光伏系统“黑暗月份”的冬季策略：通过储能、微型逆变器和尺寸确定的优化潜力

康拉德·德军总部

2个月前

“黑暗月份”光伏系统的冬季策略：通过储能、微型逆变器和尺寸确定的优化潜力 - 创意图片：Xpert.Digital

🌞🔋光伏（PV）技术所谓的“黑暗月份”

🌧️❄️ 光伏发电（PV）所谓的“黑暗月份”是指一年中由于太阳辐射较低和日照时间较短而导致太阳能发电量急剧下降的时期。通常这个阶段发生在冬季，从十月到三月，产量最低的月份是十二月到二月。尽管如此，很明显，即使在这个阶段，光伏系统也可以为能源供应做出不可低估的贡献——前提是总体条件最优。

在从 10 月到次年 3 月的冬季半年中，光伏系统的发电量通常仅为其年发电量的 20% 至 30% 左右。特别是在 12 月、1 月和 2 月，我们可以清楚地看出季节性因素对产量的影响有多大。在这些“黑暗的月份”里，光伏系统平均只贡献了年总发电量的7.5%。造成这种减少的原因是多种多样的，可归因于几个物理和天气相关因素：

🌥️💡冬季太阳能产量较低的原因

日照时间较短：冬季每天阳光照射的时间明显少于夏季。这不可避免地导致组件发电的时间受到限制。
太阳位置较低：冬季太阳位置明显较低。这意味着太阳光线以更平坦的角度照射到地球，从而降低了辐射强度。不太强烈的阳光也意味着较低的能量输出。
阴天和漫射照明条件：阴天和漫射照明条件很常见，尤其是在冬天。这减少了高效发电所需的直射阳光。
冰雪：在冬季严寒的地区，积雪覆盖太阳能电池板可能会暂时完全阻碍发电。模块上结冰带来了额外的挑战。

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根据当前需求或安全性和感觉良好因素来确定光伏系统的尺寸（模块数量和输出）？

🛠️⚡技术调整和优化选项

尽管存在这些挑战，现代光伏系统表明它们也可以在冬季提供宝贵的能源。得益于技术创新和深思熟虑的系统概念，效率不断提高。有多种方法可以最大限度地提高冬季的发电量：

高效储能

储能系统是提高冬季光伏系统效率的关键因素。白天产生的多余电力可以存储在电池中，并在晚上需求最高时使用。

微型逆变器的使用

带微型逆变器的分散式模块化即插即用太阳能系统 – 图片：Xpert.Digital / Xpert.Solar

最大限度地提高光伏系统效率的一个重要方面是使用微型逆变器，例如 Enphase 的微型逆变器，尤其是当单个模块被雪遮蔽或覆盖时。与传统组串逆变器不同的是，传统组串逆变器中多个模块串联，最弱的模块影响整个组串的性能，而微型逆变器的每个模块独立工作。这意味着一个模块上的阴影或功率损耗不会影响系统其余部分的性能。

通过使用微型逆变器，即使单个模块受到雪、污垢或阴影的影响，也可以优化光伏系统的整体性能。这在冬季尤其有利，因为冬季太阳较低，周围物体的阴影更容易出现。

适合：

新颖和创新：分散式模块化即插即用太阳能系统 - 与其他系统不同

此外，微型逆变器还具有系统规划和扩展更加灵活的优势。由于每个模块单独工作，系统可以更容易地适应特定情况并在必要时进行扩展。它们还可以在模块级别进行详细监控，从而使故障排除和维护变得更加容易。

关于光伏组件的有趣事实

一个常见的误解是太阳能系统在寒冷天气下工作效率较低。事实上，事实恰恰相反：光伏电池板在较低温度下比在高温下工作效率更高。高温会降低模块的电气性能，而凉爽的条件会提高导电性，从而提高性能。这意味着尽管气温较低，但在阳光明媚的冬日仍可产生大量电力。

创新技术和智能解决方案有助于最大限度地提高冬季的太阳能产量。除了微型逆变器之外，这些还包括使用直射光和反射光的双面太阳能模块，或跟踪太阳位置从而优化照射的跟踪系统。清除模块上的雪和污垢也可以显着提高性能。

通过雪反射阳光也能产生积极的效果。在冰雪覆盖的景观中，反照率效应会增加模块上的辐射。只要模块本身没有被雪覆盖，这就可以增加发电量。这就是微型逆变器的优势发挥作用的地方，因为它们最大限度地提高了未遮挡模块的性能。

太阳能电池组件的方向也起着至关重要的作用。虽然朝南的系统在大多数情况下会产生最佳的年发电量，但稍微向东或向西的方向可以帮助增加早上或晚上的发电量。这在冬季尤其有益，因为冬季太阳较低且日照时间有限。

除雪和维护

在多雪的地区，定期清除太阳能模块上的积雪是有意义的，以免不必要地限制发电。

为了最大限度地减少雪的影响，太阳能电池板可以安装在更陡的角度。这使得雪更容易从模块上滑落。一些房主还选择手动或使用专用设备清除面板上的积雪，以确保发电。

💡🌨️光伏：即使在冬天也是值得的投资

许多房主低估了光伏系统提供的可能性，即使在冬季也是如此。即使太阳辐射较低，现代系统也可以产生足够的电力供自用。这里特别重要的是与存储系统的结合，使其能够满足家庭的基本负载。基本负荷是指冰箱、热泵或路由器等产生的持续能源需求。

