Как выбрать солнечные батареи

Кристаллические фотомодули – наиболее дорогостоящий элемент станции. От их заводских характеристик зависит и срок службы станции, и количество вырабатываемой энергии. На рынке представлено великое множество различных фирм, предоставляющих свои панели, которые, на первый взгляд, кажутся абсолютно одинаковыми. В чем отличия между ними, какие использовать стоит, а какие нет, рассмотрим в этой статье. Прежде всего, разберемся с тем, что же такое номинальная мощность панели. Для удобства покупателей и возможности сравнения разных фотомодулей был установлен лабораторный стандарт STC (Standard Test Conditions), определяющий стандартные тестовые условия, в которых измеряют основные показатели панелей и номинальную мощность в том числе. При этом уровень инсоляции должен быть 1000 Вт на м2, температура солнечного модуля – 25°С, спектр излучения должен соответствовать относительной массе атмосферы 1,5, а скорость ветра – равной нулю. Это соответствует ориентированой на юг под углом к горизонту в 37° при высоте солнца = 41,8 и модулирует приближенные к весенним условиям работы модуля, на который солнечные лучи в полдень падают перпендикулярно поверхности. На практике это означает, что только изредка фотопанели смогут выдавать заявленную производителем мощность, высчитанную по стандарту STC. Любое отклонение от стандарта, например, угла падения солнечных лучей или температуры модуля будет приводить к снижению фактически вырабатываемой мощности. Из-за необходимости более точно оценивать производимую мощность, появилось понятие NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) – температура модуля при типичных условиях эксплуатации, которое стало одной из основных характеристик панелей. NOCT определяется при инсоляции 800 Вт/м2, температуре воздуха 20°С и ориентации модуля на юг. Чем ниже NOCT панели, тем лучше она будет работать. В зависимости от используемых материалов и качества монтажа, температура модуля может быть на 15-30°С выше температуры окружающей среды. Чем выше это значение, тем больше энергии будет теряться. Всегда нужно обращать внимание на параметр NOCT при выборе фотомодуля – у хорошего производителя он не превышает 47°С. Так же, очень важно знать, что NOCT подразумевает открытую заднюю поверхность модуля для возможности естественного охлаждения, – вот почему необходимо при монтаже всегда оставлять зазор между панелями и кровлей. В противном случае, панели перегреются и их коэффициент полезного действия упадет. С помощью NOCT можно пересчитать мощность, заявленную в стандарте STC на более реалистичный PTC (Photovoltaics Test Conditions), который учитывает уже не температуру самого солнечного элемента, а температуру окружающей среды. Ожидаемая температура модуля вычисляется из NOCT по формуле:

TPTC = 20 + 1.389 x (NOCT – 20) x (0.9 – )

Значение (0.9 – ) отражает долю солнечной энергии, достигающей модуля и преобразующейся в тепло. Предполагается, что 10% энергии отражается. Часть энергии преобразуется в электричество – это полезная энергия модуля, КПД, процент которого указан в технических характеристиках. Если температура элемента для условий PTC определена, то можно вычислить мощность по PTC из мощности STC при помощи температурного коэффициента (указанного в технических характеристиках) мощности (CT):

PPTC = PSTC x [1 + CT (TPTC − 25°C)]

Оптимальным является значение соотношения PPTC к PSTC, превышающее 88%. Если при пересчете мощности на более реальный стандарт панель теряет более 88% энергии, то её производителя можно считать недобросовестным и использовать такие панели не рекомендуется. Например, используемые нашей компанией модули имеют сертифицированную STC-мощность 260 Вт. Их NOCT равняется 45°С, КПД = 16,0%, а температурный коэффициент мощности – 0.44% С. Подставив значения в формулы, можно легко подсчитать, что их PTC-мощность будет равняться 236,34 Вт, что составляет 90,9% от номинала. Ни один из стандартов испытаний для фотомодулей не описывает их работу в реальных условиях. Например, в наших широтах в солнечный зимний день фотомодуль может выдать мощность, даже превышающую номинальную. Так же, необходимо учитывать известный уровень деградации панелей (20% за 25 лет). Но цену на фотомодули обычно генерирует их номинальная мощность, поэтому крайне полезно сравнивать их по приближенным к реальным значениям. Если две панели имеют одинаковый номинал, но при пересчете на PTC у одной коэффициент явно выше, то следует отдать предпочтение ее производителю. Ведь никому не хочется терять энергию, которую он мог бы получить, грамотно выбрав производителя.

БАЗА ЗНАНЬ