Вплив перешкод сонячним променям на виробітку енергії сонячними панелями

Сонячне світло проходить свій шлях від Сонця до Землі по прямій лінії. Коли він досягає атмосфери, частина світла а переломлюється, а частина досягає землі по прямій лінії. Інша частина світла поглинається атмосферою. Переломлене світло - це те, що зазвичай називається дифузійної радіацією, або розсіяним світлом. Та частина сонячного світла, яка досягає поверхні землі без розсіювання або поглинання - це пряма радіація. Пряма радіація - найбільш інтенсивна.

Тільки мала частка сонячного випромінювання досягає поверхні землі

1.Пряма 2.Поглинання 3.Відбивання 4.Непряма

Сонячні модулі виробляють електрику навіть коли немає прямого сонячного світла. Тому, навіть при похмурій погоді фотоелектрична система буде виробляти електрику. Однак, найкращі умови для генерації електроенергії будуть при яскравому сонці і при орієнтації панелей перпендикулярно сонячному світлу. Для місцевостей північної півкулі панелі повинні бути орієнтовані на південь, для країн південної півкулі - на північ.

Вплив різних світлових умов на вироблення енергії сонячними панелями (в % від повної потужності)

Сонячні батареї в похмуру погоду працюють далеко не так добре, як в сонячну. Вироблена сонячним елементом напруга залежить від падаючого на нього світлового потоку, а саме: напруга з ростом освітленості зростає лише до певної межі, а далі вже не росте. Для кремнієвого елементу це напруга становить 0,6 В, і для підвищення напруги сонячної батареї (панелі) елементи з'єднують послідовно. Так, для заряду автомобільного акумулятора номінальною напругою 12 В необхідна батарея з з'єднаних послідовно 36 елементів із загальною напругою холостого ходу 36 х 0,6 = 21,6 (В).

Навіщо сонячній батареї потрібен запас по напрузі? Запас по напрузі забезпечує заряд акумулятора при падінні світлового потоку в похмуру погоду або заході сонця за хмари і внаслідок наявності у сонячного елемента внутрішнього опору, що знижує напругу на виході при підключенні навантаження, а також для забезпечення зарядки акумулятора до необхідних 14,4 В. Крім того , елемент видає максимальну потужність при навантаженні, що забезпечує просідання напруги до 0,47-0,5 В, і при оптимальному навантаженні батарея з 36 елементів видає напругу 17-18 В.

Слід враховувати також, що сонячні елементи мають нижню межу чутливості по освітленню, нижче якого він взагалі перестає виробляти енергію. Для кремнієвих кристалічних сонячних модулів цю межу - приблизно 150-200 Вт / м2.
Ефект такий дійсно спостерігається. Але при ухваленні рішення про вибір типу сонячної батареї для вашого будинку потрібно розуміти, що енергії сонячних променів в похмуру погоду дуже мало. Номінальну потужність сонячні панелі виробляють при освітленості 1000Вт / м2 і температурі панелей 25С. Більш того, ККД сонячних елементів при низькій освітленості падає (див. ВАХ сонячного елемента при різній освітленості). Тому різниця порогової освітленості в 50-100 Вт / м2 мало вплине на загальну вироблення електроенергії сонячної батареї.

Які сонячні модулі працюють краще при зниженій освітленості і розсіяному світлі?

У специфікаціях на сонячні модулі вказані параметри при STC (стандартних тестових умовах). Реальні умови експлуатації можуть значно відрізнятися від STC. Зазвичай сонячні батареї працюють при освітленості нижче, ніж 1000 Вт / м² і погода буває хмарна або навіть похмура. Сонячні модулі різних типів і навіть одного типу, але різних виробників працюють по-різному в реальних умовах експлуатації.

Тому виникає питання - які сонячні батареї краще купити, щоб вони працювали найбільш ефективно при похмурій погоді і розсіяному світлі? Основним параметром, який нам важливий при оцінці ефективності сонячних батарей, є кількість виробленої енергії за проміжок часу (добу, тиждень, місяць, рік). Які ж модулі виробляють більше енергії при малій освітленості? Розглянемо основні типи модулів - монокристалічні, полікристалічні, аморфні кремнієві, монокристалічні PERC модулі - це основні модулі, представлені зараз на ринку.

Для стандартних модулів точно сказати, який модуль - монокристалічний або полікристалічний - буде більше виробляти в хмарну погоду не можна. Тут все залежить від якості виробника. Тільки брендові модулі будуть гарантувати максимальну вироблення при різних умовах роботи. Обов'язково потрібно звертати увагу, чи присутній виробник або бренд в списку модулів, які пройшли тестування незалежної лабораторії на параметра PCT.

Дешеві модулі робляться зі склом без покриття антивідблиску. Вони видають заявлені параметри при тестуванні на заводі, коли модулі опромінюються під прямим кутом до площини. Але як тільки кут падіння сонячних променів стає перпендикулярним поверхні елемента, значна частина сонячного світла відбивається неякісним склом. Також, дуже погано такі модулі працюють і на розсіяному світлі. В результаті вироблення енергії таким модулем може бути менше ніж раз на 2 в порівнянні з виробленням енергії модулем таким же номінальної потужності, але зробленим відомим брендом і виробником, що відповідає за свою якість.

Сонячні батареї за склом

Часто виникає запитання, наскільки знизиться виробітка енергії сонячними батареями, якщо їх встановити за склом - всередині балкона, веранди і т.п. Багато дачники бояться, що встановлену зовні сонячну батарею вкрадуть. Деякі намагаються зробити установку сонячних батарей непримітною.

У сонячних панелях застосовується спеціальне скло з підвищеною прозорістю, яка досягається зниженим вмістом заліза в склі, але навіть воно знижує потужність сонячної панелі на кілька відсотків. Як видно з таблиці вище, віконне скло в один шар знижує вироблення сонячної панелі на 9%, а подвійне скло - на 16%. Це за умови, що дані стекла - ідеально чисті і сонячні промені падають на них перпендикулярно. В реальності ж стекла бувають запорошеними або навіть брудними, що додатково знижує їх прозорість. При падінні сонячних променів під кутом, відмінним від 90 градусів, на передній і задній поверхні кожного скла виникають перевідображення, які також відводять сонячні промені від сонячного елемента.

Тому не рекомендується встановлювати сонячні батареї за віконним склом