Što su solarni paneli?

1. Što su solarni paneli?

Solarni panel, također poznat kao fotonaponski (PV) modul ili PV panel, je sklop fotonaponskih solarnih ćelija montiranih u (obično pravokutni) okvir. Solarni paneli hvataju sunčevu svjetlost kao izvor energije zračenja, koja se pretvara u električnu energiju u obliku istosmjerne struje (DC).

Uredno organizirana zbirka solarnih panela naziva se fotonaponski sustav ili solarni niz. Nizovi fotonaponskog sustava mogu se koristiti za generiranje solarne energije električna energija koja izravno opskrbljuje električnu opremu ili vraća struju natrag u mrežu izmjenične struje (AC) putem inverterskog sustava.Ova električna energija može zatim koristiti za napajanje domova, zgrada i drugih aplikacija ili pohraniti u baterije za kasniju upotrebu. Kao obnovljivi i održivi izvor energije, sunce ploče igraju važnu ulogu u smanjenju ovisnosti o fosilnim gorivima i pomoći smanjiti emisiju ugljika.

2. Struktura solarnih panela

Solarni paneli se sastoje od velikog broja solarnih ćelija i koriste svjetlosnu energiju (fotoni) od Sunca za proizvodnju električne energije kroz fotonaponski učinak. Također uključuje stražnju ploču, okvir i razvodnu kutiju, a možda i koncentrator, sve od njih rade zajedno kako bi osigurali normalan rad solarnih panela.

Što su solarne ćelije?

Solarne ćelije su elektronički uređaji koji pretvaraju sunčevu svjetlost u električnu energije fotonaponskim učinkom i većina njih su kristalni na bazi pločica silikonske ćelije ili tankoslojne ćelije. Također, visoka cijena, visoka učinkovitost i tijesno pakirane pravokutne ćelije s više spojeva (MJ) obično se koriste u solarnim ploče na svemirskim letjelicama, budući da nude najveći omjer generirane snage po kilogram podignut u svemir.Ćelije su obično spojene električno u serijski, jedan do drugog do željenog napona, a zatim paralelno povećavati trenutni.

Što je backsheet?

Kao polimer ili kombinacija polimera s raznim dodacima, backsheet je dizajniran da stvori barijeru između solarnih ćelija i vanjskog prostora okruženje. Iz čega možemo vidjeti da je stražnji list kritična komponenta u trajnost, učinkovitost i dugovječnost solarne ploče.

Što je inkapsulant?

Solarne ćelije često su obložene sredstvom za zatvaranje, koje je obično tanko sloj polimernog materijala koji se nanosi preko solarnih ćelija i stražnji list. Općenito najčešći polimer koji se koristi za kapsuliranje solarnih modula je etilen-vinil acetat (EVA), koji je dovoljno izdržljiv da zaštiti solarnu energiju ćelije od bilo kakvog oštećenja i produljenje životnog vijeka solarnog panela.

Što je okvir?

Okvir solarne ploče odnosi se na strukturnu potporu koja drži i štiti solarne ćelije, ožičenje i druge komponente unutar ploče. jeste izrađeni od aluminija ili drugih laganih materijala kako bi se spriječilo ekstremno oštećenje ploča vremenski utjecaj. U isto vrijeme okvir također pruža sredstva za montažu čvrsto pričvrstite ploču na površinu, poput krova ili nosača na zemlji. U Osim toga, solarni paneli također koriste metalne okvire koji se sastoje od komponenti polica, nosači, oblici reflektora i korita za bolju potporu ploče struktura.

Što je razvodna kutija?

Kao električno kućište koje se koristi za smještaj i zaštitu električnih priključaka, razvodna kutija je posebno dizajnirana za pružanje sigurnog okruženja za električne veze kako bi se spriječio slučajni kontakt sa žicama pod naponom i za pojednostavljenje budućeg održavanja ili popravaka. Obično je priključena PV razvodna kutija na stražnjoj strani solarnog panela i funkcionira kao njegovo izlazno sučelje. Vanjski priključci za većinu fotonaponskih modula koriste MC4 konektore kako bi se olakšalo jednostavno vodootporne veze s ostatkom sustava. USB sučelje za napajanje može također se koristiti.

Što je koncentrator?

Neki posebni solarni PV moduli uključuju koncentratore u kojima se fokusira svjetlost lećama ili zrcalima na manje ćelije. To omogućuje korištenje stanica s a visoka cijena po jedinici površine (kao što je galijev arsenid) u troškovno učinkovitom [potreban citat] Koncentriranje sunčeve svjetlosti također može povećati učinkovitost na oko 45%.

3. Povijest razvoja solarnih panela

Godine 1839. sposobnost nekih materijala da stvaraju električni naboj iz izlaganje svjetlu prvi je uočio francuski fizičar Edmond Becquerel, iako su ti početni solarni paneli bili previše neučinkoviti čak i za jednostavnu električnu energiju uređaja.

