Обслуживание солнечных панелей зимой: снег, наледь, угол наклона и потери выработки

Нужно ли чистить солнечные панели после каждого снегопада?

После каждого снегопада чистить панели не нужно. Если они на крыше, RealSolar советует дождаться солнца или оттепели: снег обычно сойдёт сам. Выходить на скользкую кровлю ради зимней выработки не стоит. Очистка может помочь в другом случае — станция автономная, без подключения к сети, панели стоят на земле и доступны, а аккумуляторам не хватает зарядки.

Почему станция зимой вырабатывает меньше электроэнергии

У зимнего падения выработки электроэнергии есть несколько причин. Первая — короткий день: солнце поздно встаёт и рано садится, поэтому у станции меньше времени на работу. Вторая — низкое положение солнца: на поверхность панелей попадает меньше солнечной энергии. Третья — пасмурная погода, которая ещё сильнее уменьшает количество света. Снег на стекле добавляет потери к этим сезонным ограничениям. 1

У холода есть и плюс: при одинаковом освещении холодные кремниевые ячейки обычно дают немного больше мощности, чем нагретые. Поэтому ясный морозный день вполне подходит для работы панелей. Но прибавка мощности от холода не компенсирует нехватку солнечного света за короткий зимний день. 2

Есть и тени. Низкое солнце дольше прячется за деревьями, трубой или соседним домом. А после снегопада часть панели может оставаться закрытой даже в ясную погоду. Поэтому небольшая мощность панелей на экране инвертора ещё не означает, что им мешает мороз. Сначала проверьте освещение и снег на стекле.

Чтобы понять, сколько электроэнергии станция недополучила именно из-за снега, не сравнивайте январь с июнем. Лучше посмотреть на дни с похожей погодой в одном зимнем месяце — пока панели были под снегом и после того, как они открылись.

Что делает снег на панели

Стекло целиком под снегом

Через тонкий рыхлый слой иногда проходит немного света. Плотный снег почти не пропускает его, и закрытый модуль может почти перестать вырабатывать электричество. По одной только толщине этого не угадать: свежий сухой снег и слежавшийся мокрый слой ведут себя по-разному.

Внизу осталась полоска снега

Издалека панель кажется чистой, а мощность солнечных панелей на экране инвертора всё ещё мала. Причина может быть в полосе снега вдоль нижнего края. Ячейки внутри модуля соединены в цепи: закрытый участок иногда мешает работать гораздо большей части панели. Байпасные диоды помогают току обойти затенённые группы ячеек, но часть мощности при этом теряется.

Поэтому простое правило «закрыто 10% стекла — потеряно 10% мощности» здесь не работает. Всё зависит от устройства модуля, расположения снежной полосы и того, как соединены панели. Точного процента для любой станции нет. 3

Снег превратился в наледь

После оттепели снег может примерзнуть к стеклу. Такую корку нельзя сдвигать щёткой с усилием: можно повредить модуль. Если снег не отделяется легко, остановитесь и дождитесь, пока лёд растает сам. Не сбивайте и не отрывайте его. 4

Сколько электроэнергии станция теряет из-за снега

У двух соседних домов потери электроэнергии из-за снега могут быть разными. На одном скате снег сходит за день, на другом лежит неделю. Поэтому готового ответа вроде «зимой станция теряет 10%» нет. Для расчёта нужны погода, наклон панелей и условия на месте. Именно эти данные используют модели снежных потерь, например SAM. 3

Если за день станция не выработала ни одного киловатт-часа, это выглядит тревожно. Но в короткий пасмурный день даже чистые панели дали бы немного электричества. Гораздо больше электроэнергии теряется, когда снег неделями закрывает панели, а на улице стоит ясная погода.

30% за месяц — не значит 30% за год

Представим, что за один зимний месяц чистая станция могла бы дать 250 кВт·ч, а под снегом дала 175 кВт·ч. Не хватило 75 кВт·ч — это 30% от ожидаемой выработки месяца. Если за год станция без снега дала бы 6 000 кВт·ч, те же 75 кВт·ч составят лишь 1,25% годового объёма.

На схеме — потери одного месяца: 75 ÷ 250 = 30% за месяц, но 75 ÷ 6 000 = 1,25% от годовой выработки. Открыть изображение крупнее.

Это потери только за один месяц. Чтобы узнать потери электроэнергии за год, нужно сложить всё, что станция недополучила из-за снега за каждый такой период. Переносить месячные 30% на весь год нельзя.

Почему наклон важен зимой

Угол считают от горизонтали: 0° — панель лежит, 90° — стоит вертикально. Крутой панели зимой проще поймать низкое солнце, и снегу легче с неё соскользнуть. Но даже большой наклон не гарантирует, что после снегопада стекло сразу станет чистым. 5

Эти углы нужны для сравнения. Выбирать наклон для своего дома только по таблице нельзя.

Мало выбрать угол: под нижним краем должно остаться место для сходящего снега. Открыть изображение крупнее.

Куда уйдёт снег, когда он соскользнёт

У наземной станции сугроб может вырасти прямо под нижней кромкой и удерживать следующий слой снега. Значит, под панелями нужно оставить достаточно места. На крыше важен другой вопрос: не сойдёт ли пласт на дорожку, вход или оборудование. 6

Снегозадержатели ради выработки не убирают. Их и место установки панелей продумывают вместе, ещё до монтажа.

Менять ли угол на зиму?

Только если крепление с самого начала рассчитано на регулировку. Поднимать обычные панели на крыше с помощью самодельных подпорок нельзя: изменится нагрузка от ветра и снега.

