Солнечные панели любят прохладу

Солнечные панели принято представлять как устройства, которым чем больше солнца, тем лучше. Но с температурой всё устроено тоньше: солнечный свет нужен фотоэлектрическим элементам для выработки электричества, а сильный нагрев, наоборот, снижает их эффективность. Поэтому идеальная погода для панели — не раскалённая жара, а яркий солнечный день с умеренной температурой.

Большинство современных панелей изготовлено на основе кремниевых фотоэлементов. Они преобразуют энергию света в электрический ток. Когда солнечный свет падает на панель, она нагревается. При этом напряжение, которое способен выдать фотоэлемент, обычно уменьшается. Ток может немного вырасти, но этого недостаточно, чтобы компенсировать падение напряжения. В результате максимальная электрическая мощность панели снижается.

Производители обычно указывают номинальную мощность при стандартных условиях испытаний: температуре элемента 25 °C, освещённости 1000 Вт/м² и заданном спектре солнечного излучения. Это температура самого фотоэлемента, а не обязательно температура воздуха. В солнечный день панель может нагреться значительно сильнее окружающей среды — нередко до 50–70 °C, а на тёмной крыше и выше.

Для типичной кремниевой панели температурный коэффициент мощности составляет примерно от −0,3 до −0,5% на каждый градус Цельсия сверх 25 °C. Например, при нагреве элемента до 65 °C, то есть на 40 °C выше номинальной температуры, потеря мощности может составить приблизительно 12–20%. Точное значение зависит от модели и указано в технической документации производителя.

Это не означает, что холод сам по себе создаёт больше энергии. Зимой короткий световой день, низкое солнце, облачность, снег и загрязнение часто уменьшают итоговую выработку сильнее, чем прохлада помогает панели. Однако при одинаковой освещённости холодная панель обычно работает эффективнее горячей. Ясный морозный день может быть очень продуктивным — при условии, что фотоэлементы не закрыты снегом и получают достаточно света.

На результат влияют и другие факторы: ориентация и угол наклона, затенение, чистота поверхности, тип фотоэлементов, качество инвертора и вентиляция. Панель, установленная с зазором над крышей, охлаждается воздухом лучше, чем плотно прижатая к нагревающемуся покрытию. Но специально охлаждать обычную домашнюю систему водой чаще всего невыгодно: усложняются обслуживание и конструкция, а выигрыш может оказаться меньше затрат.

Итак, солнечные панели не выбирают между солнцем и холодом. Им нужны оба условия: сильное освещение и возможность отдавать тепло. Лучший сценарий — ясная погода, хорошая вентиляция и температура фотоэлемента как можно ближе к стандартным 25 °C. Жара увеличивает ощущение лета, но не обязательно увеличивает производство электричества.