Што такое сонечныя панэлі?

1. Што такое сонечныя панэлі?

Сонечная панэль, таксама вядомая як фотаэлектрычны (PV) модуль або PV-панэль, з'яўляецца зборка фотаэлектрычных сонечных элементаў, усталяваных у (звычайна прастакутную) раму. Сонечныя панэлі ўлоўліваюць сонечнае святло ў якасці крыніцы прамяністай энергіі, якая пераўтвараецца у электрычную энергію ў выглядзе электрычнасці пастаяннага току (DC).

Акуратна арганізаваная калекцыя сонечных панэляў называецца фотаэлектрычнай сістэмай або сонечная батарэя. Масівы фотаэлектрычнай сістэмы могуць быць выкарыстаны для генерацыі сонечнай энергіі электрычнасць, якая забяспечвае электраабсталяванне напрамую або вяртае энергію у сетку пераменнага току (AC) праз інвертарную сістэму. Гэта электрычнасць можа затым выкарыстоўвацца для харчавання дамоў, будынкаў і іншых прыкладанняў або захоўвацца ў батарэі для наступнага выкарыстання. Як аднаўляльны і ўстойлівы крыніца энергіі, сонечная панэлі гуляюць важную ролю ў зніжэнні залежнасці ад выкапнёвага паліва і дапамагаюць паменшыць выкіды вугляроду.

2. Структура сонечных батарэй

Сонечныя панэлі складаюцца з вялікай колькасці сонечных элементаў і выкарыстоўваюць энергію святла (фатоны) ад Сонца для атрымання электрычнасці праз фотаэлектрычны эфект. Ён таксама ўключае ў сябе заднюю частку, раму і размеркавальную скрынку, і, магчыма, канцэнтратар, усё з іх працуюць разам, каб забяспечыць нармальную працу сонечных батарэй.

Што такое сонечныя батарэі?

Сонечныя элементы - гэта электронныя прылады, якія пераўтвараюць сонечнае святло ў электрычны энергіі за кошт фотаэлектрычнага эфекту, і большасць з іх на аснове пласцін крыштал крэмніевыя клеткі або тонкаплёнкавыя клеткі. Акрамя таго, высокі кошт, высокая эфектыўнасць, і шчыльна ўпакаваныя прамавугольныя шматпераходныя (MJ) элементы звычайна выкарыстоўваюцца ў сонечных батарэях панэляў на касмічных караблях, так як яны прапануюць самы высокі каэфіцыент выпрацаванай магутнасці на кілаграм, падняты ў космас. Ячэйкі звычайна злучаны электрычна ў паслядоўна, адзін да аднаго да патрэбнага напружання, а затым паралельна павялічваць ток.

Што такое тыльны ліст?

Як палімер або камбінацыя палімераў з рознымі дадаткамі, падкладка прызначаны для стварэння бар'ера паміж сонечнымі элементамі і вонкавым выглядам асяроддзя. З чаго мы бачым, што тыльны ліст з'яўляецца найважнейшым кампанентам у даўгавечнасць, эфектыўнасць і даўгавечнасць сонечнай панэлі.

Што такое інкапсулятар?

Сонечныя батарэі часта пакрываюць герметыкам, які звычайна тонкі пласт палімернага матэрыялу, які наносіцца на сонечныя элементы і тыльны ліст. Як правіла, найбольш распаўсюджаны палімер, які выкарыстоўваецца для герметызацыі сонечных модуляў гэта этылен-вінілацэтат (EVA), які з'яўляецца дастаткова трывалым, каб абараніць сонечнае святло клеткі ад любых пашкоджанняў і падаўжэнне тэрміну службы сонечнай панэлі.

Што такое каркас?

Каркас сонечнай батарэі адносіцца да канструктыўнай апоры, якая ўтрымлівае і абараняе сонечныя элементы, праводку і іншыя кампаненты ўнутры панэлі. Гэта так выраблены з алюмінія або іншых лёгкіх матэрыялаў для прадухілення панэляў ад экстрэмальных ўздзеянне надвор'я. У той жа час рама таксама прадугледжвае сродкі для мацавання надзейна замацаваць панэль на паверхні, напрыклад, на даху або наземнай стойцы. У Акрамя таго, сонечныя панэлі таксама выкарыстоўваюць металічныя каркасы, якія складаюцца з кампанентаў стэлажоў, кранштэйны, формы адбівальнікаў і жолабы для лепшай падтрымкі панэлі структура.

Што такое размеркавальная скрынка?

