Якщо ви хочете вкласти кошти в установку сонячної системи, яка вироблятиме необхідну кількість електроенергії, потрібно все ретельно прорахувати і в першу чергу ефективність. Чим вище показник ефективності, тим швидше окупляться ваші витрати, і тим більше ви отримаєте струм від сонячного світла. Але не всі знають, що через неправильну експлуатацію батареї можуть працювати з продуктивністю менше заявленого значення. Щоб цього не допустити, потрібно розібратися, які фактори впливають на рівень вироблення та як можна збільшувати загальну ефективність.
Які фактори впливають на ефективність панелей
Максимальний показник ефективності досягається сонячними батареями лише за дотримання певних умов. Що сюди входить?
Кут нахилу панелей
Коли сонячні промені потрапляють на панель під кутом 90 градусів, тобто перпендикулярно, це дозволяє отримати найбільший відсоток виробітку електроенергії. Дуже важливо стежити за кутом нахилу та виставляти відповідним чином, згідно з рекомендаціями фахівців, хоча б раз на сезон. Є сонячні панелі, які оснащені функцією автоматичного регулювання та стеження за сонячним промінням, проте такі конструкції не з дешевих.
Регулярне очищення поверхні
Бруд, пил, сніг засмічують фотоелементи та не дають їм з високою ефективністю поглинати сонячне світло. Чим чистіша поверхня, тим більше електроенергії ви отримаєте. Протирати сонячні батареї необхідно кілька разів на сезон, а взимку регулярно очищати від снігу та криги.
Погодні умови
Від погоди також багато залежить. Наприклад, за похмурої погоди ефективність сонячних батарей знижується до 5 разів, оскільки щільність сонячного випромінювання падає. У дощові та снігові дні батареї взагалі можуть нічого не виробляти, тому що результат безпосередньо залежить від того, наскільки яскраво світить сонце.
Температура
Твердження, чим спекотніше на вулиці, тим більше буде продуктивність сонячних панелей не вірна. Головне – це показник сонячної радіації та кут влучення променів на панель. Більше того, коли модуль від сонячного світла сильно перегрівається, а така температура може сягати і 80 градусів, ефективність роботи панелі знижується через сильне напруження. Тому батарея зможе дати більше в зимовий сонячний день, ніж у літню спеку. Щоб зменшити температуру модулів при нагріванні, бажано залишати між ними невеликий простір, щоб панелі охолоджувалися від потоку повітряних мас.
Відсутність тіні
Під час встановлення сонячних панелей слідкуйте, щоб протягом дня на них не падала тінь. Те саме стосується дерев, інших будівель та конструкцій, які можуть затуляти сонячну станцію і тим самим знижувати ефективність. Фахівці радять встановлювати панелі на південній стороні.
Таким чином, недотримання правил може призвести до сильної зміни показника ефективності роботи сонячної панелі та позначиться на отриманні необхідного обсягу електроенергії. Причому цей показник може знизитися до 8 разів. Тут дуже важливо дотримуватися не кожного пункту окремо, а все в комплексі. Тільки так можна зберегти максимальну ефективність роботи, закладену виробником.
Що таке ККД
ККД – це коефіцієнт корисної дії. У роботі сонячних батарей цей показник вимірюється у відсотках і означає продуктивність однієї панелі – кількість електроенергії за стовідсоткового використання сонячного світла. Значення ефективності вказується у паспорті сонячної батареї. Його також можна розрахувати самостійно: потужність електроенергії поділити на потужність сонячної енергії, яка посідає певний розмір площі панелі.
ККД – це економічна обґрунтованість встановлення сонячних батарей. Його середній показник у межах від 12 до 25%. Найбільше значення показують кремнієві панелі – від 17 до 22% за умови якісної сировини та правильної експлуатації. Також не варто розраховувати на високий відсоток ефективності, якщо погодні умови не відповідають.
