Факторы, влияющие на эффективность использования солнечных панелей

Отредактировано 29.03.2025

На эффективность фотоэлементов и солнечных панелей из них влияют ряд факторов. В числе основных можно назвать следующие:

• смена дня и ночи. Мощность солнечных энергетических систем зависит от интенсивности солнечного излучения (грубо говоря как ярко светит солнце). И если интенсивность солнечного излучения мала или отсутствует вовсе, то мощность солнечных панелей снижается или она вообще перестаёт вырабатывать электричество.
       Для уменьшить влияние этого недостатка, системы питания от солнечных панелей снабжают аккумуляторами, которые, накопив энергию днём, в ночное время отдают свою энергию потребителю. Как правило, в ночное время суток потребление электроэнергии снижается и, если речь идет об автономных системах обеспечения электроэнергией на солнечных панелях, запаса энергии вполне хватает для обеспечения потребностей в электроэнергии ночью.
• неравномерность освещения (наличие теневых зон). Равномерная освещенность солнечной батареи обеспечивает высокую её эффективность. Поэтому важно при установке солнечных панелей учитывать ориентацию и угол наклона этих солнечных панелей.
       Если же какой-то фотоэлемент, входящий в состав солнечной панели освещён менее интенсивно, чем соседний, то он становится паразитной нагрузкой и снижает общую энергоотдачу солнечных панелей.
       В качестве тени может быть тень, которая падает на солнечную батарею от близлежащих объектов или от объектов, прямо лежащих на солнечной панели, таких как дымоходы, опавшие листья и т.д. Эти объекты отбрасывают "сильную" тень с явными контурами. Но существует также понятие "слабой" тени, отбрасываемой от других зданий, расположенных на некотором расстоянии или растущих рядом деревьев. Под действием сильной тени напряжение на затенённой панели уменьшается. При слабом затенении сила течения снижается, как и при пасмурной погоде.
        Для исключения этого солнечные панели подключаются к нагрузке с помощью специального контроллера управления фотоэлектрическими системами. Главная функция этого устройства - согласование внутренних сопротивлений нагрузок. Применение этого устройства обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей
• загрязнение (пыль, влага), которые оседают на солнечные панели, уменьшают вырабатываемое электричество. Поэтому необходимо регулярно проводить мероприятия по очистке поверхности солнечных батарей от пыли и грязи. Иногда поверхность солнечных панелей покрывают специальным составом, уменьшающим степень загрязнения поверхности солнечной батареи.
• погодные и климатические условия (снег, ливень) уменьшают попадание солнца на солнечных панели, тем самым электричества вырабатывается меньше.
• рост температуры. При увеличении температуры в солнечныx батареяx поток электронов нарастает, вызывающий увеличение силы тока, что приводит к снижению эффективности работы солнечны батарей.
       Поэтому солнечные панели, особенно для больших систем, необходимо охлаждать.
  
• необратимые потери. Уменьшение необратимых потерь в фотоэлементах приведет к увеличению их КПД. В среднем, КПД солнечных эксплуатируемых сейчас панелей не превышает 15-20%. В лабораториях ведутся работы по увеличению этого показателя. Увеличение КПД всего на один или два процента уже считаются хорошим результатом. В средствах массовой информации можно найти информацию о том, что КПД отдельных фотоэлментов, измеренный в лабораторных условиях, приближается к 45%.

Основная сложность общей схемы солнечных батарей, с конкретными значениями характеристик всех элементов, заключается в правильном расчёте нагрузки, настройке контроллера зарядки и контроллера отбора энергии от других источников.

Важными факторами является правильный выбор типа контроллеров зарядки АБК, разнонаправленность панелей солнечной батареи, учитывавшие падение напряжения в проводах низковольтной части солнечных батарей и, при необходимости, схема солнечной батареи с дополнительными источниками тока. Всё это будет рассмотрены отдельно.