ваших витрат на капітальний ремонт або заміну паливного генератора.

Навіть з урахуванням того, що взимку на більшій частині Росії прихід сонячної радіації знижується, вкладення в сонячну енергосистему продовжує залишатися прибутковим. Більш того, є регіони, де прихід сонячної радіації взимку навіть більше, ніж влітку (наприклад, Далекий Схід). У будь-якому випадку, сонячні батареї дозволяють економити на платежах за електроенергію круглий рік.

продовжити читання