КПД в пасмурную погоду и зимой

Вопрос «какой КПД у панели в пасмурную погоду» задан не о том. КПД в облака почти не меняется — меняется количество света, который до панели доходит.

Разница принципиальная. КПД — это доля, а выработка — доля от чего-то. Падает второе.

Что происходит под облаками

Панель отдаёт мощность пропорционально освещённости:

мощность ≈ КПД × площадь × освещённость

В ясный полдень освещённость около 1000 Вт/м², в сплошную облачность — в разы меньше. Панель честно отрабатывает свои двадцать с небольшим процентов и от того, что осталось.

Свет под облаками не исчезает, он становится рассеянным: приходит не из точки, где солнце, а со всего небосвода. Панель его собирает — просто меньше.

Отсюда два практических следствия, которые обычно упускают.

В пасмурный день ориентация значит меньше. Прямой луч приходит с одного направления, и угол к нему решает всё. Рассеянный свет приходит отовсюду, и северный скат под облаками отстаёт от южного заметно меньше, чем в ясный день.

Обещание «панель работает и в пасмурную погоду» верно и бессодержательно. Работает — да. Даёт мало — тоже да. Никакой технологии, которая под сплошной облачностью выдавала бы паспортную мощность, не существует.

На холоде КПД растёт

Это противоречит интуиции, но следует прямо из паспорта.

Температурный коэффициент мощности отрицательный: у n-type модулей каталога −0,29…−0,30 %/°С, у гетероструктуры Hevel −0,26…−0,285. Паспорт снят при 25 °С. Значит, при температуре ячейки ниже двадцати пяти мощность выше паспортной, а с ней выше и КПД.

поправка = коэффициент × (температура ячейки − 25)

Морозным ясным январским днём панель может быть холоднее нуля. При −5 °С и коэффициенте −0,29 %/°С:

−0,29 % × (−5 − 25) = +8,7 %

Почти девять процентов сверх паспорта. Летом та же панель на солнце уходит на 60–65 °С и теряет 10–12 %.

Разница между зимним и летним КПД одной и той же панели доходит до двадцати процентов от собственной величины — и она в пользу зимы.

Почему тогда зимой выработка мизерная

Потому что КПД — не то, что ограничивает. Ограничивают три вещи, и все они про свет.

Длина дня. В декабре в средней полосе световой день около семи часов против семнадцати в июне.

Высота солнца. Низкое солнце проходит через более толстый слой атмосферы и падает на панель под острым углом. Обе потери умножаются.

Облачность. Ноябрь и декабрь — самые пасмурные месяцы почти везде севернее Крыма.

Плюс снег на стекле, который выработку обнуляет полностью, пока лежит.

Декабрь в цифрах

По расчёту PVGIS на 1 кВт установленной мощности, наклон 40°, юг:

Крым зимой заметно лучше средней полосы. 53 кВт·ч в декабре против московских 18 — почти втрое. При этом годовая сумма отличается всего на треть: разница между регионами сосредоточена именно в тёмных месяцах.

Доля декабря в году: Сочи 5,0 %, Симферополь 4,2 %, Москва 1,9 %. То есть даже в Крыму декабрь — это одна двадцатая года, а не одна двенадцатая. Считать автономную зимнюю станцию по среднегодовой цифре нельзя нигде.

Подробный разбор зимнего сценария и что с ним делать — в материале про панели зимой.

Что из этого следует для выбора панели

Не гонитесь за «панелью для пасмурного климата». Под облаками все кристаллические модули ведут себя примерно одинаково: мощность идёт за освещённостью. Разница между технологиями здесь много меньше разницы между чистым и грязным стеклом.

Температурный коэффициент важнее в жару, а не в холод. Зимой все панели работают лучше паспорта; выигрыш от лучшего коэффициента набирается летом, когда модуль перегрет.

Если объект зимний — считайте по декабрю, а не по КПД. Ограничение там не в проценте преобразования, а в количестве света и в длине дня.

Что обычно спрашивают

Работают ли панели в пасмурную погоду?

Работают. КПД остаётся почти прежним, но света мало, поэтому мощность падает в разы. Планировать по пасмурному дню нельзя, но и «ноль» — неверно.

Правда ли, что зимой КПД выше?

Да, при прочих равных: на холоде мощность модуля выше паспортной. Выработка при этом всё равно минимальна — её ограничивает свет, а не КПД.

Какой КПД зимой в Крыму?

Тот же, что и летом, даже чуть выше за счёт температуры. А вот выработка в декабре — 53 кВт·ч на киловатт установленной мощности против 142 в июле.

Стоит ли чистить снег с панелей?

Под углом от 30–35° снег обычно сходит сам. Сбивать его скребком нельзя: стекло царапается, рама гнётся. При доле декабря в 2–5 % годовой выработки риск повредить модуль дороже потерянных киловатт-часов.