人们经常问的一个问题是，考虑到冬季产量下降，投资太阳能系统是否有意义。答案显然是“是”。尽管夏季的产量较高，但现代系统不断提高的能源效率意味着冬季可以产生足够的电力，至少可以满足您自己的部分需求。此外，可再生能源不仅具有生态优势，长期来看还有助于降低能源成本，减少对化石燃料的依赖。

❄️☀️ 被低估的冬日阳光的力量

人们普遍认为太阳能电池板在低温下无法有效工作，但研究表明，光伏电池板实际上在低温下比在极热下工作得更好。太阳能电池的物理特性意味着它们的性能在较冷的条件下会略有提高。在无云的日子里，晴朗、寒冷的冬日阳光可以产生令人惊讶的良好效果。

特别有趣的是，即使在阴天或漫射光下也可以产生一定量的电力。由于电池技术的发展，许多光伏系统即使在弱辐照下也能提供可接受的性能。这使得它们成为可靠的能源来源，即使在阳光很少的月份也是如此。

🌍🔄 太阳能系统作为可持续能源系统的一部分

将太阳能系统整合到综合能源管理系统中是实现气候中性能源供应的重要一步。除了经典的屋顶光伏系统外，热泵、智能控制系统以及风能或生物质能的利用等其他技术也发挥了作用。理想情况下，这些技术齐头并进，以实现最大的能源效率。

存储技术的作用在这里尤为重要。借助现代电池系统，家庭不仅可以保证晚间的能源供应，还可以通过将多余的电力输送到公共电网来提高电网的稳定性。这在冬季尤其重要，因为冬季由于取暖和长时间的黑暗，能源需求更高。

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🌟🔋冬季光伏不仅仅是应急方案

所谓的光伏“黑暗月”绝不是质疑光伏系统安装的理由。尽管这段时间的产量明显低于夏季，但只要采取正确的措施和技术，冬季也可以为能源供应做出宝贵的贡献。

现代太阳能系统的效率比许多人想象的要高——即使天空多云或下雪。结合储能、优化的模块技术和深思熟虑的定位，它们不仅能够满足家庭的基本负荷，而且还有助于降低长期能源成本。如果您还依赖综合能源管理系统，则可以全年利用可再生能源的优势。

由于技术进步和政府补贴都支持太阳能的扩张，未来光伏发电在冬季的重要性将继续增加。因此，利用现代光伏系统的可能性并为可持续能源供应做出贡献是值得的——不仅在夏季，而且在“黑暗的月份”。 🌤️

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🌞 光伏系统（PV 系统）的经济可行性

🌍 光伏系统（PV 系统）的经济可行性不应仅根据夏季的发电量来评估。相反，全年的总回报和投资的生命周期至关重要。即使冬季发电量较低，仍然有助于降低电力成本并支持可持续发展目标的实现。

🌟冬季太阳能的价值

重要的是要考虑到，随着能源消耗的增加，冬季的电价往往会更高。在此期间，自发电太阳能尤其有价值。可再生能源产生的每一千瓦时都为减少二氧化碳排放和保护气候做出了重大贡献。太阳能的使用减少了对化石燃料的依赖，促进了更加环保的能源供应。

💪 现代光伏系统的稳健性和寿命

现代光伏系统旨在承受各种天气条件。它们坚固耐用，是一项长期投资。维护要求通常较低，因为许多系统都配备了监控系统，可以持续监控操作并在出现问题时发出警报。微型逆变器通过提供详细的模块级数据来提供额外的好处，从而能够及早检测性能偏差。

📈 寿命和经济效益

光伏系统的使用寿命通常为25年或更长。在此期间，即使冬季发电量较低，发电量也会显着增加。如果你看看系统整个生命周期的总成本，就会发现有积极的经济效应。初始投资成本通过节省电力成本和可能的上网电价进行摊销。

🔋 不受电价波动的影响

光伏系统的另一个显着优势是不受电价波动的影响。通过自己发电，您可以保护自己免受能源成本上涨的影响。这不仅提供了财务优势，还提供了能源供应商一定程度的自主权。在电池系统中存储多余能量的能力进一步增强了这种独立性。

🚀 技术进步和创新

近年来，光伏技术取得了长足的进步。新材料和生产方法带来了更高效的太阳能电池板，可以在相同的面积上产生更多的能量。此外，创新的能源存储解决方案可以通过存储剩余电力并在需要时释放它们来更好地利用所产生的电力。

🌍 对能源转型的贡献

光伏系统在向可持续能源供应的能源转型中发挥着核心作用。它们有助于增加可再生能源在能源结构中的比例，从而减少对化石燃料的依赖。通过扩大太阳能，各国可以实现其气候目标，同时提高能源安全。

🌿社会和环境效益

除了经济方面之外，光伏系统还具有社会和生态效益。它们在太阳能技术的研究、开发、生产和安装方面创造了就业机会。它们还提高人们对环保技术的认识并帮助改善空气质量。

综上所述，可以说光伏系统不仅是一项经济上合理的投资，而且为气候保护和可持续发展做出了重要贡献。它们能够产生清洁能源，同时减少对化石燃料的依赖，使其成为可持续能源供应的重要组成部分。

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