На пръв поглед изглежда нелогично, когато соларна система се оказва необходима за отопление и генериране на енергия през зимата. Тогава слънцето грее значително по-малко. През лятото пък подпомагане на отоплението изобщо не е необходимо, но слънцето грее много по-често и по-интензивно. И все пак соларната система може да се използва разумно през цялата година. По-долу ще разберете как и защо работи това.

Съдържание:

  • Соларна система през зимата
  • Соларна система при минусови температури
  • Соларна система и облаци
  • Соларна система като допълнение на отоплението
  • Заключение

  

Соларна система през зимата

За да можем да отговорим на въпроса за ефективността и слънчевия добив на  соларните системи  при смяната на сезоните, трябва   да се направи  ясно разграничение между слънчеви топлинни системи за отопление и фотоволтаични системи за генериране на електроенергия .

Слънчевите топлинни системи преобразуват слънчевата енергия в топлина, която   може да се използва директно за отопление или например за подгряване на битова вода. Такава топлинна соларна система е напълно в състояние да покрие всички нужди на еднофамилна къща като загряване на битова вода - от април до октомври. През студения сезон обаче производителността намалява до 20 - 30%  спрямо летните месеци. Причината за това е намаляването на слънцегреенето  по отношение на ъгъла на падане на слънчевите лъчи, както и на интензивността и продължителността му. През зимата  слънчевото отопление може  да се използва само като допълнение и за подпомагне на основната отоплителна система.

Един средностатистически сънчев колектор произвежда следните мощности през студения сезон, в зависимост от метеорологичните условия:

  • 1000 W/m² - под безоблачно небе
  • 600 W/m² - при лека облачност
  • 300 W/m² - при слабо слънчево греене поради облачно покритие
  • 100 W/m² - при облачно време без слънце

Фотоволтаични системи през зимата

Фотоволтаичната  система генерира електричество от слънчевата енергия  - колкото повече слънце, толкова по-висок е добивът. Слънчевите лъчи и слънцегренето обаче варират ежедневно, тъй като ъгълът на падане и интензитетът им се променя поради въртенето на земята.

Освен това, през годината се променят както положението на слънцето, така и продължителността на дневната светлина и температура, което неизбежно се отразява на производителността на фотоволтаичните панели .

Например, за система от 5 kWp с годишна мощност от 4000 kWh, ефектът е следният:  зимните месеци представляват само 28% от годишната продукция , докато  72%  се генерират през летните месеци. Освен това за Средногодишния слънчев ресурс(броят слънчеви часове през годината умножен по произведените  киловати от 1m2 ), решаващи са конкретното местоположение, качеството на въздуха и метеорологичните условия.

Слънчев панел с ледени кристали поради замръзване

 

Соларна система при минусови температури

На този етап също е препоръчително да се погледне диференцирано на различните технологии, тъй като те реагират различно на замръзване.

Слънчеви топлинни системи в при минусови температури

Тъй като соларната течност обикновенно е антифриз разреден с вода, слънчевата топлинна система  е добре обезопасена и няма проблем от замръзване. Следователно слънцето има по-голямо влияние върху производителността отколкото околната температура. Ако слънчевата светлина не достига до колекторите, например поради сняг, това може да доведе до намаляване на производителността в зависимост от модела. Затова има смисъл колекторите да се проверяват редовно и при необходимост да се почистват.

Фотоволтаици при минусови температури

Тъмен фотоволтаичен панел покрит отчасти със сняг

Ефективността на фотоволтаичните системи през зимата също намалява значително в сравнение с лятото. Като правило, може да се очаква само 1/6 от мощността.

Причината: Слънчевите дни са по-редки през зимните месеци, още повече че слънцето грее по-кратко и огрява колектора под по-малък ъгъл. Ефектите от снега и сланата върху ефективността се разглеждат в перспектива, така че за сега специалните системи за снегопочистване не са икономически изгодни.

Соларни системи и облаци

Сенките и облаците в небето имат различен ефект върху соларните системи в зависимост от съответната технология.

Тъмни облаци преди буря или гръмотевична буря

Слънчева топлинна енергия и облаци

В сравнение с фотоволтаичните системи, слънчевата топлинна система се оказва  по-малко чувствителна към промените в слънчевото греене . Ако то е дифузно,  например при облачно небе или мъгла, абсорберите все още могат да работят добре. В един мрачен, сив зимен ден обаче, добивът на слънчева отоплителна система е намален,  какъвто е случаят, когато има сянка от дървета, къщи или комини.

Фотоволтаици и облаци

Мъгла, високи нива на замърсяване или влажност на въздуха и не на последно място облаци - фотоволтаичната  система  не може да осигури оптимална производителност при дифузно излъчване . Решаващият фактор е неизбежното разсейване и поглъщане на слънчевата светлина при тези условия, което може да намали ефективността с до 10% в сравнение със слънчевите дни.

Соларна система като допълнение на отоплението

По принцип такива соларни системи могат да гарантират пълно отопление или електрозахранване на еднофамилна къща само в някои случаи и ако са правилно оразмерени. Това е възможно главно със специални строителни методи, като например пасивна или слънчева къща.

Затова още от самото начало трябва да проектирате слънчевата топлинна система или фотоволтаичната система като помощни средства, които могат да намалят вашето потребление на конвенционални горива.

Слънчева топлинна система в подкрепа на вашето отпление

Особено на този фон слънчевата топлинна система се оказва изключително полезна дори през зимните месеци. Такава соларна система може да осигури ефективна поддръжка на отоплението до 30% през зимата, а също така да осигури енергия за подгряване на битова вода през цялата година.

Следователно има смисъл  да се комбинира слънчева топлинна система с други системи за възобновяема енергия като котел на пелети, 

котел на твърдо гориво  или  камини с водна риза .  Това е полезноза околната среда  и  вашия бюджет.

Фотоволтаични системи като помощно средство

Фотоволтаичните системи на покрива изпълняват предназначението си и през студения зимен сезон. Ако са съчетани  с интелигентни опции за съхранение на произведената електроенергия се разкриват интересени възможности. Например, можете да използвате добитата слънчева енергия за отопление, като управлявате конвенционална отоплинна система с генерираното електричество, а пък през лятото захранвате климатика  за охлаждне

Заключение

Дори през зимата можете да преобразувате слънчевата енергия в топлинна енергия или електричество, като инсталирате съответна система на покрива си. Докато термалната соларна система поддържа вашето отопление и подготовка на топла вода, фотоволтаичната система доставя електричество. В естеството на нещата обаче е, че ефективността на такава слънчева система намалява значително в студения и тъмен сезон. Тук стойностите варират в зависимост от съответния модел. Въпреки това, ако комбинирате интелигентно соларен колектор за топлинна енергия и фотоволтаични панели, можете да спестите от конвенционални горива дори през зимата