«А сонячні панелі взагалі працюють узимку?» – з цього починається майже кожна розмова про СЕС, особливо в Україні, де з листопада до лютого похмура погода, короткий день та постійні витрати на опалення. У потенційних власників сонячних станцій виникають зрозумілі побоювання: якщо установка коштує дорого, чи не вийде, що три місяці на рік все обладнання просто простоює?
Відповідь тут не чорно-біла. Так, зима це не літо. Але й "нуль генерації" - міф. Щоб розібратися, скільки виробляє сонячна панель взимку, Треба зрозуміти, від чого цей виробіток залежить і чого можна очікувати від системи в реальних умовах.
Скільки дає сонячна станція взимку: цифри по регіонах
Зимове виробництво залежить від погоди, географії, кута установки та типу панелей. В середньому по Україні:
-
На Півдні у ясний день 1 кВт встановленої потужності дає 2,5-3 кВт·год, у похмурий 0,3-0,7 кВт·год.
-
У центрі Центр і Заході у ясну погоду 1,5-2 кВт·год, у похмуру 0,2-0,5 кВт·год.
Це приблизно в 3-4 рази менше, ніж улітку. До цього варто бути готовим: вироблення сонячної енергії за місяцями завжди показує сезонне просідання у грудні та січні. Але це не означає, що система не дає користі.
Наприклад, мережева сонячна електростанція 10 кВт у січні на півдні здатна виробити 300-500 кВт·год на місяць. Цього достатньо, аби покрити базові денні навантаження приватного будинку чи офісу: освітлення, холодильники, роутери, насоси, частина побутової техніки.
Для об'єктів із газовим або твердопаливним опаленням станція здатна помітно розвантажити споживання від мережі у світлий час доби. Отже, навіть у січні вона приносить відчутну економію.
Як погода та сезон впливають на генерацію
Що визначає продуктивність сонячних панелей взимку і скорочує вироблення:
-
Короткий день. У грудні сонце над горизонтом лише 8-9 годин, пік генерації триває 3-5 годин.
-
Низький кут сонця. При нахилі панелей під літній кут (20-30°) взимку сонячні промені падають занадто косо, що знижує ефективність.
-
Втрати від снігу та забруднень. Якщо модуль повністю завалений снігом, листям чи брудом, його генерація падає, доки поверхню не очистити. Навіть кілька перекритих панелей у стрінгу можуть «просадити» вироблення всієї гілки.
-
Затінення та помилки установки. Тіні від дерев та будівель взимку довші. Навіть невелике затінення робить менш ефективним увесь стрінг, особливо без оптимізаторів.
Генерація в такому режимі продовжується, але ефективність сонячної панелі взимку виявляється помітно нижчою, ніж у ясні дні. При щільній хмарності та похмурій погоді генерація може становити всього 20-40% від пікового значення ясного дня, а в особливо темні періоди близько 10-25%.
При цьому варто пам'ятати, що ККД сонячних батарей взимку може бути вищим, ніж влітку. Кремнієві панелі ефективніше працюють у холоді, втрачаючи менше енергії на перегрів. Саме тому морозний сонячний день станція може видати близьке до літнього значення, якщо панелі чисті й правильно орієнтовані.
Що ще знижує генерацію взимку (крім погоди)
Дві станції в одному місті за однакової погоди можуть генерувати різну кількість енергії. На те, скільки виробляє сонячна електростанція, впливає якість проєктування та обслуговування СЕС. Так, ККД сонячної панелі взимку може сильно просідати через:
-
неправильний кут нахилу чи орієнтацію модулів;
-
старі або дешеві інвертори із вузьким діапазоном роботи;
-
невдалою схемою з'єднання рядків.
Додамо до цього людський фактор: ніхто не любить у мороз лазити на дах, а мокрий пил, листя або кірка льоду по нижньому краю модулів роблять свою справу. У результаті ККД сонячних панелей взимку знижується не лише через низьку інсоляцію, а й через банальну відсутність обслуговування. Тому в регламенти експлуатації для приватних та комерційних об'єктів все частіше додають прості огляди після сильних снігопадів та штормового вітру, а якщо йдеться про сонячної станції на 100 кВт і більше, будь-яке «забули почистити» вже перетворюється на помітні втрати генерації та грошей.
