რა არის მზის პანელები?

1. რა არის მზის პანელები?

მზის პანელი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ფოტოვოლტაური (PV) მოდული ან PV პანელი, არის ფოტოელექტრული მზის უჯრედების შეკრება, რომლებიც დამონტაჟებულია (ჩვეულებრივ მართკუთხა) ჩარჩოში. მზის პანელები იჭერენ მზის შუქს, როგორც გასხივოსნებული ენერგიის წყაროს, რომელიც გარდაიქმნება ელექტრო ენერგიად გადაიქცევა პირდაპირი დენის (DC) ელექტროენერგიის სახით.

მზის პანელების სწორად ორგანიზებულ კოლექციას ფოტოელექტრული სისტემა ეწოდება ან მზის მასივი. მზის გენერირებისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფოტოელექტრული სისტემის მასივები ელექტროენერგია, რომელიც აწვდის ელექტრო მოწყობილობებს პირდაპირ, ან კვებავს ელექტროენერგიას ალტერნატიული დენის (AC) ქსელში ინვერტორული სისტემის მეშვეობით.ამ ელექტროენერგიას შეუძლია შემდეგ გამოიყენება სახლების, შენობების და სხვა აპლიკაციების კვებისათვის ან შესანახად ბატარეები შემდგომი გამოყენებისთვის. როგორც ენერგიის განახლებადი და მდგრადი წყარო, მზის პანელები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ წიაღისეული საწვავზე დამოკიდებულების შემცირებაში და დახმარებაზე შეამციროს ნახშირბადის გამონაბოლქვი.

2. მზის პანელების სტრუქტურა

მზის პანელები შედგება დიდი რაოდენობით მზის უჯრედებისგან და იყენებენ სინათლის ენერგიას (ფოტონები) მზიდან ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის ფოტოელექტრული ეფექტის მეშვეობით. იგი ასევე მოიცავს უკანა ფურცელს, ჩარჩოს და შეერთების ყუთს და შესაძლოა კონცენტრატორს, ყველაფერს ისინი ერთად მუშაობენ მზის პანელების ნორმალური მუშაობის უზრუნველსაყოფად.

რა არის მზის უჯრედები?

მზის უჯრედები არის ელექტრონული მოწყობილობები, რომლებიც მზის შუქს ელექტროდ გარდაქმნიან ენერგია ფოტოელექტრული ეფექტით და მათი უმეტესობა ვაფლზე დაფუძნებული კრისტალურია სილიკონის უჯრედები ან თხელი ფირის უჯრედები. ასევე, მაღალი ღირებულება, მაღალი ეფექტურობა და მჭიდროდ შეფუთული მართკუთხა მრავალკავშირიანი (MJ) უჯრედები ჩვეულებრივ გამოიყენება მზის ენერგიაში პანელები კოსმოსურ ხომალდზე, რადგან ისინი გვთავაზობენ გამომუშავებული ენერგიის ყველაზე მაღალ თანაფარდობას თითოზე კილოგრამი ასწიეს კოსმოსში. უჯრედები, როგორც წესი, დაკავშირებულია ელექტრონულად სერია, ერთიმეორისკენ სასურველ ძაბვამდე და შემდეგ პარალელურად იზრდება მიმდინარე.

რა არის უკანა ფურცელი?

როგორც პოლიმერი ან პოლიმერების კომბინაცია სხვადასხვა დანამატებით, საზურგე შექმნილია იმისათვის, რომ უზრუნველყოს ბარიერი მზის უჯრედებსა და გარედან შორის გარემო. საიდანაც ჩვენ ვხედავთ, რომ უკანა ფურცელი არის კრიტიკული კომპონენტი მზის პანელის გამძლეობა, ეფექტურობა და ხანგრძლივობა.

რა არის ინკაფსულანტი?

