问“太阳能电池板在冬天能工作吗?”是一个合理的问题。随着能源成本飙升，越来越多的房主正在考虑在屋顶上安装太阳能电池板以节省能源账单，质疑它们的工作原理以及它们每天能产生多少能量是正确的，尤其是在冬季。
太阳能电池板再次变得越来越受欢迎，尤其是因为随着电力成本的上升，预期的回报时间缩短了。然而，与阳光明媚的气候不同，英国的天气可能会变化无常，我们容易遇到沉闷、多云的日子。那么，你会最大限度地利用屋顶上的太阳能电池板吗，尤其是在冬天?
我们的指南回答了这个问题，以及更多问题，以帮助解释太阳能光伏板在冬季是如何工作的。
那么，太阳能电池板在冬天还能工作吗?
简单的答案是肯定的，太阳能光伏太阳能板在冬天也能工作。尽管太阳在天空中较低，而且天气可能多云多雨，但太阳能电池板仍然会发电，只是没有夏天那么多，因为白天的时间减少了。但是，它们仍然可以工作。原因如下。
理解太阳能电池板的工作原理首先很重要。太阳能电池板是由硅晶片制成的，硅是一种半导体材料，其中的电子受到光子的刺激，从而产生电能。
这是所有的光，而不仅仅是直接的阳光，因为太阳能电池也会对漫射光做出反应，漫射光是被大气中的雨云等粒子散射的光。这就是为什么太阳能电池板在没有阳光直射的冬季仍然可以工作。
事实上，下雨的天气可以洗掉太阳能电池板表面积聚的灰尘和污垢，否则这些灰尘和污垢会限制光的量，从而可能使太阳能电池板更有效地工作。
太阳能电池板通常需要至少4小时的阳光直射才能达到最佳性能。根据能源解决方案，这是基于1,000W/m2的阳光峰值输出。
然而，如前所述，这并不意味着太阳能电池板在阳光直射之外的任何情况下都不能工作。事实上，就在今年，美国斯坦福大学的科学家们开发出了利用红外线在夜间工作的太阳能电池板。
一般来说，一年中最适合安装太阳能电池板阵列的屋顶是面向南方或东南的，因此朝向早晨和中午的太阳。朝西南或朝西的屋顶可能仍然是合适的，但在这些方向上，太阳在接近落山时将会下降。将面板放置在花园或院子里的地面阵列上，而不是在屋顶上，可以减轻任何遮挡面板的危险。
太阳能电池板在冬天能发多少电?
根据绿色时代能源节约基金会的数据显示，一个3千瓦的太阳能系统，面朝正南，在6月和7月可以产生大约300千瓦时的电力，但在深冬的12月和1月只能产生75千瓦时的电力。这相当于夏季发电量的五分之一。
太阳能电池板在冬季产生的电量较少，原因如下:
- 首先，白天日照较少。
- 其次，太阳在天空中通常较低，因此到达电池板的光线较弱。
然而，在某些冬天，在热浪中产生的电力可能比夏天多，因为过多的热量会对太阳能电池板产生不利影响。(太阳能电池板也适用于炎热的沙漠国家，因为它内置了防止“热诱导退化”的保护措施。)然而，在更北方的地区，寒冷加上明亮的阳光实际上有利于太阳能发电。(《工程教学》在这里解释了所有这些PDF)。
英国年平均日照总时间为1339.7小时，略低于最大日照总时间(一年约4476小时)的30%。由于地理位置和气候的原因，英国的天空经常多云。
毫不奇怪，英国北部地区接受的阳光比南部少。多塞特郡、汉普郡、苏塞克斯郡和肯特郡是英国阳光最充足的地区，平均每年的日照时间约为1750小时。
沿海地区的海雾和被称为反气旋的高压天气系统也可能带来问题。
你需要多少太阳能光伏能源来为一所房子供电?
所以你能用太阳能驱动房子吗，冬天呢?“这是一个非常好的问题，也是设计过程中必不可少的信息，”能源效率专家蒂姆·普伦(Tim Pullen)说。“在决定我们能或想要生产多少能源之前，我们需要知道房子需要多少能源。”
如果我们以一个3kW太阳能电池板系统在深冬月份产生的75kWh为例，并给出一些背景:一台平板电视使用0.1kWh/小时(小时);一台冰箱每天消耗1.6千瓦时，根据哪个?(在新标签页打开)像宝马iX这样的中型电动汽车或SUV每100公里耗电量为20.4千瓦时。因此，太阳能并不能满足我们这一代人在冬季的所有需求。
“然而，这些充其量只是一个起点，”蒂姆解释说。他说:“我们需要的是根据建筑物和里面的人详细而准确地计算出能源需求。理想情况下，这需要由专家来完成，因为计算照明、电器等所需的电量是一个棘手的过程。”
太阳能板在什么温度下工作最好?
太阳能电池板在15°C(59°F)到35°C(95°F)之间的温度下效率最高行动的可再生能源(在新标签页打开)但在更寒冷的冬天仍然要工作。
这也意味着，在最近经历的英国热浪(谢天谢地是罕见的)中，它们仍能有效地发电。然而，当温度超过这些温度时，太阳能电池板将开始失去效率，但这在英国通常不会成为问题。
下雪的时候太阳能电池板还能工作吗?
被雪覆盖的太阳能电池板并不是你想象的那么大的问题。在大多数情况下，面板产生的余热会充分融化雪，这样雪就会滑下来，尽管过大的降雪将需要手动清除面板表面的雪。
另一个潜在的危险是，冰冻的水可能会在寒冷的条件下损坏太阳能电池板，导致太阳能电池出现裂缝，并对焊接接头产生不利影响，损坏组件。
然而，太阳能电池板制造商通常会根据特定地区定制产品，从而考虑到当地的气候条件。在大多数情况下，你的太阳能电池板应该能够承受冰冻的温度。
在英国，这通常不是一个问题，也许除了苏格兰北部的一些地区。
如何在冬天最大限度地利用太阳能电池板?
在冬季，最大限度地利用太阳能电池板发电的最好方法是用太阳能电池板来支持系统太阳能电池储能系统。这将能够储存夏季产生的多余电力，以备冬季使用，并将白天产生的电力用于夜间使用。
它还将减少冬季电网的用电量。一些能源公司推出了“使用时间”关税，这样电力就可以在价格便宜的时候(比如过夜)储存在电池中。
电池也会受到寒冷天气的影响，因为它们大多是在室内使用的。一个例子是松下Evervolt(在新标签页打开)该系统的工作温度范围为0°C(32°F)至50°C(122°F)。
将电池放置在有遮蔽的地方，如车库、绝缘建筑或室内，可以降低低温对电池的风险。这将使它们有效地运行。
最大化利用太阳能电池板发电的其他选择包括重新调整电池板的倾斜角度(假设这是可能的，如果它们安装在屋顶上就不一定了)，以利用冬季天空中太阳的较低水平。定期清洁面板也很重要，但通常雨会为你做这些。
