Нужны ли солнечным батареям прямые солнечные лучи для работы?

Есть много ситуаций, в которых солнечные панели не могут получать прямой солнечный свет.Они могут быть закрыты тенью окружающих зданий или деревьев, отвернуты от солнца или просто затронуты погодными условиями, такими как облака, дождь или снег.

Что происходит, когда солнечные панели, также известные как фотоэлектрические (PV) модули, не получают прямого солнечного света? И какое значение вы должны придавать тени и погодным условиям, пытаясь решить, стоит ли вам приобретать солнечные батареи?

Мы отвечаем на оба эти вопроса в этом блоге.

На этой странице

Нужны ли солнечным батареям прямые солнечные лучи?

Солнечные панели лучше всего работают под прямыми солнечными лучами, но могут работать и без них.

Солнечные панели производят электричество, используя комбинацию прямого и непрямого солнечного света в качестве входных данных. Обе формы солнечного света несут фотоны, которые солнечные панели преобразуют в электрический ток.

Если прямого солнечного света нет, солнечные панели будут производить электричество, используя только непрямой солнечный свет.

Однако при отсутствии прямых солнечных лучей производительность снижается. Это связано с тем, что солнечным панелям требуется 1000 Вт/м2 солнечного света для достижения максимальной мощности; столько солнечного света можно получить только при прямом солнечном свете.

Вы можете узнать больше о прямом солнечном свете (технически, «прямом солнечном излучении») и непрямом солнечном свете (или «рассеянном солнечном излучении») в этом ресурсе Министерства энергетики.

Просматривайте свою потенциальную солнечную энергию на основе исторических данных о солнечной энергии для вашего местоположения.

Работают ли солнечные панели в тени?

Да, солнечные панели могут работать в тени, но они будут генерировать меньше электрического тока, чем в оптимальных условиях.

Точное влияние затенения на вашу солнечную энергосистему зависит от следующих факторов:

• Продолжительность затенения: Чем дольше ваши солнечные панели находятся в тени, тем больше падение производства электроэнергии. Имейте в виду, что уровни солнечного света и тени будут меняться изо дня в день из-за постоянно меняющегося пути солнечных лучей.
• Технология, используемая в солнечных панелях: Новые солнечные панели, в которых используется технология половинчатых фотоэлектрических элементов, предназначены для уменьшения воздействия полутени. Однако это не относится к стандартным солнечным панелям (т. е. к тем, в которых не используются половинчатые фотоэлементы).
• Настройка инвертора: Если используется инвертор центральной цепочки, затенение одной панели снизит выходную мощность всей солнечной батареи. Напротив, в системах, использующих MLPE — микроинверторы или оптимизаторы мощности постоянного тока — затемнение на одной панели не влияет на другие панели и вызывает лишь небольшое снижение количества производимой энергии. (Разница между строковыми инверторами и MLPE объясняется здесь).

Если вы планируете установить солнечные батареи, вы должны сначала определить, сколько тени будет на вашей крыше. Если вы ожидаете ограниченное или частичное затенение, сведите к минимуму потери на выходе, установив солнечные панели, в которых используются половинчатые солнечные элементы и которые подключены к MLPE. И если на вашей крыше густая тень, вы можете оценить, стоит ли вообще устанавливать там солнечные батареи.

Профессиональный установщик солнечных батарей может рассчитать, сколько тени будет получать конкретная секция крыши в течение года, а также помочь вам рассчитать мощность солнечной панели и период окупаемости на основе этого.

Погодные условия также могут повлиять на доступность солнечного света.

Погодные условия могут иметь большое влияние на производство солнечных панелей. Облака, дождь и снег могут уменьшать как прямой, так и непрямой солнечный свет, препятствуя производству солнечной энергии.

Работают ли солнечные панели в пасмурные дни?

Да, солнечные панели работают в пасмурные дни, но не так эффективно, как в солнечный день. Это потому, что облака блокируют часть солнечной энергии от попадания на землю (или, в данном случае, на вашу крышу).