მზის უჯრედები ხშირად დაფარულია ინკაფსულანტით, რომელიც, როგორც წესი, თხელია პოლიმერული მასალის ფენა, რომელიც გამოიყენება მზის უჯრედებზე და უკანა ფურცელი. როგორც წესი, ყველაზე გავრცელებული პოლიმერია, რომელიც გამოიყენება მზის მოდულების კაფსულაში არის ეთილენ-ვინილის აცეტატი (EVA), რომელიც საკმარისად გამძლეა მზის დასაცავად უჯრედები ნებისმიერი სახის დაზიანებისგან და ახანგრძლივებს მზის პანელის სიცოცხლის ხანგრძლივობას.

რა არის ჩარჩო?

მზის პანელის ჩარჩო ეხება სტრუქტურულ საყრდენს, რომელიც უჭირავს და იცავს მზის ელემენტებს, გაყვანილობას და სხვა კომპონენტებს პანელის შიგნით. ეს არის დამზადებულია ალუმინისგან ან სხვა მსუბუქი მასალისგან, რათა თავიდან აიცილოს პანელები ექსტრემისგან ამინდის გავლენა. ამავდროულად, ჩარჩო ასევე უზრუნველყოფს სამონტაჟო საშუალებას პანელი უსაფრთხოდ გადაიტანეთ ზედაპირზე, როგორიცაა სახურავი ან მიწაზე დაფუძნებული თარო. In გარდა ამისა, მზის პანელები ასევე იყენებენ ლითონის ჩარჩოებს, რომლებიც შედგება თაროების კომპონენტებისგან, ფრჩხილები, რეფლექტორის ფორმები და ღარები პანელის უკეთ მხარდაჭერისთვის სტრუქტურა.

რა არის დამაკავშირებელი ყუთი?

როგორც ელექტრული დანართი, რომელიც გამოიყენება ელექტრული კავშირების დასაბინავებლად და დასაცავად, შეერთების ყუთი სპეციალურად შექმნილია უსაფრთხო და უსაფრთხო გარემოს უზრუნველსაყოფად ელექტრული კავშირები ისე, რომ თავიდან იქნას აცილებული შემთხვევითი კონტაქტი ცოცხალ სადენებთან და მომავალი მოვლის ან შეკეთების გასამარტივებლად. ჩვეულებრივ მიმაგრებულია PV შეერთების ყუთი მზის პანელის უკანა მხარეს და მისი გამომავალი ინტერფეისის ფუნქციას ასრულებს. გარე ფოტოელექტრული მოდულების უმეტესობის კავშირები იყენებს MC4 კონექტორებს, რათა გაადვილდეს ამინდის მდგრადი კავშირები დანარჩენ სისტემასთან. USB დენის ინტერფეისს შეუძლია ასევე გამოყენებული.

რა არის კონცენტრატორი?

ზოგიერთი სპეციალური მზის PV მოდული მოიცავს კონცენტრატორებს, რომლებშიც სინათლის ფოკუსირება ხდება ლინზებით ან სარკეებით პატარა უჯრედებზე. ეს საშუალებას იძლევა გამოიყენოს უჯრედები a მაღალი ღირებულება ერთეულ ფართობზე (როგორიცაა გალიუმის არსენიდი) ეკონომიურად ეფექტური გზა.[საჭიროა ციტატა] მზის შუქის კონცენტრაციამ ასევე შეიძლება გაზარდოს ეფექტურობა დაახლოებით 45%-მდე.

3. მზის პანელების განვითარების ისტორია

1839 წელს, ზოგიერთი მასალის უნარი შექმნას ელექტრული მუხტი სინათლის ზემოქმედება პირველად ფრანგმა ფიზიკოსმა ედმონდ ბეკერელმა დააფიქსირა. თუმცა ეს საწყისი მზის პანელები ძალიან არაეფექტური იყო თუნდაც მარტივი ელექტროსთვის მოწყობილობები.

