Mis on päikesepaneelid?

1. Mis on päikesepaneelid?

Päikesepaneel, tuntud ka kui fotogalvaaniline (PV) moodul või PV-paneel, on fotogalvaaniliste päikesepatareide kokkupanek, mis on paigaldatud (tavaliselt ristkülikukujulisse) raami. Päikesepaneelid püüavad päikesevalgust kiirgusenergia allikana, mis muundatakse elektrienergiaks alalisvoolu (DC) elektri kujul.

Korralikult organiseeritud päikesepaneelide kollektsiooni nimetatakse fotogalvaaniliseks süsteemiks või päikeseenergia massiivi. Päikeseenergia genereerimiseks saab kasutada fotogalvaanilise süsteemi massiive elekter, mis varustab elektriseadmeid otse või toidab toidet tagasi vahelduvvooluvõrku invertersüsteemi kaudu.See elekter võib seejärel kasutada kodude, hoonete ja muude rakenduste toiteks või hoiustada patareid hilisemaks kasutamiseks. Taastuva ja jätkusuutliku energiaallikana päikeseenergia paneelid mängivad olulist rolli fossiilkütustest ja abist sõltumise vähendamisel vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid.

2. Päikesepaneelide struktuur

Päikesepaneelid koosnevad suurest hulgast päikesepatareidest ja kasutavad valgusenergiat (footonid) Päikesest, et toota elektrit fotogalvaanilise efekti kaudu. See sisaldab ka tagalehte, raami ja ühenduskarpi ning võib-olla kontsentraatorit neist töötavad koos, et tagada päikesepaneelide normaalne töö.

Mis on päikesepatareid?

Päikesepatareid on elektroonilised seadmed, mis muudavad päikesevalguse elektriliseks fotogalvaanilise efekti abil ja enamik neist on vahvlipõhised kristalsed ränielemendid või õhukese kilega rakud. Samuti kõrge hinnaga, suure tõhususega ja Päikesepatareides kasutatakse tavaliselt tihedalt pakitud ristkülikukujulisi mitmeühendusega (MJ) elemente paneelid kosmoselaevadel, kuna need pakuvad suurimat genereeritud võimsuse suhet kilogramm kosmosesse tõstetud.Eraklid on tavaliselt elektriliselt ühendatud järjestikku, üksteisega soovitud pingeni ja seejärel paralleelselt suurendada praegune.

Mis on tagaleht?

Polümeerina või polümeeride kombinatsioonina erinevate lisanditega, tagaleht on loodud tõkkeks päikesepatareide ja välispinna vahel keskkond. Millest näeme, et tagaleht on kriitilise tähtsusega komponent päikesepaneeli vastupidavus, tõhusus ja pikaealisus.

Mis on kapseldaja?

Päikesepatareid kaetakse sageli kapseldajaga, mis on tavaliselt õhuke polümeermaterjali kiht, mis kantakse päikesepatareidele ja tagaleht. Üldiselt kõige levinum päikesemoodulite kapseldamisel kasutatav polümeer on etüleen-vinüülatsetaat (EVA), mis on piisavalt vastupidav päikeseenergia kaitsmiseks mis tahes kahjustuste eest ja pikendab päikesepaneeli eluiga.

Mis on raam?

Päikesepaneeli raam viitab struktuursele toele, mis hoiab ja kaitseb päikesepatareisid, juhtmeid ja muid paneeli komponente. On küll valmistatud alumiiniumist või muudest kergetest materjalidest, et vältida paneelide äärmuslikkust ilmastiku mõju. Samal ajal pakub raam ka kinnitusvahendeid paneel kindlalt pinnale, näiteks katusele või maapealsele riiulile. sisse Lisaks kasutatakse päikesepaneelidel ka riiulikomponentidest koosnevaid metallraame, klambrid, helkuri kujundid ja künad paneeli paremaks toetamiseks struktuur.

Mis on harukarp?

