Co to są panele słoneczne?

1. Co to są panele słoneczne?

Panel słoneczny, znany również jako moduł fotowoltaiczny (PV) lub panel PV, to montaż ogniw fotowoltaicznych zamontowanych w (zwykle prostokątnej) ramie. Panele słoneczne wychwytują światło słoneczne jako źródło energii promieniowania, która jest przekształcana na energię elektryczną w postaci prądu stałego (DC).

Starannie zorganizowany zbiór paneli słonecznych nazywa się systemem fotowoltaicznym lub panel słoneczny. Do generowania energii słonecznej można wykorzystać tablice systemu fotowoltaicznego energia elektryczna, która bezpośrednio zasila urządzenia elektryczne lub przekazuje energię z powrotem do sieci prądu przemiennego (AC) za pośrednictwem systemu inwertera. Ta energia elektryczna może następnie służyć do zasilania domów, budynków i innych zastosowań lub być przechowywany akumulatory do późniejszego wykorzystania. Jako odnawialne i zrównoważone źródło energii, energia słoneczna panele odgrywają ważną rolę w zmniejszaniu zależności od paliw kopalnych i pomagają zmniejszyć emisję dwutlenku węgla.

2. Struktura paneli słonecznych

Panele słoneczne składają się z dużej liczby ogniw słonecznych i wykorzystują energię świetlną (fotony) ze Słońca w celu wytworzenia energii elektrycznej poprzez efekt fotowoltaiczny. Obejmuje również tylną ściankę, ramę i skrzynkę przyłączeniową, a może i koncentrator, wszystko z nich współpracuje, aby zapewnić normalne działanie paneli słonecznych.

Co to są ogniwa słoneczne?

Ogniwa słoneczne to urządzenia elektroniczne, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną energii dzięki efektowi fotowoltaicznemu, a większość z nich ma charakter krystaliczny na bazie płytek ogniwa krzemowe lub ogniwa cienkowarstwowe. Ponadto wysoki koszt, wysoka wydajność i W instalacjach fotowoltaicznych zwykle stosuje się ciasno upakowane prostokątne ogniwa wielozłączowe (MJ). panele na statkach kosmicznych, ponieważ oferują najwyższy stosunek generowanej mocy na kilogram wyniesiony w przestrzeń kosmiczną. Ogniwa są zwykle połączone elektrycznie szeregowo, jeden po drugim do pożądanego napięcia, a następnie równolegle w celu zwiększenia aktualny.

Co to jest backsheet?

Jako polimer lub kombinacja polimerów z różnymi dodatkami, podkładka ma na celu zapewnienie bariery pomiędzy ogniwami słonecznymi a otoczeniem środowisko. Z tego, co widzimy, arkusz spodni jest kluczowym elementem w trwałość, wydajność i żywotność panelu słonecznego.

Co to jest kapsułkujące?

Ogniwa słoneczne są często powlekane kapsułką, która jest zazwyczaj cienka warstwa materiału polimerowego nakładana na ogniwa słoneczne i tylna strona. Generalnie najpopularniejszy polimer stosowany w obudowach modułów słonecznych to etylen i octan winylu (EVA), który jest wystarczająco trwały, aby chronić energię słoneczną ogniwa przed wszelkiego rodzaju uszkodzeniami i wydłużenie żywotności panelu słonecznego.

Co to jest rama?

Rama panelu słonecznego odnosi się do wspornika konstrukcyjnego, który utrzymuje i chroni ogniwa słoneczne, okablowanie i inne elementy panelu. To jest wykonane z aluminium lub innych lekkich materiałów, aby zapobiec ekstremalnym panelom wpływ pogody. Jednocześnie rama zapewnia również środki do montażu panel bezpiecznie na powierzchni, takiej jak dach lub stojak naziemny. W ponadto w panelach fotowoltaicznych wykorzystuje się również metalowe ramy składające się z elementów regałów, wsporniki, kształty odbłyśników i rynny, aby lepiej podeprzeć panel struktura.

Co to jest skrzynka przyłączeniowa?

Jako obudowa elektryczna służąca do przechowywania i ochrony połączeń elektrycznych, Skrzynka przyłączeniowa została specjalnie zaprojektowana, aby zapewnić bezpieczne środowisko połączeń elektrycznych, aby zapobiec przypadkowemu kontaktowi z przewodami pod napięciem i aby uprościć przyszłą konserwację lub naprawy. Zazwyczaj dołączona jest skrzynka przyłączeniowa instalacji fotowoltaicznej z tyłu panelu słonecznego i działa jako interfejs wyjściowy. Zewnętrzny połączenia dla większości modułów fotowoltaicznych wykorzystują złącza MC4, aby ułatwić łatwe odporne na warunki atmosferyczne połączenia z resztą systemu. Interfejs zasilania USB może być również używane.

Co to jest koncentrator?

Niektóre specjalne moduły fotowoltaiczne zawierają koncentratory, w których skupiane jest światło przez soczewki lub lustra na mniejsze komórki. Umożliwia to wykorzystanie komórek z a wysoki koszt na jednostkę powierzchni (np. arsenek galu) w sposób opłacalny sposób. [potrzebne źródło] Koncentracja światła słonecznego może również zwiększyć wydajność do około 45%.

3.Historia rozwoju paneli słonecznych

W 1839 roku odkryto zdolność niektórych materiałów do wytwarzania z nich ładunku elektrycznego ekspozycję na światło po raz pierwszy zaobserwował francuski fizyk Edmond Becquerel, chociaż te początkowe panele słoneczne były zbyt nieefektywne, nawet dla prostych paneli elektrycznych urządzenia.

W latach pięćdziesiątych Bell Labs stworzyło pierwszą komercyjnie opłacalną krzemową energię słoneczną ogniwo wykonane z krzemu. Jednak zastosowanie paneli słonecznych ograniczało się do kilka wyspecjalizowanych obszarów, takich jak satelity kosmiczne, latarnie morskie i zdalne lokalizacji ze względu na wysoki koszt.

W latach 70. kryzys naftowy i obawy o środowisko przyczyniły się do powstania tzw opracowanie tańszych i wydajniejszych paneli słonecznych. Potem rządy i prywatne firmy na całym świecie przywiązywały dużą wagę do badań i rozwój paneli słonecznych.

Na początku XXI wieku niektórzy z nich wprowadzili taryfy gwarantowane (FiT). kraje w znacznym stopniu przyczyniły się do szybkiego rozwoju energetyki słonecznej Przemysł. Obecnie panele słoneczne stały się znacznie wydajniejsze i tańsze niż kiedykolwiek wcześniej, które są wykorzystywane nie tylko w domach i obiektach komercyjnych budynków, ale także w projektach infrastrukturalnych.

4. Rodzaje paneli słonecznych

Obecnie dostępne są trzy rodzaje paneli słonecznych: monokrystaliczny, polikrystaliczny (znany również jako multikrystaliczny) i cienkowarstwowa.

l Monokrystaliczne panele słoneczne składają się z krzemu o wysokiej czystości, tj pochodzące z pojedynczego kryształu. Ze wszystkich typów paneli, panele monokrystaliczne zazwyczaj mają najwyższą sprawność (ponad 20%) i moc. To jest ponieważ monokrystaliczne panele słoneczne zapewniają moc ponad 300 watów (W). moc, niektóre nawet przekraczającą 400 W. co więcej, monokrystaliczne panele słoneczne mają również tendencję do przewyższania modeli polikrystalicznych pod względem współczynnika temperaturowego – miara wydajności panelu w wysokich temperaturach. Pomimo tych zalet, monokrystaliczne panele słoneczne będą prawdopodobnie najdroższe opcja, więc są bardziej popularne wśród tych, którzy mają wystarczający budżet i wolą zmaksymalizuj oszczędności na rachunkach za energię elektryczną, takie jak komercyjne, publiczne i rządowe dział.

l Panele słoneczne polikrystaliczne lub multikrystaliczne to panele słoneczne, które składają się z kilku kryształów krzemu w pojedynczym ogniwie fotowoltaicznym. Te panele słoneczne składają się z wielu ogniw fotowoltaicznych. Każde ogniwo zawiera kryształy krzemu co sprawia, że ​​działa jako urządzenie półprzewodnikowe. Kiedy fotony z światło słoneczne pada na złącze PN (połączenie materiałów typu N i P), przekazuje energię elektronom, dzięki czemu mogą płynąć jako prąd elektryczny. W porównaniu do monokrystalicznych paneli słonecznych, polikrystaliczne panele słoneczne są czymś więcej przyjazne dla środowiska, ponieważ nie wymagają indywidualnego kształtowania i umieszczania każdego z nich kryształ i większość krzemu jest wykorzystywana podczas produkcji, co wiąże się z większymi kosztami skuteczny 

Jeśli chodzi o jego wady, to mniejsza wydajność, mniej oszczędność miejsca i słaba wydajność w wysokich temperaturach mogą utrudniać jego dalsze działanie rozwój. Na tej podstawie dostępne są multikrystaliczne panele słoneczne duże farmy fotowoltaiczne, które wykorzystują energię słońca i dostarczają energię elektryczną pobliskich obszarach, urządzenia samodzielne lub z własnym zasilaniem, takie jak sygnalizacja świetlna obszary odległe, gospodarstwa domowe pozbawione sieci itp.

l Cienkowarstwowe panele słoneczne powstają poprzez osadzenie jednej lub więcej cienkich warstw (cienkich folie lub TF) materiału fotowoltaicznego na podłożu takim jak szkło, plastik lub metalu. Dokonując porównań z krzemem monokrystalicznym i polikrystalicznym panele wymagają mniej materiałów półprzewodnikowych w procesie produkcyjnym podczas gdy działają dość podobnie w ramach efektu fotowoltaicznego i są tańsze. Niemniej jednak są one znacznie mniej wydajne i mają mniejszą moc Ponadto cienkowarstwowe panele słoneczne ulegają degradacji szybciej niż panele słoneczne z krzemu krystalicznego panele 

Dlatego są one zwykle stosowane w skali użytkowej od cienkowarstwowych paneli słonecznych Panele ulegają degradacji w znacznie wolniejszym tempie. I jedno wspólne zastosowanie dla cienkowarstwowych panele słoneczne to instalacja elastycznych modułów fotowoltaicznych na dachach pojazdów (zwykle kamperów lub autobusów) oraz pokłady łodzi i innych statków. I z powodu ze względu na przewagę przestrzenną, staje się coraz bardziej popularny wśród tych, którzy chcą osiągnąć fotowoltaikę zintegrowaną z budynkiem.

5. Trendy rozwojowe paneli słonecznych

Rynek paneli fotowoltaicznych napędzany jest rosnącymi inwestycjami w odnawialne źródła energii sektorze energetycznym, spadające koszty paneli fotowoltaicznych i pojawiające się korzystne tendencje przepisy rządowe. Zarówno monokrystaliczne, jak i polikrystaliczne ogniwa krzemowe charakteryzują się dużym popytem, ​​szczególnie w zastosowaniach mieszkaniowych. Kadm Oczekuje się, że tellurkowe i amorficzne ogniwa krzemowe spowodują wzrost możliwości dzięki niskim kosztom materiałów. Spadły także ceny modułów fotowoltaicznych szybciej niż oczekiwano na początku 2023 r., w miarę zwiększania się podaży polikrzemu 

W międzyczasie Według danych, w zmienionym krajobrazie biznesowym po pandemii Covid-19, globalny rynek paneli słonecznych szacowany na 50,1 miliarda dolarów w roku 2022 przewiduje się, że do 2030 r. osiągnie skorygowaną wielkość 98,5 miliarda dolarów, przy wzroście CAGR o 8,8% w analizowanym okresie 2022–2030. Polikrystaliczny panel słoneczny, jeden z przewiduje się, że segmenty analizowane w raporcie odnotują CAGR na poziomie 8,2%. osiągnąć 48,2 miliarda dolarów na koniec okresu objętego analizą. Biorąc pod uwagę Trwające ożywienie po pandemii oznacza wzrost w segmencie cienkowarstwowych paneli słonecznych skorygowana do skorygowanego CAGR na poziomie 8,9% na następny okres 8 lat.

6. Analiza inwestycji w panele słoneczne

Biorąc pod uwagę, że energia słoneczna jest obecnie drugą najczęściej wykorzystywaną czystą energią technologii na całym świecie pod względem zainstalowanej mocy, oczekuje się, że fotowoltaika będzie taka jedno z najtańszych źródeł energii dostępnych do 2050 r., szczególnie w regionach które mają doskonałe promieniowanie słoneczne, a trend ten wynika z kilku czynników czynniki.

l Analiza typu produktu

Polikrystaliczne panele słoneczne są liderem na rynku z ponad 48% udziałem wartość udziału w rynku i oczekuje się, że zdobędzie większy udział w rynku okresie prognozy, zwłaszcza w segmencie mieszkaniowym. Ale postęp w cienkowarstwowych moduły fotowoltaiczne będą również napędzać rozwój rynku paneli słonecznych w nadchodzącej przyszłości kilka lat. Ponadto wzrost liczby mikrosieci i rozwój tzw budynki zeroenergetyczne spowodują znaczny popyt na rynku.

l Analiza użytkownika końcowego

Według typu użytkownika końcowego rynek jest podzielony na mieszkaniowy, komercyjny, segmenty przemysłowe i inne. Segment komercyjny jest liderem na rynku z ponad 33% wartościowym udziałem w rynku, ponieważ wymagają znacznego ilość energii zapewniająca ich długoterminową trwałość i funkcjonalność ca również pomaga zmniejszyć zależność od energii elektrycznej z sieci, jednocześnie zmniejszając koszty eksploatacji kosztów i minimalizacji śladu węglowego. Ale ponieważ większość rządów na całym świecie przyjęły przepisy dotyczące pomiaru netto wraz ze znaczącymi zmianami dotacje na montaż instalacji fotowoltaicznych w budynkach mieszkalnych. Te komórki są chętnie stosowane w segmencie mieszkaniowym ze względu na niższą w porównaniu z nimi cenę do monokrystalicznych ogniw słonecznych.

l Analiza regionalna

Według danych na rynku wartości dominuje region Azji i Pacyfiku udział. Ponieważ Azja i Pacyfik jest największym regionem na świecie pod względem liczby ludzie żyjący. W regionie znajdują się także Chiny, które mają znaczące znaczenie zdolności produkcyjne polikrystalicznych ogniw słonecznych, które zaspokajają popyt regionu. Indie planują także utworzenie jednostek produkujących energię słoneczną produkcję rządową.

7. Rzeczy do rozważenia w przypadku wysokiej jakości paneli słonecznych

Kupując panele fotowoltaiczne należy kierować się nie tylko ceną i jakością, należy pamiętać także o innych czynnikach.

Temperatura: Panele monokrystaliczne i polikrystaliczne mają najwyższą wydajność od 59°F do 95°F. Regiony o wysokich temperaturach latem mogą spowodować, że panel słoneczny osiągnie temperaturę wewnętrzną przekraczającą 30°F spadek poziomu efektywności. Przy wyborze falownika konieczne jest rozważ warunek.

Degradacja wywołana światłem (LID): LID odnosi się do miary utraty wydajności co ma miejsce w przypadku paneli krystalicznych podczas pierwszych kilku godzin światła słonecznego narażenie. Generalnie LID ma tendencję do wahania się od 1% do 3% utraty wydajności. Dlatego należy to wziąć pod uwagę przy wyborze paneli fotowoltaicznych.

Ocena ogniowa: Międzynarodowe przepisy budowlane wymagają, aby panele słoneczne odpowiadały ich wymaganiom odporność ogniową dachu, aby zapewnić, że panele nie przyspieszą rozprzestrzeniania się płomienie. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją trzy typy klas. Klasa A zapewnia najwięcej ochrona podczas pożaru, ponieważ płomienie nie mogą rozprzestrzeniać się na odległość większą niż sześć stóp. Klasa B zapewnia, że ​​rozprzestrzenianie się płomienia nie przekracza ośmiu stóp, a klasa C zapewnia, że ​​płomienie się rozprzestrzeniają nie rozciągać się na odległość większą niż 13 stóp.

Warunki pogodowe: Na przykład panele krystaliczne są lepsze w obszarach, które mogą wystąpić silne opady gradu, ponieważ są one w stanie wytrzymać uderzenia gradu z prędkością dochodzącą do 50 mil na godzinę. Chociaż panele słoneczne z cienką warstwą są cienkie, nie są idealne na grad. Układ słoneczny wykorzystujący elementy złączne, moduły śrubowe lub a system szyn z trzema ramami lepiej nadaje się do domów, w których mogą wystąpić: huragan lub burza tropikalna.

Wydajność: Wydajność panelu słonecznego odnosi się do ilości światła słonecznego może przekształcić się w energię elektryczną. Wysokowydajny panel słoneczny wyprodukuje więcej energię elektryczną z tej samej ilości światła słonecznego, co panel o niższej sprawności.