1950-იან წლებში Bell Labs-მა შექმნა პირველი კომერციულად სიცოცხლისუნარიანი სილიკონის მზის სილიკონისგან დამზადებული უჯრედი. თუმცა, მზის პანელის გამოყენება შემოიფარგლებოდა ა რამდენიმე სპეციალიზებული სფერო, როგორიცაა კოსმოსური თანამგზავრები, შუქურები და დისტანციური ადგილები მაღალი ღირებულების გამო.

1970-იან წლებში ნავთობის კრიზისმა და გარემოსდაცვითმა შეშფოთებამ ხელი შეუწყო უფრო იაფი და ეფექტური მზის პანელების შემუშავება. ამის შემდეგ მთავრობებს და მთელ მსოფლიოში კერძო კომპანიებმა კვლევას დიდი მნიშვნელობა ენიჭებოდა და მზის პანელების განვითარება.

2000-იანი წლების დასაწყისში, ზოგიერთის მიერ შემოღებული ტარიფები (FiTs). ქვეყნებმა დიდი წვლილი შეიტანეს მზის ენერგიის სწრაფ ზრდაში ინდუსტრია.დღესდღეობით, მზის პანელები გახდა ბევრად უფრო ეფექტური და ხელმისაწვდომი ვიდრე ოდესმე, რომლებიც გამოიყენება არა მხოლოდ სახლებში და კომერციულ საწარმოებში შენობებში, არამედ ინფრასტრუქტურულ პროექტებშიც.

4. მზის პანელების ტიპები

დღესდღეობით ძირითადად ხელმისაწვდომია მზის პანელის სამი ტიპი: მონოკრისტალური, პოლიკრისტალური (ასევე ცნობილია როგორც მრავალკრისტალური) და თხელი ფილმი.

l მონოკრისტალური მზის პანელები შედგება მაღალი სისუფთავის სილიკონისგან, რაც არის მიღებული ერთი ბროლისგან. ყველა ტიპის პანელები, მონოკრისტალური პანელები როგორც წესი, აქვთ ყველაზე მაღალი ეფექტურობა (20%-ზე მეტი) და სიმძლავრე. ეს არის იმის გამო, რომ მონოკრისტალური მზის პანელები უზრუნველყოფენ 300 ვატზე მეტ სიმძლავრეს სიმძლავრე, ზოგიერთი 400 ვტ-საც კი აღემატება. უფრო მეტიც, მონოკრისტალური მზის პანელები ასევე, როგორც წესი, აჯობებს პოლიკრისტალურ მოდელებს ტემპერატურის კოეფიციენტთან დაკავშირებით - პანელის მუშაობის საზომი თბილ ტემპერატურაზე. მიუხედავად ამათ უპირატესობებით, მონოკრისტალური მზის პანელები, სავარაუდოდ, ყველაზე ძვირია ვარიანტი, ამიტომ ისინი უფრო პოპულარულია მათ შორის, ვისაც აქვს საკმარისი ბიუჯეტი და ურჩევნია გაზარდეთ თქვენი ელექტროენერგიის გადასახადის დაზოგვა, როგორიცაა კომერციული, საჯარო და სამთავრობო დეპარტამენტი.

l პოლიკრისტალური ან მრავალკრისტალური მზის პანელები არის მზის პანელები, რომლებიც შედგება სილიციუმის რამდენიმე კრისტალისგან ერთ PV უჯრედში. ეს მზის პანელები დამზადებულია მრავალი ფოტოელექტრული უჯრედებისგან. თითოეული უჯრედი შეიცავს სილიციუმის კრისტალებს რაც მას ფუნქციონირებს როგორც ნახევარგამტარ მოწყობილობას. როდესაც ფოტონები დან მზის შუქი ეცემა PN კვანძზე (შეერთება N- და P ტიპის მასალებს შორის), ის ელექტრონებს აწვდის ენერგიას, რათა მათ ელექტრული დენის სახით მიედინონ. მონოკრისტალურ მზის პანელებთან შედარებით, პოლიკრისტალური მზის პანელები უფრო მეტია ეკოლოგიურად სუფთა, რადგან არ საჭიროებს თითოეულის ინდივიდუალურ ფორმირებას და განთავსებას კრისტალი და სილიციუმის უმეტესი ნაწილი გამოიყენება წარმოების დროს და მეტი ფასი ეფექტური 

რაც შეეხება მის მინუსებს, მისი დაბალი ეფექტურობა, ნაკლები სივრცის ეფექტურობამ და მაღალ ტემპერატურაზე ცუდი შესრულება შეიძლება შეაფერხოს მის შემდგომ განვითარება. აქედან გამომდინარე, მრავალკრისტალური მზის პანელები ხელმისაწვდომია დიდი მზის მეურნეობები მზის ენერგიის გამოსაყენებლად და ელექტროენერგიის მიწოდებისთვის ახლომდებარე ტერიტორიები, დამოუკიდებელი ან თვითმმართველობითი მოწყობილობები, როგორიცაა შუქნიშანი შორეულ რაიონებში, ქსელის გარეთ მყოფი ოჯახები და ა.შ.

l წვრილი მზის პანელები მზადდება ერთი ან მეტი თხელი ფენის (თხელი ფილმები ან TFs) ფოტოელექტრული მასალის სუბსტრატზე, როგორიცაა მინა, პლასტმასი ან ლითონის. მონოკრისტალურ და პოლიკრისტალურ სილიკონთან შედარებისას პანელები, ისინი საჭიროებენ ნაკლებ ნახევარგამტარ მასალას წარმოების პროცესში მაშინ როცა ისინი საკმაოდ ერთნაირად მუშაობენ ფოტოელექტრული ეფექტის ქვეშ და უფრო იაფია. მიუხედავად ამისა, ისინი გაცილებით ნაკლებად ეფექტურია და აქვთ დაბალი სიმძლავრის სიმძლავრე გარდა ამისა, თხელი ფირის მზის პანელები უფრო სწრაფად იშლება, ვიდრე კრისტალური სილიკონის მზის პანელები 

ამდენად, ისინი ჩვეულებრივ გამოიყენება სარგებლობის მასშტაბით, რადგან მზის თხელი ფენა პანელები უფრო ნელი ტემპით იშლება. და ერთი საერთო აპლიკაცია თხელი ფილისთვის მზის პანელები არის მოქნილი PV მოდულების დაყენება ავტომობილის სახურავებზე (ჩვეულებრივ RVs ან ავტობუსები) და გემების და სხვა გემების გემბანები. და იმის გამო მისი სივრცის უპირატესობა, ის სულ უფრო პოპულარული ხდება მსურველებს შორის მიაღწიეთ შენობაში ინტეგრირებულ ფოტოელექტროებს.

5. მზის პანელების განვითარების ტენდენციები

მზის პანელების ბაზარი განპირობებულია განახლებადი ენერგიის სფეროში ინვესტიციების გაზრდით ენერგეტიკული სექტორი, მზის PV პანელების ღირებულების კლება და ხელსაყრელი განვითარება მთავრობის რეგულაციები.როგორც მონოკრისტალური, ასევე პოლიკრისტალური სილიკონის უჯრედები დიდი მოთხოვნილება დაფიქსირდა, განსაკუთრებით საცხოვრებელ აპლიკაციებში. კადმიუმი მოსალოდნელია, რომ ტელურიდი და ამორფული სილიციუმის უჯრედები შექმნიან ზრდას შესაძლებლობები დაბალი მატერიალური ღირებულების გამო. და PV მოდულის ფასები დაეცა უფრო სწრაფად, ვიდრე მოსალოდნელი იყო 2023 წლის დასაწყისში, რადგან პოლისილიკონის მიწოდება უფრო უხვი ხდება 

იმავდროულად, მონაცემების მიხედვით, COVID-19-ის შემდგომ შეცვლილ ბიზნეს ლანდშაფტში გლობალური მზის პანელების ბაზარი, რომელიც შეფასებულია 50,1 მილიარდ აშშ დოლარად 2022 წელს, არის ვარაუდობენ, რომ 2030 წლისთვის 98,5 მილიარდ აშშ დოლარს მიაღწევს შესწორებულ ზომას, იზრდება CAGR-ზე 8.8%-ით 2022-2030 წლების საანალიზო პერიოდში. პოლიკრისტალური მზის პანელი, ერთ-ერთი ანგარიშში გაანალიზებული სეგმენტები პროგნოზირებულია 8.2% CAGR-ის დაფიქსირებაზე და საანალიზო პერიოდის ბოლომდე მიაღწიოს 48.2 მილიარდ აშშ დოლარს. იმის გათვალისწინებით, მიმდინარეობს პოსტპანდემიური აღდგენა, თხელფილმიანი მზის პანელების სეგმენტის ზრდაა ხელახლა მორგებულია შესწორებულ 8.9%-იან CAGR-ზე მომდევნო 8-წლიანი პერიოდისთვის.

6. მზის პანელების საინვესტიციო ანალიზი

იმის გათვალისწინებით, რომ მზის ენერგია ამჟამად მეორე ადგილზეა სუფთა ენერგიით ტექნოლოგია მთელს მსოფლიოში დადგმული სიმძლავრის მიხედვით, მზის PV იქნება მოსალოდნელი 2050 წლისთვის ხელმისაწვდომი ენერგიის ერთ-ერთი ყველაზე იაფი წყარო, განსაკუთრებით რეგიონებში რომლებსაც აქვთ მზის შესანიშნავი გამოსხივება და ტენდენციას რამდენიმე ადევნებს თვალს ფაქტორები.

l პროდუქტის ტიპის ანალიზი

პოლიკრისტალური მზის პანელი ლიდერობს ბაზარზე 48%-ზე მეტით აფასებს საბაზრო წილს და მოსალოდნელია უფრო მაღალი საბაზრო წილის დაკავება საპროგნოზო პერიოდი, განსაკუთრებით საცხოვრებელ სეგმენტზე. მაგრამ მიღწევები თხელ ფილმში მზის PV მოდულები ასევე განაპირობებს მზის პანელების ბაზრის ზრდას მომდევნო პერიოდში რამდენიმე წელი. ასევე, მიკროქსელების განლაგების ზრდა და განვითარება ნულოვანი ენერგიის შენობები ბაზარზე საკმაო მოთხოვნას გამოიწვევს.

l საბოლოო მომხმარებლის ანალიზი

საბოლოო მომხმარებლის ტიპის მიხედვით, ბაზარი დაყოფილია საცხოვრებელ, კომერციულ, სამრეწველო და სხვა სეგმენტები. კომერციული სეგმენტი ლიდერობს ბაზარზე ღირებულების საბაზრო წილის 33%-ზე მეტით, ვინაიდან ისინი მოითხოვს მნიშვნელოვან ენერგიის რაოდენობა მათი გრძელვადიანი მდგრადობისა და ფუნქციონირების უზრუნველსაყოფად.იგი ასევე ხელს უწყობს ქსელის ელექტროენერგიაზე დამოკიდებულების შემცირებას მუშაობის შემცირებისას ხარჯები და ნახშირბადის ანაბეჭდის მინიმუმამდე შემცირება. მაგრამ ვინაიდან მთავრობების უმრავლესობა გლობალურად ამოქმედდა წმინდა აღრიცხვის კანონმდებლობა მნიშვნელოვანისთან ერთად მზის სისტემის დამონტაჟების სუბსიდიები საცხოვრებელ დაწესებულებებში. ეს უჯრედები არიან ადვილად გამოიყენება საცხოვრებელ სეგმენტში შედარებით იაფი ხარჯების გამო მონოკრისტალური მზის უჯრედებამდე.

l რეგიონალური ანალიზი

მონაცემების მიხედვით, აზია-წყნარი ოკეანის რეგიონი დომინირებს ღირებულების ბაზარზე გაზიარება. მას შემდეგ, რაც აზია-წყნარი ოკეანე არის უდიდესი რეგიონი გლობალურად რაოდენობის თვალსაზრისით მცხოვრები ხალხი. რეგიონში ასევე არის ჩინეთი, რომელსაც აქვს მნიშვნელოვანი პოლიკრისტალური მზის უჯრედების წარმოების სიმძლავრე, რომელიც აკმაყოფილებს მოთხოვნას რეგიონის. და ინდოეთი ასევე გეგმავს მზის წარმოების ერთეულების შექმნას მთავრობის წარმოება.

