Что такое солнечные панели?

1. Что такое солнечные панели?

Солнечная панель, также известная как фотоэлектрический (PV) модуль или фотоэлектрическая панель, представляет собой сборка фотоэлектрических солнечных элементов, смонтированных в (обычно прямоугольной) раме. Солнечные панели улавливают солнечный свет как источник лучистой энергии, которая преобразуется в электрическую энергию в виде электричества постоянного тока (DC).

Аккуратно организованная коллекция солнечных панелей называется фотоэлектрической системой. или солнечная батарея. Массивы фотоэлектрической системы можно использовать для генерации солнечной энергии. электричество, которое питает электрическое оборудование напрямую или возвращает энергию в сеть переменного тока (AC) через инверторную систему. Это электричество может затем использоваться для питания домов, зданий и других объектов или храниться в батарейки для дальнейшего использования. Солнечная энергия является возобновляемым и устойчивым источником энергии. панели играют важную роль в снижении зависимости от ископаемого топлива и помогают сократить выбросы углекислого газа.

2. Структура солнечных панелей

Солнечные панели состоят из большого количества солнечных элементов и используют энергию света. (фотоны) от Солнца для выработки электроэнергии посредством фотоэлектрического эффекта. Он также включает в себя задний лист, раму и распределительную коробку и, возможно, концентратор. из них работают вместе, чтобы обеспечить нормальную работу солнечных панелей.

Что такое солнечные батареи?

Солнечные элементы — это электронные устройства, преобразующие солнечный свет в электрическую энергию. энергию за счет фотоэлектрического эффекта, и большинство из них представляют собой кристаллические пластины. кремниевые элементы или тонкопленочные элементы. Кроме того, высокая стоимость, высокая эффективность и Плотноупакованные прямоугольные многопереходные элементы (MJ) обычно используются в солнечных батареях. панели на космических кораблях, поскольку они обеспечивают самый высокий коэффициент вырабатываемой мощности на единицу килограмм поднят в космос. Элементы обычно соединены электрически в последовательно, один к другому, до нужного напряжения, а затем параллельно для увеличения текущий.

Что такое задний лист?

В виде полимера или комбинации полимеров с различными добавками, нижний лист предназначен для обеспечения барьера между солнечными элементами и внешней средой. среда. Из чего мы видим, что задний лист является важнейшим компонентом долговечность, эффективность и долговечность солнечной панели.

Что такое инкапсулянт?

Солнечные элементы часто покрываются герметиком, который обычно представляет собой тонкую пленку. слой полимерного материала, который наносится на солнечные элементы и задний лист. Как правило, наиболее распространенный полимер, используемый для герметизации солнечных модулей. представляет собой этиленвинилацетат (ЭВА), который достаточно прочен, чтобы защитить от солнечных лучей. ячейки от любого рода повреждений и продления срока службы солнечной панели.

Что такое рамка?

Каркас солнечной панели представляет собой структурную опору, которая удерживает и защищает солнечные элементы, проводку и другие компоненты внутри панели. Это изготовлены из алюминия или других легких материалов, чтобы предотвратить экстремальные нагрузки панелей. воздействие погоды. В то же время рама также обеспечивает средства для крепления. надежно закрепите панель на поверхности, например на крыше или наземной стойке. В Кроме того, в солнечных панелях также используются металлические каркасы, состоящие из стеллажных компонентов, кронштейны, формы отражателей и желоба для лучшей поддержки панели структура.

Что такое распределительная коробка?

В качестве электрического корпуса, используемого для размещения и защиты электрических соединений, Распределительная коробка специально разработана для обеспечения безопасной и надежной среды для электрические соединения, чтобы предотвратить случайный контакт с проводами под напряжением и для упрощения будущего обслуживания или ремонта. Обычно прилагается фотоэлектрическая распределительная коробка. на задней стороне солнечной панели и функционирует как выходной интерфейс. Внешний Для соединений большинства фотоэлектрических модулей используются разъемы MC4, что упрощает защищенные от атмосферных воздействий соединения с остальной частью системы. Интерфейс питания USB может также использоваться.

Что такое концентратор?

Некоторые специальные солнечные фотоэлектрические модули включают концентраторы, в которых фокусируется свет. линзами или зеркалами на более мелкие ячейки. Это позволяет использовать клетки с высокая стоимость на единицу площади (например, арсенид галлия) в экономичном [необходима цитата] Концентрация солнечного света также может повысить эффективность примерно до 45%.

3. История развития солнечных панелей.

В 1839 году способность некоторых материалов создавать электрический заряд из Воздействие света впервые наблюдал французский физик Эдмон Беккерель. хотя эти первоначальные солнечные панели были слишком неэффективны даже для простых электрических устройства.

