Существует множество мифов о солнечных батареях, и один из самых распространенных заключается в том, что зимой они не работают. Многие считают, что солнечные панели отключаются, как только лед и снег начинают покрывать крыши. Хотя солнечные панели не так эффективны в холодные месяцы, зимой они прекрасно работают. На самом деле, холодная погода не имеет ничего общего со снижением солнечной эффективности, поскольку фотоэлектрические солнечные панели лучше работают в более холодном климате.
В этой статье более подробно рассматривается этот распространенный миф и обсуждается, почему солнечные батареи менее эффективны зимой.
Будут ли солнечные панели работать зимой?
Несмотря на то, что системы солнечных батарей менее эффективны, зимой они прекрасно функционируют. Солнечные панели работают, поглощая фотоны (световые лучи) солнца; это означает, что они будут продолжать производить электричество даже при отрицательных температурах, пока есть солнечный свет. К сожалению, более короткие зимние дни в сочетании с обильными снегопадами уменьшат воздействие солнечного света на солнечные батареи. Меньше солнечного света означает меньшую выработку энергии, и вы можете ожидать, что солнечные панели будут примерно на 50% менее эффективны в зимние месяцы по сравнению с разгаром лета..
Как работают солнечные батареи?
Солнечные панели состоят из множества небольших фотогальванических солнечных элементов. Эти элементы имеют два полупроводниковых материала (обычно кремний) между корпусом, таким как стекло или металл. Когда свет проходит через панель, фотоны выбивают электроны из проводящего материала, создавая небольшой электрический ток. Затем электрический ток улавливается ячейкой и направляется непосредственно в дом для питания приборов и систем, в солнечную батарею для последующего использования или обратно в электрическую сеть.
Как низкие температуры влияют на солнечные батареи?
В это трудно поверить, но солнечные фотоэлектрические (PV) системы более эффективны при низких температурах, чем при теплых. В частности, фотоэлектрические системы с солнечными панелями имеют более высокую эффективность при низких температурах, поскольку они поглощают электричество от солнечного света. Солнечные элементы работают, улавливая энергию, производимую электронами, начиная с момента, когда они находятся в состоянии покоя, и заканчивая возбуждением. Разница между энергией в состоянии покоя и конечной энергией после воздействия солнечного света представляет собой количество энергии, поглощаемой солнечными элементами. В результате, чем ниже энергия покоя электронов, тем больше энергии поглощают солнечные элементы, когда электроны приходят в движение.
Чтобы было легче это понять, представьте себе, что эти электроны - это батареи, которые заряжаются и наполняются энергией, когда на них падает солнечный свет. Если электронная батарея находится на 0 % в состоянии покоя и подскакивает до 100 %, когда на нее падает солнце, солнечные элементы поглощают 100 % генерируемой энергии. Но если электрон находится в состоянии покоя на 30% и подскакивает до 100%, когда на него падает солнечный свет, солнечная панель поглощает только 70%.
При низких температурах у электронов в состоянии покоя меньше энергии, что позволяет солнечным панелям более эффективно поглощать энергию при возбуждении. Наиболее эффективная температура для поглощения энергии солнечными панелями составляет 77°F.
Повлияют ли снег и облачность на солнечные панели?
Хотя холодная погода может не повлиять на системы солнечных батарей, другие факторы, которые приходят вместе с зимой, могут привести к снижению производительности солнечных панелей. Когда панели покрыты слоем снега, он предотвратит попадание солнечного света на ячейки. В результате, чем сильнее снегопады, тем ниже производство энергии в зимнее время. К счастью, солнечные панели расположены под углом к солнцу и имеют наклон, а это означает, что они довольно хорошо стряхивают снег, если на них есть покрытие. Хотя сильные снегопады могут повлиять на эффективность солнечной системы, они, как правило, не оказывают существенного влияния на общее количество электроэнергии, потребляемой домом.
Облачность и световой день - два зимних погодных условия, которые невозможно контролировать или смягчить. В пасмурные зимние дни солнечные панели будут менее эффективны, потому что они поглощают меньше прямых солнечных лучей. Они все еще могут поглощать непрямой солнечный свет, но это гораздо менее эффективно. Эта концепция применима как к зимнему, так и к облачному покрову. Для таких штатов, как Нью-Джерси, Нью-Йорк и Массачусетс, меньшее количество солнечных дней означает меньшее количество солнечных лучей для поглощения и меньшее количество электроэнергии для их систем. К счастью, благодаря впечатляющим солнечным программам этих штатов местные домовладельцы по-прежнему могут получать большую выгоду от солнечной энергии.
Нужно ли убирать снег с солнечных панелей?
Большинство производителей солнечных панелей не рекомендуют очищать солнечные панели от снега. Панели сконструированы так, чтобы выдерживать дополнительный вес сильного снега и экстремальных зимних температур, поэтому обычно вам не придется беспокоиться об их сохранении. Кроме того, благодаря уклону и солнечному свету, получаемому солнечными панелями, вам не придется долго беспокоиться о снеге после падения. В худшем случае вы можете повредить солнечные панели, пытаясь их почистить, что приведет к дорогостоящему ремонту и аннулированию гарантии. Если вы хотите выжать из панелей каждую унцию возобновляемой энергии, вы можете убрать окружающий снег с крыши. Это позволит близлежащим черепицам поглощать больше солнечного света и поможет снегу на ваших панелях быстрее таять из-за окружающего тепла.
Заключительные мысли
Хотя солнечные батареи менее эффективны в зимние дни, чем в летние, они все же производят достаточно энергии для дома. Зимой вы можете ожидать примерно на 50% меньше солнечной энергии, чем летом. Хотя вы можете столкнуться с некоторой дополнительной потерей эффективности из-за пасмурных дней, дождя и снега, повышенная эффективность панелей из-за более холодной погоды может легко компенсировать это. Мы рекомендуем использовать программы чистого учета или инвестировать в хранение солнечных батарей, чтобы компенсировать счета за электроэнергию зимой.