Как работают солнечные батареи зимой

Принцип работы солнечных панелей

Популярность солнечных батарей, которая все больше и больше растет, можно объяснить многими преимуществами данных систем перед другими, традиционными источниками электричества. Но одно из достоинств стоит выделить особенно – это простота обслуживания. Так, для того чтобы поддерживать работоспособность солнечных панелей не требуется огромный штат персонала, так как сама по себе добыча энергии не требует активной работы со стороны человека или какого-либо сложного оборудования. Это благодаря принципу действия панелей. Если не углубляться в сложные технические данные, то коротко его можно описать следующим образом. В одной из кремниевых пластин находятся отрицательно заряженные электроны, в другой – так называемые «дыры». Солнечный свет, попадая на поверхность панели, образует дополнительные отрицательные электроны и «дыры». При этом начинается движение электронов, что в свою очередь вызывает появление электрического тока. По медным жилам образованный ток направляется по месту назначения – прямо к энергопотребителю либо же в аккумуляторную батарею накапливания.

Как видно, для функционирования солнечных панелей необходим свет. Но в таком случае, возникает логичный вопрос: а как работают солнечные батареи зимой? С этим необходимо разобраться более подробно.

Возможные проблемы в зимний период и пути их решения

Первая проблема, которая сразу бросается в глаза – более короткий световой день. Да, солнце светит зимой иногда не менее ярко, чем летом. Однако тот факт, что светит оно меньшее количество времени на протяжении дня, вызывает опасения, что производительность панелей снизится. В принципе, это опасение справедливо, так как общее снижение КПД солнечных батарей может быть практически в 2 раза. Решение данной проблемы существует, хотя и потребует дополнительного вложения средств. Это касается приобретения и установки либо еще одной аккумуляторной батареи, которая накапливает электроэнергию, либо же изначально установка более емкого аккумулятора. То есть суть заключается в том, чтобы на протяжении светового дня накопить как можно большее количество энергии. Не менее важное место занимает и правильная установка панелей. Их необходимо монтировать так, чтобы светоулавливающая поверхность максимально долго находилась под солнцем. В целом можно воспользоваться следующей формулой: широта установки + 150, таким образом, получается оптимальный угол наклона панели.

Второй проблемой является снегопад. Понятно, что солнечные панели зимой довольно часто находятся под слоем снега, соответственно, солнечные лучи меньше попадают на фотоэлементы. Отсюда и снижение производительности. Более того, в большие морозы снег налипает, в результате чего образуется наледь. Это не самым лучшим образом сказывается на устройствах, хотя, в общем, качественная панель спокойно выдерживает морозы до -400С. Но КПД, конечно же, снижается. Эта проблема тоже решаема. Просто пользователю придется регулярно очищать рабочие поверхности солнечных батарей от снега. Поэтому соблюдение угла наклона здесь сыграет хорошую роль, так как процесс очистки будет проще и удобнее. Главное – чтобы был доступ к панелям, то есть даже если они располагаются на большой высоте, пользователь должен иметь возможность добраться до них. Очистку можно выполнять при помощи швабры со щеткой, у которой длинный ворс.

Существует и еще один способ борьбы со снегом. Он заключается в том, чтобы установить солнечные панели вертикально. Это можно сделать либо с помощью специально сконструированной металлической рамы, либо же просто монтировать панели на стену дома. В то же время, необходимо, чтобы они хорошо и регулярно продувались ветром, который будет сдувать попавший снег. Такой способ называется пассивным методом очистки. Конечно, он не всегда применим, но, тем не менее, эффективен.

Стоит упомянуть и еще об одном способе, который пока не набрал популярности, но используется в некоторых регионах Канады, где, как известно, снежные осадки более продолжительны, ввиду климатических условий. Способ придумала одна канадская компания, используя эффект Вентури и силу ветра. К конструкции с солнечной батареей подключается устройство, которое усиливает воздушный поток при помощи сужающихся трубок. Таким образом, происходит некое обдувание рабочей поверхности панели. Правда, опять же, необходимо, чтобы ветер был постоянным, иначе такой способ сразу потеряет всю эффективность.

Положительное влияние снега на работу солнечных панелей

Говоря о негативном влиянии снега на работу солнечных батарей, справедливо было бы указать и преимущества, которые он дает. Первое легко можно понять, если вспомнить, как приходится щуриться в зимние солнечные дни, когда не только само Солнце светит, но и снег на земле отражает свет. Точно так же он отражает и на панели, фотоэлементы которых улавливают свет и получают из него дополнительную энергию. Таким образом, производительность зимой, как ни странно, даже способна увеличиваться.

Второе преимущество состоит в охлаждающем эффекте. Дело в том, что активное движение электронов и продуцирование электрического тока заставляет панели нагреваться, причем, достаточно сильно. Более того, такой нагрев способен вывести из строя всю систему. И в этом случае как раз снег является помощником, так как он охлаждает поверхности солнечных батарей. При этом вовсе не обязательно, чтобы он скапливался именно на самих панелях, достаточно будет, если вокруг конструкции образуются небольшие сугробы. На производительность батарей они никак не повлияют, а вот охлаждающий эффект создадут. Но и на рабочих поверхностях, даже при регулярной очистке, тоже происходит охлаждение за счет влаги от тающего снега.

Чтобы успешно и полноценно использовать солнечные батареи в зимний период, необходимо позаботиться о вспомогательном оборудовании. К такому относятся более емкие аккумуляторы накопления, а также инверторы, которые можно приобрести непосредственно у производителя Huawei.