«А солнечные панели вообще работают зимой?» – с этого начинается почти каждый разговор о СЭС, особенно в Украине, где с ноября по февраль пасмурная погода, короткий день и постоянные расходы на отопление. У потенциальных владельцев солнечных станций возникают понятные опасения: если установка стоит дорого, не получится ли, что три месяца в году всё оборудование просто простаивает?
Ответ здесь не чёрно-белый. Да, зима это не лето. Но и «ноль генерации» – миф. Чтобы разобраться, сколько вырабатывает солнечная панель зимой, надо понять, от чего эта выработка зависит и чего можно ожидать от системы в реальных условиях.
Сколько даёт солнечная станция зимой: цифры по регионам
Зимняя выработка зависит от погоды, географии, угла установки и типа панелей. В среднем по Украине:
-
На Юге в ясный день 1 кВт установленной мощности даёт 2,5-3 кВт·ч, в пасмурный 0,3-0,7 кВт·ч.
-
В Центре и Западе в ясную погоду 1,5-2 кВт·ч, в пасмурную 0,2-0,5 кВт·ч.
Это примерно в 3-4 раза меньше, чем летом. К этому стоит быть готовым: выработка солнечной энергии по месяцам всегда показывает сезонную просадку в декабре и январе. Но это не значит, что система бесполезна.
Например, сетевая солнечная электростанция 10 кВт в январе на юге способна выработать 300-500 кВт·ч в месяц. Этого достаточно, чтобы покрыть базовые дневные нагрузки частного дома или офиса: освещение, холодильники, роутеры, насосы, часть бытовой техники.
Для объектов с газовым или твердотопливным отоплением станция способна заметно разгрузить потребление от сети в светлое время суток. А значит, даже в январе она приносит ощутимую экономию.
Как погода и сезон влияют на генерацию
Что определяет производительность солнечных панелей зимой и сокращает выработку:
-
Короткий день. В декабре солнце над горизонтом всего 8-9 часов, пик генерации длится 3-5 часов.
-
Низкий угол солнца. При наклоне панелей под летний угол (20-30°) зимой солнечные лучи падают слишком косо, что снижает эффективность.
-
Потери от снега и загрязнений. Если модуль полностью завален снегом, листьями или грязью, то его генерация падает, пока поверхность не очистить. Даже несколько перекрытых панелей в стринге могут «просадить» выработку всей ветки.
-
Затенение и ошибки установки. Тени от деревьев и зданий зимой длиннее. Даже небольшое затенение снижает эффективность всей строки, особенно без оптимизаторов.
Генерация в таком режиме продолжается, но эффективность солнечной панели зимой оказывается заметно ниже, чем в ясные дни. При плотной облачности и пасмурной погоде выход может составлять всего 20-40% от пикового значения ясного дня, а в особенно тёмные периоды около 10-25%.
При этом стоит помнить, что КПД солнечных батарей зимой может быть выше, чем летом. Кремниевые панели эффективнее работают в холоде, теряя меньше энергии на перегрев. Именно поэтому в морозный солнечный день станция может выдать близкое к летнему значение, если панели чистые и правильно ориентированы.
Что еще снижает генерацию зимой (кроме погоды)
Две станции в одном городе при одинаковой погоде могут генерировать разное количество энергии. На то, сколько вырабатывает солнечная электростанция, влияет качество проектирования и обслуживания СЕС. Так, КПД солнечной панели зимой может сильно проседать из-за:
-
неправильного наклона или ориентации модулей;
-
старых или дешёвых инверторов с узким диапазоном работы;
-
неудачной схемой соединения строк.
Добавим к этому человеческий фактор: никто не любит в мороз лазить на крышу, а мокрая пыль, листья или корка льда по нижнему краю модулей делают своё дело. В итоге КПД солнечных панелей зимой снижается не только из-за низкой инсоляции, но и из-за банального отсутствия обслуживания. Поэтому в регламенты эксплуатации для частных и коммерческих объектов всё чаще добавляют простые осмотры после сильных снегопадов и штормового ветра, а если речь идёт о солнечной станции на 100 кВт и больше, любое «забыли почистить» уже превращается в заметные потери по генерации и деньгам.
Как улучшить эффективность солнечной станции зимой: решения от Atmosfera
Зимнюю выработку нельзя «разогнать» до летнего уровня, но её можно заметно улучшить грамотным проектированием и подбором оборудования.
Использовать современные модули с хорошей работой на рассеянном свете
Монокристаллические модули обычно дают больше энергии на единицу площади при рассеянном свете, чем поликристаллические.
Панели с технологией PERC частично используют отражённый и рассеянный свет, что даёт небольшое преимущество в пасмурные дни.
N-type модули меньше теряют мощность на холоде и медленнее деградируют с годами.
В нашем блоге есть несколько полезных и интересных статей о панелях, технологиях и расчетах. Из них вы можете узнать, какие бывают модули, сколько надо солнечных панелей для СЭС 10 кВт (самой популярной для дома и малого бизнеса) и т.д.
Применять оптимизаторы и продуманную схему подключения
В условиях частичного затенения (трубы, деревья, соседние здания) при проектировании важно заранее просчитать расположение модулей и трассировку строк, чтобы минимизировать влияние тени в утренние и вечерние часы.
Для сложных крыш и неизбежном затенении целесообразно использовать оптимизаторы: они устанавливаются на отдельные панели или их группы, позволяют каждой панели работать ближе к своей максимальной мощности и предотвращают «просадку» всей строки из-за одной проблемной точки. Дополнительно оптимизаторы упрощают диагностику и сервис, а при тех же площади и погоде дают заметный прирост выработки зимой.
Своевременно обслуживать солнечную станцию зимой и в течение года
Для сохранения расчётной эффективности зимой станция должна эксплуатироваться по заранее прописанному регламенту: периодические осмотры, очистка модулей, контроль креплений и сверка фактической генерации с проектными значениями по системе мониторинга. Для коммерческих объектов и крупных частных СЭС логично передавать эти задачи сервисной команде, чтобы поддерживать выработку на уровне, заложенном при проектировании.
Подключать аккумулятор в составе гибридной системы
В сетевой СЭС без АКБ дневная генерация используется «здесь и сейчас», а вечерние и ночные часы полностью ложатся на сеть. В гибридной системе инвертор заряжает АКБ днём и отдаёт накопленную энергию в периоды пикового потребления или отключений. Это не увеличивает суммарную генерацию, но снижает объём электроэнергии, покупаемой у оператора в критичные часы, и повышает долю реально использованной солнечной энергии зимой.
Выводы от Atmosfera. Зимняя генерация – это вопрос условий, конфигурации и грамотного расчёта
Да, эффективность солнечных панелей зимой снижается – это нормально и предсказуемо. Но степень этого снижения зависит не только от климата, а прежде всего от условий конкретного объекта и правильности проектных решений.
Так, например, объекты с выраженным дневным потреблением (магазины, офисы, школы, муниципальные учреждения) теряют зимой меньше. Их основная нагрузка приходится на светлое время суток, когда панель всё-таки работает, даже при пасмурной погоде. А вот дома с вечерним или круглосуточным потреблением, особенно с электрокотлами и бойлерами, действительно сильнее ощущают просадку зимней генерации и влияние сезона на итоговую доходность проекта.
Чтобы не оценивать всё «на глаз», на этапе предварительного анализа удобно использовать онлайн калькулятор солнечных панелей на нашем сайте: он помогает прикинуть выработку солнечной электростанции по месяцам, сопоставить её с графиком нагрузки и понять, как это повлияет на себестоимость киловатт-часа. Дальше инженер уже уточняет расчёты под конкретную крышу, угол, тень, конфигурацию инверторов и емкость системы накопления.
Именно поэтому инженеры Atmosfera при расчете окупаемости закладывают в проект годовой профиль выработки, а не ориентируются только на летние показатели. Зимние месяцы учитываются как часть общего расчёта, и если объекту критично важна стабильная генерация в январе или феврале, это отражается в конфигурации и типе станции. Мы не предлагаем решения, которые заведомо окажутся неэффективными в сезон, когда вам особенно нужно электричество. Мы строим только выгодные станции.
Для каждого проекта составляется свой график выработки солнечной энергии и список решений с учётом климата, тени от соседних зданий, угла кровли, способа установки, графика нагрузки и задач, которые должна решать СЭС.
