Cosa sono i pannelli solari?

1. Cosa sono i pannelli solari?

Un pannello solare, noto anche come modulo fotovoltaico (PV) o pannello fotovoltaico, è un assemblaggio di celle solari fotovoltaiche montate in un telaio (solitamente rettangolare). I pannelli solari catturano la luce solare come fonte di energia radiante, che viene convertita in energia elettrica sotto forma di elettricità a corrente continua (CC).

Un insieme ben organizzato di pannelli solari è chiamato sistema fotovoltaico o un pannello solare. Gli array di un sistema fotovoltaico possono essere utilizzati per generare energia solare elettricità che fornisce direttamente apparecchiature elettriche o restituisce energia in una rete di corrente alternata (CA) tramite un sistema di inverter. Questa elettricità può quindi essere utilizzato per alimentare case, edifici e altre applicazioni o immagazzinato batterie per un uso successivo. Come fonte di energia rinnovabile e sostenibile, il solare I pannelli svolgono un ruolo importante nel ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e aiutano ridurre le emissioni di carbonio.

2. La struttura dei pannelli solari

I pannelli solari sono costituiti da un gran numero di celle solari e utilizzano l'energia luminosa (fotoni) dal Sole per generare energia elettrica attraverso l'effetto fotovoltaico. Comprende anche il backsheet, il telaio, la scatola di giunzione e forse il concentratore, tutto di loro lavorano insieme per garantire il normale funzionamento dei pannelli solari.

Cosa sono le celle solari?

Le celle solari sono dispositivi elettronici che convertono la luce solare in energia elettrica energia per effetto fotovoltaico e la maggior parte di essi sono cristallini a base di wafer celle al silicio o celle a film sottile. Inoltre, costo elevato, alta efficienza e Le celle rettangolari multi-giunzione (MJ) compatte vengono solitamente utilizzate nel solare pannelli sui veicoli spaziali, poiché offrono il più alto rapporto di potenza generata per chilogrammo sollevato nello spazio. Le cellule sono solitamente collegate elettricamente serie, l'uno all'altro fino alla tensione desiderata, quindi in parallelo per aumentare attuale.

Cos'è il backsheet?

Come polimero o combinazione di polimeri con vari additivi, backsheet è progettato per fornire una barriera tra le celle solari e l'esterno ambiente. Da cui possiamo vedere che il backsheet è un componente critico nel durabilità, efficienza e longevità di un pannello solare.

Cos'è l'incapsulante?

Le celle solari sono spesso rivestite con un incapsulante, che in genere è sottile strato di materiale polimerico che viene applicato sopra le celle solari e il foglio posteriore. Generalmente il polimero più comune utilizzato per incapsulare i moduli solari è etilene-vinilacetato (EVA), che è abbastanza resistente da proteggere il sole celle da qualsiasi tipo di danno e prolungando la durata del pannello solare.

Cos'è il telaio?

Il telaio di un pannello solare si riferisce al supporto strutturale che sostiene e protegge le celle solari, il cablaggio e altri componenti all'interno del pannello. È realizzati in alluminio o altri materiali leggeri per evitare che i pannelli siano estremi impatto meteorologico. Allo stesso tempo il telaio fornisce anche un mezzo per il montaggio il pannello saldamente su una superficie, come un tetto o una rastrelliera a terra. In Inoltre, i pannelli solari utilizzano anche telai metallici costituiti da componenti di scaffalature, staffe, forme del riflettore e vasche per sostenere meglio il pannello struttura.

Cos'è la scatola di giunzione?

Come armadio elettrico utilizzato per alloggiare e proteggere i collegamenti elettrici, La scatola di giunzione è appositamente progettata per fornire un ambiente sicuro e protetto collegamenti elettrici in modo da evitare contatti accidentali con cavi sotto tensione e per semplificare future manutenzioni o riparazioni. Di solito è collegata una scatola di giunzione FV sul retro del pannello solare e funziona come interfaccia di uscita. Esterno i collegamenti per la maggior parte dei moduli fotovoltaici utilizzano connettori MC4 per facilitare l'operazione Collegamenti resistenti alle intemperie al resto del sistema. Un'interfaccia di alimentazione USB può essere utilizzato anche.

Cos'è il concentratore?

Alcuni speciali moduli solari fotovoltaici includono concentratori in cui viene focalizzata la luce da lenti o specchi su cellule più piccole. Ciò consente l'uso di celle con a costo elevato per unità di superficie (come l'arseniuro di gallio) in modo economicamente vantaggioso modo.[citazione necessaria] Concentrare la luce solare può anche aumentare l'efficienza a circa il 45%.

3.La storia dello sviluppo dei pannelli solari

Nel 1839 venne scoperta la capacità di alcuni materiali di creare una carica elettrica l'esposizione alla luce fu osservata per la prima volta dal fisico francese Edmond Becquerel, sebbene questi pannelli solari iniziali fossero troppo inefficienti anche per la semplice elettricità dispositivi.

Negli anni '50, i Bell Labs crearono il primo solare al silicio commercialmente fattibile cella in silicio. Tuttavia, l'applicazione del pannello solare era limitata a poche aree specializzate come satelliti spaziali, fari e remote luoghi a causa dei costi elevati.

Negli anni ’70, l’impatto della crisi petrolifera e delle preoccupazioni ambientali promosse la sviluppo di pannelli solari più economici ed efficienti. Dopodiché, i governi e le aziende private di tutto il mondo hanno attribuito grande importanza alla ricerca e sviluppo di pannelli solari.

All'inizio degli anni 2000, alcuni hanno introdotto le tariffe feed-in (FiT). paesi hanno contribuito notevolmente alla rapida crescita del solare industria. Al giorno d'oggi, i pannelli solari sono diventati molto più efficienti e convenienti che mai, che vengono utilizzati non solo nelle case e negli ambienti commerciali edifici ma anche in progetti infrastrutturali.

4.I tipi di pannelli solari

Oggi sono disponibili principalmente tre tipi di pannelli solari: monocristallino, policristallino (noto anche come multicristallino) e film sottile.

l I pannelli solari monocristallini sono costituiti da silicio di elevata purezza, che è derivato da un singolo cristallo. Di tutti i tipi di pannelli, pannelli monocristallini in genere hanno l'efficienza più elevata (oltre il 20%) e la capacità di potenza. Questo è perché i pannelli solari monocristallini forniscono oltre 300 watt (W) di potenza capacità, alcune addirittura superiori a 400 W. inoltre, pannelli solari monocristallini tendono anche a sovraperformare i modelli policristallini per quanto riguarda il coefficiente di temperatura – una misura delle prestazioni di un pannello a temperature calde. Nonostante questi vantaggi, i pannelli solari monocristallini sono probabilmente i più costosi opzione, quindi sono più popolari tra coloro che hanno un budget sufficiente e preferiscono farlo massimizzare i risparmi sulla bolletta elettrica ad esempio commerciale, pubblica e governativa dipartimento.

l I pannelli solari policristallini o multicristallini sono pannelli solari che sono costituiti da diversi cristalli di silicio in un'unica cella fotovoltaica. Questi pannelli solari sono costituiti da più celle fotovoltaiche. Ogni cella contiene cristalli di silicio che lo fa funzionare come un dispositivo a semiconduttore. Quando i fotoni dal caduta della luce solare sulla giunzione PN (giunzione tra materiali di tipo N e di tipo P), conferisce energia agli elettroni in modo che possano fluire come corrente elettrica. Rispetto ai pannelli solari monocristallini, i pannelli solari policristallini sono di più ecologici in quanto non richiedono la modellatura e il posizionamento individuale di ciascuno il cristallo e la maggior parte del silicio vengono utilizzati durante la produzione e comportano costi maggiori efficace 

Quando si tratta dei suoi svantaggi, la sua minore efficienza, meno l'efficienza in termini di spazio e le scarse prestazioni alle alte temperature possono ostacolarlo ulteriormente sviluppo. Sulla base di questi, sono disponibili i pannelli solari multicristallini grandi parchi solari per sfruttare l’energia del sole e fornire elettricità aree vicine, dispositivi autonomi o autoalimentati come i semafori aree remote, famiglie off-grid, ecc.

l I pannelli solari a film sottile sono realizzati depositando uno o più strati sottili (thin pellicole o TF) di materiale fotovoltaico su un substrato, come vetro, plastica o metallo. Quando si fanno confronti con il silicio monocristallino e policristallino pannelli, richiedono meno materiale semiconduttore nel processo di produzione mentre funzionano in modo abbastanza simile sotto l'effetto fotovoltaico e sono più economici. Tuttavia, sono molto meno efficienti e hanno una capacità di potenza inferiore Inoltre, i pannelli solari a film sottile si degradano più velocemente dei pannelli solari in silicio cristallino pannelli 

Pertanto vengono solitamente applicati su scala industriale a partire dal solare a film sottile i pannelli si degradano a un ritmo molto più lento. E un'applicazione comune per il film sottile I pannelli solari sono l'installazione di moduli fotovoltaici flessibili sui tetti dei veicoli (comunemente camper o autobus) e i ponti di barche e altre imbarcazioni. E a causa di il suo vantaggio in termini di spazio, è diventato sempre più popolare tra coloro che lo desiderano realizzare il fotovoltaico integrato negli edifici.

5. Le tendenze di sviluppo dei pannelli solari

Il mercato dei pannelli solari è trainato dai crescenti investimenti nelle energie rinnovabili settore energetico, il calo dei costi dei pannelli solari fotovoltaici e l’emergere di condizioni favorevoli normative governative.Celle in silicio monocristallino e policristallino hanno assistito a una forte domanda, soprattutto nelle applicazioni residenziali. Cadmio Si prevede che le celle al tellururo e al silicio amorfo creeranno crescita opportunità grazie al basso costo dei materiali. E i prezzi dei moduli fotovoltaici sono crollati più velocemente del previsto all’inizio del 2023, poiché l’offerta di polisilicio diventerà più abbondante 

Nel frattempo, secondo i dati, nel mutato panorama economico post-COVID-19, il mercato globale mercato dei pannelli solari stimato a 50,1 miliardi di dollari nel 2022 si prevede che raggiungerà la dimensione rivista di 98,5 miliardi di dollari entro il 2030, crescendo a un CAGR dell’8,8% nel periodo di analisi 2022-2030. Pannello solare policristallino, uno dei Si prevede che i segmenti analizzati nel rapporto registreranno un CAGR dell'8,2%. raggiungere i 48,2 miliardi di dollari entro la fine del periodo di analisi. Tenendo conto del È in corso la ripresa post-pandemia, la crescita nel segmento dei pannelli solari a film sottile è in aumento riadattato a un CAGR rivisto dell'8,9% per il prossimo periodo di 8 anni.

6. L'analisi degli investimenti dei pannelli solari

Dato che il solare è attualmente la seconda energia pulita più utilizzata tecnologia in tutto il mondo in base alla capacità installata, si prevede che lo sarà il solare fotovoltaico una delle fonti di energia più economiche disponibili entro il 2050, soprattutto nelle regioni che hanno un’eccellente radiazione solare e la tendenza è guidata da diversi fattori.

l Analisi del tipo di prodotto

Il pannello solare policristallino è leader del mercato con oltre il 48%. quota di mercato a valore e si prevede di acquisire quote di mercato più elevate periodo di previsione, soprattutto nel segmento residenziale. Ma i progressi nel film sottile I moduli solari fotovoltaici guideranno anche la crescita del mercato dei pannelli solari nel prossimo futuro pochi anni. Inoltre, l’aumento della diffusione delle microreti e dello sviluppo di gli edifici a energia zero porteranno a una domanda considerevole sul mercato.

l Analisi dell'utente finale

Per tipologia di utente finale, il mercato è segmentato in residenziale, commerciale, segmenti industriali e altri. Il segmento commerciale è leader del mercato con più del 33% della quota di mercato a valore in quanto richiedono una quota significativa quantità di energia per garantirne la sostenibilità e la funzionalità a lungo termine può anche contribuire a ridurre la dipendenza dall'elettricità della rete riducendo al contempo il funzionamento costi e minimizzando l’impronta di carbonio. Ma poiché la maggioranza dei governi a livello globale hanno promulgato la legislazione sullo scambio netto insieme a importanti sussidi per l'installazione di sistemi solari in strutture residenziali. Queste cellule sono facilmente utilizzati nel segmento residenziale grazie ai costi più bassi rispetto alle celle solari monocristalline.

l Analisi regionale

Secondo i dati, la regione Asia-Pacifico domina il mercato a valore condividere. Poiché l'Asia-Pacifico è la regione più grande a livello globale in termini di numero di persone che vivono. La regione ospita anche la Cina, che ha un ruolo significativo capacità produttiva di celle solari policristalline che soddisfi la domanda della regione. E l’India prevede anche di creare unità di produzione solare nell’ambito la produzione del governo.

7. Cose da considerare per i pannelli solari di alta qualità

Quando si acquistano pannelli solari, non bisogna considerare solo il prezzo e la qualità, vanno tenuti presenti anche altri fattori.

Temperatura: i pannelli monocristallini e policristallini hanno la massima efficienza tra 59°F e 95°F. Regioni con temperature elevate durante l'estate che possono potrebbe causare il raggiungimento di una temperatura interna di un pannello solare superiore a 100°F una diminuzione dei livelli di efficienza. Quando si seleziona un inverter, è necessario considerare la condizione.

Degradazione indotta dalla luce (LID): LID si riferisce a una metrica di perdita di prestazioni ciò avviene con i pannelli cristallini durante le prime ore di luce solare esposizione. Generalmente il LID tende a variare dall'1% al 3% in termini di perdita di efficienza. Pertanto, dovrebbe essere preso in considerazione nella scelta dei pannelli solari.

Valutazione del fuoco: i codici edilizi internazionali richiedono che i pannelli solari corrispondano ai loro la classificazione antincendio del tetto per garantire che i pannelli non ne accelerino la diffusione fiamme. Generalmente ci sono tre tipi di Classe. La classe A offre di più protezione in caso di incendio, poiché le fiamme non possono diffondersi per più di sei piedi. Classe B garantisce che la diffusione della fiamma non superi gli otto piedi e la Classe C garantisce che le fiamme lo facciano non si estende oltre i 13 piedi.

Condizioni meteorologiche: ad esempio, i pannelli cristallini sono migliori per le aree che potrebbero subire forti grandinate poiché possono resistere alla grandine che colpisce a velocità elevate a 50 miglia all'ora. Sebbene, dato il loro design sottile, i pannelli solari a pellicola Hin non siano l’ideale per grandine. Un sistema solare che utilizza elementi di fissaggio, moduli a bullone passante o a Il sistema ferroviario a tre telai è più adatto per le case che potrebbero sperimentare a uragano o tempesta tropicale.

Efficienza: l'efficienza di un pannello solare si riferisce alla quantità di luce solare può convertirsi in elettricità. Un pannello solare ad alta efficienza produrrà di più elettricità dalla stessa quantità di luce solare di un pannello a efficienza inferiore.