Kas ir saules paneļi?

1. Kas ir saules paneļi?

Saules panelis, kas pazīstams arī kā fotoelektriskais (PV) modulis vai PV panelis, ir fotoelementu saules bateriju montāža, kas uzstādīta (parasti taisnstūra) rāmī. Saules paneļi uztver saules gaismu kā starojuma enerģijas avotu, kas tiek pārveidots elektroenerģijā līdzstrāvas (DC) elektroenerģijas veidā.

Glīti sakārtotu saules paneļu kolekciju sauc par fotoelektrisko sistēmu vai saules bloks. Saules enerģijas radīšanai var izmantot fotoelektriskās sistēmas blokus elektroenerģiju, kas tieši piegādā elektroiekārtu vai padod atpakaļ strāvu maiņstrāvas (AC) tīklā, izmantojot invertora sistēmu.Šī elektrība var pēc tam var izmantot māju, ēku un citu lietojumprogrammu barošanai vai uzglabāt baterijas vēlākai lietošanai. Kā atjaunojams un ilgtspējīgs enerģijas avots, saules enerģija paneļiem ir svarīga loma, lai samazinātu atkarību no fosilā kurināmā un palīdzības samazināt oglekļa emisijas.

2. Saules paneļu uzbūve

Saules paneļi sastāv no liela skaita saules bateriju un izmanto gaismas enerģiju (fotonus) no Saules, lai ražotu elektroenerģiju, izmantojot fotoelektrisko efektu. Tas ietver arī aizmugurējo loksni, rāmi un sadales kārbu un, iespējams, koncentratoru no tiem strādā kopā, lai nodrošinātu normālu saules paneļu darbību.

Kas ir saules baterijas?

Saules baterijas ir elektroniskas ierīces, kas pārvērš saules gaismu elektriskajā enerģiju, ko rada fotoelektriskais efekts, un lielākā daļa no tiem ir kristāliski silīcija šūnas vai plānslāņa šūnas. Arī augstas izmaksas, augstas efektivitātes un Saules baterijās parasti tiek izmantotas cieši iepakotas taisnstūrveida vairāku savienojumu (MJ) šūnas paneļi kosmosa kuģos, jo tie piedāvā visaugstāko saražotās jaudas attiecību uz kilogramu pacelts kosmosā.Šūnas parasti ir elektriski savienotas sēriju, vienu uz otru līdz vajadzīgajam spriegumam un pēc tam paralēli, lai palielinātu strāva.

Kas ir aizmugures lapa?

Kā polimērs vai polimēru kombinācija ar dažādām piedevām, aizmugures loksne ir paredzēts, lai nodrošinātu barjeru starp saules baterijām un ārpusi vidi. No kura mēs varam redzēt, aizmugurējā lapa ir būtiska sastāvdaļa saules paneļa izturība, efektivitāte un ilgmūžība.

Kas ir iekapsulētājs?

Saules baterijas bieži ir pārklātas ar iekapsulantu, kas parasti ir plāns polimēra materiāla slānis, kas tiek uzklāts virs saules baterijām un aizmugures lapa. Parasti visizplatītākais polimērs, ko izmanto saules moduļu iekapsulēšanai ir etilēna-vinilacetāts (EVA), kas ir pietiekami izturīgs, lai aizsargātu saules enerģiju šūnas no jebkāda veida bojājumiem un pagarinot saules paneļa kalpošanas laiku.

Kas ir rāmis?

Saules paneļa rāmis attiecas uz konstrukcijas balstu, kas notur un aizsargā saules baterijas, vadus un citus paneļa komponentus. Tā ir izgatavots no alumīnija vai citiem viegliem materiāliem, lai novērstu paneļu ekstrēmu laika apstākļu ietekme. Tajā pašā laikā rāmis nodrošina arī montāžas līdzekli paneli droši piestipriniet pie virsmas, piemēram, jumta vai uz zemes balstīta plaukta. In turklāt saules paneļos tiek izmantoti arī metāla rāmji, kas sastāv no plauktu sastāvdaļām, kronšteini, atstarotāju formas un siles, lai labāk atbalstītu paneli struktūra.

Kas ir sadales kārba?