В пасмурных условиях ваши солнечные панели будут производить от 10% до 60% своей обычной выходной мощности, в зависимости от толщины облачного покрова.

Работают ли солнечные батареи в дождь?

Дождь сам по себе не влияет на мощность солнечных батарей, но плотный облачный покров, сопровождающий дождь делает. Когда дождевые облака блокируют солнечный свет и затемняют небо, производительность системы снижается на 40–90 %.

Несмотря на это, несмотря на то, что осадки могут привести к краткосрочным потерям мощности, на самом деле они имеют положительный побочный эффект: они помогают очищать солнечные панели. Если вы живете в пыльном климате, увеличение солнечной мощности от хорошего ливня может быть значительным.

Работают ли солнечные батареи, когда идет снег?

Да, солнечные панели вырабатывают энергию в снежных условиях, если снег не слишком сильный.

Солнечный свет может проходить сквозь легкую снежную пыль, поэтому ваша система солнечных батарей будет генерировать солнечную электроэнергию во время небольшого снегопада. А холодная погода на самом деле хороша для солнечных батарей, так как не дает им перегреваться и терять эффективность.

С другой стороны, сильное скопление снега блокирует солнечный свет и значительно снижает выработку энергии. Хорошая новость заключается в том, что такая ситуация возникает редко: солнечные батареи отлично сбрасывают снег. Это потому, что они гладкие, нагреваются, поглощая тепло, и обычно устанавливаются под углом.

Министерство энергетики также отмечает, что, подобно дождю, снег эффективно очищает панели, так как тает.

Сколько солнечного света требуется солнечным панелям, чтобы быть экономичным?

Общее эмпирическое правило заключается в том, что в среднем четырех пиковых солнечных часов в день достаточно для того, чтобы сделать систему солнечной возобновляемой энергии стоящей.

Четыре пиковых часа равны 4000 ватт-часов совокупного солнечного излучения в течение дня. В этом блоге мы объясняем пиковые солнечные часы и цифры для каждого штата.

Однако количество солнечного света — не единственный фактор, который домовладельцы должны учитывать при оценке экономической эффективности солнечной энергии. Вы также захотите принять во внимание местные тарифы на коммунальные услуги и государственные льготы при расчете периода окупаемости.

Узнайте, какие налоговые льготы, скидки и стимулы для солнечной энергетики вам доступны здесь.

Чем выше ваши местные тарифы на коммунальные услуги и чем лучше местные стимулы, тем выше потенциальная экономия от солнечной энергии. Фактически, эти факторы делают Массачусетс, который получает в среднем всего три пиковых солнечных часа в день, одним из лучших мест в стране для перехода на солнечную энергию с периодом окупаемости всего 3,2 года.

Рассчитайте период окупаемости солнечной энергии на основе количества солнечного света, попадающего на вашу крышу.

Основные выводы

• Хотя солнечные панели лучше всего работают под прямыми солнечными лучами, они все же могут производить солнечную энергию в тени, в пасмурную погоду, под дождем и во время снегопада. Производительность пострадает, но ненамного.
• Воздействие тени можно смягчить, используя полуэлементные солнечные панели и MLPE (микроинверторы и оптимизаторы мощности).
• Среднее количество солнечного света, которое вы получаете, является важным фактором при определении того, стоит ли вам использовать солнечные панели.
• Калькулятор SolarReviews может оценить мощность солнечной энергии на вашей крыше в зависимости от направления вашей крыши и солнечного света в вашем местоположении.

Зишан Хайдер

Автор блога SolarReviews

Zeeshan увлечен продвижением возобновляемых источников энергии и решением проблемы изменения климата. Эти интересы он развил во время учебы в прекрасном колледже Миддлбери в Вермонте, который уделяет большое внимание вопросам устойчивого развития. Ранее он работал в гуманитарном секторе — в организации «Врачи без границ», а также в сфере коммуникаций и журналистики.