Какво е слънчеви панели?

1. Какво е слънчеви панели?

Слънчевият панел, известен също като фотоволтаичен (PV) модул или фотоволтаичен панел, е монтаж на фотоволтаични слънчеви клетки, монтирани в (обикновено правоъгълна) рамка. Слънчевите панели улавят слънчевата светлина като източник на лъчиста енергия, която се преобразува в електрическа енергия под формата на постоянен ток (DC) електричество.

Прецизно организирана колекция от слънчеви панели се нарича фотоволтаична система или слънчев масив. Масивите от фотоволтаична система могат да се използват за генериране на слънчева енергия електричество, което доставя директно електрическо оборудване или връща енергия обратно в мрежа с променлив ток (AC) чрез инверторна система. Това електричество може след това да се използва за захранване на домове, сгради и други приложения или да се съхранява в батерии за по-късна употреба. Като възобновяем и устойчив източник на енергия, слънчевата панелите играят важна роля за намаляване на зависимостта от изкопаеми горива и помагат намаляване на въглеродните емисии.

2. Структурата на слънчевите панели

Слънчевите панели се състоят от голям брой слънчеви клетки и използват светлинна енергия (фотони) от Слънцето за генериране на електричество чрез фотоволтаичния ефект. Той също така включва заден лист, рамка и съединителна кутия и може би концентратор, всички от тях работят заедно, за да осигурят нормалната работа на слънчевите панели.

Какво представляват слънчевите клетки?

Слънчевите клетки са електронни устройства, които преобразуват слънчевата светлина в електричество енергия от фотоволтаичния ефект и повечето от тях са кристални на основата на пластини силициеви клетки или тънкослойни клетки. Също така висока цена, висока ефективност и плътно опаковани правоъгълни клетки с много кръстовища (MJ) обикновено се използват в слънчевата енергия панели на космически кораби, тъй като предлагат най-високо съотношение на генерирана мощност на килограм, издигнат в космоса. Клетките обикновено са свързани електрически в последователно, един към друг до желаното напрежение, а след това паралелно за увеличаване ток.

Какво е backsheet?

Като полимер или комбинация от полимери с различни добавки, заден лист е предназначен да осигури бариера между слънчевите клетки и външната среда среда. От което можем да видим, че задният лист е критичен компонент в издръжливост, ефективност и дълготрайност на слънчев панел.

Какво е капсулант?

Слънчевите клетки често са покрити с капсулатор, който обикновено е тънък слой от полимерен материал, който се нанася върху слънчевите клетки и заден лист. Като цяло най-разпространеният полимер, използван при капсулиране на соларни модули е етилен-винил ацетат (EVA), който е достатъчно издръжлив, за да защити слънцето клетки от всякакъв вид повреда и удължаване на живота на соларния панел.

Какво е рамка?

Рамката на слънчев панел се отнася до структурната опора, която държи и защитава слънчевите клетки, кабелите и другите компоненти в панела. Така е изработени от алуминий или други леки материали, за да се предпазят панелите от екстремни влияние на времето. В същото време рамката осигурява и средство за монтаж панела здраво върху повърхност, като покрив или наземна стойка. в Освен това слънчевите панели също използват метални рамки, състоящи се от стелажни компоненти, скоби, рефлекторни форми и корита за по-добра поддръжка на панела структура.

Какво е съединителна кутия?

Като електрическа кутия, използвана за съхраняване и защита на електрически връзки, съединителната кутия е специално проектирана да осигури безопасна и сигурна среда за електрически връзки, така че да се предотврати случаен контакт с живи проводници и за опростяване на бъдеща поддръжка или ремонти. Обикновено е прикрепена фотоволтаична съединителна кутия на гърба на слънчевия панел и функционира като негов изходен интерфейс. Външен връзките за повечето фотоволтаични модули използват конектори MC4 за улесняване устойчиви на атмосферни влияния връзки към останалата част от системата. USB захранващ интерфейс може също да се използва.

Какво е концентратор?

Някои специални соларни фотоволтаични модули включват концентратори, в които светлината се фокусира чрез лещи или огледала върху по-малки клетки. Това позволява използването на клетки с a висока цена на единица площ (като галиев арсенид) по рентабилен начин [необходим цитат] Концентрирането на слънчевата светлина също може да повиши ефективността до около 45%.

3. Историята на развитието на слънчевите панели

През 1839 г. способността на някои материали да създават електрически заряд от излагането на светлина е наблюдавано за първи път от френския физик Едмон Бекерел, въпреки че тези първоначални слънчеви панели бяха твърде неефективни дори за просто електричество устройства.

