Jak działają baterie słoneczne w niskich temperaturach? Pytał mnie o to ostatnio Czytelnik:
Mam pytanie dotyczące instalacji ogniw fotowoltaicznych i paneli w miejscach, w których występują bardzo niskie temperatury – rzędu -30 – 50 stopni Celsjusza a z drugiej strony dni są całkowicie bezchmurne
Czy warto wtedy stawiać te urządzenia?
Uznałem, że to ciekawy materiał do opisania na łamach bloga.
Bo baterie słoneczne (panele fotowoltaiczne) doskonale radzą sobie w niskich temperaturach. Można by nawet pokusić się o stwierdzenie, że w zimowych polskich warunkach będą lepszym sposobem na wykorzystanie energii słonecznej, niż kolektory słoneczne do grzania wody. Kiedyś już pokazywałem obliczenia, że może bardziej się opłacać grzanie wody prądem z baterii słonecznych, niż kolektorem próżniowym. Zimą ten efekt jest jeszcze bardziej widoczny.
Baterie słoneczne działają lepiej zimą ze względu na dwa czynniki.
Po pierwsze, ze wzglęgu na spadek temperatury, rośnie ich wydajność. Jak wszystkie urządzenia półprzewodnikowe, tak i w przypadku baterii słonecznych zmienia się ich funkcjonowanie wskutek zmian temperatury. Bateriom słonecznym wzrost temperatury przeszkadza, zaś spadek jest dla nich korzystny. W niskich temperaturach spada też oporność przewodów, którymi prąd jest przesyłany, co jest szczególnie widoczne dla niskich napięć i wysokich prądów, a takie warunki często panują w instalacjach fotowoltaicznych.
Po drugie, w pogodne, zimowe dni, do paneli trafia nie tylko promieniowanie bezpośrednio ze Słońca, ale także odbite od zaśnieżonych powierzchni. To oznacza, że panele są w stanie wytworzyć więcej prądu, niż latem, gdy ciemne liście drzew i trawa za bardzo nie odbijają promieni słonecznych.
Oczywiście, te efekty są w polskich warunkach trochę tłumione przez:
- zachmurzenie, które zimą bywa bardzo uciążliwe,
- opady śniegu przykrywające same panele,
- zupełnie inne kąty padania promieni słoneczych niż latem,
- krótki dzień, czyli krótki czas oddziaływania Słońca na panele,
- mniejsze natężenie promieniowania, gdy Słońce jest nisko nad horyzontem i musi przebijać się przez grubszą warstwę atmosfery, niż latem.
W praktyce można sobie z tymi czynnikami poradzić przede wszystkim optymalnie ustawiając panele fotowoltaiczne, albo stosując tzw. solartracki, czyli urządzenia śledzące ruch Słońca po nieboskłonie. Ustawienie optymalne z zimowego punktu widzenia znacznie różni się od ustawienia optymalnego na lato, dlatego korzystne jest choćby przestawienie baterii słonecznych raz lub dwa razy w każdym półroczu.
Podsumowując, baterie słoneczne lubią mroźną, słoneczną pogodę. 🙂
A więcej o wpływie temperatur na działanie baterii słonecznych można poczytać m.in. tutaj.
Gdyby u nas było słonecznie przez dużo dłuższy czas, to i w baterie inwestowałoby więcej ludzi.