Hva er solcellepaneler?

1. Hva er solcellepaneler?

Et solcellepanel, også kjent som en fotovoltaisk (PV) modul eller PV-panel, er en montering av fotovoltaiske solceller montert i en (vanligvis rektangulær) ramme. Solcellepaneler fanger opp sollys som en kilde til strålingsenergi, som omdannes til elektrisk energi i form av likestrøm (DC).

En pent organisert samling av solcellepaneler kalles et solcelleanlegg eller solcellepanel. Matriser av et solcelleanlegg kan brukes til å generere solenergi elektrisitet som forsyner elektrisk utstyr direkte, eller leverer strøm tilbake inn i et vekselstrømnett (AC) via et invertersystem. Denne elektrisiteten kan deretter brukes til å drive hjem, bygninger og andre applikasjoner eller lagres i batterier for senere bruk. Som en fornybar og bærekraftig energikilde, solenergi paneler spiller en viktig rolle i å redusere avhengigheten av fossilt brensel og hjelp redusere karbonutslipp.

2. Strukturen til solcellepaneler

Solcellepaneler består av et stort antall solceller og bruker lysenergi (fotoner) fra solen for å generere elektrisitet gjennom den fotovoltaiske effekten. Den inkluderer også bakside, ramme og koblingsboks, og kanskje konsentrator, alt sammen av dem jobber sammen for å sikre normal drift av solcellepanelene.

Hva er solceller?

Solceller er elektroniske enheter som konverterer sollys til elektriske energi fra den fotovoltaiske effekten, og de fleste av dem er waferbaserte krystallinske silisiumceller eller tynnfilmceller. Også høye kostnader, høy effektivitet og tettpakkede rektangulære multi-junction (MJ) celler brukes vanligvis i solenergi paneler på romfartøy, da de tilbyr det høyeste forholdet generert kraft pr kilo løftet ut i verdensrommet. Cellene er vanligvis koblet elektrisk inn serie, en til en annen til ønsket spenning, og deretter parallelt for å øke nåværende.

Hva er baksideark?

Som en polymer eller en kombinasjon av polymerer med ulike tilsetningsstoffer, baksideark er designet for å gi en barriere mellom solcellene og utsiden miljø. Fra hvilket vi kan se at baksidearket er en kritisk komponent i holdbarhet, effektivitet og lang levetid for et solcellepanel.

Hva er innkapsling?

Solceller er ofte belagt med en innkapsling, som typisk er en tynn lag av et polymermateriale som påføres over solcellene og baksideark. Generelt den vanligste polymeren som brukes i innkapsling av solcellemoduler er etylen-vinylacetat (EVA), som er holdbart nok til å beskytte solenergien celler fra enhver form for skade og forlenger levetiden til solcellepanelet.

Hva er ramme?

Rammen til et solcellepanel refererer til den strukturelle støtten som holder og beskytter solcellene, ledninger og andre komponenter i panelet. Det er det laget av aluminium eller andre lette materialer for å forhindre at paneler blir ekstreme værpåvirkning. Samtidig gir rammen også et middel for montering panelet sikkert på en overflate, for eksempel et tak eller et bakkebasert stativ. I i tillegg bruker solcellepaneler også metallrammer som består av reolkomponenter, braketter, reflektorformer og kummer for å støtte panelet bedre struktur.

Hva er koblingsboks?

Som et elektrisk kabinett som brukes til å huse og beskytte elektriske tilkoblinger, koblingsboks er spesialdesignet for å gi et trygt og sikkert miljø for elektriske tilkoblinger for å forhindre utilsiktet kontakt med strømførende ledninger og for å forenkle fremtidig vedlikehold eller reparasjoner. Vanligvis er en PV-koblingsboks festet på baksiden av solcellepanelet og fungerer som utgangsgrensesnitt. Utvendig tilkoblinger for de fleste solcellemoduler bruker MC4-kontakter for å gjøre det enkelt værbestandige tilkoblinger til resten av systemet. Et USB-strømgrensesnitt kan også brukes.

Hva er konsentrator?

Noen spesielle solcellepaneler inkluderer konsentratorer der lyset er fokusert med linser eller speil på mindre celler. Dette muliggjør bruk av celler med en høy kostnad per arealenhet (som galliumarsenid) i en kostnadseffektiv måte.[redigering nødvendig] Konsentrering av sollys kan også øke effektiviteten til rundt 45 %.

3. Utviklingshistorien til solcellepaneler

I 1839, evnen til noen materialer til å lage en elektrisk ladning fra lyseksponering ble først observert av den franske fysikeren Edmond Becquerel, selv om disse første solcellepanelene var for ineffektive for selv enkle elektriske enheter.

