Меню

Аккумуляторы для солнечных батарей зимой

Правда о работе солнечной электростанции зимой

Дата публикации: 29 октября 2019

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.

  • 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.
  • 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.

Читайте также:  Компания солнечных батарей илона маска

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.

  • Солнечные мобильные телефоны
  • Выгодно ли использовать СБ в России?
  • Солнечные комплекты для дачи
  • 20 самых больших проектов солнечной энергетики

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Зимние проблемы солнечных батарей

Дата публикации: 12 ноября 2013

С чем у нас у всех ассоциируется солнце? Конечно, с летом. Но помимо этого времени года существуют еще и другие, когда солнечная активность снижается, особенно это заметно зимой, об этом и пойдет речь в сегодняшней статье, а точнее о том, обосновано ли использование солнечных батарей в это время года. Какова их эффективность? И какие проблемы ожидают тех, кто в качестве источника энергии использует солнечное излучение.

2 основные проблемы, с которыми Вам неизбежно придется столкнуться:

  1. Налипший на поверхность панелей снег.
  2. Уменьшение производительности.

Подробнее о каждой из них в следующих разделах.

Какая же зима без снега…

Хорошо тем, кто проживает в южных районах нашей необъятной Родины, там снега выпадает в гораздо меньших объемах, поэтому и вопрос очистки солнечных панелей от снежных наносов у них стоит менее остро. А как быть тем, кто проживает, к примеру, в Сибири? Им, конечно, значительно сложнее. Ведь очищать от снега СБ, непременно, придется, иначе о вырабатываемой электроэнергии можно будет забыть.

Пассивная борьба с налипшим снегом состоит в выборе места и правильной установке. Руководствуйтесь следующим правилом: устанавливать панели следует по возможности в вертикальное положение (на стены дома либо на специальные столбы) на хорошо продуваемом пространстве (рисунок 1). Если же все-таки небольшое количество снега скопилось на панелях, то их очистка может проводиться обычной половой щеткой. На рисунке 2 приведены примеры установки солнечных панелей вертикально и под углом в 60°. Разница очевидна.

Интересную систему для решения рассматриваемой проблемы разработала одна канадская компания. Ее действие основано на силе ветра и так называемом эффекте Вентури. В состав конструкции входят 4 солнечные батареи и устройство, предназначенное для усиления воздушного потока. Воздух, проходя через сужающиеся трубки, ускоряется и сдувает снег с поверхностей панелей. Все достаточно просто и эффективно. Единственный минус: при установке батарей в «мертвой» зоне, где нет ветра, эффективность описанной конструкции будет минимальной. Использовать зимой подобную систему самоочистки можно как для солнечных батарей, генерирующих электроэнергию, так и для солнечных нагревателей воды, воздуха и других аналогичных системы (рисунок 3).

Если же осадков в Ваших широтах выпадает минимальное количество, то проблемы налипшего снега удастся избежать. Ведь в процессе работы любых солнечных батарей происходит их нагрев, и оттаивание панелей будет происходить само по себе. Получается, что недостаток СБ в летнее время превращается в ее достоинство зимой.

Но выпавший снег является помехой лишь тогда, когда накапливается на самих панелях. В других же случаях, это скорее плюс, чем минус, ведь он обладает высокой отражающей способностью, так что количество рассеянного излучения повышается, а поликристаллические батареи отлично воспринимают не только прямой свет, но и рассеянный.

Короткие зимние дни – проблема №2

Производительность панелей зависит от количества солнечной энергии, но как быть, когда дни становятся все короче и короче. В этом и заключается вторая проблема использования солнечных систем зимой – насколько эффективно они работают в этот период времени? Давайте разбираться вместе.

Как показывает практика и проводимые исследования, производительность солнечных систем с сокращением светового дня снижается в 1,5-2 раза.

На рисунке 4 зеленым цветом отмечены те районы, в которых отдача батарей снижается в несколько раз в период с ноября по январь. Поэтому рекомендуют заранее заняться вопросом наращивания мощности установленных СБ либо позаботиться о дополнительных источниках энергии (ветрогенераторы, миниэлектростанции).

Читайте также:  Интересные факты с солнечными батареями

На количество вырабатываемой энергии влияет угол наклона панелей. Это объясняется так называемыми сезонными вариациями. В зимний период времени солнце не достигает того же угла, как в летний. Поэтому и углы наклона панелей должны быть различны. Так зимой для максимального эффекта он должен быть равен значению широты района плюс 10-15°. А вот летом, наоборот, минус 10-15°. В идеале следует предусмотреть возможность смены положения батарей, в противном случае выбирайте угол, значение которого располагается примерно посередине между летним и зимнем.