U 1950-ima, Bell Labs je stvorio prvi komercijalno održiv silicijski solar ćelija izrađena od silicija. Međutim, primjena solarnih panela bila je ograničena na a nekoliko specijaliziranih područja kao što su svemirski sateliti, svjetionici i daljinski mjestima zbog visoke cijene.

U 1970-ima, udar naftne krize i briga za okoliš promovirali su razvoj jeftinijih i učinkovitijih solarnih panela. Nakon toga, vlade i privatne tvrtke diljem svijeta pridavale su veliku važnost istraživanju i razvoj solarnih panela.

Početkom 2000-ih, uvođenje feed-in tarifa (FiTs) od strane nekih zemlje uvelike su pridonijele brzom rastu solarne industrija. Danas su solarni paneli postali mnogo učinkovitiji i pristupačniji nego ikad prije, koji se koriste ne samo u kućanstvima i poslovnim prostorima zgradama ali i u infrastrukturnim projektima.

4. Vrste solarnih panela

Danas su uglavnom dostupne tri vrste solarnih panela: monokristalni, polikristalni (također poznati kao multikristalni) i tankoslojni.

l Monokristalni solarni paneli sastoje se od silicija visoke čistoće, koji je izveden iz jednog kristala. Od svih vrsta ploča, monokristalne ploče obično imaju najveću učinkovitost (preko 20%) i kapacitet snage. Ovo je jer monokristalni solarni paneli daju preko 300 vata (W) snage kapaciteta, neki čak i preko 400 W. štoviše, monokristalne solarne ploče također imaju tendenciju nadmašiti polikristalne modele u pogledu temperaturnog koeficijenta – mjera performansi ploče na visokim temperaturama. Usprkos ovima prednosti, monokristalni solarni paneli će vjerojatno biti najskuplji opcija, pa su popularniji kod onih koji imaju dovoljno budžeta i radije povećajte svoje uštede na računima za struju, kao što su komercijalni, javni i državni odjelu.

l Polikristalni ili multikristalni solarni paneli su solarni paneli koji sastoji se od nekoliko kristala silicija u jednoj PV ćeliji. Ovi solarni paneli sastoje se od više fotonaponskih ćelija. Svaka ćelija sadrži kristale silicija zbog čega funkcionira kao poluvodički uređaj. Kada fotoni iz sunčeva svjetlost pada na PN spoj (spoj između materijala N-tipa i P-tipa), prenosi energiju elektronima tako da mogu teći kao električna struja. U usporedbi s monokristalnim solarnim panelima, polikristalni solarni paneli su više ekološki prihvatljivi jer ne zahtijevaju pojedinačno oblikovanje i postavljanje svakog kristal i većina silicija se koristi tijekom proizvodnje i više košta djelotvoran 

Kada je riječ o njegovim nedostacima, manja je učinkovitost, manja prostorno učinkovita i slaba izvedba na visokim temperaturama može spriječiti njezin daljnji rad razvoj. Na temelju njih dostupni su multikristalni solarni paneli velike solarne farme za iskorištavanje sunčeve energije i opskrbu električnom energijom obližnjim područjima, samostalnim uređajima ili uređajima s vlastitim napajanjem poput semafora u udaljena područja, kućanstva izvan mreže, itd.

l Solarni paneli od tankog filma izrađuju se nanošenjem jednog ili više tankih slojeva (tankih filmovi ili TF) fotonaponskog materijala na supstrat, kao što je staklo, plastika ili metala. Prilikom usporedbe s monokristalnim i polikristalnim silicijem ploče, zahtijevaju manje poluvodičkog materijala u procesu proizvodnje dok rade prilično slično pod fotonaponskim učinkom i jeftiniji su. Ipak, oni su mnogo manje učinkoviti i imaju manji kapacitet napajanja osim toga, tankoslojni solarni paneli razgrađuju se brže od solarnog kristalnog silicija ploče 

Stoga se obično primjenjuju na skali od tankoslojne solarne energije paneli se razgrađuju mnogo sporije. I jedna uobičajena primjena za tanki film solarnih panela je ugradnja fleksibilnih PV modula na krovove vozila (obično kamperi ili autobusi) i palube čamaca i drugih plovila. I zbog zbog svoje prostorne prednosti, postao je sve popularniji među onima koji to žele postići izgradnju-Integrirani fotonaponski.

5. Trendovi razvoja solarnih panela

Tržište solarnih panela pokreću sve veća ulaganja u obnovljive izvore energije energetski sektor, pad cijene solarnih fotonaponskih panela i sve povoljniji državni propisi.I monokristalne i polikristalne silicijeve ćelije svjedočili su velikoj potražnji, posebno u stambenim primjenama. Kadmij Očekuje se da ćelije telurida i amorfnog silicija stvaraju rast mogućnosti zbog niske cijene materijala. I cijene PV modula su pale brže nego što se očekivalo početkom 2023., kako ponuda polisilicija postaje obilnija 

Dok je u međuvremenu, prema podacima, u promijenjenom poslovnom okruženju nakon COVID-19, globalno tržište solarnih panela procijenjeno na 50,1 milijardu američkih dolara u 2022. predviđa se da će dosegnuti revidiranu veličinu od 98,5 milijardi USD do 2030., rastući CAGR-om od 8,8% tijekom razdoblja analize 2022.-2030. Polikristalni solarni panel, jedan od Predviđa se da će segmenti analizirani u izvješću zabilježiti CAGR od 8,2% i dosegnuti 48,2 milijarde USD do kraja razdoblja analize. Uzimajući u obzir kontinuirani oporavak nakon pandemije, rast u segmentu tankoslojnih solarnih panela je ponovno prilagođen na revidirani CAGR od 8,9% za sljedeće 8-godišnje razdoblje.