Elektrikilbina, mida kasutatakse elektriühenduste hoidmiseks ja kaitsmiseks, jaotuskarp on spetsiaalselt loodud pakkuma ohutut ja kindlat keskkonda elektriühendused, et vältida juhuslikku kokkupuudet pingestatud juhtmetega ja tulevase hoolduse või remondi lihtsustamiseks. Tavaliselt on kinnitatud PV-harukarp päikesepaneeli tagaküljele ja toimib selle väljundliidesena. Väline Enamiku fotogalvaaniliste moodulite ühendused kasutavad hõlpsaks MC4-pistikuid ilmastikukindlad ühendused ülejäänud süsteemiga. USB-toiteliides saab samuti kasutada.

Mis on kontsentraator?

Mõned spetsiaalsed päikeseenergia moodulid sisaldavad kontsentraatoreid, milles valgus fokusseeritakse läätsede või peeglite abil väiksematele rakkudele. See võimaldab kasutada rakke koos a kõrge pindalaühiku maksumus (nagu galliumarseniid) kulutõhusalt [vajalik tsitaat] Päikesevalguse koondamine võib samuti tõhusust tõsta umbes 45 protsendini.

3. Päikesepaneelide arengulugu

1839. aastal mõnede materjalide võime tekitada elektrilaeng valgusega kokkupuudet jälgis esmakordselt prantsuse füüsik Edmond Becquerel, kuigi need esialgsed päikesepaneelid olid isegi lihtsa elektri jaoks liiga ebaefektiivsed seadmeid.

1950. aastatel lõi Bell Labs esimese kaubanduslikult elujõulise räni päikesepatarei rakk valmistatud ränist. Päikesepaneeli rakendamine piirdus aga a mõned erivaldkonnad, nagu kosmosesatelliidid, tuletornid ja kaugjuhtimispuldid asukohad kõrge hinna tõttu.

1970. aastatel soodustasid naftakriisi tabamus ja keskkonnaprobleemid odavamate ja tõhusamate päikesepaneelide väljatöötamine. Pärast seda valitsused ja eraettevõtted üle maailma pidasid uurimistööd väga tähtsaks ja päikesepaneelide arendamine.

2000. aastate alguses kehtestasid mõned soodustariifid (FiT). riigid aitasid oluliselt kaasa päikeseenergia kiirele kasvule tööstus.Tänapäeval on päikesepaneelid muutunud palju tõhusamaks ja taskukohasemaks kui kunagi varem, mida kasutatakse mitte ainult kodudes ja kaubanduses hoonetes, aga ka infrastruktuuriprojektides.

4. Päikesepaneelide tüübid

Tänapäeval on peamiselt saadaval kolme tüüpi päikesepaneele: monokristalliline, polükristalliline (tuntud ka kui multikristalliline) ja õhukese kilega.

l Monokristallilised päikesepaneelid koosnevad kõrge puhtusastmega ränist, mis on saadud ühest kristallist. Kõigist paneelitüüpidest monokristallilised paneelid neil on tavaliselt kõrgeim kasutegur (üle 20%) ja võimsus. See on sest monokristallilised päikesepaneelid annavad üle 300 vatti (W) võimsust võimsus, mõned isegi üle 400 W. Veelgi enam, monokristallilised päikesepaneelid Samuti kipuvad polükristallilised mudelid temperatuurikoefitsiendi osas edestama – paneeli jõudluse mõõt soojal temperatuuril. Vaatamata nendele monokristallilised päikesepaneelid on tõenäoliselt kõige kallimad valik, nii et need on populaarsemad nende seas, kellel on piisavalt eelarvet ja kes seda eelistavad maksimeerida oma elektriarvete kokkuhoidu, näiteks äri-, avalik- ja valitsussektori arvelt osakond.

l PolyCrystalline või multiCrystalline päikesepaneelid on päikesepaneelid, mis koosnevad mitmest ränikristallist ühes PV-elemendis. Need päikesepaneelid on valmistatud mitmest fotogalvaanilisest elemendist. Iga rakk sisaldab ränikristalle mis paneb selle toimima pooljuhtseadmena. Kui footonid alates päikesevalgus langeb PN-ühendusele (N-tüüpi ja P-tüüpi materjalide ühenduskoht), see annab elektronidele energiat, et need saaksid voolata elektrivooluna. Võrreldes monokristalliliste päikesepaneelidega on polükristallilised päikesepaneelid rohkem keskkonnasõbralikud, kuna need ei nõua igaühe individuaalset kujundamist ja paigutamist kristall ja suurem osa ränist kasutatakse tootmise ajal ära ja kulub rohkem tõhus 

Mis puutub selle puudustesse, siis selle madalam efektiivsus, vähem ruumisäästlikkus ja halb jõudlus kõrgetel temperatuuridel võivad seda edasist takistada arengut. Nende põhjal on saadaval multiCrystalline päikesepaneelid suured päikesefarmid päikeseenergia kasutamiseks ja elektriga varustamiseks läheduses olevad alad, eraldiseisvad või isetoitega seadmed, näiteks valgusfoorid äärealad, võrguühenduseta majapidamised jne.

l Õhukese kilega päikesepaneelid valmistatakse ühe või mitme õhukese kihi (õhukeste fotogalvaanilisest materjalist kilesid või TF-sid) substraadile, nagu klaas, plast või metallist. Kui teha võrdlusi monokristallilise ja polükristallilise räniga paneelide puhul on nende tootmisprotsessis vaja vähem pooljuhtmaterjale kuigi nad töötavad fotogalvaanilise efekti korral üsna sarnaselt ja on odavamad. Sellegipoolest on need palju vähem tõhusad ja väiksema võimsusega Lisaks lagunevad õhukese kilega päikesepaneelid kiiremini kui kristallilisest ränist päikesepaneelid paneelid 

Seega kasutatakse neid tavaliselt kasuliku skaalal alates õhukese kilega päikeseenergiast paneelid lagunevad palju aeglasemas tempos. Ja üks levinud rakendus õhukese kile jaoks päikesepaneelid on paindlike PV-moodulite paigaldamine sõidukite katustele (tavaliselt haagissuvilad või bussid) ning paatide ja muude laevade tekid. Ja sellepärast oma ruumieelisega on see soovijate seas üha populaarsemaks muutunud saavutada hoonesse integreeritud fotogalvaanika.

5. Päikesepaneelide arengusuunad

Päikesepaneelide turgu juhivad kasvavad investeeringud taastuvenergiasse energiasektoris, PV-paneelide kulude kahanemine ja tekkimas soodne valitsuse määrused.Nii monokristallilised kui polükristallilised ränielemendid on olnud tunnistajaks suurele nõudlusele, eriti eluruumides. Kaadmium Eeldatakse, et telluriidi ja amorfse räni rakud loovad kasvu võimalused tänu madalale materjalihinnale. Ja PV-moodulite hinnad on langenud 2023. aasta alguses oodatust kiiremini, kuna polüräni pakkumine muutub rikkalikumaks 

Kui vahepealsel ajal on andmetel COVID-19 järgsel muutunud ärimaastikul globaalne Päikesepaneelide turg hinnanguliselt 50,1 miljardit USA dollarit aastal 2022 on prognooside kohaselt saavutab 2030. aastaks muudetud suurus 98,5 miljardit USA dollarit, kasvades CAGR-i 8,8% analüüsiperioodil 2022–2030. Polükristalliline päikesepaneel, üks aruandes analüüsitud segmentide puhul prognoositakse 8,2% CAGR-i ja ulatub analüüsiperioodi lõpuks 48,2 miljardi USA dollarini. Võttes arvesse jätkuv pandeemiajärgne taastumine on õhukese kilega päikesepaneelide segmendi kasv kohandati järgmiseks 8-aastaseks perioodiks muudetud 8,9% CAGR-ile.