През 50-те години на миналия век Bell Labs създават първата комерсиално жизнеспособна силициева слънчева енергия клетка, изработена от силиций. Приложението на слънчевия панел обаче беше ограничено до a няколко специализирани области като космически спътници, фарове и отдалечени места поради високата цена.

През 70-те години ударът на петролната криза и опасенията за околната среда насърчават разработване на по-евтини и ефективни слънчеви панели. След това правителствата и частни компании по света придадоха голямо значение на изследването и разработване на слънчеви панели.

В началото на 2000-те години въвеждането на преференциални тарифи (FiT) от някои страни допринесоха значително за бързия растеж на слънчевата В наши дни слънчевите панели са станали много по-ефективни и достъпни от всякога, които се използват не само в домове и търговски обекти сгради, но и в инфраструктурни проекти.

4. Видовете слънчеви панели

Има три типа слънчеви панели, които се предлагат предимно днес: монокристален, поликристален (известен също като мултикристален) и тънкослоен.

l Монокристалните слънчеви панели са съставени от силиций с висока чистота, който е получени от единичен кристал. От всички видове панели, монокристални панели обикновено имат най-висока ефективност (над 20%) и мощност. Това е тъй като монокристалните слънчеви панели осигуряват над 300 вата (W) мощност капацитет, като някои дори надхвърлят 400 W. нещо повече, монокристални слънчеви панели също са склонни да превъзхождат поликристалните модели по отношение на температурния коефициент – мярка за ефективността на панела при високи температури. Въпреки тези предимства, монокристалните слънчеви панели вероятно ще бъдат най-скъпите опция, така че те са по-популярни сред тези, които имат достатъчно бюджет и предпочитат да увеличете максимално вашите спестявания от сметки за електричество като търговски, обществени и правителствени отдел.

l Поликристалните или мултикристалните слънчеви панели са слънчеви панели, които се състои от няколко кристала силиций в една фотоволтаична клетка. Тези слънчеви панели са направени от множество фотоволтаични клетки. Всяка клетка съдържа силициеви кристали което го кара да функционира като полупроводниково устройство. Когато фотоните от слънчевата светлина пада върху PN прехода (връзка между N-тип и P-тип материали), той предава енергия на електроните, така че те да могат да протичат като електрически ток. В сравнение с монокристалните слънчеви панели, поликристалните слънчеви панели са повече екологично чисти, тъй като не изискват индивидуално оформяне и поставяне на всеки кристал и по-голямата част от силиция се използва по време на производството и повече разходи ефективен 

Що се отнася до недостатъците му, по-ниската му ефективност, по-малко пространство-ефективно и лошото представяне при високи температури може да попречи на по-нататъшното му използване развитие. Въз основа на тях се предлагат мултикристални слънчеви панели големи слънчеви ферми, които да използват силата на слънцето и да доставят електричество близки зони, самостоятелни или самозахранващи се устройства като светофари в отдалечени райони, домакинства извън мрежата и др.

l Тънкослойните слънчеви панели се правят чрез нанасяне на един или повече тънки слоеве (тънки филми или TF) от фотоволтаичен материал върху субстрат, като стъкло, пластмаса или метал. Когато правите сравнения с монокристален и поликристален силиций панели, те изискват по-малко полупроводникови материали в производствения процес докато те работят доста подобно при фотоволтаичен ефект и са по-евтини. Въпреки това, те са много по-малко ефективни и имат по-малък мощностен капацитет Освен това тънкослойните слънчеви панели се разграждат по-бързо от слънчевата енергия от кристален силиций панели 

По този начин те обикновено се прилагат в мащаба на полезността, тъй като тънкослойната слънчева енергия панелите се разграждат много по-бавно. И едно често срещано приложение за тънък филм слънчеви панели е инсталирането на гъвкави фотоволтаични модули върху покривите на превозни средства (обикновено фургони или автобуси) и палубите на лодки и други плавателни съдове. И поради просторното му предимство става все по-популярно сред желаещите постигане на сграда-Интегрирани фотоволтаици.

5. Тенденции в развитието на слънчевите панели

Пазарът на слънчеви панели се движи от нарастващите инвестиции във възобновяеми енергийни източници енергийния сектор, намаляващата цена на слънчевите фотоволтаични панели и възникващите благоприятни правителствени разпоредби. Както монокристални, така и поликристални силициеви клетки са свидетели на голямо търсене, особено в жилищни приложения. Кадмий Очаква се клетките от телурид и аморфен силиций да създадат растеж възможности поради ниските разходи за материали. И цените на фотоволтаичните модули са паднали по-бързо от очакваното в началото на 2023 г., тъй като предлагането на полисилиций става все по-изобилно 

Докато междувременно Според данните, в променения бизнес пейзаж след COVID-19, глобалният пазарът на слънчеви панели, оценен на 50,1 милиарда щатски долара през 2022 г., е се очаква да достигне ревизиран размер от 98,5 милиарда щатски долара до 2030 г., нараствайки с CAGR от 8,8% през периода на анализ 2022-2030 г. Поликристален слънчев панел, един от сегментите, анализирани в доклада, се очаква да запишат 8,2% CAGR и достигнат 48,2 милиарда щатски долара до края на периода на анализ. Като се има предвид, продължаващото възстановяване след пандемията, растежът в сегмента на тънкослойните слънчеви панели е коригирани до ревизирани 8,9% CAGR за следващия 8-годишен период.