Як электрычны корпус, які выкарыстоўваецца для размяшчэння і абароны электрычных злучэнняў, размеркавальная скрынка спецыяльна распрацавана, каб забяспечыць бяспечнае і надзейнае асяроддзе для электрычныя злучэнні, каб прадухіліць выпадковы кантакт з правадамі пад напругай і каб спрасціць будучае абслугоўванне або рамонт. Звычайна прымацоўваецца фотаэлектрычная размеркавальная скрынка на задняй панэлі сонечнай панэлі і функцыянуе як яе выходны інтэрфейс. Знешні злучэнні для большасці фотаэлектрычных модуляў выкарыстоўваюць раздымы MC4 для палягчэння лёгкага атмасферныя злучэнні з астатняй часткай сістэмы. Інтэрфейс харчавання USB можа таксама выкарыстоўвацца.

Што такое канцэнтратар?

Некаторыя спецыяльныя сонечныя фотаэлектрычныя модулі ўключаюць канцэнтратары, у якіх факусуюць святло лінзамі або люстэркамі на больш дробныя вочкі. Гэта дазваляе выкарыстоўваць клеткі з a высокі кошт на адзінку плошчы (напрыклад, арсенід галію) у эканамічна эфектыўным [цытата] Канцэнтрацыя сонечнага святла таксама можа павысіць эфектыўнасць прыкладна да 45%.

3. Гісторыя развіцця сонечных батарэй

У 1839 г. здольнасць некаторых матэрыялаў ствараць электрычны зарад асвятленне ўпершыню заўважыў французскі фізік Эдмонд Бекерэль, хоць гэтыя першапачатковыя сонечныя панэлі былі занадта неэфектыўнымі нават для простых электрычных прылады.

У 1950-х гадах Bell Labs стварыла першую камерцыйна жыццяздольную крэмніевую сонечную батарэю ячэйка з крэмнію. Аднак прымяненне сонечных батарэй абмежавалася а некалькі спецыялізаваных абласцей, такіх як касмічныя спадарожнікі, маякі і аддаленыя месцы з-за высокага кошту.

У 1970-я гады нафтавы крызіс і экалагічныя праблемы спрыялі распрацоўка больш танных і эфектыўных сонечных панэляў. Пасля гэтага ўрады і прыватныя кампаніі па ўсім свеце надавалі вялікае значэнне даследаванню і распрацоўка сонечных батарэй.

У пачатку 2000-х увядзенне ільготных тарыфаў (FiTs) некаторымі краіны ў значнай ступені садзейнічалі хуткаму росту сонечнай прамысловасць. У наш час сонечныя панэлі сталі значна больш эфектыўнымі і даступнымі чым калі-небудзь раней, якія выкарыстоўваюцца не толькі ў дамах і камерцыях будынкаў, але і ў інфраструктурных праектах.

4. Тыпы сонечных батарэй

Сёння ў асноўным даступныя тры тыпу сонечных батарэй: монакрышталічнага, полікрышталічнага (таксама вядомы як мультыкрышталічнага) і тонкаплёнкавы.

l Монакрышталічныя сонечныя панэлі складаюцца з крэмнію высокай чысціні, які атрыманы з монакрышталя. З усіх тыпаў панэляў - монакрышталічныя панэлі звычайна маюць самы высокі ККД (больш за 20%) і магутнасць. Гэта таму што монакрышталічныя сонечныя панэлі забяспечваюць больш за 300 Вт (Вт) магутнасці магутнасць, некаторыя нават перавышаюць 400 Вт. больш за тое, Монакрышталічныя сонечныя панэлі таксама, як правіла, пераўзыходзяць полікрышталічныя мадэлі адносна тэмпературнага каэфіцыента – мера прадукцыйнасці панэлі пры высокай тэмпературы. Нягледзячы на ​​гэтыя перавагі, монакрышталічныя сонечныя панэлі, верагодна, будуць самымі дарагімі варыянт, таму яны больш папулярныя ў тых, хто мае дастатковы бюджэт і аддае перавагу максімальна зэканоміце свае рахункі за электрычнасць, такія як камерцыйныя, дзяржаўныя і дзяржаўныя аддзел.

l Полікрышталічныя або мультыкрышталічныя сонечныя панэлі - гэта сонечныя панэлі, якія складаецца з некалькіх крышталяў крэмнію ў адной фотаэлектрычнай ячэйцы. Гэтыя сонечныя батарэі складаюцца з некалькіх фотаэлементаў. Кожная ячэйка змяшчае крышталі крэмнію што робіць яго функцыянаваць як паўправадніковы прыбор. Калі фатоны з сонечнае святло трапляе на PN-злучэнне (злучэнне паміж матэрыяламі N-тыпу і P-тыпу), ён перадае энергію электронам, каб яны маглі цячы ў выглядзе электрычнага току. У параўнанні з монакрышталічнымі сонечнымі панэлямі, полікрышталічныя сонечныя панэлі больш экалагічна чыстыя, бо не патрабуюць індывідуальнай фармоўкі і размяшчэння кожнай крышталь і большая частка крэмнію выкарыстоўваецца падчас вытворчасці і даражэй эфектыўны 