Kā elektrisko korpusu, ko izmanto elektrisko savienojumu novietošanai un aizsardzībai, sadales kārba ir īpaši izstrādāta, lai nodrošinātu drošu un drošu vidi elektriskos savienojumus, lai novērstu nejaušu saskari ar sprieguma vadiem un lai vienkāršotu turpmāko apkopi vai remontu. Parasti tiek pievienota PV sadales kārba saules paneļa aizmugurē un darbojas kā tā izvades saskarne. Ārējais savienojumi lielākajai daļai fotoelektrisko moduļu izmanto MC4 savienotājus, lai atvieglotu laikapstākļiem izturīgi savienojumi ar pārējo sistēmu. USB barošanas interfeiss var arī izmantot.

Kas ir koncentrators?

Dažos īpašos saules PV moduļos ir koncentratori, kuros tiek fokusēta gaisma ar lēcām vai spoguļiem uz mazākām šūnām. Tas ļauj izmantot šūnas ar a augstas izmaksas uz laukuma vienību (piemēram, gallija arsenīds) rentabli [Nepieciešama atsauce] Saules gaismas koncentrēšana var arī palielināt efektivitāti līdz aptuveni 45%.

3. Saules paneļu attīstības vēsture

1839. gadā dažu materiālu spēja radīt elektrisko lādiņu no gaismas ekspozīciju pirmo reizi novēroja franču fiziķis Edmonds Bekerels, lai gan šie sākotnējie saules paneļi bija pārāk neefektīvi pat vienkāršai elektrībai ierīces.

1950. gados Bell Labs radīja pirmo komerciāli dzīvotspējīgo silīcija saules bateriju šūna izgatavota no silīcija. Tomēr saules paneļa izmantošana aprobežojās ar a dažas specializētas jomas, piemēram, kosmosa satelīti, bākas un attālināti vietās augsto izmaksu dēļ.

Septiņdesmitajos gados naftas krīzes trieciens un vides problēmas veicināja lētāku un efektīvāku saules paneļu izstrāde. Pēc tam valdības un privātie uzņēmumi visā pasaulē šim pētījumam piešķīra lielu nozīmi un saules paneļu izstrāde.

2000. gadu sākumā daži ieviesa iepirkuma tarifus (FiT). valstis ir devušas lielu ieguldījumu saules enerģijas straujajā izaugsmē nozare.Mūsdienās saules paneļi ir kļuvuši daudz efektīvāki un pieejamāki nekā jebkad agrāk, kuras tiek izmantotas ne tikai mājās un komerciālos nolūkos ēkās, bet arī infrastruktūras projektos.

4. Saules paneļu veidi

Mūsdienās galvenokārt ir pieejami trīs veidu saules paneļi: monokristālisks, polikristālisks (pazīstams arī kā daudzkristālisks) un plānā plēvīte.

l Monokristāliskie saules paneļi ir izgatavoti no augstas tīrības pakāpes silīcija, kas ir iegūts no viena kristāla. No visiem paneļu veidiem monokristāliskie paneļi parasti tiem ir visaugstākā efektivitāte (vairāk nekā 20%) un jauda. Tas ir jo monokristāliski saules paneļi nodrošina vairāk nekā 300 vatu (W) jaudu jauda, ​​daži pat pārsniedz 400 W. Turklāt monokristāliskie saules paneļi arī mēdz pārspēt polikristāliskos modeļus temperatūras koeficienta ziņā - paneļa veiktspējas mērs siltā temperatūrā. Neskatoties uz šiem priekšrocības, monokristāliskie saules paneļi, visticamāk, ir visdārgākie opciju, tāpēc tos vairāk iecienījuši tie, kuriem ir pietiekami daudz budžeta un kuri tam dod priekšroku maksimāli palielināt elektrības rēķinu ietaupījumus, piemēram, komerciālos, valsts un valdības nodaļa.

l PolyCrystalline vai multiCrystalline saules paneļi ir saules paneļi, kas sastāv no vairākiem silīcija kristāliem vienā PV šūnā. Šie saules paneļi ir izgatavoti no vairākiem fotoelementiem. Katra šūna satur silīcija kristālus kas liek tai darboties kā pusvadītāju ierīcei. Kad fotoni no saules gaisma nokrīt uz PN krustojuma (savienojums starp N tipa un P tipa materiāliem), tas piešķir enerģiju elektroniem, lai tie varētu plūst kā elektriskā strāva. Salīdzinot ar monokristāliskiem saules paneļiem, polikristāliskiem saules paneļiem ir vairāk videi draudzīgi, jo tiem nav nepieciešama katra individuāla veidošana un izvietošana kristāls un lielākā daļa silīcija tiek izmantota ražošanas laikā un dārgāka efektīva 

Runājot par tā trūkumiem, tā zemāka efektivitāte, mazāka telpas efektīva un slikta veiktspēja augstās temperatūrās var kavēt to tālāku attīstību. Pamatojoties uz tiem, ir pieejami multikristāliski saules paneļi lielas saules enerģijas fermas, lai izmantotu saules enerģiju un piegādātu elektrību tuvumā esošas vietas, atsevišķas vai pašdarbināmas ierīces, piemēram, luksofori attālos apgabalos, mājsaimniecības ārpus tīkla utt.

l Plānās plēves saules paneļi tiek izgatavoti, uzklājot vienu vai vairākus plānus slāņus (plānas plēves vai TF) no fotoelektriskā materiāla uz pamatnes, piemēram, stikla, plastmasas vai metāls. Veicot salīdzinājumus ar monokristālisko un polikristālisko silīciju paneļi, to ražošanas procesā nepieciešams mazāk pusvadītāju materiālu kamēr tie darbojas diezgan līdzīgi fotoelektriskajā efektā un ir lētāki. Tomēr tie ir daudz mazāk efektīvi un tiem ir mazāka jauda Turklāt plānslāņa saules paneļi noārdās ātrāk nekā kristāliskā silīcija saules baterija paneļi 

Tādējādi tie parasti tiek izmantoti komunālo pakalpojumu mērogā, jo tie ir plānās plēves saules paneļi degradējas daudz lēnāk. Un viens izplatīts pielietojums plānām plēvēm saules paneļi ir elastīgu PV moduļu uzstādīšana uz transportlīdzekļu jumtiem (parasti RV vai autobusi) un laivu un citu kuģu klāji. Un tāpēc tās telpas priekšrocības, tas ir kļuvis arvien populārāks to gribētāju vidū panākt ēkā integrētu fotoelementu.

5. Saules paneļu attīstības tendences

Saules paneļu tirgu virza pieaugošās investīcijas atjaunojamos energoresursos enerģētikas sektorā, sarūkošās saules PV paneļu izmaksas un arvien vairāk labvēlīgi valdības noteikumi.Gan monokristāliskā, gan polikristāliskā silīcija šūnas ir bijuši liecinieki lielam pieprasījumam, jo ​​īpaši attiecībā uz mājokļiem. Kadmijs Paredzams, ka telurīda un amorfā silīcija šūnas radīs augšanu iespējas zemo materiālu izmaksu dēļ. Un PV moduļu cenas ir samazinājušās ātrāk nekā gaidīts 2023. gada sākumā, jo polisilīcija piedāvājums kļūst bagātīgāks 

Savukārt tikmēr, saskaņā ar datiem, pēc COVID-19 izmainītajā uzņēmējdarbības vidē globālā Saules paneļu tirgus, kas tiek lēsts 50,1 miljarda ASV dolāru apmērā 2022. gadā, ir tiek prognozēts, ka līdz 2030. gadam tas sasniegs 98,5 miljardus ASV dolāru, pieaugot par CAGR 8,8 % 2022.–2030. gada analīzes periodā. Polikristāliskais saules panelis, viens no tiek prognozēts, ka ziņojumā analizētajos segmentos tiks reģistrēts 8,2% CAGR un līdz analīzes perioda beigām sasniegt 48,2 miljardus ASV dolāru. Ņemot vērā notiekošo pēcpandēmijas atveseļošanos, Thin-Film saules paneļu segmenta izaugsme ir koriģēts uz pārskatīto 8,9% CAGR nākamajam 8 gadu periodam.

6. Saules paneļu investīciju analīze

Ņemot vērā to, ka saules enerģija pašlaik ir otrā visvairāk izmantotā tīrā enerģija tehnoloģiju visā pasaulē pēc uzstādītās jaudas, paredzams, ka saules PV būs viens no lētākajiem pieejamajiem enerģijas avotiem līdz 2050. gadam, īpaši reģionos kuriem ir lielisks saules starojums, un šo tendenci nosaka vairāki faktoriem.