6. Инвестиционен анализ на слънчеви панели

Като се има предвид, че слънчевата енергия в момента е втората най-разпространена чиста енергия технология по целия свят по инсталиран капацитет, се очаква да бъде слънчева PV един от най-евтините налични източници на енергия до 2050 г., особено в регионите които имат отлична слънчева радиация и тенденцията се движи от няколко фактори.

l Анализ на типа продукт

Поликристалният слънчев панел е водещ на пазара с над 48% от стойностен пазарен дял и се очаква да завладее по-висок пазарен дял в прогнозен период, особено в жилищния сегмент. Но напредъкът в тънкослойните слънчевите фотоволтаични модули също ще стимулират растежа на пазара на слънчеви панели през следващите няколко години. Също така нарастването на внедряването на микромрежи и развитието на нулево-енергийните сгради ще доведат до значително търсене на пазара.

l Анализ на крайния потребител

Според вида на крайния потребител пазарът се сегментира на жилищни, търговски, индустриални и други сегменти. Търговският сегмент е водещ на пазара с повече от 33% от стойностния пазарен дял, тъй като те изискват значително количество енергия, за да се гарантира тяхната дългосрочна устойчивост и функционалност.То също спомагат за намаляване на зависимостта от електрическата мрежа, като същевременно намаляват работата разходи и минимизиране на въглеродния отпечатък. Но тъй като мнозинството от правителствата в световен мащаб приеха законодателството за нетно измерване заедно със значителни субсидии за инсталиране на соларни системи в жилищни сгради. Тези клетки са лесно се използват в жилищния сегмент поради по-евтините им разходи в сравнение до монокристални слънчеви клетки.

l Регионален анализ

Според данните Азиатско-тихоокеанският регион е доминиращ на пазара на стойност споделяне. Тъй като Азиатско-тихоокеанският регион е най-големият регион в световен мащаб по отношение на броя на хора, живеещи. Регионът също е дом на Китай, който има значителна производствен капацитет за поликристални слънчеви клетки, който отговаря на търсенето на региона. И Индия също планира да създаде слънчеви производствени единици под производството на правителството.

7. Неща, които трябва да имате предвид за висококачествени слънчеви панели

Когато купувате слънчеви панели, трябва да имате предвид не само цената и качеството, други фактори също трябва да се имат предвид.

Температура: Монокристалните и поликристалните панели имат максимална ефективност между 59°F и 95°F. Региони с високи температури през лятото, които може може да накара слънчевия панел да достигне вътрешна температура над 100°F намаляване на нивата на ефективност. При избора на инвертор е необходимо вземете под внимание състоянието.

Индуцирано от светлина влошаване (LID): LID се отнася до показател за загуба на производителност което се случва с кристалните панели през първите няколко часа слънчева светлина излагане. Обикновено LID има тенденция да варира от 1% до 3% в загубата на ефективност. Ето защо това трябва да се има предвид при избора на слънчеви панели.

Степен на пожар: Международните строителни норми изискват слънчеви панели да съответстват на техните степента на пожар на покрива, за да се гарантира, че панелите не ускоряват разпространението на пламъци. Обикновено има три вида класове. Клас А осигурява най-много защита при пожар, тъй като пламъците не могат да се разпространят на повече от шест фута. клас Б гарантира, че разпространението на пламъка не надвишава осем фута, а клас C гарантира, че пламъците го правят не се разпространява над 13 фута.

Метеорологични условия: Например панелите Crystalline са по-добри за области, които могат да изпитат силна градушка, тъй като те могат да издържат на градушка при скорост нагоре до 50 mph. Макар да се има предвид техният тънък дизайн, слънчевите панели с хин филм не са идеални за градушка. Соларна система, която използва крепежни елементи, модули с болтове или a релсовата система с три рамки е по-подходяща за домове, които може да изпитат a ураган или тропическа буря.

Ефективност: Ефективността на слънчевия панел се отнася до количеството слънчева светлина може да се преобразува в електричество. Високоефективният слънчев панел ще произвежда повече електричество от същото количество слънчева светлина, отколкото панел с по-ниска ефективност.