Более наглядно продемонстрировать разницу в инсоляции помогут данные из таблицы 1.

Месяц Панель, расположенная горизонтально Панель, расположенная вертикально Панель, расположенная под углом 40°
Январь 16,4 21,3 20,6
Февраль 34,6 57,9 53,0
Март 79,4 104,9 108,4
Апрель 111,2 93,5 127,6
Май 161,4 108,2 166,3
Июнь 166,7 100,8 163,0
Июль 166,3 108,8 167,7
Август 130,1 103,6 145,0
Сентябрь 82,9 86,5 104,6
Октябрь 41,4 58,1 60,7
Ноябрь 18,6 38,7 34,8
Декабрь 11,7 25,8 22,0
Сумма за год 1020,7 908,3 1173,7

В таблице представлены данные для широты 55,7° в г. Москва. Естественно, для городов, например, в Сибири эти показатели будут иными, но разница в среднем не изменится, то есть максимум энергии зимой Вы получите при вертикальном расположении панелей, а летом – при горизонтальном.

Подходите с умом, как к выбору оборудования, так и к его установке. Продумывайте каждую деталь, ведь, порой, незначительная, на Ваш взгляд, мелочь, может увеличить или уменьшить производительность солнечной системы в разы.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Работа солнечного коллектора при -19 мороза:

Источник

Эффективность солнечных батарей зимой

Солнечные батареи – это модуль со специальными фотоэлементами, при помощи которых происходит захват солнечного света и преобразование его в энергию. Срок службы солнечных панелей может достигать 50 лет, в результате чего вы сможете самостоятельно обеспечивать свой дом электроэнергией. Однако главный принцип работы панелей – это генерация тока под действием солнца. Что делать в зимнее время года? Как работает солнечная станция зимой и возможно ли получать достаточное количество электроэнергии?

Насколько эффективно использование солнечных батарей зимой

Солнечные батареи работают только при попадании на них солнечного света. В связи с тем, что продолжительность светового дня зимой сокращается и количество пасмурных дней больше, то панели уже не могут вырабатывать одинаковое количество энергии. В зависимости от региона продуктивность солнечных батарей может падать до 5 раз. Чем южнее находится ваше местоположение, тем менее ощутимой будет разница в количестве получаемой электроэнергии.

Для большего понимания возьмем стандартный набор электроприборов, которыми мы пользуемся изо дня в день – телевизор, холодильник, компьютер, две-три лампы. Летом на обеспечение этих потребностей требуется не более 1кВт электричества. Если посчитать, то это 4 батареи по 250 Вт. Для такой же задачи зимой потребуется либо увеличить количество панелей на 2 штуки или купить изначально более мощные, которые будут вырабатывать минимум 2 кВт. И то данное условие соблюдается только в случае соблюдения всех правил использования солнечной системы – она должна быть очищена от снега, грязи, пыли и соблюден угол наклона батарей. Если модули зимой засыпаны снегом, то электроэнергию они и вовсе не будут генерировать.

Принцип работы панелей

То, что солнечным батареям необходим для работы солнечный свет, это так, но вот многие ошибаются и считают, что летом они производят больше тока, чем в зимний день. Смысл эффективности батарей заключается в захватывании и преобразовании солнечного света, и какая температура на улице неважно. Наоборот, если они сильно перегреваются при высоких температурах свыше 25 градусов, то КПД снижается. Поэтому яркий солнечный день с низкой температурой – это идеальные условия для работы панелей, как раз-таки зимой.

Сразу хочется отметить, что в пасмурные дни, если через тучи проникают солнечные лучи, батареи тоже работают, однако эффективность их будет в разы меньше. Такие случаи, что система на протяжении всего дня вовсе не вырабатывает ток, встречаются крайне редко. Следует только учесть такой немаловажный фактор: зимой солнце всегда низко, а значит, лучи не попадают на панели перпендикулярно и преодолевают толщу атмосферного слоя, из-за чего много энергии рассеивается, в результате чего снова падает КПД.

Работа системы в зимнее время

В зимнее время солнечная система требует соблюдения определенных правил, которые смогут сохранить показатель эффективности на должном уровне. Итак, что нужно делать?

