Выбор солнечных панелей для пасмурной погоды

Показатели эффективности работы современных модификаций фотоэлектрических солнечных панелей постоянно улучшаются. Популярные серийные образцы обладают КПД, который постепенно выходит на уровень 30%. При этом все еще наблюдается значительная зависимость всех модификаций СЭС от показателей яркости солнца.

Специалисты единодушны во мнении, что определение солнечных панелей с максимальной производительностью в пасмурную погоду является главным критерием при комплектации станции необходимыми элементами. Важной задачей будет и нахождение методов повышения эффективности для уже смонтированного оборудования.

солнечная панель в пасмурную погоду

Как происходил поиск оптимальной конструкции преобразователей излучения

Процесс трансформации энергии солнечного излучения в электричество впервые был обнаружен и начал исследоваться около 150 лет назад. Понадобилось столетие для того, чтобы после открытия подобного явления, известного как p-n переход в полупроводниковых структурах начались разработки по усовершенствованию процесса создания первых прототипов ячеек фотоэлектрического вида.
Пробные образцы гелиопанелей изготавливались из селена с очень низким коэффициентом полезного действия порядка 1%. Такие минимальные показатели обусловлены способностью данного материала преобразовывать исключительно УФ-излучение. С переходом на кремний удалось добиться некоторого прогресса, но до постановки вопроса об улучшении работы панелей в условиях пасмурной погоды дело дошло немного позже.
На продолжении полувека постепенно осуществлялись попытки определиться с наиболее подходящими для работы в подобных условиях преобразователями и сопутствующими материалами. Востребованность в устранении проблемы низкой эффективности при ситуациях, когда нет прямых лучей солнца, с особой остротой стала на порядке дня несколько лет назад. Стремительный рост количества гелиоустановок в разных уголках планеты, включая страны, которые ранее не рассматривались в качестве потенциально привлекательных регионов для активного внедрения гелиотехнологий.

Лучшие варианты оборудования для эффективной работы в пасмурную погоду

Монокристаллический кремний по существу не имел альтернативы, как полупроводниковый материал, еще буквально год назад. Хорошие характеристики КПД при ярком солнечном свете имели батареи, созданные на подобной основе. Но то, что приемлемо для Северной Африки, Мексики или Калифорнии, не очень подходит для климатических особенностей Североамериканских регионов, стран Европы и Японии. Это и послужило толчком для интенсивного поиска модулей, созданных на более подходящих преобразователях для каждого отдельно взятой местности.

В качестве замены рассматривались следующие варианты:

  • модификации поликристаллического исполнения, для которых свойственно гораздо меньшее падение эффективности в облачные дни, чем для монокристаллов;
  • особенности структуры аморфного кремния позволяют выполнять процесс поглощения гораздо интенсивнее;
  • интересная методика – изготовление очень тонких пленок из теллурида кадмия и других редкоземельных материалов, а также композиций из них;
  • заимствованные в аэрокосмической отрасли панели с использованием сульфидов некоторых металлов – индия, галлия, меди;
  • постоянно ведутся поиски природного сырья с подходящими физико-химическими характеристиками. Примером могут быть перовскиты.

Для каждой перечисленной группы при внимательном изучении можно обнаружить свои плюсы и минусы при эксплуатации в условиях разной степени облачности и при атмосферных осадках.

какие солнечные панели лучше работают в пасмурную погоду

Принцип работы солнечных панелей в сумрачную погоду

Несколько причин влияют на способность полупроводникого слоя улавливать и преобразовывать электромагнитные волны солнечного излучения. Среди подобных факторов следует назвать длину волны, а также способ размещения монокристаллов в кристаллической решетке, сколько слоев для улавливания и какие сопутствующие компоненты использованы в подложке.

Особенности работы с учетом приведенных причин для разных конструкций будут такими:

  • большую эффективность в сравнении с монокристаллами имеют поликристаллические модели. Повышение эффективности достигается благодаря захватыванию лучей, попадающих на поверхность под самыми разными углами. Данная способность является следствием разнонаправленности векторов;
  • еще более высокие показатели по указанному компоненту имеют аморфные образцы. А вот с КПД в данном случае значительно ниже, что делает «рыхлый» материал не очень конкурентным;
  • особенности тонкопленочных ячеек – меньший коэффициент полезного действия в сравнении с монокристаллами, но способность гарантировать показатели генерации на 20% выше кремниевых моделей с аналогичными параметрами мощности для условий средних широт. Это связано со способностью редкоземельных компонентов к более обширному диапазону захвата излучения;
  • панели CIGS по производительности в пасмурные дни не имеют конкурентов. При этом данное преимущество практически нивелируется их дороговизной;
  • есть перспективы у перовскитных модификаций, но их проблема низкого КПД схожа во многом с аморфными батареями.

Несколько показателей для популярных среди потребителей панелей MONO-Si – при незначительном уровне облачности эффективность снижается приблизительно на 20% от максимального уровня, а при самой пасмурной погоде еще на 5%. Для идентичной погоды потери POLI-Si составят около трети, и в полтора раза падает эффективность у CdTe.

Работа модулей с трекерами

Подобные поворотные элементы нецелесообразно применять для обустройства СЭС с параметрами совокупной мощности до 10 кВт. Дивиденды от повышения производительности не смогут перевесить объем финансовых вложений в подобное оборудование. Для небольших станций автоматическая ориентировка поверхностей не рекомендуется из соображений экономии.
А вот на крупных объектах применение трекеров вполне оправдано. Они оптимизируют азимут и ориентацию и снижают потери во время дождя, выпадения снега, в дождь и сумрачную погоду.

Интересные разработки для плохих погодных условий

Среди появившихся на рынке других прототипов в первую очередь специалисты советуют обратить внимание на такие образцы:

  1.  Покрытие для кровли производства Илона Маска Solar Roof. Отличается доступной ценой и хорошо зарекомендовало себя при значительной облачности.
  2.  Уникальное свойство графеновой пасты – способность трансформировать потенциальную энергию капель дождя в кинетическую. В пасмурную погоду важным фактором будет еще один нюанс – извлечение энергии из инфракрасного излучения.
  3.  Постепенно подходят к завершению работы по созданию многослойных проводников с выходом на новый уровень КПД до 40-455. При этом в солнечные дни коэффициент полезного действия составит недостижимые для современных модулей 80-85 процентов.

Какие солнечные батареи оптимальны для климатических особенностей Украины

Проанализировав перечисленные факты, можно с уверенностью говорить о выборе элементов на основе тонкопленочных гибридов CdTe для большинства областей нашей страны, отличающихся умеренной облачностью. Эффективность поликристаллических модификаций по отношению к монокристаллам выше на 30%, а теллур-кадмиевые имеют показатель на 50% больше. Расчеты показывают, что производительность за год повысится на 1/5, а срок окупаемости снизится на 8-12 месяцев.
К наиболее востребованным на мировом рынке модулям безусловно относятся изделия известного американского производителя First Solar. Компания Green Tech Trade – официальный дистрибьютер этого бренда в Украине.
Заказать покупку и монтаж станции, а также ее отдельные компоненты, вы сможете на сайте нашей компании.

Выбор солнечных панелей для пасмурной погоды: 1 комментарий

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *