Mi az a napelemek?

1. Mi az a napelemek?

A napelem, más néven fotovoltaikus (PV) modul vagy PV panel, egy (általában téglalap alakú) keretbe szerelt fotovoltaikus napelemek összeszerelése. A napelemek a napfényt sugárzó energiaforrásként rögzítik, amelyet átalakítanak elektromos energiává egyenáramú (DC) elektromosság formájában.

A napelemek rendezett gyűjteményét fotovoltaikus rendszernek nevezzük vagy napelem tömb. A fotovoltaikus rendszer tömbjei felhasználhatók napenergia előállítására olyan villamos energia, amely az elektromos berendezéseket közvetlenül látja el vagy táplálja vissza inverteres rendszeren keresztül váltakozó áramú (AC) hálózatba.Ez a villamos energia képes majd otthonok, épületek és egyéb alkalmazások áramellátására vagy tárolására használható akkumulátorokat későbbi használatra. Megújuló és fenntartható energiaforrásként a napenergia a panelek fontos szerepet játszanak a fosszilis tüzelőanyagoktól és segítségtől való függés csökkentésében csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást.

2. A napelemek felépítése

A napelemek nagyszámú napelemből állnak, és fényenergiát használnak (fotonok) a Napból, hogy a fotovoltaikus hatás révén elektromosságot termeljenek. Tartalmazza a hátlapot, a keretet és a csatlakozódobozt, és talán a koncentrátort is ezek közül közösen biztosítják a napelemek normál működését.

Mi az a napelem?

A napelemek olyan elektronikus eszközök, amelyek a napfényt elektromos árammá alakítják energiát a fotovoltaikus hatás, és legtöbbjük ostya alapú kristályos szilíciumcellák vagy vékonyfilmes cellák. Továbbá, magas költségű, nagy hatékonyságú és A napelemeknél általában szorosan összecsomagolt négyszögletes, több csomópontos (MJ) cellákat használnak panelek az űrhajókon, mivel ezek kínálják a legmagasabb arányt a generált teljesítmény per kilogramm az űrbe emelve.A cellák általában elektromosan vannak bekötve sorba, egymáshoz a kívánt feszültségig, majd párhuzamosan növelni jelenlegi.

Mi az a hátlap?

Polimerként vagy polimerek kombinációjaként különféle adalékokkal, hátlap Úgy tervezték, hogy akadályt képezzen a napelemek és a külső között környezet. Ahonnan láthatjuk, hogy a hátlap kritikus eleme a a napelemek tartóssága, hatékonysága és hosszú élettartama.

Mi az a kapszulázó?

A napelemeket gyakran bevonják tokozással, amely tipikusan vékony polimer anyag rétege, amelyet a napelemekre és a hátlap. Általában a napelem modulok kapszulázásához használt legelterjedtebb polimer etilén-vinil-acetát (EVA), amely elég tartós ahhoz, hogy megvédje a napenergiát sejteket mindenféle károsodástól, és meghosszabbítja a napelem élettartamát.

Mi az a keret?

A napelem váza a szerkezeti támaszra utal, amely tartja és védi a napelemeket, a vezetékeket és a panelen belüli egyéb alkatrészeket. Ez az alumíniumból vagy más könnyű anyagból készült, hogy megakadályozza a panelek szélsőséges helyzetét időjárás hatása. A keret ugyanakkor rögzítési lehetőséget is biztosít a panelt biztonságosan rögzítse egy felületre, például egy tetőre vagy egy földi állványra. In emellett a napelemek fémkereteket is használnak, amelyek állványelemekből állnak, konzolok, reflektor formák és vályúk a panel jobb megtámasztására szerkezet.

Mi az a csatlakozódoboz?

