Поскольку солнечные панели могут использовать прямой и непрямой солнечный свет для выработки электроэнергии, они будут продолжать работать, даже если свет отражается или даже частично блокируется плотными облаками или дождем. Это означает, что фотоэлектрические (солнечные) панели по-прежнему могут работать в пасмурные дни, но могут производить меньше электроэнергии, в зависимости от их массы и размера.
Солнечные панели состоят из отдельных солнечных элементов , поэтому, если эти элементы закрыты, они не будут работать на 100% мощности. Хотя время суток, время года, погода и расположение светонепроницаемых зданий вокруг вашего дома могут повлиять на работу солнечных батарей, это не означает, что у вас не будет электричества.
На самом деле дождь может способствовать бесперебойной работе панелей, смывая пыль и грязь. Исследования показывают, что накопление пыли на поверхности фотоэлектрических солнечных панелей может снизить эффективность до 50%.
Работают ли солнечные панели в пасмурные дни?
Чем больше облаков, тем менее эффективно будут работать солнечные панели. При изготовлении солнечных панелей с использованием силикона (самого распространенного материала для изготовления солнечных элементов) затенение компонента на 20–30 % приводит к снижению выходной мощности на 30–40 % .
Солнечные панели преобразуют солнечный свет в постоянный ток (DC), большая часть которого преобразуется в переменный ток (AC) для питания электронных устройств в доме. В необычно солнечные дни, когда ваша солнечная система производит больше энергии, чем необходимо, избыточная энергия сохраняется в батареях или возвращается в общественную сеть.
Здесь на помощь приходят чистые измерения . Эти программы предназначены для того, чтобы предоставить владельцам солнечных систем кредит за избыточную электроэнергию, которую они производят, которую они затем могут использовать, когда их система производит меньше энергии из-за пасмурной погоды. Законы о чистом измерении могут различаться в зависимости от вашей страны, и многие коммунальные компании предоставляют это добровольно или в соответствии с местным законодательством. Благодаря чистым измерениям домовладельцы, которые в противном случае не могут позволить себе дорогие солнечные панели и солнечные элементы, могут инвестировать в возобновляемую энергию. Деньги или кредиты, полученные от избыточной электроэнергии, позволяют клиентам быстрее окупить свою солнечную систему.
При этом пасмурный климат не означает автоматически, что ваша собственность непригодна для использования солнечной энергии. На самом деле, некоторые из самых популярных солнечных районов являются также и самыми мрачными. Например, Портленд, штат Орегон, занял 21-е место в национальном рейтинге по общему количеству солнечных фотоэлектрических систем, установленных в 2020 году; Сиэтл, штат Вашингтон, где выпадает больше осадков, занял 26-е место; Длинное лето с умеренными температурами и продолжительными пасмурными сезонами на самом деле полезно для этих городов, поскольку солнечные панели производят меньше энергии, когда слишком жарко.
Журнал исследований возобновляемой и устойчивой энергетики за 2020 год предлагает новый способ оценки количества солнечного света, доступного солнечным электростанциям, поскольку облачный покров в настоящее время характеризуется субъективно, используя такие термины, как «облачно» или «переменная облачность», а не точные измерения. Новый метод, получивший название «Оценка оптических свойств спектральных облаков» (SCOPE), оценивает три свойства облаков и определяет количество солнечного света, достигающего поверхности Земли, чтобы сделать более точные прогнозы облачного покрова: Высота вершины облаков (по высоте вершины облака). , толщина облака (разница в высоте между верхней и нижней частью облака) и оптическая длина облака (показатель того, как облако меняет свет, проходящий через него). SCOPE может использоваться для предоставления надежных оценок оптических свойств дневных и ночных облаков в реальном времени с 5-минутными интервалами, обеспечивая тем самым прогнозы солнечной активности, точно так же, как прогнозы осадков или температуры.
Что происходит ночью?
Хотя солнечные панели не производят энергию, когда на улице темно, они все равно способны обеспечивать электроэнергию в эти периоды благодаря накопленным запасам энергии и чистым измерениям. Однако это не всегда так, поскольку солнечная система, лишенная доступа к солнцу в ночное время, означает, что как только солнце зайдет, электроэнергия будет недоступна. Исследования и достижения в области систем хранения энергии и резервных батарей открывают больше возможностей для солнечной промышленности для крупных компаний и домовладельцев.
Даже сейчас прорывы в солнечной энергетике происходят постоянно. Например, исследователи Калифорнийского университета в Дэвисе работают над тепловыми солнечными элементами, которые будут нагревать и получать энергию из холодного ночного неба, точно так же, как традиционные солнечные элементы поглощают горячий солнечный свет в течение дня. Такие ночные фотоэлектрические элементы потенциально могут продолжать непрерывно вырабатывать электроэнергию, не полагаясь на сохранение избыточной энергии в солнечных элементах или в энергосистеме (большая часть которой работает на ископаемом топливе). Согласно исследованию, прототипы, построенные для проекта, могут производить 50 Вт электроэнергии на квадратный метр, что составляет около 25% от того, что традиционные солнечные панели способны производить в течение дня.
Другое исследование, проведенное в Университете Британской Колумбии, показало, что, что интересно, применение кишечной палочки может помочь повысить эффективность солнечных батарей в пасмурные дни. Исследователи воспользовались естественной способностью бактерий преобразовывать солнечный свет в энергию, покрыв органический материал металлическими наночастицами перед введением их на электроды. Проект все еще находится на экспериментальной стадии, но если они смогут успешно вывести материал на рынок, он потенциально сможет конкурировать с традиционными системами солнечных батарей.
Рассмотрим плюсы и минусы
Стоит ли доверять солнечным панелям, зависит от отдельного потребителя. С точки зрения установки, будущая солнечная энергия потребует более высоких краткосрочных затрат, но может оказаться разумной инвестицией, если снизит затраты на электроэнергию и выбросы углекислого газа. Хотя в будущем стоимость может стать менее определяющим фактором, по крайней мере, для Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), финансируемой государством лаборатории, исследующей технологию солнечных батарей в Соединенных Штатах.
NREL поручено проанализировать общую стоимость установки солнечных панелей для жилых, коммерческих и коммунальных систем и выявить твердые затраты (стоимость самого физического оборудования солнечных батарей) и мягкие затраты (например, такие вещи, как рабочая сила или государственные разрешения). значительно снизился по сравнению с 2010 г. Общие затраты на солнечную энергию на крышах жилых домов, которая ранее была самой высокой из трех категорий, снизились более чем вдвое с 2010 по 2020 год.
Учитывая, что в таких штатах, как Орегон и Вашингтон, сохраняется процветающая промышленность по производству солнечных панелей, несмотря на то, что индустрия солнечных панелей остается сложной, вполне возможно, что даже если вы живете в районе с более низкими температурами или пасмурной погодой, вы все равно сможете получить некоторые преимущества от солнечной энергии. . беги дальше. Если вы не можете инвестировать в солнечные батареи для своей собственной солнечной системы, рекомендуется изучить программу чистых измерений с вашей местной энергетической компанией, чтобы компенсировать затраты.