В 1950-х годах Bell Labs создала первую коммерчески жизнеспособную кремниевую солнечную батарею. ячейка из кремния. Однако применение солнечных батарей ограничилось несколько специализированных областей, таких как космические спутники, маяки и удаленные местах из-за высокой стоимости.

В 1970-х годах удар нефтяного кризиса и экологические проблемы способствовали разработка более дешевых и эффективных солнечных панелей. После этого правительства и частные компании по всему миру придавали большое значение исследованиям и разработка солнечных панелей.

В начале 2000-х годов введение некоторыми странами «зеленых» тарифов (FiTs) страны внесли большой вклад в быстрый рост солнечной промышленность. В настоящее время солнечные панели стали гораздо более эффективными и доступными. чем когда-либо прежде, которые используются не только в домах и коммерческих целях. здания, но и в инфраструктурных проектах.

4. Типы солнечных панелей.

Сегодня в основном доступны три типа солнечных панелей: монокристаллический, поликристаллический (также известный как мультикристаллический) и тонкопленочный.

l Монокристаллические солнечные панели изготовлены из кремния высокой чистоты, который полученные из одного кристалла. Из всех типов панелей монокристаллические панели обычно имеют самый высокий КПД (более 20%) и мощность. Это потому что монокристаллические солнечные панели обеспечивают мощность более 300 Вт (Вт) мощность, некоторые даже превышают 400 Вт. более того, монокристаллические солнечные панели также имеют тенденцию превосходить поликристаллические модели по температурному коэффициенту. – показатель эффективности панели при высоких температурах. Несмотря на эти Преимущества: монокристаллические солнечные панели, вероятно, будут самыми дорогими. вариант, поэтому они более популярны среди тех, кто имеет достаточный бюджет и предпочитает максимизируйте свою экономию на счетах за электроэнергию, таких как коммерческие, государственные и государственные отделение.

l Поликристаллические или мультикристаллические солнечные панели — это солнечные панели, которые состоят из нескольких кристаллов кремния в одной фотоэлектрической ячейке. Эти солнечные панели состоят из нескольких фотоэлектрических элементов. Каждая ячейка содержит кристаллы кремния. что позволяет ему функционировать как полупроводниковый прибор. Когда фотоны из солнечный свет попадает на ПН-переход (стык материалов Н-типа и П-типа), он передает энергию электронам, чтобы они могли течь в виде электрического тока. По сравнению с монокристаллическими солнечными панелями поликристаллические солнечные панели более экологичны, так как не требуют индивидуальной формовки и размещения каждого кристалл и большая часть кремния используется во время производства и увеличивает стоимость эффективный 

Что касается его недостатков, то его более низкая эффективность, меньшая компактность и низкая производительность при высоких температурах могут затруднить его дальнейшее разработка. На их основе доступны мультикристаллические солнечные панели. крупные солнечные фермы, которые будут использовать энергию солнца и поставлять электроэнергию в близлежащие территории, автономные устройства или устройства с автономным питанием, такие как светофоры в отдаленные районы, автономные домохозяйства и т. д.

l Тонкопленочные солнечные панели изготавливаются путем нанесения одного или нескольких тонких слоев (тонких пленки или ТФ) фотоэлектрического материала на подложку, например стекло, пластик или металл. При сравнении с монокристаллическим и поликристаллическим кремнием панели, они требуют меньше полупроводникового материала в процессе производства в то время как они действуют примерно одинаково под фотоэлектрическим эффектом и дешевле. Тем не менее, они гораздо менее эффективны и имеют меньшую мощность. Кроме того, тонкопленочные солнечные панели деградируют быстрее, чем солнечные панели из кристаллического кремния. панели 

Таким образом, они обычно применяются в коммунальных масштабах, поскольку тонкопленочные солнечные батареи панели деградируют гораздо медленнее. И одно распространенное применение тонкой пленки солнечные панели – это установка гибких фотоэлектрических модулей на крышах транспортных средств. (обычно автофургоны или автобусы), а также палубы лодок и других судов. И из-за благодаря своему пространству, он становится все более популярным среди тех, кто хочет достичь интегрированной в здание фотоэлектрической системы.

5. Тенденции развития солнечных панелей

Рынок солнечных панелей стимулируется увеличением инвестиций в возобновляемые источники энергии. энергетический сектор, снижение стоимости солнечных фотоэлектрических панелей и появление благоприятных правительственные постановления. Как монокристаллические, так и поликристаллические кремниевые элементы стали свидетелями высокого спроса, особенно в жилых помещениях. Кадмий Ожидается, что клетки теллурида и аморфного кремния будут способствовать росту возможности благодаря низкой стоимости материала. Цены на фотоэлектрические модули упали быстрее, чем ожидалось в начале 2023 года, поскольку предложение поликремния становится более обильным 

Между тем, согласно данным, в изменившейся после COVID-19 бизнес-среде глобальный Рынок солнечных панелей оценивается в 50,1 миллиарда долларов США в 2022 году. по прогнозам, к 2030 году достигнет пересмотренного размера в 98,5 миллиардов долларов США, при этом среднегодовой темп роста составит 98,5 миллиардов долларов США. на 8,8% за анализируемый период 2022-2030 гг. Поликристаллическая солнечная панель, одна из прогнозируется, что среднегодовой темп роста сегментов, проанализированных в отчете, составит 8,2%, а к концу периода анализа достигнет 48,2 млрд долларов США. Принимая во внимание продолжающееся восстановление после пандемии, рост сегмента тонкопленочных солнечных панелей скорректирован до пересмотренного среднегодового темпа роста в 8,9% на следующий 8-летний период.

6. Инвестиционный анализ солнечных панелей

Учитывая, что солнечная энергия в настоящее время является второй по распространенности чистой энергией. технологии по всему миру по установленной мощности, ожидается, что солнечные фотоэлектрические системы будут один из самых дешевых источников энергии, доступных к 2050 году, особенно в регионах которые имеют отличную солнечную радиацию, и эта тенденция обусловлена ​​несколькими факторы.

l Анализ типа продукта

Поликристаллические солнечные панели лидируют на рынке, занимая более 48% стоимость доли рынка, и ожидается, что он захватит более высокую долю рынка в прогнозный период, особенно в жилом сегменте. Но достижения в области тонкой пленки Солнечные фотоэлектрические модули также будут способствовать росту рынка солнечных панелей в следующем году. несколько лет. Кроме того, рост внедрения микросетей и развитие Здания с нулевым энергопотреблением приведут к значительному спросу на рынке.

l Анализ конечных пользователей

По типу конечного пользователя рынок сегментирован на жилой, коммерческий, промышленный и другие сегменты. Коммерческий сегмент лидирует на рынке с более чем 33% доли стоимостного рынка, поскольку они требуют значительного количество энергии для обеспечения их долгосрочной устойчивости и функциональности. ca также поможет снизить зависимость от электроэнергии из сети и одновременно снизить эксплуатационные расходы. затрат и минимизации углеродного следа. Но поскольку большинство правительств во всем мире приняли законодательство по чистым измерениям наряду со значительными субсидии на установку солнечных систем в жилых домах. Эти клетки легко используются в жилом сегменте из-за более низкой стоимости по сравнению с к монокристаллическим солнечным элементам.

l Региональный анализ

Согласно данным, на рынке стоимости доминирует Азиатско-Тихоокеанский регион. делиться. Поскольку Азиатско-Тихоокеанский регион является крупнейшим регионом мира по количеству люди живущие. В регионе также находится Китай, который имеет значительную производственные мощности для поликристаллических солнечных элементов, которые удовлетворяют спрос региона. Индия также планирует создать предприятия по производству солнечной энергии под государственное производство.

7. Что следует учитывать при выборе высококачественных солнечных панелей

При покупке солнечных батарей необходимо учитывать не только цену и качество, следует учитывать и другие факторы.

Температура: Монокристаллические и поликристаллические панели имеют максимальную эффективность. между 59°F и 95°F. Регионы с высокими температурами летом, которые могут привести к тому, что солнечная панель достигнет внутренней температуры более 100 ° F, может увидеть снижение уровня эффективности. При выборе инвертора необходимо рассмотрим состояние.

Деградация, вызванная светом (LID): LID относится к показателю потери производительности. это происходит с кристаллическими панелями в течение первых нескольких часов солнечного света контакт. Обычно потеря эффективности LID составляет от 1% до 3%. Поэтому это следует учитывать при выборе солнечных батарей.

Класс пожаробезопасности: Международные строительные нормы и правила требуют, чтобы солнечные панели соответствовали класс огнестойкости крыши, чтобы гарантировать, что панели не ускоряют распространение пламя. Обычно существует три типа классов. Класс А обеспечивает наиболее защита при пожаре, поскольку пламя не может распространиться более чем на шесть футов. Класс Б гарантирует, что распространение пламени не превышает восьми футов, а класс C гарантирует, что пламя не превышает восьми футов. не распространяется дальше 13 футов.

Погодные условия. Например, панели Crystalline лучше подходят для районов, могут пострадать от сильного града, поскольку они могут выдержать град, обрушивающийся на скорости до до 50 миль в час. Несмотря на свою тонкую конструкцию, солнечные панели из хин-пленки не идеальны. для града. Солнечная система, в которой используются крепежи, модули со сквозными болтами или Трехрамная рельсовая система лучше подходит для домов, в которых могут возникнуть ураган или тропический шторм.

Эффективность: эффективность солнечной панели зависит от количества солнечного света. он может преобразовываться в электричество. Высокоэффективная солнечная панель будет производить больше электричество из того же количества солнечного света, что и панель с более низким КПД.