Kaip saulės elementai veikia žiemą – kiek elektros jie pagamina, kai saulės mažiau?

Saulės elementų veikimas žiemą akivaizdžiai skiriasi nuo rekordinės vasaros gamybos, tačiau, priešingai populiariam įsitikinimui, jie neišsijungia. Sužinokite, kokio energijos kiekio galite tikėtis žiemą ir ar sniegas ant jūsų stogo kelia nerimą!

Ar saulės elementai veikia žiemą, ar geriau juos išjungti?

Fotovoltinės baterijos (dar vadinama saulės baterija, saulės elementas, saulės modulis, fotovoltinė baterija/elementas) veikia ištisus metus, kol gauna šviesos, net ir išsklaidytos debesų.  Visiškas sistemos išjungimas šiuo laikotarpiu yra ekonomiškai nepagrįstas. Net ir debesuotomis žiemos dienomis sistema generuoja įtampą ir gamina energiją, kuri pirmiausia patenkina dabartinius namo poreikius (vadinamasis savarankiškas vartojimas).

Dėl plokščių budėjimo režimo įrenginiai, tokie kaip jūsų šaldytuvas ar Wi-Fi maršrutizatorius, gali būti maitinti nemokama saulės energija, o ne iš tinklo. Tai reiškia reikšmingas mėnesines santaupas, net jei gamyba yra gerokai mažesnė nei vasarą.

Kaip fotovoltinė baterija veikia žiemą?

Norint suprasti žiemos gamybos specifiką, verta atsižvelgti į silicio elementų fiziką. Yra klaidinga nuomonė, kad plokštėms reikia šilumos, kad jos galėtų gaminti elektrą. Iš tikrųjų yra priešingai: aukšta temperatūra sumažina modulio efektyvumą (sukelia įtampos kritimus), o šaltis turi teigiamą poveikį. Fotovoltiniai elementai efektyviausiai veikia žemoje temperatūroje, nes puslaidininkių laidumas yra geresnis, o varžos nuostoliai – mažesni. Žiemą įtampa tarp plokščių stygų dažnai būna didesnė nei vasarą.

Jei fizika palanki esant šaltam orui, kodėl „elektros derlius“ toks mažas? Problema yra ne temperatūra, o didelis saulės šviesos trūkumas. Žiemą saulė yra žemai horizonte, todėl spinduliai turi nukeliauti didesnį atstumą per atmosferą ir prarasti savo intensyvumą.

Įdomu tai, kad šerkšnotu, giedru oru gali pasireikšti reiškinys, vadinamas albedu. Sniegas aplink instaliaciją (pvz., ant kaimyninio stogo) veikia kaip veidrodis, atspindintis saulės šviesą, kuri dar labiau apšviečia plokštes. Tokiais momentais, dėl šerkšno ir papildomos atspindėtos šviesos derinio, instaliacija gali pasiekti labai didelę trumpalaikę galią.

Kiek elektros energijos žiemą pagamina fotovoltinės baterijos?

Nors įrenginys veikia, žiemos mėnesiais gamyba yra gerokai mažesnė nei vasaros sezono pusmetį. Apskaičiuota, kad šiuo laikotarpiu pagaminama tik apie 10–25 % viso įrenginio metinio energijos kiekio.  Pavyzdžiui, 5 kWp (kilowatt-peak, reiškia 5 kilovatų piko galią) įrenginys, kuris liepą gali pagaminti 600–700 kWh, gruodį gali pagaminti tik 100–150 kWh, o esant labai nepalankiam orui – dar mažiau.

Šį drastišką našumo sumažėjimą lemia kelių nepalankių veiksnių, kurie kaupiasi šiuo metų laiku, derinys:

• diena trunka tik 7–8 valandas, ir tai fiziškai riboja veikimo laiką;
• spindulių kritimo kampas, dėl kurio modulio paviršių pasiekianti energija yra daug silpnesnė;
• debesuotumas ir rūkas blokuoja tiesioginę spinduliuotę, palikdami tik silpną išsklaidytą šviesą.

Sniego danga taip pat yra problema. Ant plokščių besikaupiantis sniegas sukuria fizinį barjerą ir nutraukia fotonų srautą.

Ar turėčiau valyti sniegą nuo fotovoltinių plokščių?

Ekspertai paprastai pataria nevalyti sniego rankiniu būdu, nebent plokštės būtų lengvai ir saugiai pasiekiamos (pvz., montuojamos žemės lygyje). Darbas ant apledėjusio, nuožulnaus stogo yra pavojingas sveikatai ir gyvybei, o potenciali energijos gamybos nauda retai kada nusveria šią riziką. Be to, mechaniškai šalinant ledą ir užšalusį sniegą kyla pavojus subraižyti grūdintą stiklą arba pažeisti antirefleksinę dangą.

Verta prisiminti, kad eksploatacijos metu plokštės šiek tiek įkaista. Dėl lygaus paviršiaus ir stogo nuolydžio sniegas dažnai nuslysta pats po pirmojo atlydžio. Tačiau jei storas sniego sluoksnis išsilaiko kelias savaites ir turite saugią prieigą prie modulių, perteklių galite švelniai pašalinti minkštu šepečiu, atsargiai nešveisdami stiklo paviršiaus.

Nors žiema namų elektrinėms yra prastovos metas, nesijaudinkite. Fotovoltinė energija yra ilgalaikė investicija, o jos pelningumas vertinamas per visus metus, o vasaros perteklius daugiau nei kompensuoja žiemos trūkumą.