آیا سیستم برق خورشیدی در روزهای ابری و زمستان هم کار می‌کند؟

این سوال، مهم‌ترین و منطقی‌ترین دغدغه‌ای است که پیش از سرمایه‌گذاری در یک سیستم پکیج برق اضطراری مطرح می‌شود. پاسخ کوتاه و قاطع این است: بله، سیستم برق خورشیدی شما در تمام طول سال، حتی در روزهای ابری و سرد زمستان، فعال است و برق تولید می‌کند.

با این حال، مانند هر فناوری وابسته به شرایط محیطی، میزان و راندمان پنل های خورشیدی در فصول مختلف متغیر است. در ادامه، نحوه کارکرد پنل‌ها در شرایط غیرایده‌آل و راهکار تضمین تأمین انرژی پایدار را بررسی می‌کنیم.

۱. پنل خورشیدی چگونه کار می‌کنند؟ (تفاوت نور و گرما)

بزرگترین سوءتفاهم در مورد سیستم‌های خورشیدی این است که مردم فکر می‌کنند پنل‌ها برای تولید برق نیاز به گرما دارند. در واقع، پنل‌های فتوولتائیک (PV) برای تولید برق، به نور خورشید (فوتون‌ها)، نه لزوماً گرما، احتیاج دارند.

فوتون‌ها (ذرات نور) با برخورد به سطح سلول‌های سیلیکونی، الکترون‌ها را تحریک کرده و جریان برق مستقیم (DC) تولید می‌کنند. این مکانیزم به معنی نکات زیر است:

خنکی به نفع پنل

در واقع، دمای بسیار بالا می‌تواند کمی از توان پنل خورشیدی و راندمان کلی آن بکاهد. به همین دلیل، مناطق سردسیر و کوهستانی می‌توانند بازدهی لحظه‌ای بالاتری نسبت به مناطق گرمسیری در اوج تابستان داشته باشند.

۲. سرما دوست پنل شماست: راندمان پنل خورشیدی در دماهای پایین

بسیاری از مشتریان نگران سرما هستند، در حالی که سرما می‌تواند مزیت سیستم شما باشد!

راندمان پنل های خورشیدی بر اساس استانداردهای صنعت (STC) در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد آزمایش و اندازه‌گیری می‌شود. در عمل، هرچه دما از این میزان کاهش یابد، بازدهی سلول‌های خورشیدی افزایش می‌یابد.

فرمول کاهش راندمان

برای اکثر پنل‌های سیلیکونی، به ازای هر یک درجه افزایش دما بالاتر از ۲۵∘C، بازدهی حدود ۰.۳ تا ۰.۵ درصد کاهش می‌یابد. در نتیجه، در یک روز زمستانی سرد و آفتابی، پنل خورشیدی چقدر برق تولید می کند؟ پاسخ این است که پنل شما به دلیل دمای پایین، می‌تواند از نظر فنی، با راندمان لحظه‌ای بالاتری نسبت به یک روز گرم تابستانی کار کند.

۳. میزان تولید برق پنل خورشیدی در روزهای ابری

ابرها هرگز نمی‌توانند نور خورشید را به طور کامل مسدود کنند. اگر در روز ابری بیرون از خانه باشید، همچنان روز روشن است. در این حالت، پنل‌ها از نور غیرمستقیم یا پراکنده (Diffused Light) استفاده می‌کنند.

در یک روز کاملاً ابری، میزان تولید برق پنل خورشیدی شما ممکن است بین ۱۰ تا ۲۵ درصد بازدهی روزهای آفتابی و ایده‌آل باشد. این کاهش، نشان‌دهنده توقف کارکرد سیستم نیست، بلکه صرفاً کاهش تولید است.

حتی شرکت‌های پیشرو در این صنعت، سیستم‌های خود را بر اساس میانگین ساعتی نور خورشید در منطقه شما در طول سال، از جمله روزهای ابری، طراحی می‌کنند.

