RSS
Истории
4 августа 2017, 12:22
Что происходит с солнечными батареями в жару?
Оказывается, солнечные панели в среднем могут терять 10% своей эффективности в жаркую погоду – в зависимости от панели и от того, как она установлена.

Солнечные панели наиболее эффективны в ясную погоду, что логично. В наших широтах такая погода чаще всего бывает летом. Но солнце не только светит, но и греет. И чем сильнее оно нагревает солнечный элемент, тем меньше света он может «обработать», и показатели энергогенерации снижаются.

В чем тут дело?

Солнечные модули, как и остальное электронное оборудование, работают за счет электрических процессов, подконтрольных законам термодинамики. А законы термодинамики гласят, что с ростом тепла снижается выход мощности.

Повышение температуры создает внутреннее сопротивление внутри солнечного элемента, что снижает его эффективность. Если коротко, то с ростом температуры поток электронов внутри элемента нарастает, что вызывает увеличение силы тока и падение напряжения. Падение напряжения при этом больше, чем увеличение силы тока. Поэтому общая мощность (Мощность = Напряжение х Сила тока) уменьшается, что приводит к тому, что панель работает с меньшей эффективностью.

Поэтому чем теплее температура окружающей среды, тем меньше выходная мощность фотоэлементов.

Сколько так теряется энергии?

Потери определяются «температурным коэффициентом». Температурный коэффициент - это процент снижения эффективности с привязкой к градусам по Цельсию. Он показывает насколько падает эффективность солнечной панели при повышении температуры воздуха на каждый градус.

Значение коэффициента производитель панелей получает опытным путем (и указывает в спецификациях). Оно разнится в зависимости от модели солнечной панели.

Тестирование параметров солнечных панелей проводится при температуре 25°C и обычно производители указывают их эффективность, принимая за норму 25°C.

Как проводит тестирование один из ведущих производителей солнечных панелей в США:

Таким образом, если температурный коэффициент солнечной панели -0,50, это означает, что выход мощности снизится на 0,50% за каждый градус выше 25°C.

Несмотря на то, что такая цифра кажется незначительной, температура темной крыши, на которой установлена панель может быть значительно выше 25°C в жаркий солнечный день (проведите аналогию с тем, как нагревается асфальт). В летний период собственная температура солнечной батареи может подниматься до 60 - 70°C. В среднем при повышении температуры панели на 20 °C, потери мощности составят порядка 10%. При работе станции по зеленому тарифу, такое снижение мощности может обернуться потерями в объемах продажи электроэнергии. 

Тепловой коэффициент кремниевых, как поли-, так и монокристалических панелей, в среднем колеблется от -0.45% до -0.50%. Есть конечно же и тонкопленочные солнечные панели, коэффициент которых ниже (0,2 - 0,25%) но они пока новички на рынке, при том, что их изначальная эффективность ниже, чем у кремниевых панелей (раза в два).

При этом стоит учитывать, что не только панели теряют свою работоспособность в жару. С этим сталкиваются и инверторы, преобразующие ток в электроэнергию. В среднем эффективность инверторов, по различным подсчетам, падает на 2,5%, когда температура приближается к 40°C.

На примере

Возьмем солнечную панель с эффективностью 17% (не самая дорогая, или не очень новая панель, что в Украине бывает часто), температурный коэффициент которой минус 0,45% (от общей эффективности). В этом случае эффективность панели (17%) будет с каждым градусом падать на 0,077%. То есть, если температура крыши вырастет до 30 °C, то эффективность панелей будет уже не 17%, а 16,6%, если температура достигнет 35°C - 16,2%. Если температура достигает 40°C, то эффективность панели может снизиться более чем на 10%.

Что об этом говорят владельцы панелей в Украине

«С начала этого года у меня данные с инверторов измеряются с интервалом раз в минуту. По моим впечатлениям (субъективным), в жару панели работают хуже, примерно на 15-20%. В майские дни, когда воздух не горячий, а солнышко светит хорошо - самая большая пиковая мощность. Порой даже панели выдают больше, чем указано в паспортных характеристиках для STC (стандартные условия тестирования, - ред.)», - рассказал ЭлектроВестям владелец солнечной панели из Харькова.

Другой владелец солнечной станции пока не заметил особого влияния жары на свои панели:

«Из собственных наблюдений могу точно сказать, что в солнечные дни производится больше электроэнергии: 80 - 90 кВт-ч. А в пасмурный день, когда небо затянуто облаками, может производиться 20-30 кВт-ч. Видимо, здесь не жара имеет значение, а больше световой безоблачный день».

По его данным, в июне (это был первый месяц работы станции) было сгенерировано 2250 кВт-ч. Во второй месяц работы (июль) - 2150 кВт-ч. По ожиданиям владельца, в зимнее в месяц установка будет генерировать где 300-500 киловатт.

Показатели генерации за 3 августа, фото владельца:

Можно как-то бороться с перегревом?

Во-первых, на эффективность работы солнечных панелей в жару влияет то, как близко панели установлены к крыше. Солнечные панели не должны устанавливаться впритык, но так, чтобы между модулем и крышей было пространство для циркуляции воздуха. Получается, что как раз крышные солнечные панели в жару теряют больше своей эффективности, чем установки, расположенные на земле. В общем же, эксперты рекомендуют устанавливать солнечные панели в местах с хорошей №природной обдуваемостью».

Во-вторых, большинство производителей солнечных панелей используют теплопроводящую подложку, которая позволяет удалять тепло со стеклянных слоев солнечного модуля. И чем качественнее (и дороже) солнечная панель, тем лучше она подготовлена к высоким температурам.

Можно сравнить показатели разных производителей:

Производитель

Температурный коэффициент (%/°C)

Эффективность панели (при 25°C)

ABi-Solar

-0.408 - 0.41

16.63%

JA Solar

-0.39

17.4%

LG

-0.41

18.6%

Panasonic

-0.3

21.6%

SolarWorld

-0.43

17.6%

SunPower

-0.38

22.2%

Стоит ли переплачивать за дорогую солнечную панель только ради того, чтобы минимизировать потери от не такой уже и частой в наших широтах жаркой погоды? Вопрос остается открытым. Хотя, чем качественнее панель, тем выше ее изначальная «стандартная» эффективность, дольше срок службы, и тем медленнее падает ее эффективность со временем. 

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber

По материалам: ЭлектроВести
ELEKTROVESTI.NET экономят ваше время
Подпишитесь на важные новости энергетики!