Калі справа даходзіць да яго недахопаў, яго больш нізкая эфектыўнасць, менш эканомнасць прасторы і нізкая прадукцыйнасць пры высокіх тэмпературах могуць перашкодзіць далейшаму развіццё. На аснове іх даступныя мультыкрышталічныя сонечныя панэлі вялікія сонечныя фермы для выкарыстання энергіі сонца і забеспячэння электраэнергіяй паблізу, аўтаномныя або аўтаномныя прылады, такія як святлафоры ў аддаленыя раёны, несеткавыя хатнія гаспадаркі і г.д.

l Тонкаплёнкавыя сонечныя панэлі вырабляюцца шляхам нанясення аднаго або некалькіх тонкіх слаёў (тонкіх плёнкі або TF) з фотаэлектрычнага матэрыялу на падкладку, такую ​​як шкло, пластык або метал. Пры параўнанні з монакрышталічным і полікрышталічным крэмніем панэлі, яны патрабуюць менш паўправадніковых матэрыялаў у працэсе вытворчасці у той час як яны працуюць даволі падобна пад фотаэлектрычным эфектам і танней. Тым не менш, яны значна менш эфектыўныя і маюць меншую магутнасць акрамя таго, тонкаплёнкавыя сонечныя панэлі разбураюцца хутчэй, чым крышталічныя крэмніевыя сонечныя батарэі панэлі 

Такім чынам, яны звычайна прымяняюцца ў камунальных маштабах, пачынаючы з тонкаплёнкавых сонечных батарэй панэлі дэградуюць значна меншымі тэмпамі. І адно агульнае прымяненне для тонкаплёнкавых сонечныя панэлі - гэта ўстаноўка гнуткіх фотаэлектрычных модуляў на дахах аўтамабіляў (звычайна аўтафургоны або аўтобусы) і палубы лодак і іншых суднаў. І з-за яго перавага ў прасторы, ён становіцца ўсё больш і больш папулярным сярод жадаючых дасягнуць будынка-Інтэграваная фотаэлектрыка.

5. Тэндэнцыі развіцця сонечных батарэй

Рынак сонечных панэляў абумоўлены павелічэннем інвестыцый у аднаўляльныя крыніцы энергіі энергетычны сектар, зніжэнне кошту сонечных фотаэлектрычных панэляў, і якія ўзнікаюць спрыяльныя дзяржаўныя пастановы. Як монакрышталічнага, так і полікрышталічнага крэмнію карыстаюцца вялікім попытам, асабліва ў жылых памяшканнях. Кадмій Чакаецца, што клеткі з тэлурыду і аморфнага крэмнію будуць ствараць рост магчымасці дзякуючы нізкай кошту матэрыялаў. І цэны на фотаэлектрычныя модулі ўпалі хутчэй, чым чакалася, у пачатку 2023 г., паколькі пастаўкі полісіліцыя стануць больш багатымі 

У той жа час, згодна з дадзенымі, у глабальным бізнес-ландшафце, які змяніўся пасля COVID-19 Рынак сонечных панэляў у 2022 годзе ацэньваецца ў 50,1 мільярда долараў ЗША. па прагнозах, да 2030 года дасягне перагледжанага памеру ў 98,5 мільярда долараў ЗША з сярэднегадавым ростам 8,8% за перыяд аналізу 2022-2030 гг. Полікрышталічная сонечная панэль, адна з Прагназуецца, што ў сегментах, прааналізаваных у справаздачы, CAGR складзе 8,2%. дасягнуць 48,2 мільярда долараў ЗША да канца перыяду аналізу. З улікам ст працягваецца аднаўленне пасля пандэміі, рост у сегменце тонкаплёнкавых сонечных панэляў скарэкціраваны да перагледжанага CAGR на 8,9% на наступны 8-гадовы перыяд.