۴. برق خورشیدی در زمستان: عملکرد واقعی سیستم

سرمایه‌گذاران به درستی نگران برق خورشیدی در زمستان هستند. در این فصل، دو عامل اصلی در کاهش تولید نقش دارند:

1. کاهش ساعات نوردهی: روزها کوتاه‌تر می‌شوند.
2. زاویه پایین‌تر خورشید: خورشید در ارتفاع پایین‌تری نسبت به آسمان قرار دارد و نور کمتری به صورت عمودی به پنل‌ها می‌رسد.

راهکار و مزیت

• پنل خورشیدی مناسب مناطق معتدل و کوهستانی: برای به حداقل رساندن اثر زاویه، در هنگام نصب پنل خورشیدی در مناطق معتدل و کوهستانی، زاویه شیب نصب به گونه‌ای تنظیم می‌شود که بیشترین بهره‌وری را در طول سال داشته باشد.
• نگهداری زمستانی: برف و تمیزی: اگرچه بارش برف روی پنل می‌تواند تولید را موقتاً متوقف کند، اما به دلیل زاویه نصب و سطح صاف پنل‌ها، برف معمولاً به سرعت از روی آن سُر می‌خورد. علاوه بر این، باران‌های زمستانی و به خصوص آب شدن برف‌ها، به تمیز کردن طبیعی پنل‌ها از گرد و غبار کمک کرده و به طور غیرمستقیم راندمان پنل های خورشیدی را در طول سال بالا می‌برد.

۵. راهکار اصلی: ذخیره برق پنل خورشیدی

چگونه می‌توان اطمینان حاصل کرد که در طول سه روز پیاپی ابری، خانه شما بدون برق نخواهد ماند؟ پاسخ، ذخیره برق پنل خورشیدی است.

سیستم‌های متصل به شبکه (On-Grid) در طول تابستان و روزهای آفتابی، برق مازاد تولید شده را به شبکه اصلی برق تزریق می‌کنند و از امتیاز “نت مترینگ” بهره می‌برند. در مقابل، سیستم‌های مستقل از شبکه (Off-Grid) و سیستم‌های پشتیبان از باتری استفاده می‌کنند.

باتری‌ها در روزهایی که پنل خورشیدی چقدر برق تولید می کند، شارژ می‌شوند و این انرژی ذخیره شده را برای استفاده در شب، یا مهم‌تر از آن، در روزهای با تولید کم در زمستان و شرایط ابری، در اختیار شما قرار می‌دهند.

نکته کلیدی در مورد باتری و توجیه اقتصادی

با وجود اینکه قیمت باتری پنل خورشیدی در نگاه اول ممکن است بالا به نظر برسد، اما باتری‌ها جزء حیاتی تضمین‌کننده کارایی سیستم در تمام شرایط آب و هوایی هستند و علاوه بر آن:

• استفاده از برق ذخیره شده در اوج مصرف: در سیستم‌های متصل به شبکه، می‌توانید از برق ذخیره‌شده باتری‌ها در ساعات اوج مصرف (که قیمت برق بالاتر است) استفاده کنید و در هزینه صرفه‌جویی نمایید.
• پشتیبانی اضطراری: باتری‌ها شما را در برابر قطع برق شبکه حفظ می‌کنند.

نتیجه‌گیری نهایی

سیستم‌های برق خورشیدی به گونه‌ای طراحی و مهندسی شده‌اند که برای کارکرد سالانه در شرایط آب و هوایی مختلف، از جمله برق خورشیدی در زمستان، بهینه‌سازی شده باشند. نگرانی بابت کارایی در روزهای ابری کاملاً طبیعی است، اما راه‌حل‌های اثبات‌شده‌ای مانند تنظیم زاویه پنل، بالاتر بودن راندمان در دمای سرد، و استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی (باتری) وجود دارد که پایداری انرژی شما را تضمین می‌کند.

به جای تمرکز بر میزان تولید لحظه‌ای، بهتر است بر تولید سالانه و میانگین فصلی سیستم خود تمرکز کنید که در طراحی، به دقت محاسبه شده است.