Солнечные панели зимой

Мороз солнечным панелям не мешает. Более того, на холоде модуль работает лучше: у кремния отрицательный температурный коэффициент мощности, и панель, нагретая летом до 60 °C, отдаёт заметно меньше паспортных ватт, чем она же на морозном январском солнце.

Мешает зимой другое — света мало. День короткий, солнце низкое, чаще облачно, на стекле лежит снег. Всё это никак не связано с температурой, и потому фраза «панели зимой не работают» неверна ровно наполовину: работают, но дают мало.

Сколько именно мало

Мы посчитали через PVGIS одну и ту же станцию — наклон 40°, юг, системные потери 14 % — в девяти точках страны. Все числа приведены на один киловатт установленной мощности, поэтому города сравнимы между собой.

Общее правило «зимой примерно вдвое меньше» здесь не работает нигде.

Здесь два числа ломают привычные ожидания.

В Мурманске декабрь — ноль. Это не округление и не осторожность расчёта: за полярным кругом солнце в декабре не встаёт. Автономная система там зимой не работает вообще, и никакое количество панелей этого не меняет.

Во Владивостоке декабрь выше июля. 114 против 99 — потому что приморское лето пасмурное и туманное, а зима сухая и солнечная. Универсальный коэффициент «1000 кВт·ч на киловатт в год», которым обычно считают, в обоих случаях врёт: в Мурманске завышает вдвое, во Владивостоке занижает в полтора раза.

Снег

Панель, полностью закрытая снегом, не даёт почти ничего. Дальше начинаются частности.

Крутой скат сбрасывает снег сам — стекло гладкое, и при наклоне от 30–35° лавина сходит после первого же солнечного часа. Плоская кровля и малый угол держат снег неделями.

Чистить панели с крыши зимой опасно, и проектировать систему так, что зимой на неё придётся лезть, нельзя. Если доступа нет — увеличивают угол наклона, а не рассчитывают на лопату.

Жёсткой щёткой и скребком стекло не чистят: микроцарапины на антибликовом покрытии остаются навсегда и работают весь оставшийся срок службы.

Почему нельзя считать по среднему за год

Дом зимой потребляет больше — темнеет рано, свет горит дольше, насосы и котёл работают чаще. Панели в это же время дают меньше всего. Два графика расходятся в противофазе, и среднегодовая цифра эту противофазу прячет.

Возьмём Москву. За год 939 кВт·ч на киловатт установленной мощности — в среднем 78 кВт·ч в месяц. В декабре — 18. Разница со «средним месяцем» больше чем вчетверо, и именно на декабрь приходится максимум потребления.

Отсюда правило: автономную и гибридную систему считают по худшему месяцу, а не по годовой сумме. Если зимой нужен полный автономный режим, станция получается кратно больше и дороже той, что закрывает годовую потребность «в среднем».

Что с этим делают на практике

Три рабочих ответа, и все три честные.

Считать сезонно. Закрыть солнцем девять месяцев, а на декабрь–февраль оставить сеть или генератор. Это почти всегда дешевле, чем закладывать накопитель и панели под самый тёмный месяц года.

Поднять угол. Наклон, равный широте плюс 10–15°, сдвигает максимум выработки к зиме: панель лучше ловит низкое солнце и лучше сбрасывает снег. Годовая сумма при этом чуть падает — зимний минимум растёт.

Не закладывать зимний максимум в окупаемость. Если расчёт сходится только при летних цифрах, он не сходится.

Что зима не портит

Ресурс. Литий-железо-фосфатный накопитель зимой нельзя заряжать при отрицательной температуре — это разрушает ячейку, — но разряжаться он умеет и в минус двадцать. Поэтому батарею ставят в отапливаемое помещение, а не под навес рядом с панелями. На карточке каждой модели у нас указаны оба температурных окна отдельно: они разные.

Сами панели рассчитаны на −40…+85 °C и на снеговую нагрузку. У модулей Hevel HJT паспортная лицевая нагрузка 5400 Па — это около 550 кг на квадратный метр, снеговой район III с запасом.

Коротко

• Мороз панелям не вредит, вредит короткий день.
• Универсальный коэффициент 1000 кВт·ч/кВт по стране не работает: в Мурманске декабрь ноль, во Владивостоке декабрь выше июля.
• Автономную систему считают по худшему месяцу.
• Дешевле закрыть солнцем девять месяцев, чем строить станцию под декабрь.