6. Інвестыцыйны аналіз сонечных панэляў

Улічваючы, што сонечная энергія ў цяперашні час з'яўляецца другой найбольш разгорнутай чыстай энергіяй Тэхналогія ва ўсім свеце ў залежнасці ад устаноўленай магутнасці, сонечная фотаэлектрыка, як чакаецца, будзе адна з самых танных крыніц энергіі, даступная да 2050 г., асабліва ў рэгіёнах якія маюць выдатную сонечную радыяцыю, і гэтая тэндэнцыя абумоўлена некалькімі фактараў.

l Аналіз тыпу прадукту

Полікрышталічныя сонечныя панэлі лідзіруюць на рынку з доляй больш за 48%. цэніць долю рынку, і чакаецца, што яна захопіць большую долю рынку прагнозны перыяд, асабліва ў жылым сегменце. Але поспехі ў тонкаплёнкавых сонечныя фотаэлектрычныя модулі таксама будуць спрыяць росту рынку сонечных панэляў на працягу наступнага года некалькі гадоў. Акрамя таго, рост разгортвання мікрасетак і развіццё будынкі з нулявым энергаспажываннем прывядуць да значнага попыту на рынку.

l Аналіз канчатковага карыстальніка

Па тыпу канчатковага карыстальніка рынак сегментаваны на жылы, камерцыйны, прамысловыя і іншыя сегменты. На рынку лідзіруе камерцыйны сегмент з больш чым 33% кошту долі рынку, так як яны патрабуюць значнага колькасць энергіі для забеспячэння іх доўгатэрміновай устойлівасці і функцыянальнасці ca таксама дапамагае знізіць залежнасць ад электрасеткі пры зніжэнні эксплуатацыі выдаткаў і мінімізацыі вугляроднага следу. Але паколькі большасць урадаў ва ўсім свеце прынялі заканадаўства аб чыстым вымярэнні, а таксама значнае субсідыі на ўстаноўку сонечнай сістэмы ў жылых памяшканнях. Гэтыя клеткі лёгка выкарыстоўваюцца ў жылым сегменце з-за іх больш нізкай кошту ў параўнанні да монакрышталічных сонечных батарэй.

l Рэгіянальны аналіз

Па дадзеных, Азіяцка-Ціхаакіянскі рэгіён дамінуе на рынку кошту доля. Паколькі Азіяцка-Ціхаакіянскі рэгіён з'яўляецца самым вялікім рэгіёнам у свеце па колькасці людзей, якія жывуць. Рэгіён таксама з'яўляецца домам для Кітая, які мае значныя вытворчыя магутнасці для полікрышталічных сонечных батарэй, якія задавальняюць попыт вобласці. Індыя таксама плануе стварыць падраздзяленні па вытворчасці сонечных батарэй вытворчасць урада.

7. Што трэба ўлічваць для высакаякасных сонечных панэляў

Пры куплі сонечных батарэй трэба ўлічваць не толькі кошт і якасць, іншыя фактары таксама варта мець на ўвазе.

Тэмпература: монакрышталічныя і полікрышталічныя панэлі маюць максімальную эфектыўнасць ад 59°F да 95°F. Рэгіёны з высокай тэмпературай на працягу лета, што можа прымусіць сонечную панэль дасягнуць унутранай тэмпературы больш за 100°F зніжэнне ўзроўню працаздольнасці. Выбіраючы інвертар, неабходна разгледзець стан.

Пагаршэнне, выкліканае святлом (LID): LID ставіцца да метрыкі страты прадукцыйнасці што адбываецца з крышталічнымі панэлямі ў першыя некалькі гадзін сонечнага святла уздзеянне. Звычайна LID мае тэндэнцыю да страты эфектыўнасці ад 1% да 3%. Таму гэта варта ўлічваць пры выбары сонечных батарэй.

Вогнеўстойлівасць: міжнародныя будаўнічыя нормы патрабуюць, каб сонечныя панэлі адпавядалі іх Вогнеўстойлівасць даху, каб гарантаваць, што панэлі не паскараюць распаўсюджванне полымя. Звычайна існуе тры тыпу класаў. Клас А забяспечвае больш за ўсё абарона ад пажару, бо полымя не можа распаўсюджвацца далей, чым на шэсць футаў. Клас В гарантуе, што распаўсюджванне полымя не перавышае васьмі футаў, а клас C забяспечвае распаўсюджванне полымя не распаўсюджваецца далей за 13 футаў.

Умовы надвор'я: напрыклад, панэлі Crystalline лепш падыходзяць для раёнаў, якія могуць сутыкнуцца з моцным градам, бо яны могуць супрацьстаяць граду, які б'е на хуткасцях вышэй да 50 міль у гадзіну. Улічваючы тонкую канструкцыю, плёнкавыя сонечныя панэлі не ідэальныя для граду. Сонечная сістэма, якая выкарыстоўвае крапежныя элементы, скразныя балтавыя модулі або а трохрамная рэйкавая сістэма лепш падыходзіць для дамоў, якія могуць сутыкнуцца з а ураган або трапічны шторм.

Эфектыўнасць: эфектыўнасць сонечнай панэлі адносіцца да колькасці сонечнага святла ён можа ператварацца ў электрычнасць. Высокаэфектыўная сонечная панэль будзе вырабляць больш электрычнасць ад такой жа колькасці сонечнага святла, чым панэль з меншай эфектыўнасцю.