l Produkta veida analīze

Polikristāliskais saules panelis ir tirgus līderis ar vairāk nekā 48% no vērtības tirgus daļu, un ir paredzams, ka tā iegūs lielāku tirgus daļu prognozes periods, īpaši dzīvojamo māju segmentā. Bet plānās plēves sasniegumi saules PV moduļi arī veicinās saules paneļu tirgus izaugsmi nākamajā laikā dažus gadus. Arī mikrorežģu izvēršanas pieaugums un attīstība nulles enerģijas ēkas radīs ievērojamu pieprasījumu tirgū.

l Galalietotāja analīze

Pēc galalietotāja veida tirgus ir segmentēts dzīvojamos, komerciālos, rūpniecības un citi segmenti. Tirgus vadošais ir komerciālais segments ar vairāk nekā 33% vērtības tirgus daļu, jo tiem ir nepieciešama ievērojama enerģijas daudzumu, lai nodrošinātu to ilgtspēju un funkcionalitāti ilgtermiņā.Tā ca arī palīdz samazināt atkarību no tīkla elektroenerģijas, vienlaikus samazinot darbību izmaksas un oglekļa pēdas samazināšana. Bet kopš valdību vairākuma visā pasaulē ir ieviesuši neto uzskaites tiesību aktus, kā arī nozīmīgus subsīdijas saules sistēmas uzstādīšanai dzīvojamās telpās. Šīs šūnas ir viegli izmantojami dzīvojamo māju segmentā, jo salīdzinājumā ar tām ir lētākas izmaksas uz monokristāliskām saules baterijām.

l Reģionālā analīze

Saskaņā ar datiem vērtību tirgū dominē Āzijas un Klusā okeāna reģions dalīties. Tā kā Āzijas un Klusā okeāna reģions ir lielākais reģions pasaulē pēc skaita dzīvojošie cilvēki. Reģionā atrodas arī Ķīna, kurai ir ievērojama Polikristālisko saules bateriju ražošanas jauda, ​​kas atbilst pieprasījumam reģiona. Un Indija arī plāno izveidot saules enerģijas ražošanas vienības valdības produkcija.

7. Kas jāņem vērā, iegādājoties augstas kvalitātes saules paneļus

Pērkot saules paneļus, jāņem vērā ne tikai cena un kvalitāte, jāpatur prātā arī citi faktori.

Temperatūra: monokristāliskiem un polikristāliskiem paneļiem ir maksimālā efektivitāte no 59°F līdz 95°F. Reģioni ar augstu temperatūru vasarā, kas var izraisīt saules paneļa iekšējo temperatūru, kas pārsniedz 100°F efektivitātes līmeņa pazemināšanās. Izvēloties invertoru, ir nepieciešams apsveriet nosacījumu.

Gaismas izraisīta degradācija (LID): LID attiecas uz veiktspējas zuduma metriku kas notiek ar kristāliskajiem paneļiem pirmajās saules gaismas stundās iedarbība. Parasti LID efektivitātes zudumā ir no 1% līdz 3%. Tāpēc tas ir jāņem vērā, izvēloties saules paneļus.

Ugunsdrošības novērtējums: Starptautiskie būvnormatīvi nosaka, ka saules paneļiem ir jāatbilst tiem jumta ugunsizturības pakāpi, lai nodrošinātu, ka paneļi nepaātrina izplatīšanos liesmas. Parasti ir trīs klases veidi. A klase nodrošina visvairāk aizsardzība ugunsgrēkā, jo liesmas nevar izplatīties tālāk par sešām pēdām. B klase nodrošina liesmas izplatību, kas nepārsniedz astoņas pēdas, un C klase nodrošina liesmu izplatību neizplatās tālāk par 13 pēdām.

Laika apstākļi: piemēram, kristāliskie paneļi ir labāki apgabaliem, kuros var piedzīvot stipru krusu, jo tie var izturēt krusas triecienus lielā ātrumā līdz 50 jūdzes stundā. Ņemot vērā to plāno dizainu, hin-plēves saules paneļi nav ideāli par krusu. Saules sistēma, kurā tiek izmantoti stiprinājumi, caurskrūvju moduļi vai a trīs rāmju sliežu sistēma ir labāk piemērota mājām, kurās var rasties a viesuļvētra vai tropiskā vētra.

Efektivitāte: Saules paneļa efektivitāte attiecas uz saules gaismas daudzumu to var pārvērst elektrībā. Augstas efektivitātes saules panelis ražos vairāk elektrība no tāda paša daudzuma saules gaismas nekā zemākas efektivitātes panelis.