Ce sunt panourile solare?

1. Ce sunt panourile solare?

Un panou solar, cunoscut și ca modul fotovoltaic (PV) sau panou fotovoltaic, este un ansamblu de celule solare fotovoltaice montate într-un cadru (de obicei dreptunghiular). Panourile solare captează lumina soarelui ca sursă de energie radiantă, care este convertită în energie electrică sub formă de curent continuu (DC).

O colecție de panouri solare bine organizată se numește sistem fotovoltaic sau panou solar. Rețelele unui sistem fotovoltaic pot fi folosite pentru a genera solar electricitate care furnizează direct echipamentele electrice sau realimentează într-o rețea de curent alternativ (AC) printr-un sistem invertor.Această energie electrică poate apoi să fie folosit pentru alimentarea caselor, clădirilor și altor aplicații sau depozitat baterii pentru utilizare ulterioară. Ca sursă de energie regenerabilă și durabilă, solar panourile joacă un rol important în reducerea dependenței de combustibilii fosili și ajutor reduce emisiile de carbon.

2. Structura panourilor solare

Panourile solare constau dintr-un număr mare de celule solare și folosesc energie luminoasă (fotoni) de la Soare pentru a genera electricitate prin efectul fotovoltaic. De asemenea, include foaia din spate, cadru și cutie de joncțiune și poate concentrator, toate dintre ele lucrează împreună pentru a asigura funcționarea normală a panourilor solare.

Ce sunt celulele solare?

Celulele solare sunt dispozitive electronice care transformă lumina solară în electricitate energie prin efectul fotovoltaic și majoritatea sunt cristaline pe bază de plachete celule de siliciu sau celule cu peliculă subțire. De asemenea, costuri ridicate, eficiență ridicată și Celulele cu joncțiune multiplă dreptunghiulară (MJ) compacte sunt de obicei utilizate în solar panouri pe nave spațiale, deoarece oferă cel mai mare raport de putere generată per kilogram ridicat în spațiu.Celulele sunt de obicei conectate electric în serie, unul la altul la tensiunea dorită și apoi în paralel pentru a crește actual.

Ce este foaia din spate?

Ca polimer sau o combinație de polimeri cu diverși aditivi, foaia din spate este conceput pentru a oferi o barieră între celulele solare și exterior mediu. Din care putem vedea că foaia din spate este o componentă critică în durabilitatea, eficiența și longevitatea unui panou solar.

Ce este încapsularea?

Celulele solare sunt adesea acoperite cu un încapsulant, care este de obicei subțire strat dintr-un material polimeric care se aplică peste celulele solare și foaia din spate. În general, cel mai comun polimer utilizat în încapsularea modulelor solare este etilen-acetat de vinil (EVA), care este suficient de durabil pentru a proteja solarul celule de orice fel de deteriorare și prelungirea duratei de viață a panoului solar.

Ce este cadrul?

Cadrul unui panou solar se referă la suportul structural care ține și protejează celulele solare, cablurile și alte componente din interiorul panoului. Este fabricate din aluminiu sau alte materiale ușoare pentru a preveni panourile de la extrem impactul vremii. În același timp, cadrul oferă și un mijloc de montare panoul în siguranță pe o suprafață, cum ar fi un acoperiș sau un suport la sol. În În plus, panourile solare folosesc și rame metalice constând din componente de rafturi, suporturi, forme de reflectoare și jgheaburi pentru a susține mai bine panoul structura.

Ce este cutia de joncțiune?

Ca carcasă electrică folosită pentru a găzdui și proteja conexiunile electrice, cutia de joncțiune este special concepută pentru a oferi un mediu sigur și securizat pentru conexiuni electrice astfel încât să se prevină contactul accidental cu firele sub tensiune și pentru a simplifica întreținerea sau reparațiile viitoare. De obicei, este atașată o cutie de joncțiune PV în spatele panoului solar și funcționează ca interfață de ieșire. Extern conexiunile pentru majoritatea modulelor fotovoltaice folosesc conectori MC4 pentru a facilita conexiuni rezistente la intemperii la restul sistemului. O interfață de alimentare USB poate fi de asemenea folosit.

Ce este concentratorul?

Unele module solare fotovoltaice speciale includ concentratoare în care este focalizată lumina prin lentile sau oglinzi pe celule mai mici. Acest lucru permite utilizarea celulelor cu a cost ridicat pe unitate de suprafață (cum ar fi arseniura de galiu) într-un mod rentabil [Citare necesară] Concentrarea luminii solare poate crește, de asemenea, eficiența la aproximativ 45%.

3. Istoria dezvoltării panourilor solare

În 1839, capacitatea unor materiale de a crea o sarcină electrică din Expunerea la lumină a fost observată pentru prima dată de fizicianul francez Edmond Becquerel, deși aceste panouri solare inițiale erau prea ineficiente chiar și pentru simple electrice dispozitive.

În anii 1950, Bell Labs a creat primul solar de siliciu viabil comercial celulă din silicon. Cu toate acestea, aplicarea panoului solar a fost limitată la a câteva zone specializate, cum ar fi sateliții spațiali, farurile și distanța locatii datorita costului ridicat.

În anii 1970, lovitura crizei petrolului și preocupările de mediu au promovat dezvoltarea de panouri solare mai ieftine și mai eficiente. După aceea, guvernele iar companiile private din întreaga lume au acordat o mare importanță cercetării și dezvoltarea panourilor solare.

La începutul anilor 2000, a fost introdusă de către unii tarifele de tip feed-in tariffs (FiT). țările au contribuit în mare măsură la creșterea rapidă a energiei solare industrie. În zilele noastre, panourile solare au devenit mult mai eficiente și mai accesibile decât oricând înainte, care sunt folosite nu numai în case și comerciale cladiri dar si in proiecte de infrastructura.

4. Tipurile de panouri solare

Există trei tipuri de panouri solare disponibile în principal astăzi: monocristalin, policristalin (cunoscut și ca multi-cristalin) și peliculă subțire.

l Panourile solare monocristaline sunt alcătuite din siliciu de înaltă puritate, adică derivat dintr-un singur cristal. Dintre toate tipurile de panouri, panouri monocristaline au de obicei cea mai mare eficiență (peste 20%) și capacitate de putere. Aceasta este pentru că panourile solare monocristaline oferă peste 300 de wați (W) de putere capacitate, unele chiar depășind 400 W. mai mult, panouri solare monocristaline de asemenea, tind să depășească modelele policristaline în ceea ce privește coeficientul de temperatură – o măsură a performanței unui panou la temperaturi calde. În ciuda acestor avantaje, panourile solare monocristaline sunt probabil cele mai scumpe opțiune, așa că sunt mai populare printre cei care au suficient buget și preferă maximizați-vă economiile la factura la electricitate, cum ar fi cele comerciale, publice și guvernamentale departament.

l Panourile solare PolyCrystalline sau multiCrystalline sunt panouri solare care constau din mai multe cristale de siliciu într-o singură celulă fotovoltaică. Aceste panouri solare sunt formate din mai multe celule fotovoltaice. Fiecare celulă conține cristale de siliciu ceea ce îl face să funcţioneze ca un dispozitiv semiconductor. Când fotonii din lumina soarelui cade pe joncțiunea PN (joncțiunea dintre materialele de tip N și cele de tip P), le transmite energie electronilor, astfel încât aceștia să poată curge sub formă de curent electric. În comparație cu panourile solare monocristaline, panourile solare policristaline sunt mai multe ecologice, deoarece nu necesită modelare și plasare individuală a fiecăruia cristalul și cea mai mare parte din siliciu sunt utilizate în timpul producției și costuri mai mari eficient 

Când vine vorba de dezavantajele sale, eficiența sa mai mică, mai puțin Spațiul eficient și performanța slabă la temperaturi ridicate poate împiedica în continuare dezvoltare. Pe baza acestora, sunt disponibile panouri solare multicristaline ferme solare mari pentru a valorifica puterea soarelui și a furniza energie electrică zone din apropiere, dispozitive independente sau autoalimentate, cum ar fi semafoarele zone îndepărtate, gospodării în afara rețelei etc.

l Panourile solare cu peliculă subțire sunt realizate prin depunerea unuia sau mai multor straturi subțiri (subțiri filme sau TF) de material fotovoltaic pe un substrat, cum ar fi sticla, plasticul sau metal. Când se face comparații cu siliciul monocristalin și policristalin panouri, acestea necesită mai puțin material semiconductor în procesul de fabricație în timp ce funcționează destul de asemănător sub efectul fotovoltaic și sunt mai ieftine. Cu toate acestea, sunt mult mai puțin eficiente și au o capacitate de putere mai mică În plus, panourile solare cu peliculă subțire se degradează mai repede decât cele solare cu siliciu cristalin panouri 

Astfel, ele sunt de obicei aplicate la scară de utilitate, deoarece solare cu peliculă subțire panourile se degradează într-un ritm mult mai lent. Și o aplicație comună pentru peliculă subțire panouri solare este instalarea de module fotovoltaice flexibile pe acoperișurile vehiculelor (de obicei RV-uri sau autobuze) și punțile bărcilor și ale altor nave. Și din cauza avantajul său de spațiu, a devenit din ce în ce mai popular printre cei care doresc realizarea clădirii-fotovoltaice integrate.

5. Tendințele de dezvoltare ale panourilor solare

Piața panourilor solare este condusă de investițiile în creștere în sursele regenerabile sectorul energetic, costul în scădere al panourilor solare fotovoltaice și emerge favorabil reglementări guvernamentale.Atât celulele de siliciu monocristaline cât și cele policristaline au fost martorii unei cereri mari, în special în aplicațiile rezidențiale. Cadmiu se așteaptă ca celulele de telururi și siliciu amorf să creeze creștere oportunități datorită costului scăzut al materialului. Și prețurile modulelor fotovoltaice au scăzut mai repede decât era de așteptat la începutul anului 2023, deoarece oferta de polisiliciu devine mai abundentă 

În timp ce între timp, Conform datelor, în peisajul de afaceri schimbat post COVID-19, global Piața panourilor solare estimată la 50,1 miliarde USD în anul 2022 este se estimează că va atinge o dimensiune revizuită de 98,5 miliarde USD până în 2030, crescând la un CAGR de 8,8% pe perioada de analiză 2022-2030. Panoul solar policristalin, unul dintre segmentele analizate în raport, se estimează că va înregistra un CAGR de 8,2% și ajunge la 48,2 miliarde USD până la sfârșitul perioadei de analiză. Ținând cont de în curs de recuperare după pandemie, creșterea segmentului de panouri solare cu peliculă subțire este reajustat la un CAGR revizuit de 8,9% pentru următorii 8 ani.

6. Analiza investițională a panourilor solare

Având în vedere că energia solară este în prezent a doua cea mai folosită energie curată tehnologia de pe tot globul în funcție de capacitatea instalată, este de așteptat să fie solar fotovoltaic una dintre cele mai ieftine surse de energie disponibile până în 2050, în special în regiuni care au radiații solare excelente, iar tendința este condusă de mai mulți factori.

l Analiza tipului de produs

Panoul solar policristalin este lider pe piață cu peste 48% din cotă de piață de valoare și se anticipează că va capta o cotă de piață mai mare în perioada de prognoză, în special la segmentul rezidențial. Dar progresele în film subțire modulele solare fotovoltaice vor conduce, de asemenea, creșterea pieței panourilor solare în perioada următoare câțiva ani. De asemenea, creșterea implementării microrețelelor și dezvoltarea clădirile cu energie zero vor duce la o cerere considerabilă pe piață.

l Analiza utilizatorului final

După tipul de utilizator final, piața este segmentată în rezidențial, comercial, segmente industriale și altele. Segmentul comercial este lider pe piață cu mai mult de 33% din valoarea cotei de piață deoarece necesită un semnificativ cantitatea de energie pentru a le asigura durabilitatea și funcționalitatea pe termen lung.It poate ajuta, de asemenea, la reducerea dependenței de electricitatea rețelei în timp ce scăderea funcționării costuri și minimizarea amprentei de carbon. Dar din moment ce majoritatea guvernelor la nivel global au adoptat legislația de contorizare netă împreună cu semnificative subvenții pentru instalarea sistemului solar în amenajări rezidențiale. Aceste celule sunt ușor de utilizat în segmentul rezidențial datorită costurilor mai ieftine în comparație la celulele solare monocristaline.

l Analiza regională

Potrivit datelor, regiunea Asia-Pacific domină pe piața valorii împărtășește. Deoarece Asia-Pacific este cea mai mare regiune la nivel global ca număr de oameni care trăiesc. Regiunea găzduiește și China, care are o importanță semnificativă capacitatea de producție pentru celule solare policristaline care satisface cererea a regiunii. Și India intenționează, de asemenea, să înființeze unități de producție solară sub producția guvernului.

7. Lucruri de luat în considerare pentru panourile solare de înaltă calitate

Atunci când cumpărați panouri solare, trebuie luate în considerare nu numai prețul și calitatea, ar trebui să se țină cont și de alți factori.

Temperatura: panourile monocristaline și policristaline au eficiență maximă între 59°F și 95°F. Regiunile cu temperaturi ridicate în timpul verii care mai poate provoca ca un panou solar să atingă o temperatură internă mai mare de 100°F scăderea nivelului de eficiență. Atunci când selectați un invertor, este necesar să luați în considerare starea.

Degradarea indusă de lumină (LID): LID se referă la o măsurătoare a pierderii de performanță care apare cu panourile cristaline în primele ore de lumină solară expunere. În general, LID tinde să varieze de la 1% la 3% în pierderea de eficiență. Prin urmare, trebuie luat în considerare atunci când alegeți panouri solare.

Clasificarea la foc: Codurile Internaționale de Construcții solicită ca panourile solare să se potrivească gradul de incendiu al acoperișului pentru a se asigura că panourile nu accelerează răspândirea flăcări. În general, există trei tipuri de clasă. Clasa A oferă cel mai mult protecție în caz de incendiu, deoarece flăcările nu se pot răspândi mai mult de 6 metri. Clasa B asigură răspândirea flăcării să nu depășească opt picioare, iar clasa C asigură flăcările nu se întinde peste 13 picioare.

Condiția vremii: De exemplu, panourile cristaline sunt mai bune pentru zonele care ar putea avea grindină puternică, deoarece pot rezista la lovirea grindinei la viteze mai mari la 50 mph. Deși având în vedere designul lor subțire, panourile solare cu peliculă laterală nu sunt ideale pentru grindina. Un sistem solar care utilizează elemente de fixare, module cu șuruburi sau a Sistemul de șine cu trei cadru este mai potrivit pentru casele care ar putea experimenta a uragan sau furtună tropicală.

Eficiență: Eficiența unui panou solar se referă la cantitatea de lumină solară se poate transforma în energie electrică. Un panou solar de înaltă eficiență va produce mai mult electricitate din aceeași cantitate de lumină solară decât un panou cu eficiență mai mică.