På 1950-tallet skapte Bell Labs den første kommersielt levedyktige silisiumsolenergien celle laget av silisium. Imidlertid var bruken av solcellepanel begrenset til en få spesialiserte områder som romsatellitter, fyrtårn og fjerntliggende steder på grunn av de høye kostnadene.

På 1970-tallet fremmet oljekrisen og miljøhensyn utvikling av billigere og effektive solcellepaneler. Etter det, regjeringer og private selskaper over hele verden la stor vekt på forskningen og utvikling av solcellepaneler.

På begynnelsen av 2000-tallet innførte innmatingstariffer (FiTs) av noen land bidro sterkt til den raske veksten av solenergien industri. I dag har solcellepaneler blitt mye mer effektive og rimelige enn noen gang før, som brukes ikke bare i hjem og kommersielle bygninger, men også i infrastrukturprosjekter.

4.Typene solcellepaneler

Det er tre typer solcellepaneler som primært er tilgjengelige i dag: monokrystallinsk, polykrystallinsk (også kjent som multikrystallinsk), og tynnfilm.

l Monokrystallinske solcellepaneler er laget av høyrent silisium, som er avledet fra en enkelt krystall. Av alle paneltyper, monokrystallinske paneler har vanligvis høyest effektivitet (over 20%) og kraftkapasitet. Dette er fordi monokrystallinske solcellepaneler gir over 300 watt (W) strøm kapasitet, noen til og med over 400 W. i tillegg Monokrystallinske solcellepaneler har også en tendens til å utkonkurrere polykrystallinske modeller når det gjelder temperaturkoeffisient – et mål på et panels ytelse i varme temperaturer. Til tross for disse fordeler, monokrystallinske solcellepaneler er sannsynligvis de dyreste alternativet, så de er mer populære blant de som har nok budsjett og foretrekker det maksimer besparelsene på strømregningen, for eksempel kommersielle, offentlige og offentlige avdeling.

l Polykrystallinske eller multikrystallinske solcellepaneler er solcellepaneler som består av flere krystaller av silisium i en enkelt PV-celle. Disse solcellepanelene er laget av flere solcelleceller. Hver celle inneholder silisiumkrystaller som gjør at den fungerer som en halvlederenhet. Når fotonene fra sollys faller på PN-krysset (krysset mellom N-type og P-type materialer), det gir energi til elektronene slik at de kan flyte som elektrisk strøm. Sammenlignet med monokrystallinske solcellepaneler er polykrystallinske solcellepaneler mer miljøvennlige da de ikke krever individuell forming og plassering av hver krystall og mesteparten av silisiumet blir brukt under produksjon og mer kostnad effektive 

Når det kommer til sine ulemper, dens lavere effektivitet, mindre plasseffektiv og dårlig ytelse i høye temperaturer kan hemme den ytterligere utvikling. Basert på disse er multikrystallinske solcellepaneler tilgjengelig i store solfarmer å utnytte solens kraft og levere strøm til nærliggende områder, frittstående eller selvdrevne enheter som trafikklys i fjerntliggende områder, husholdninger uten nett osv.

l Tynnfilm solcellepaneler lages ved å avsette ett eller flere tynne lag (tynne filmer eller TF-er) av fotovoltaisk materiale på et underlag, slik som glass, plast eller metall. Når man sammenligner med monokrystallinsk og polykrystallinsk silisium paneler krever de mindre halvledermateriale i produksjonsprosessen mens de opererer ganske likt under solcelleeffekten og er billigere. Likevel er de mye mindre effektive og har lavere strømkapasitet I tillegg brytes tynnfilmsolcellepaneler ned raskere enn krystallinsk silisiumsolcelle paneler 

Derfor brukes de vanligvis i bruksskalaen siden tynnfilm solenergi paneler brytes ned i et mye langsommere tempo. Og en vanlig applikasjon for tynnfilm solcellepaneler er installasjon av fleksible PV-moduler på kjøretøytak (vanligvis bobiler eller busser) og dekk på båter og andre fartøyer. Og på grunn av sin plassfordel har den blitt mer og mer populær blant de som ønsker det oppnå bygningsintegrerte solceller.

5. Utviklingstrendene for solcellepaneler

Solcellepanelmarkedet er drevet av økende investeringer i fornybar energi energisektoren, de synkende kostnadene for solcellepaneler, og fremvoksende gunstig offentlige forskrifter. Både monokrystallinske og polykrystallinske silisiumceller har vært vitne til stor etterspørsel, spesielt i boligapplikasjoner. Kadmium tellurid og amorfe silisiumceller forventes å skape vekst muligheter på grunn av lave materialkostnader. Og PV-modulprisene har falt raskere enn forventet tidlig i 2023, ettersom tilførselen av polysilisium blir større 

Mens i mellomtiden, ifølge data, i det endrede forretningslandskapet etter COVID-19, det globale markedet for solcellepaneler anslått til USD 50,1 milliarder i år 2022, er anslått å nå en revidert størrelse på 98,5 milliarder dollar innen 2030, og vokse med en CAGR på 8,8 % over analyseperioden 2022-2030. Polykrystallinsk solcellepanel, ett av segmentene som er analysert i rapporten, er anslått å registrere en 8,2 % CAGR og nå 48,2 milliarder USD ved slutten av analyseperioden. Med tanke på pågående gjenoppretting etter pandemien, er veksten i tynnfilmssolpanelsegmentet justert til en revidert 8,9 % CAGR for neste 8-årsperiode.

6. Investeringsanalysen av solcellepaneler

Gitt at solenergi for øyeblikket er den nest mest brukte rene energien teknologi over hele kloden etter installert kapasitet, forventes solenergi en av de billigste energikildene tilgjengelig innen 2050, spesielt i regioner som har utmerket solstråling, og trenden er drevet av flere faktorer.

l Produkttypeanalyse

Det polykrystallinske solcellepanelet leder markedet med mer enn 48 % av verdi markedsandeler og det forventes å ta høyere markedsandeler i prognoseperiode, spesielt i boligsegmentet. Men fremskritt innen tynnfilm solcellepaneler vil også drive markedsveksten for solcellepaneler i løpet av neste få år. Også økningen i utplasseringen av mikronett og utviklingen av nullenergibygg vil føre til betydelig etterspørsel i markedet.

l Sluttbrukeranalyse

Etter sluttbrukertype er markedet segmentert i boliger, kommersielle, industrielle og andre segmenter. Det kommersielle segmentet leder markedet med mer enn 33% av verdi markedsandel siden de krever en betydelig mengde energi for å sikre deres langsiktige bærekraft og funksjonalitet ca bidrar også til å redusere avhengigheten av nettelektrisitet samtidig som driften reduseres kostnader og minimere karbonavtrykk. Men siden flertallet av regjeringene globalt har vedtatt nettmålingslovgivningen sammen med betydelige tilskudd på solcelleanlegg i boligoppsett. Disse cellene er lett brukt i boligsegmentet på grunn av deres billigere kostnader sammenlignet til monokrystallinske solceller.

l Regional analyse

Ifølge data dominerer Asia-Stillehavsregionen i verdimarkedet dele. Siden Asia-Stillehavet er den største regionen globalt sett i antall mennesker som lever. Regionen er også hjemmet til Kina, som har en betydelig produksjonskapasitet for polykrystallinske solceller som oppfyller etterspørselen av regionen. Og India planlegger også å sette opp solcelleproduksjonsenheter under statens produksjon.

7. Ting å vurdere for solcellepaneler av høy kvalitet

Ved kjøp av solcellepaneler må ikke bare pris og kvalitet vurderes, andre faktorer bør også huskes.

Temperatur: Monokrystallinske og polykrystallinske paneler har topp effektivitet mellom 59°F og 95°F. Regioner med høye temperaturer om sommeren som evt føre til at et solcellepanel når en indre temperatur på mer enn 100°F kan se en reduksjon i effektivitetsnivåer. Når du velger en omformer, er det nødvendig å vurdere tilstanden.

Lysindusert nedbrytning (LID): LID refererer til en beregning av ytelsestap som oppstår med krystallinske paneler i løpet av de første timene med sollys eksponering. Generelt har LID en tendens til å variere fra 1 % til 3 % i effektivitetstap. Derfor bør det vurderes når du velger solcellepaneler.

Brannvurdering: Internasjonale byggeforskrifter krever at solcellepaneler samsvarer med deres taks brannklassifisering for å sikre at panelene ikke akselererer spredningen av flammer. Generelt er det tre typer klasser. Klasse A gir mest beskyttelse i brann, da flammer ikke kan spre seg mer enn seks fot. Klasse B sikrer at flammespredningen ikke overstiger åtte fot, og klasse C sikrer at flammene gjør det ikke spredt utover 13 fot.

Værforhold: For eksempel er krystallinske paneler bedre for områder som kan oppleve kraftig hagl da de tåler hagl som slår i hastigheter oppover til 50 mph. Selv om de er tynne designet, er hin-film solcellepaneler ikke ideelle for hagl. Et solcelleanlegg som bruker festemidler, gjennomboltende moduler eller en tre-rammes skinnesystem er bedre egnet for hjem som kan oppleve en orkan eller tropisk storm.

Effektivitet: Effektiviteten til et solcellepanel refererer til mengden sollys det kan omdannes til elektrisitet. Et høyeffektivt solcellepanel vil produsere mer elektrisitet fra samme mengde sollys enn et panel med lavere effektivitet.