Снег традиционно считают одной из главных причин, по которым солнечные панели в России якобы неэффективны.
Логика кажется простой: длинная зима, мало солнца, панели занесены снегом — значит, выработки быть не может.
Однако эксперимент фасадной солнечной электростанции, проведённый в Екатеринбурге, показал, что реальная картина заметно сложнее и интереснее, чем это распространённое представление.
Почему снег считают проблемой для солнечных панелей?
В большинстве обсуждений снег рассматривают исключительно как помеху:
- он закрывает поверхность панелей,
- снижает прямое солнечное излучение,
- ассоциируется с коротким световым днём.
Для кровельных солнечных электростанций эти аргументы во многом справедливы.
Но исследование УрФУ рассматривало фасадные солнечные панели — и у них принципиально иной сценарий работы.
Что именно изучали исследователи?
В рамках исследования анализировалась работа фасадной солнечной электростанции, установленной на здании Уральского федерального университета.
Учитывались:
- сезонная выработка электроэнергии,
- вклад отражённой радиации,
- влияние снежного покрова и альбедо поверхности,
- различия между расчётными и фактическими показателями.
Важно, что данные собирались в реальных климатических условиях, а не моделировались теоретически.
Альбедо снега: эффект, который часто не учитывают
Ключевой фактор здесь — альбедо, то есть способность поверхности отражать солнечное излучение.
Снежный покров обладает высоким коэффициентом отражения.
Это означает, что солнечный свет:
- не только падает напрямую,
- но и отражается от поверхности земли и прилегающих площадок.
Для фасадных солнечных панелей отражённый свет становится дополнительным источником энергии.
Что показали зимние измерения?
Ожидалось, что зимой выработка будет минимальной.
Однако фактические данные оказались иными.
Исследование зафиксировало:
- заметное превышение зимней и межсезонной выработки по сравнению с теоретическими расчётами,
- более высокий вклад отражённой радиации, чем ожидалось,
- в отдельные зимние дни — пиковую мощность, сопоставимую с летними значениями.
Этот результат стал неожиданным даже для самих авторов исследования.
Почему фасадные солнечные панели реагируют на снег иначе?
Причина — в ориентации установки:
- фасадные панели расположены вертикально,
- на них меньше накапливается снег,
- они лучше «видят» отражённое излучение от подстилающей поверхности.
В условиях, где снег лежит 150–200 дней в году (как это характерно для многих регионов России), отражённая радиация начинает играть заметную роль в общей выработке энергии.
Означает ли это, что зима лучше лета?
Нет.
Исследование не утверждает, что солнечные панели в России зимой вырабатывают больше, чем летом в целом.
Стоит отметить, что:
- суммарная выработка в летние месяцы по-прежнему выше,
- но зимний вклад оказался существенно недооценён,
- различия между расчётами и практикой требуют пересмотра подходов к оценке эффективности.
Что это меняет?
Эксперимент показал, что снег:
- не всегда является исключительно отрицательным фактором,
- может косвенно повышать эффективность фасадных солнечных панелей,
- требует более точного учёта при проектировании солнечных электростанций в российских условиях.
Снег действительно усложняет работу солнечных электростанций.
Но в случае фасадных систем он может играть двойственную роль — не только ограничивать, но и усиливать выработку за счёт отражённого излучения.
Если продолжать логическую линию эксперимента, следующий вопрос напрашивается сам собой:
почему фасадные солнечные панели в ряде случаев оказываются не менее интересными, чем кровельные решения? Читайте в следующей статье.
Источник:
Велькин В. И., Немихин Ю. Е., Щеклеин С. Е., Матвеев А. В.
Исследование эффективности фасадных солнечных электростанций для широкого внедрения в мегаполисах России.
Кафедра атомных станций и возобновляемых источников энергии, Уральский федеральный университет.