6. Investicijska analiza solarnih panela

S obzirom da je solarna energija trenutno druga najkorištenija čista energija tehnologije diljem svijeta prema instaliranom kapacitetu, očekuje se da će solarna PV biti jedan od najjeftinijih izvora energije dostupnih do 2050., posebno u regijama koji imaju izvrsno sunčevo zračenje, a trend pokreću nekoliko njih čimbenici.

l Analiza vrste proizvoda

Polikristalni solarni panel vodeći je na tržištu s više od 48 % vrijednost tržišnog udjela i očekuje se zauzimanje većeg tržišnog udjela predviđeno razdoblje, posebno u rezidencijalnom segmentu. Ali napredak u tankom filmu solarni PV moduli također će potaknuti rast tržišta solarnih panela tijekom sljedećeg nekoliko godina. Također, porast u implementaciji mikromreža i razvoj nulte energetske zgrade dovest će do znatne potražnje na tržištu.

l Analiza krajnjeg korisnika

Prema vrsti krajnjeg korisnika tržište je segmentirano na rezidencijalno, komercijalno, industrijski i drugi segmenti. Komercijalni segment je vodeći na tržištu s više od 33% vrijednosnog tržišnog udjela budući da zahtijevaju značajan količinu energije kako bi se osigurala njihova dugoročna održivost i funkcionalnost.To ca također pomaže smanjiti ovisnost o električnoj mreži dok smanjuje rad troškove i smanjenje ugljičnog otiska. Ali budući da većina vlada globalno donijeli zakon o neto mjerenju zajedno sa značajnim subvencije za ugradnju solarnih sustava u stambenim objektima. Ove stanice su lako se koriste u rezidencijalnom segmentu zbog njihove niže cijene u usporedbi na monokristalne solarne ćelije.

l Regionalna analiza

Prema podacima, azijsko-pacifička regija dominira na tržištu vrijednosti udio. Budući da je azijsko-pacifička regija najveća globalna regija u smislu broja ljudi koji žive. Regija je također dom Kine, koja ima značajan proizvodni kapacitet za polikristalne solarne ćelije koji zadovoljava potražnju regije. Indija također planira postaviti solarne proizvodne jedinice ispod vladina proizvodnja.

7. Stvari koje treba uzeti u obzir za visokokvalitetne solarne ploče

Pri kupnji solarnih panela ne treba voditi računa samo o cijeni i kvaliteti, već treba imati na umu i druge faktore.

Temperatura: monokristalne i polikristalne ploče imaju vrhunsku učinkovitost između 59°F i 95°F. Regije s visokim temperaturama tijekom ljeta koje mogu uzrokovati da solarni panel dosegne unutarnju temperaturu veću od 100°F smanjenje razine učinkovitosti. Prilikom odabira pretvarača potrebno je razmislite o stanju.

Svjetlosno inducirana degradacija (LID): LID se odnosi na metriku gubitka performansi koji se događa s kristalnim pločama tijekom prvih nekoliko sati sunčeve svjetlosti izlaganje. Općenito, LID se kreće od 1% do 3% u gubitku učinkovitosti. Stoga to treba uzeti u obzir pri odabiru solarnih panela.

Protupožarna klasa: Međunarodni građevinski propisi zahtijevaju da solarni paneli odgovaraju njihovim vatrootpornost krova kako bi se osiguralo da ploče ne ubrzavaju širenje plamenovi. Općenito postoje tri vrste klasa. Najviše pruža klasa A zaštita od požara, jer se plamen ne može proširiti dalje od šest stopa. Klasa B osigurava da plamen ne prelazi osam stopa, a klasa C osigurava da plamen prelazi ne širi se dalje od 13 stopa.

Vremenski uvjeti: Na primjer, Crystalline ploče su bolje za područja koja mogu iskusiti jaku tuču jer mogu izdržati tuču pri brzini do 50 mph. Iako s obzirom na njihov tanki dizajn, solarni paneli s hin-slojem nisu idealni za tuču. Solarni sustav koji koristi pričvrsne elemente, module s vijcima ili a sustav tračnica s tri okvira prikladniji je za domove koji bi mogli doživjeti a uragan ili tropska oluja.

Učinkovitost: Učinkovitost solarne ploče odnosi se na količinu sunčeve svjetlosti može pretvoriti u električnu energiju. Solarni panel visoke učinkovitosti proizvodit će više električnu energiju od iste količine sunčeve svjetlosti nego ploča niže učinkovitosti.