Elektromos burkolatként az elektromos csatlakozások elhelyezésére és védelmére, A csatlakozódobozt kifejezetten úgy tervezték, hogy biztonságos környezetet biztosítson számára elektromos csatlakozásokat, hogy megakadályozzák a véletlen érintkezést a feszültség alatt álló vezetékekkel és a jövőbeni karbantartás vagy javítás egyszerűsítése érdekében. Általában egy PV csatlakozódoboz van csatlakoztatva a napelem panel hátuljára, és kimeneti interfészként funkcionál. Külső A legtöbb fotovoltaikus modul csatlakoztatása MC4 csatlakozókat használ, hogy megkönnyítse az egyszerűséget időjárásálló csatlakozások a rendszer többi részéhez. Az USB tápcsatlakozó képes is használható.

Mi az a koncentrátor?

Néhány speciális napelem modul tartalmaz koncentrátorokat, amelyekben a fény fókuszál lencsékkel vagy tükrökkel kisebb cellákra. Ez lehetővé teszi a cellák használatát a magas egységnyi területi költség (például gallium-arzenid) költséghatékonyan módon.[idézet szükséges] A napfény koncentrálása is növelheti a hatékonyságot 45% körülire.

3. A napelemek fejlődéstörténete

1839-ben egyes anyagok azon képességét, hogy elektromos töltést hozzanak létre A fényexpozíciót először Edmond Becquerel francia fizikus figyelte meg. bár ezek a kezdeti napelemek túlságosan hatástalanok voltak még az egyszerű elektromossághoz is eszközöket.

Az 1950-es években a Bell Labs megalkotta az első kereskedelmileg életképes szilícium napelemet szilíciumból készült cella. A napelem alkalmazása azonban a néhány speciális terület, például űrműholdak, világítótornyok és távoli helyekre a magas költségek miatt.

Az 1970-es években az olajválság és a környezetvédelmi aggodalmak elősegítették a olcsóbb és hatékonyabb napelemek fejlesztése. Ezt követően a kormányok és a világ magánvállalatai nagy jelentőséget tulajdonítottak a kutatásnak és napelemek fejlesztése.

A 2000-es évek elején egyesek bevezették az átvételi tarifákat (FiTs). országok nagyban hozzájárultak a napenergia gyors növekedéséhez ipar.Ma a napelemek sokkal hatékonyabbá és megfizethetőbbé váltak mint valaha, amelyeket nem csak otthonokban és üzletekben használnak épületekben, hanem infrastrukturális projektekben is.

4. A napelemek típusai

Manapság elsősorban háromféle napelem létezik: monokristályos, polikristályos (más néven többkristályos) és vékonyrétegű.

l A monokristályos napelemek nagy tisztaságú szilíciumból készülnek, ami egykristályból származik. Minden paneltípus közül monokristályos panelek jellemzően a legmagasabb hatásfokkal (több mint 20%) és teljesítménykapacitással rendelkeznek. Ez van mert a monokristályos napelemek több mint 300 watt (W) teljesítményt biztosítanak teljesítménye, némelyikük meghaladja a 400 W-ot. mi több, monokristályos napelemek hőmérsékleti együttható tekintetében is hajlamosak felülmúlni a polikristályos modelleket – a panel teljesítményének mértéke meleg hőmérsékleten. Ezek ellenére A monokristályos napelemek valószínűleg a legdrágábbak opciót, így népszerűbbek azok körében, akiknek elegendő költségvetésük van, és inkább maximalizálja villanyszámla megtakarításait, például kereskedelmi, állami és kormányzati osztály.

l A PolyCrystalline vagy multiCrystalline napelemek olyan napelemek, amelyek több szilíciumkristályból áll, egyetlen PV cellában. Ezek a napelemek több fotovoltaikus cellából állnak. Minden sejt szilíciumkristályokat tartalmaz amitől félvezető eszközként funkcionál. Amikor a fotonok a napfény esik a PN csomópontra (N-típusú és P-típusú anyagok csomópontja), energiát ad át az elektronoknak, hogy azok elektromos áramként folyhassanak. A monokristályos napelemekhez képest a polikristályos napelemek több környezetbarát, mivel nem igényel egyedi formázást és elhelyezést kristály és a szilícium nagy része a gyártás során hasznosul, és több költséggel jár hatékony 