Найбільш ефективні моделі батарей
В основі роботи будь-якої сонячної панелі закладено принцип напівпровідникових елементів вибивати з сонячного світла атоми, які забезпечують електричний струм. Але однієї батареї для отримання великої кількості буде недостатньо. Тому кілька штук, у середньому від 5 до 15, поєднують у цілу систему. Чим більше панелей, тим більше електрики. Але кількість отриманого струму також залежить від потужності панелі, її продуктивності.
Нині на ринку представлено кілька моделей сонячних батарей. Вони насамперед відрізняються між собою як вартістю, а й способом перетворення енергії, складом фотоелементів, рівнем ККД, терміном служби. Найбільш ефективними вважаються багатошарові кремнієві модулі. До них відносяться:
- Монокристалічні.
- Полікристалічні.
- Амфорні.
Найефективнішими вважаються монокристалічні сонячні батареї. У них найбільший показник ККД – 22%, потім йдуть полікристалічні зі значенням виробітку 17% і амфорні – 5-7%. Але в залежності від продуктивності встановлюється ціна на панелі. Перший варіант найдорожчий, проте відрізняється довгим терміном служби і практично відсутністю деградації.
Як збільшити ККД
По-перше, щоб отримати максимальну ефективність роботи сонячних батарей, необхідно дотримуватися всіх вищезгаданих правил, які впливають на генерацію сонячного струму, а по-друге, продуктивність залежить від якості панелей і закладених у них технічних характеристик. Найважливішим критерієм отримання високого показника ККД є кут нахилу панелей. Зміна кута нахилу в залежності від пори року та регіону. Бажано за допомогою точних розрахунків регулювати положення модулів хоча б один-два рази на сезон.
Більше, ніж встановлено в паспорті сонячної батареї, ви не зможете отримати продуктивність. Це питання знаходиться в компетенції вчених, які щодня намагаються знайти ідеальну «формулу» невисокої собівартості матеріалів для виробництва модулів та високого ККД. На сьогоднішній день вже є моделі батарей, які складаються з різних матеріалів у вигляді шарів і поглинають не тільки ультрафіолетове випромінювання, але й інфрачервоне, тим самим виробляючи вдвічі більше струму. На сьогоднішній день вже представлено низку різних варіацій панелей, ефективність яких становить 40% і вище. Однак вони поки недоступні широкому загалу споживачів.
Економічна ефективність системи
Перед тим, як встановити сонячну станцію, необхідно прорахувати її економічну ефективність. Вартість сонячної батареї сьогодні дуже висока, а їх вам може знадобитися від 5 до 15 залежно від необхідного показника енергоспоживання. З урахуванням значення ККД та загальних витрат можна прорахувати, коли окупиться таке вкладення коштів і ви зможете безкоштовно користуватись електрикою.
Що впливає на термін окупності:
- Вартість сонячних батарей та їх кількість. Надійні панелі з кремнію з високим показником ККД обійдуться набагато дорожче, ніж плівкові.
- Тип сонячних батарей. Багатошарові якісні модулі зможуть відпрацювати у два, а то й утричі довше за одношарові, дешевші панелі.
- Вартість додаткового обладнання. До загальних витрат відноситься покупка інвертора, акумулятора та контролера. Без цих пристроїв сонячна система зможе видавати електрику для побутових потреб.
- Вартість енергоресурсів у регіоні. Якщо у вашому районі встановлено низьку ціну на електрику – 1 кВт, то термін окупності панелей буде набагато довшим.
- Термін служби батарей. При правильній експлуатації надійні панелі відслужать понад 30 років.
- Місце розташування панелей та регіон проживання. Якщо у вашому регіоні сприятливі умови для роботи сонячної станції, то відповідно, і ефективність їхньої роботи буде вищою, а отже, швидше окуплять себе. Правильно вибрані кріплення для сонячних панелей також впливають на ККД і термін окупності.
З кожним роком вчені займаються розробками нових технологій створення сонячних панелей, які зможуть видавати більше енергії при захопленні сонячних променів. А збільшений показник продуктивності зможе скоротити термін окупності сонячної системи та тим самим підвищити економічну доцільність її встановлення.