7. რა უნდა გაითვალისწინოთ მაღალი ხარისხის მზის პანელებისთვის

მზის პანელების ყიდვისას გასათვალისწინებელია არა მხოლოდ ფასი და ხარისხი, ასევე გასათვალისწინებელია სხვა ფაქტორებიც.

ტემპერატურა: მონოკრისტალურ და პოლიკრისტალურ პანელებს აქვთ მაქსიმალური ეფექტურობა 59°F-დან 95°F-მდე. რეგიონებში მაღალი ტემპერატურა ზაფხულის განმავლობაში, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს მზის პანელმა მიაღწიოს შიდა ტემპერატურას 100°F-ზე მეტს, შეიძლება დაინახოს ეფექტურობის დონის შემცირება. ინვერტორის არჩევისას აუცილებელია განიხილეთ მდგომარეობა.

სინათლის გამოწვეული დეგრადაცია (LID): LID ეხება შესრულების დაკარგვის მეტრიკას რაც ხდება კრისტალური პანელებით მზის შუქის პირველი რამდენიმე საათის განმავლობაში კონტაქტი დაინფიცირების წყაროსთან. ზოგადად, LID მიდრეკილია 1%-დან 3%-მდე ეფექტურობის დაკარგვით. ამიტომ, მზის პანელების არჩევისას ეს გასათვალისწინებელია.

ხანძარსაწინააღმდეგო რეიტინგი: სამშენებლო საერთაშორისო კოდები მოითხოვს მზის პანელების შესაბამისობას სახურავის ხანძრის რეიტინგი იმის უზრუნველსაყოფად, რომ პანელები არ აჩქარებენ გავრცელებას ალი. ზოგადად, კლასის სამი ტიპი არსებობს. A კლასი უზრუნველყოფს ყველაზე მეტს დაცვა ხანძრისგან, რადგან ცეცხლი არ შეიძლება გავრცელდეს ექვს ფუტზე მეტს. კლასი B უზრუნველყოფს ცეცხლის გავრცელებას არ აღემატებოდეს რვა ფუტს, ხოლო C კლასი უზრუნველყოფს ცეცხლის გავრცელებას არ არის გავრცელებული 13 ფუტის მიღმა.

ამინდის მდგომარეობა: მაგალითად, კრისტალური პანელები უკეთესია იმ ადგილებში, სადაც შესაძლოა ძლიერი სეტყვა მოხდეს, რადგან მათ შეუძლიათ გაუძლონ სეტყვას მაღალი სიჩქარით 50 mph-მდე. მიუხედავად იმისა, რომ მათი თხელი დიზაინის გათვალისწინებით, მზის პანელები არ არის იდეალური სეტყვისთვის. მზის სისტემა, რომელიც იყენებს შესაკრავებს, გამჭოლი მოდულებს ან ა სამჩარჩოიანი სარკინიგზო სისტემა უკეთესად შეეფერება სახლებს, რომლებიც შეიძლება განიცდიან ა ქარიშხალი ან ტროპიკული ქარიშხალი.

ეფექტურობა: მზის პანელის ეფექტურობა ეხება მზის შუქის რაოდენობას მას შეუძლია ელექტროენერგიად გადაქცევა. მაღალი ეფექტურობის მზის პანელი უფრო მეტს გამოიმუშავებს ელექტროენერგია იმავე რაოდენობის მზისგან, ვიდრე დაბალი ეფექტურობის პანელი.