Ha a hátrányairól van szó, az alacsonyabb hatásfok, kevesebb helytakarékos és gyenge teljesítmény magas hőmérsékleten hátráltathatja a további fejlesztés. Ezek alapján a multiCrystalline napelemek ben kaphatók nagy napelemes farmok a nap erejének hasznosítására és elektromos áram ellátására közeli területeken, önálló vagy önállóan működő eszközök, például közlekedési lámpák távoli területek, hálózaton kívüli háztartások stb.

l A vékonyrétegű napelemek egy vagy több vékony réteg (vékony fóliák vagy TF-ek) fotovoltaikus anyag hordozóra, például üvegre vagy műanyagra vagy fém. Ha összehasonlítjuk a monokristályos és polikristályos szilíciummal panelek, kevesebb félvezető anyagot igényelnek a gyártási folyamat során míg a fotovoltaikus hatás alatt meglehetősen hasonlóan működnek és olcsóbbak. Ennek ellenére sokkal kevésbé hatékonyak és kisebb a teljesítményük Ezenkívül a vékonyrétegű napelemek gyorsabban bomlanak le, mint a kristályos szilícium napelemek panelek 

Így általában a közüzemi skálán alkalmazzák őket, mivel a vékonyfilmes napenergia a panelek sokkal lassabb ütemben bomlanak le. És egy gyakori alkalmazás vékonyrétegekhez A napelemek rugalmas PV modulok felszerelése a járművek tetejére (általában lakóautók vagy buszok) és a csónakok és egyéb hajók fedélzetei. És amiatt térelőnyét, egyre népszerűbb lett az arra vágyók körében épületbe integrált fotovoltaikát érjen el.

5. A napelemek fejlesztési trendjei

A napelemek piacát a megújuló energiaforrásokba történő növekvő beruházások hajtják az energiaszektorban, a napelemek csökkenő költsége, és a kialakulóban lévő kedvező kormányrendeletek.Monokristályos és polikristályos szilícium cellák egyaránt nagy a kereslet, különösen a lakossági alkalmazásokban. Kadmium a tellurid és az amorf szilícium sejtek növekedést hoznak létre lehetőségek az alacsony anyagköltség miatt. A PV modulok árai pedig csökkentek a vártnál gyorsabban 2023 elején, mivel a poliszilícium kínálat egyre bőségesebb lesz 

Míg időközben Az adatok szerint a COVID-19 után megváltozott üzleti környezetben a globális A napelemek piaca 2022-ben 50,1 milliárd USD-ra becsülhető. az előrejelzések szerint 2030-ra eléri a 98,5 milliárd USD-s felülvizsgált méretet, ami CAGR-mal nő 8,8%-kal a 2022–2030 közötti elemzési időszakban. Polikristályos napelem, az egyik a jelentésben elemzett szegmensek az előrejelzések szerint 8,2%-os CAGR-t és eléri a 48,2 milliárd USD-t az elemzési időszak végére. Figyelembe véve a A világjárvány utáni fellendülés folyamatban van, a vékonyrétegű napelemek szegmensében növekedés tapasztalható átdolgozott 8,9%-os CAGR-re a következő 8 éves időszakra.

6. A napelemek befektetési elemzése

Tekintettel arra, hogy a napenergia jelenleg a második legtöbbet használt tiszta energia technológiát szerte a világon a beépített kapacitás alapján, várhatóan napelemes PV lesz 2050-re az egyik legolcsóbb energiaforrás, különösen a régiókban amelyek kiváló napsugárzással rendelkeznek, és a trendet többen is vezérlik tényezőket.

l Terméktípus elemzés

A polikristályos napelem több mint 48%-ával piacvezető értékű piaci részesedést, és várhatóan nagyobb piaci részesedést szerez be előrejelzési időszak, különösen a lakossági szegmensben. De a vékonyfilm fejlődése A napelemes modulok a napelemek piacának növekedését is előmozdítják a következő időszakban néhány év. Valamint a mikrogridek kiépítésének növekedése és fejlesztése a nulla energiafelhasználású épületek jelentős kereslethez fognak vezetni a piacon.

l Végfelhasználói elemzés

A végfelhasználó típusa szerint a piac lakossági, kereskedelmi, ipari és egyéb szegmensek. A kereskedelmi szegmens vezet a piacon több mint 33%-os piaci részesedéssel, mivel ezek jelentős piaci részesedést igényelnek energiamennyiség hosszú távú fenntarthatóságuk és működőképességük biztosítására.Ez ca csökkenti a hálózati elektromosságtól való függőséget, miközben csökkenti a működést költségek és a szénlábnyom minimalizálása. De mivel a kormányok többsége világszerte hatályba léptették a nettó mérési törvényt, valamint jelentős napelemes rendszerek lakossági telepítésének támogatása. Ezek a sejtek könnyen használhatóak a lakossági szegmensben, az összehasonlítva olcsóbb költségeik miatt monokristályos napelemekhez.

l Regionális elemzés

Az adatok szerint az ázsiai-csendes-óceáni térség dominál az értékpiacon részesedés. Mivel az ázsiai-csendes-óceáni térség a világ legnagyobb régiója a számot tekintve élő emberek. A régióban található Kína is, amely jelentős Az igényeket kielégítő polikristályos napelemek gyártási kapacitása a régióé. India pedig napelemgyártó egységek felállítását is tervezi alatt a kormány termelése.

7. Jó minőségű napelemek, amelyeket figyelembe kell venni

A napelemek vásárlásakor nem csak az árat és a minőséget kell figyelembe venni, egyéb tényezőket is szem előtt kell tartani.

Hőmérséklet: A monokristályos és polikristályos panelek maximális hatékonysággal rendelkeznek 59°F és 95°F között. Azok a régiók, ahol magas a hőmérséklet a nyáron 100°F-nál magasabb belső hőmérsékletet okozhat a napelemnek a hatékonysági szint csökkenése. Az inverter kiválasztásakor szükséges fontolja meg a feltételt.

Fény által indukált romlás (LID): A LID a teljesítményveszteség mérőszámára utal ami a kristályos paneleknél a napfény első néhány órájában fordul elő kitettség. A LID általában 1% és 3% közötti hatékonyságveszteséget mutat. Ezért figyelembe kell venni a napelemek kiválasztásakor.

Tűzállósági besorolás: A nemzetközi építési szabályzatok megkövetelik, hogy a napelemek megfeleljenek az előírásoknak a tető tűzállósági osztálya annak biztosítására, hogy a panelek ne gyorsítsák fel a terjedést lángok. Általában három osztálytípus létezik. Az A osztály nyújtja a legtöbbet védelem tűz esetén, mivel a lángok nem terjedhetnek hat lábnál tovább. B osztály biztosítja, hogy a láng terjedése ne haladja meg a nyolc métert, a C osztály pedig biztosítja a lángok terjedését nem terjed 13 lábnál tovább.

Időjárási viszonyok: Például a kristályos panelek jobbak olyan területeken, ahol heves jégesőt tapasztalhatnak, mivel ellenállnak a nagyobb sebességnél csapódó jégesőknek 50 mph-ig. Vékony kialakításuk miatt a hin-film napelemek nem ideálisak jégesőért. Olyan napelemes rendszer, amely rögzítőelemeket, átmenő csavarozó modulokat vagy a háromkeretes sínrendszer jobban megfelel az otthonok számára, ahol előfordulhat a hurrikán vagy trópusi vihar.

Hatékonyság: A napelem hatásfoka a napfény mennyiségére vonatkozik elektromossággá alakíthatja. Egy nagy hatásfokú napelem többet fog termelni ugyanannyi napfényből származó villamos energia, mint egy alacsonyabb hatásfokú panel.