Як покращити ефективність сонячної станції взимку: рішення від Atmosfera
Зимовий виробіток не можна «розігнати» до літнього рівня, але його можна помітно покращити грамотним проєктуванням та підбором обладнання.
Використовувати сучасні модулі з гарною роботою на розсіяному світлі
Монокристалічні модулі зазвичай дають більше енергії на одиницю площі при розсіяному світлі, ніж полікристалічні.
Панелі з технологією PERC частково використовують відбите та розсіяне світло, що дає невелику перевагу в похмурі дні.
N-type модулі менше втрачають потужність на холоді та повільніше деградують з роками.
У нашому блозі є кілька корисних і цікавих статей про панелі, технології та розрахунки. З них ви можете дізнатися, які бувають модулі, скільки треба сонячних панелей для СЕС 10 кВт (найпопулярнішою для дому та малого бізнесу) тощо.
Застосовувати оптимізатори та продуману схему підключення
В умовах часткового затінення (труби, дерева, сусідні будівлі) при проєктуванні важливо заздалегідь прорахувати розташування модулів та трасування рядків, щоб мінімізувати вплив тіні в ранковий та вечірній годинник.
Для складних дахів та неминучому затіненні доцільно використовувати оптимізатори: вони встановлюються на окремі панелі або їх групи, дозволяють кожній панелі працювати ближче до своєї максимальної потужності та запобігають «просіданню» всього рядка через одну проблемну точку. Додатково оптимізатори спрощують діагностику та сервіс, а при тих же площах та погоді дають помітний приріст вироблення взимку.
Вчасно обслуговувати сонячну станцію взимку та протягом року
Для збереження розрахункової ефективності взимку станція повинна експлуатуватися за прописаним регламентом: періодичні огляди, очищення модулів, контроль кріплень і звіряння фактичної генерації з проєктними значеннями по системі моніторингу. Для комерційних об'єктів та великих приватних СЕС логічно передавати ці завдання сервісній команді, щоб підтримувати вироблення на рівні, закладеному під час проєктування.
Підключати акумулятор у складі гібридної системи
У мережевий СЕС без АКБ денна генерація використовується «тут і зараз», а вечірні та нічні години повністю лягають на мережу. У гібридній системі інвертор заряджає АКБ вдень і віддає накопичену енергію в періоди споживання або відключень. Це не збільшує сумарну генерацію, але знижує обсяг електроенергії, що купується в оператора в критичні години, і підвищує частку реально використаної сонячної енергії взимку.
Висновки від Atmosfera. Зимова генерація – це питання умов, конфігурації та грамотного розрахунку
Так, ефективність сонячних панелей взимку знижується – це нормально та передбачувано. Але ступінь цього зниження залежить не лише від клімату, а насамперед від умов конкретного об'єкта та правильності проєктних рішень.
Так, наприклад, об'єкти з вираженим денним споживанням (магазини, офіси, школи, муніципальні установи) втрачають узимку менше. Їхнє основне навантаження припадає на світлий час доби, коли панель все-таки працює, навіть за похмурої погоди. А ось будинки з вечірнім чи цілодобовим споживанням, особливо з електрокотлами та бойлерами, дійсно сильніше відчувають просідання зимової генерації та вплив сезону на підсумкову прибутковість проєкту.
Щоб не оцінювати все «на око», на етапі попереднього аналізу зручно використовувати онлайн калькулятор сонячних панелей на нашому сайті: він допомагає прикинути вироблення сонячної електростанції за місяцями, зіставити її з графіком навантаження і зрозуміти, як це вплине на собівартість кіловат-години. Далі інженер вже уточнює розрахунки під конкретний дах, кут, тінь, конфігурацію інверторів та ємність системи накопичення.
Саме тому інженери Atmosfera при розрахунку окупності закладають у проєкт річний профіль виробітку, а не орієнтуються лише на літні показники. Зимові місяці враховуються як частина загального розрахунку, і якщо об'єкту критично важлива стабільна генерація у січні чи лютому, це відображається у конфігурації та типі станції. Ми не пропонуємо рішення, які свідомо є неефективними в сезон, коли вам особливо потрібна енергія. Ми будуємо лише вигідні станції.
Для кожного проєкту складається свій оптимальний графік вироблення сонячної енергії та список рішень з урахуванням клімату, тіні від сусідніх будівель, кута покрівлі, способу встановлення, графіка навантаження та завдань, які має вирішувати СЕС.
