Основне питання, яке цікавить потенційних покупців сонячних електростанцій – який ККД (коефіцієнт корисної дії) сонячних панелей. На сьогодні виробники пропонують☀️сонячні батареї, ефективність яких не перевищує 22%, проте вчені в усьому світі активно працюють над тим, щоб підвищити цей показник. По суті, саме від ефективності сонячних панелей залежить, скільки електроенергії отримає споживач від тієї чи іншої кількості батарей.
⚡Що таке ККД сонячної електростанції
Коефіцієнт корисної дії сонячної електростанції – це співвідношення обсягу електроенергії, яку виробляє сонячна батарея в одиницю часу, до кількості сонячного випромінювання, що впливає на панель. Коефіцієнт вимірюється у відсотках.
Ефективність сонячної станції залежить від якості збірки панелей і матеріалу, який використовується для виготовлення фотоелементів.
Середній показник ККД становить:
● Батареї з аморфного кремнію – до 7%;
● Тонкоплівкові приймачі на телуриді кадмію 4-го покоління – до 16%;
● Тонкоплівкові приймачі на телуриді кадмію 6-го покоління – до 18%;
● Тонкоплівкові приймачі останнього покоління на основі сульфідів селену, галію, індію – до 20%;
● Полікристалічні панелі – до 20%;
● Монокристалічні фотоелементи – до 22%.
Коефіцієнт корисної дії сонячних панелей розраховується виходячи з ідеальних умов освітленості, тому в реальності він дещо нижчий. Як видно з переліку, зараз оптимальне поєднання ціни та якості – це сонячні батареї з полікристалічними фотоелементами. Якщо розраховувати середньорічну ефективність, то тут лідирують сонячні станції з тонкоплівковими фотоелементами. Їх виготовляють методом напилення шарів селену, галію, індію та міді (CIGS), або ж шару телуриду кадмію (CdTe). На сьогоднішній день установкою таких панелей в Україні займається лише компанія SolarMAX і кілька інших фірм.
Розробки вчених вже зараз дають змогу істотно збільшити ефективність СЕС. Проводяться експерименти зі зміною кількості шарів і комбінування, впровадження нових технологій і хімічних елементів. Наочний приклад – сонячні електростанції, які використовуються в космічній галузі. Вони мають ККД до 40%, а новітні лабораторні зразки показують ефективність 47%. Але поки що подібні панелі занадто дорогі й не актуальні для комерційного використання. Теоретично цей показник можна довести до позначки 87% і більше, однак, це питання далекого майбутнього.
⚡Як розрахувати ККД сонячної батареї
У технічній документації виробники сонячних панелей вказують ККД модуля і фотоелементів. Ці значення отримують експериментальним шляхом у стандартних умовах. Як правило – це сонячний потік потужністю 1 кВт/кв. м за температури фотоелементів 25 градусів Цельсія. На практиці ККД може бути вищим або нижчим. У наших умовах ефективність сонячних станцій дещо нижча через особливості погоди.
Постачальники обладнання для компанії SolarMAX випробовують кожну батарею, а результати вносять у документацію. Так вони підтверджують якість своєї продукції і гарантують відповідність показників заявленим параметрам. З цього випливає, що характеристики кожної панелі насправді унікальні, навіть якщо фотоелементи зроблені з одного і того ж матеріалу, а панелі однакові за розміром.
Для розрахунку ККД сонячної панелі існує проста формула:
ККД = Р/10S, де:
● Р – продуктивність (потужність) модуля;
● S – площа панелі.
Через те, що між фотоелементами є відстань, ефективність одного елемента вища за ефективність сонячної панелі.
⚡Що впливає на ККД сонячної електростанції
Ефективність сонячних панелей за останні 50 років збільшилася всього в чотири рази. Хоча теоретично їхній потенціал наближається до 100%. Але це в ідеальних умовах, а в реальності на ККД впливає безліч чинників.
Фактори, що впливають на ККД СЕС:
● Погодні умови – хмари, дощ і сніг знижують показник на 25%;
● Пора року – через перегрів влітку ефективність фотоприймачів менша на 3-5%;
● Кут впливу сонячних променів – найкраще, якщо панелі працюватимуть на прийом світла з південного боку;
● Розташування – панелі не повинні перекривати одна одну, поруч не повинно бути сторонніх об’єктів, що закривають сонце навіть на короткий час;
● Особливості матеріалів, з яких виготовлені фотоприймачі – оптимальний вибір – це тонкоплівкові багатошарові фотоприймачі. Кремнієві фотоелементи дешевші, але не такі ефективні, полікристалічні панелі досить дорогі;
● Чистота робочих поверхонь панелей – потрібно стежити за тим, щоб панелі не були покриті пилом, брудом, снігом тощо. Професіонали SolarMAX знають, як встановлювати сонячні батареї, щоб забруднення змивалися природним чином.
☀️Сонячні електростанції в більшості регіонів України максимально ефективно працюють не більше 6 місяців на рік. Крім того, слід брати до уваги обмежений робочий ресурс фотоелементів і так звану деградацію. У середньому ККД сонячних панелей знижується на 0,5-3% на рік. З цієї причини не слід купувати б/в електростанції, а краще замовити СЕС у фахівців: досвідчені менеджери проконсультують у будь-який зручний час, розрахують ККД та інші параметри сонячної електростанції відповідно до потреб споживача та умов експлуатації.
Джерело: SolarMax