6. Päikesepaneelide investeeringute analüüs

Arvestades, et päikeseenergia on praegu enimkasutatav puhas energia tehnoloogia kogu maailmas installeeritud võimsuse järgi, eeldatakse päikeseenergiat aastaks 2050 üks odavamaid saadaolevaid energiaallikaid, eriti piirkondades millel on suurepärane päikesekiirgus ja seda trendi juhivad mitmed tegurid.

l Tootetüübi analüüs

Polükristalliline päikesepaneel juhib turgu enam kui 48%-ga väärtus turuosa ja sellega loodetakse saavutada suurem turuosa prognoosiperiood, eriti elamute segmendis. Kuid edusammud õhukese filmi valdkonnas päikesepaneelide turu kasvu kiirendavad ka päikesepaneelide moodulid järgmisel ajal paar aastat. Samuti mikrovõrkude kasutuselevõtu tõus ja nende arendamine nullenergiahooned tekitavad turul suure nõudluse.

l Lõppkasutaja analüüs

Lõppkasutaja tüübi järgi jaguneb turg elu-, äri-, tööstus- ja muud segmendid. Turgu juhib ärisegment rohkem kui 33% turuosa väärtusest, kuna need nõuavad märkimisväärset energia hulk, et tagada nende pikaajaline jätkusuutlikkus ja funktsionaalsus.See ca aitab ka vähendada sõltuvust võrgu elektrist, vähendades samal ajal tööd kulud ja süsiniku jalajälje minimeerimine. Aga kuna enamik valitsusi ülemaailmselt on jõustanud netomõõtmist käsitlevad õigusaktid ja olulised eluruumidesse päikesesüsteemi paigaldamise toetused. Need rakud on elamusegmendis hõlpsasti kasutatavad tänu oma odavamatele kuludele monokristallilistesse päikesepatareidesse.

l Piirkondlik analüüs

Väärtusturul domineerib andmetel Aasia-Vaikse ookeani piirkond jagada. Kuna Aasia ja Vaikse ookeani piirkond on arvult maailma suurim piirkond elavad inimesed. Piirkond on koduks ka Hiinale, millel on märkimisväärne polükristalliliste päikesepatareide tootmisvõimsus, mis vastab nõudlusele piirkonnast. Ja India plaanib luua ka päikeseenergia tootmisüksused valitsuse toodang.

7. Asjad, mida kvaliteetsete päikesepaneelide puhul arvestada

Päikesepaneelide ostmisel ei pea arvestama ainult hinna ja kvaliteediga, Samuti tuleks meeles pidada muid tegureid.

Temperatuur: Monokristallilistel ja polükristallilistel paneelidel on maksimaalne efektiivsus vahemikus 59°F kuni 95°F. Piirkonnad, kus suvel on kõrge temperatuur päikesepaneeli sisetemperatuuri tõus üle 100 °F võib näha tõhususe taseme langus. Inverteri valimisel on vaja kaaluge tingimust.

Valgusest põhjustatud halvenemine (LID): LID viitab jõudluse kadumise mõõdikule mis ilmneb kristalsete paneelide puhul päikesevalguse esimestel tundidel kokkupuude. Üldiselt kipub LID efektiivsuse langus olema vahemikus 1% kuni 3%. Seetõttu tuleks seda päikesepaneelide valimisel arvestada.

Tulekindlus: rahvusvahelised ehitusnormid nõuavad, et päikesepaneelid vastaksid nendele katuse tulekindlus, et paneelid ei kiirendaks katuse levikut leegid. Üldiselt on klassi kolme tüüpi. A-klass annab kõige rohkem kaitse tulekahju korral, kuna leegid ei saa levida kaugemale kui kuus jalga. B klass tagab, et leegi levik ei ületa kaheksa jalga, ja klass C tagab, et leegid seda teevad ei levi üle 13 jala.

Ilmaolud: Näiteks Crystalline paneelid on paremad piirkondades, kus võivad kogeda tugevat rahet, kuna nad taluvad suurema kiirusega rahet kuni 50 mph. Kuigi hin-film päikesepaneelid ei ole nende õhukese disaini tõttu ideaalsed rahe eest. Päikesesüsteem, mis kasutab kinnitusvahendeid, läbipoltide mooduleid või a kolme raamiga siinide süsteem sobib paremini kodudesse, kus võib tekkida a orkaan või troopiline torm.

Tõhusus: Päikesepaneeli efektiivsus viitab päikesevalguse hulgale see võib muutuda elektriks. Suure tõhususega päikesepaneel toodab rohkem sama palju päikesevalgust kui madalama efektiivsusega paneel.