Читайте также:  Солнечные батареи физика доклад

Зачем солнечной батарее нужен запас по напряжению

Аккумулятор является обязательной частью солнечной станции. В его функцию входит накапливание и сохранение выработанной энергии в течение дня или нескольких дней с целью использования ее в ночное время суток, в пасмурную погоду, в результате внутреннего сопротивления солнечного элемента. Запас по напряжению также требуется для обеспечения неснижаемого уровня зарядки аккумулятора – не менее 14,4В – и исключает риск просадки напряжения, когда модуль выдает максимальную мощность.

Еще один момент, который может создать проблемы в работе солнечной системы – это ток короткого замыкания. Этот процесс связан с ростом освещенности, особенно в пасмурную погоду или в зимнее время, а в результате отсутствия запаса напряжения это может привести к снижению мощности батареи и ухудшению качественных показателей аккумулятора, а в зимнее время как раз-таки риск подобной ситуации возникает наиболее часто. Чтобы обезопасить аккумулятор от полного разряда, необходимо подключить полупроводниковый диод с односторонней проводимостью. Он выполняет функцию проведения тока только в одном направлении – от солнечной батареи к аккумулирующему устройству.

Работа солнечных панелей зимой

Выбор контроллера

Чтобы в периоды слабой солнечной радиации использовать накопленную энергию, понадобится не только аккумулятор, но и контроллер. К качественным современным контролерам можно отнести 2 вида:

  • PWM – с широтно-импульсной модуляцией.
  • MPPT – со слежением за точкой максимальной мощности.

Первый вариант более простой и доступный. Это связано с его отдельными недоработками в системе, он недоиспользует излишнее напряжение, например, когда высокий показатель мощности у батареи и хорошее солнечное освещение. А вот второй вариант – MPPT контроллер – способен снизить излишнее напряжение даже при значительном повышении тока, сохраняя при этом мощность панели. То есть он выступает балансирующим звеном между батареей и аккумулятором. Он обеспечивает оптимальную нагрузку и тем самым исключает риски выхода системы из строя. С его помощью есть возможность получить максимальную мощность от панелей при ярком освещении, но в дни с низким показателем солнечной радиации преимущества MPPT-контроллера не реализуются.

Смена угла наклона в зависимости от сезона

Для того чтобы поддерживать максимальную эффективность в работе солнечных батарей, необходимо менять их угол наклона в зависимости от времени года – зимой он меньше, и лучи солнца уже не попадают на поверхность модулей перпендикулярно. Некоторые используют универсальные расчеты угла наклона на целый год (среднее значение между летом и зимой). При таком положении достигнуть наивысших показателей не получается, но можно поддержать необходимый объем выработки электроэнергии.

Если вы стараетесь следовать правилам и менять угол наклона, тогда с приходом зимы модули следует установить с углом 10-15 градусов. В районах с сильными снегопадами некоторым приходится устанавливать панели и вовсе вертикально, так как снег налипает на панели и не дает проникнуть солнечным лучам для генерации энергии. Независимо от того, часто выпадает снег или нет, вы должны постоянно следить за чистотой поверхности модулей, а вот вблизи расположения солнечных батарей его можно не счищать. Наоборот, снег будет охлаждать модули и тем самым не давать падать эффективности. Кроме того, окружающий панели снег обладает отражающим свойством, в результате чего модулями захватывается больше света и увеличивается производительность.

Какие солнечные батареи лучше работают зимой

Если оценить показатели панелей в разное время года, то лучше всего проявляют себя поликристаллические. Они способны выдавать большую эффективность при рассеянном свете и в пасмурную погоду, когда лучи пробираются сквозь облака. Это связано с их особым строением, а именно: кристаллы кремния ориентированы хаотично, то есть они, наоборот, в летние солнечные дни выдают на 2-3% эффективности меньше, а в зимнее время или пасмурную погоду больше, чем монокристаллические. Так же важно подобрать правильные крепления для солнечных панелей, которые позволят выбрать правильный угол наклона.

Идеальным вариантом панелей в любое время года являются модули, которые могут перерабатывать как инфракрасное излучение, так и ультрафиолетовое. Это отдельное перспективное направление в сфере солнечных батарей, которое пока еще не поставлено на конвейер и не доступно в массовом потреблении. Однако с каждым днем ведется работа, которая позволит в ближайшее время запустить в продажу такие виды модулей и получать высокий КПД даже в зимнее время.

Источник