Зимние проблемы солнечных батарей

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).

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.

Таблица 1

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: