Эффективность солнечных батарей

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

Коэффициент полезного действия, или эффективность, – одна из ключевых характеристик солнечных панелей. По сути, это исчисляемый в процентах уровень преобразования солнечного излучения в постоянный электрический ток. Естественно, лучше та панель, где КПД выше. Однако недостаточно купить эффективную солнечную батарею. Важно правильно ее эксплуатировать, а также устранять факторы, снижающие продуктивность.

Поликристаллическая или монокристаллическая панель – какая лучше

На рынке фотоэлектрического оборудования преобладают кремниевые модули на основе моно- и поликристаллов. Изготовление первых представляет собой более трудоемкий и затратный процесс. Именно поэтому монокристаллические модули стоят на 10-15% дороже. Впрочем, и средние показатели эффективности у таких солнечных батарей выше – 17-22%. Для сравнения: КПД поликристаллических панелей варьирует в пределах 15-18%.

Получается, что монокристаллические батареи эффективнее поликристаллических? Не все так однозначно! Производительность электрогенерирующих устройств во многом зависит от количества токопроводящих шин, качества кремниевых пластин и сборки модуля, используемых при производстве технологий. Среди поликристаллических панелей вполне можно найти высокоэффективные модели, ничем не уступающие mono батареям.

Совет! При выборе солнечной панели акцентируйте внимание на КПД устройства, а не типе кремния, из которого оно изготовлено.

Факторы, влияющие на эффективность фотомодулей

Благодаря высокому КПД солнечная батарея мощнее при стандартных габаритах. Это качество особенно ценно при крышном размещении, когда каждый квадратный метр площади на счету. Но эффективность не единственный показатель, который нужно учитывать. Значение имеет также NOCT – температура при типичных условиях эксплуатации устройства. Дело в том, что перегрев негативно сказывается на производительности панелей.

Указанная в паспорте мощность фотоэлектрического модуля определяется в ходе стандартных тестовых условий, или STC. Испытания проходят при 1000 Вт/м2 освещенности и 25°C. Это идеальные условия для работы панели. В реальности их практически не бывает. Именно поэтому в спецификациях указывается номинальная рабочая температура солнечного элемента. Ее измеряют при разомкнутой электрической цепи, температуре воздуха 20°C и интенсивности освещения 800 Вт/м2. Рабочая поверхность панели во время испытаний ориентирована на юг и наклонена под углом 45°.

Важно! В условиях эксплуатации производительность лучше сохраняет та солнечная батарея, у которой ниже NOCT.

Продуктивность панели зависит от времени года, а также угла падения солнечных лучей на поверхность устройства. На работе батарей негативно сказывается частичное или полное затенение, различные повреждения и дефекты, в том числе и скрытые от невооруженного взгляда. Светопоглощающие свойства модулей ухудшаются из-за загрязнений: пыли, листьев, солевых разводов, птичьего помета.

При расчете окупаемости солнечной электростанции необходимо учитывать естественное снижение эффективности солнечных панелей ввиду износа. В большинстве случаев в первые два года устройства теряют до 2,5% от первоначальной мощности. В зависимости от модели деградация составляет от 0,55 до 0,8% в год. То есть в течение всего гарантированного срока службы (25 лет) мощность устройства постепенно снизится на 14-20%.

Как повысить эффективность солнечных панелей

Содержите электрогенерирующие устройства в чистоте. В зависимости от загрязненности местности панели необходимо мыть 1-2 раза в год, например, весной и осенью. Лучше всего поливать поверхность модулей из шланга. Применять моющие средства или абразивы не нужно. Первые создают пленку, мешающую нормальному поглощению света. Вторые царапают стекло. Зимой необходимо регулярно счищать снег. Чистые панели, согласно исследованием, производительнее на 3,5-5%.

Используйте оптимизаторы мощности. Это миниатюрные фиксаторы напряжения, которые устанавливаются на одну или две соседние солнечные батареи. Одни оптимизаторы можно применять выборочно. Ими оснащают только проблемные солнечные модули: поврежденные, затененные, устаревшие. Другие оптимизаторы являются частью комплексного решения: должны взаимодействовать с солнечным инвертором и всеми модулями. К таким системам относится израильская разработка SolarEdge.

Выбирайте под солнечные панели динамические системы креплений. Модули работают по максимуму, когда лучи падают на их поверхность прямо. Учитывать траекторию солнца и автоматически подстраиваться под направление светового потока могут системы слежения, или трекеры. Это одноопорные установки с подвижным рамочным столом, на котором собственно и крепятся солнечные батареи. В движение конструкцию приводят актуаторы. Слежение обеспечивает датчик иррадиации. Прирост генерации модулей зависит от типа трекера. Одноосные установки повышают производительность батарей на 15-20%, двухосные – на 30-40%.

Итак, такой показатель, как эффективность (КПД) солнечной панели, значимее, чем тип кремния. Высокопроизводительные модули экономят пространство, позволяют получать больше электроэнергии и прибыли. КПД может снижаться по причине затенения, загрязнения, износа, повреждения, перегрева устройств. Чтобы повысить продуктивность, нужно содержать батареи в частоте. Помочь могут также трекеры и оптимизаторы мощности.