Для сетевой станции обычно смотрят на выработку за год. Для автономного дома важнее, хватит ли энергии зимой. Поэтому угол подбирают по расчёту для конкретного места, с учётом тени и снега. 5

Как очищать доступные наземные панели автономной станции

Этот порядок — только для автономной станции на земле, когда до панелей можно спокойно дотянуться с устойчивой площадки. На крышу за снегом не поднимайтесь. Перед работой откройте инструкцию к своей модели: например, Canadian Solar допускает мягкую щётку для рыхлого снега, но техническое обслуживание доверяет специалистам. Щёткой не скоблят лёд и не давят на стекло. 7

1. 01
   Посмотрите на панели со стороны

   Нет ли льда, треснувшего стекла, перекошенных креплений или нависающего пласта? Под такой пласт не заходите.

2. 02
   Проверьте, удобно ли дотянуться

   Стоять нужно на твёрдой ровной площадке. Если приходится тянуться, вставать на стремянку или заходить под сходящий снег, откажитесь от уборки.

3. 03
   Возьмите подходящий инструмент

   Только тот мягкий инструмент, который допускает инструкция к панелям. Проверьте, нет ли на нём металла, песка или замёрзших комков.

4. 04
   Убирайте лишь рыхлый снег

   Не давите на стекло и раму. Снег примерзает или не поддаётся лёгкому движению — остановитесь. Не нужно добиваться идеально чистой поверхности.

5. 05
   Проверьте мощность после очистки

   При таком же освещении сравните мощность панелей на экране инвертора до и после уборки. Если за это время солнце скрылось за облаками, сравнение будет неточным. Если станция по-прежнему показывает ошибку или одна группа панелей заметно отстаёт, запишите данные и обратитесь в сервис.

Чем нельзя убирать снег и наледь

• Металлической лопатой или скребком. Они царапают стекло и повреждают рамку.
• Горячей водой. Перепад температуры опасен для стекла, а вода может снова замёрзнуть.
• Ударами и отрывом льда. Так легко повредить ячейки под стеклом.
• Солью и автомобильными размораживателями. Их влияние на покрытия, уплотнения и металл заранее неизвестно.
• Самодельным подогревом. Наклеивать нагреватели и менять электрическую схему без согласования с производителем нельзя.

Это не перестраховка. В инструкции JinkoSolar, например, прямо запрещены горячая вода и силовое удаление прилипшего снега: повреждение после такой уборки бывает незаметно сразу. 4

Когда очистка наземных панелей действительно помогает

Наземную автономную станцию очищают не по расписанию, а когда не хватает энергии. Посмотрите на заряд батареи и прогноз погоды. Если скоро потеплеет, снег может сойти сам. Если впереди несколько ясных морозных дней, а батарея почти пуста, снять рыхлый снег бывает полезно.

Например, в ближайшие пять дней чистая станция могла бы давать по 6 кВт·ч в сутки, а заснеженная — по 1 кВт·ч. Разница: (6 − 1) × 5 = 25 кВт·ч. Для автономного дома это может означать заряд аккумулятора и меньше часов работы генератора.

Но если батарея уже полная или завтра обещают оттепель, уборка почти ничего не добавит. А вызывать бригаду только ради этих 25 кВт·ч обычно неразумно. На крышу ради такой прибавки тем более не поднимаются.

Пример условный. Для своей станции используйте прогноз и реальные данные о выработке.

Почему важен вес снега, а не только его высота

Двадцать сантиметров свежего рыхлого снега и двадцать сантиметров мокрого слежавшегося — совсем разный вес. Для примера: при плотности 100 кг/м³ такой слой даст около 20 кг на квадратный метр, а при 400 кг/м³ — уже 80 кг. Это пример расчёта, а не разрешённая нагрузка для вашей панели.

В паспорте панелей нагрузку часто пишут в паскалях — единицах давления. Здесь нельзя брать первую попавшуюся цифру: испытательная нагрузка и та, на которую рассчитывают монтаж, не одно и то же. Важны также крепления и сама крыша. Canadian Solar, например, разделяет эти значения в инструкции. 7

Рама прогнулась, стекло треснуло, зажимы сдвинулись? Не пытайтесь исправить это щёткой и тем более не наступайте на панель. Позовите специалиста.

Что проверять перед зимой и после снегопада

Панели чистые, а выработка по-прежнему низкая

Сначала посмотрите в приложении время, погоду и сообщение об ошибке. Возможно, на панель падает тень, батарея уже полная или в настройках стоит ограничение отдачи энергии. Не меняйте защитные настройки наугад.

Есть и зимняя электрическая особенность: на морозе у модулей растёт напряжение холостого хода. Если ошибка перенапряжения появляется именно ясным холодным утром, монтажнику нужно проверить расчёт строки для минимальной температуры. Щётка здесь не поможет. 7

Если у станции есть аккумулятор, проверьте и его температурные ограничения. Холодная батарея может не принимать заряд даже от чистых панелей; нужные условия указаны в её паспорте и настройках защиты.

Частые вопросы об обслуживании солнечных панелей зимой

Совет RealSolar

Что в итоге делать зимой

Крышные панели ради выработки не чистите. В солнечную погоду или оттепель снег обычно сходит сам. Если он слежался или превратился в лёд, придётся подождать дольше — отрывать его от стекла не нужно.

Наземные панели можно очистить, если станция автономная и не подключена к сети. Но только когда до модулей легко дотянуться, аккумулятору нужна зарядка, а снег снимается без усилия. Способ очистки сверяйте с инструкцией к своим панелям.

Если дело уже не в выработке, а в трещинах, прогибе крыши или опасном навале, зовите специалистов. Это вопрос безопасности дома, а не повод самостоятельно выходить на крышу.