Čo sú to solárne panely?

1. Čo sú to solárne panely?

Solárny panel, tiež známy ako fotovoltaický (PV) modul alebo PV panel, je an montáž fotovoltaických solárnych článkov namontovaných v (zvyčajne pravouhlom) ráme. Solárne panely zachytávajú slnečné svetlo ako zdroj sálavej energie, ktorá sa premieňa na elektrickú energiu vo forme jednosmerného prúdu (DC).

Prehľadne usporiadaná zbierka solárnych panelov sa nazýva fotovoltaický systém alebo solárne pole. Polia fotovoltaického systému je možné použiť na výrobu solárnej energie elektrina, ktorá priamo dodáva elektrické zariadenia alebo spätne dodáva energiu do siete striedavého prúdu (AC) cez invertorový systém.Táto elektrina môže potom použiť na napájanie domácností, budov a iných aplikácií alebo ich uložiť batérie na neskoršie použitie. Ako obnoviteľný a udržateľný zdroj energie, solárna panely zohrávajú dôležitú úlohu pri znižovaní závislosti od fosílnych palív a pomoci znížiť emisie uhlíka.

2. Štruktúra solárnych panelov

Solárne panely pozostávajú z veľkého počtu solárnych článkov a využívajú svetelnú energiu (fotóny) zo Slnka na výrobu elektriny prostredníctvom fotovoltaického efektu. Zahŕňa tiež zadnú vrstvu, rám a spojovaciu skrinku a možno aj koncentrátor, všetko z nich spolupracujú na zabezpečení normálnej prevádzky solárnych panelov.

Čo sú solárne články?

Solárne články sú elektronické zariadenia, ktoré premieňajú slnečné svetlo na elektrické energie fotovoltaickým efektom a väčšina z nich je kryštalická na báze plátku kremíkové články alebo tenkovrstvové články. Tiež vysoká cena, vysoká účinnosť a uzavreté obdĺžnikové multi-junction (MJ) články sa zvyčajne používajú v solárnych zariadeniach panely na kozmických lodiach, keďže ponúkajú najvyšší pomer generovaného výkonu na kilogram vyzdvihnutý do priestoru.Články sú zvyčajne spojené elektricky v série, jeden k druhému na požadované napätie a potom paralelne k zvýšeniu prúd.

Čo je zadná vrstva?

Ako polymér alebo kombinácia polymérov s rôznymi prísadami, zadná vrstva je navrhnutý tak, aby poskytoval bariéru medzi solárnymi článkami a vonkajškom životné prostredie. Z čoho môžeme vidieť, že spodná vrstva je kritickým komponentom v odolnosť, účinnosť a životnosť solárneho panelu.

Čo je to enkapsulant?

Solárne články sú často potiahnuté zapuzdrenou látkou, ktorá je zvyčajne tenká vrstva polymérneho materiálu, ktorý je nanesený na solárne články a zadná vrstva. Všeobecne najbežnejší polymér používaný na zapuzdrenie solárnych modulov je etylén-vinylacetát (EVA), ktorý je dostatočne odolný na to, aby chránil slnečné žiarenie článkov pred akýmkoľvek druhom poškodenia a predĺženie životnosti solárneho panelu.

Čo je rám?

Rám solárneho panelu sa vzťahuje na konštrukčnú podporu, ktorá drží a chráni solárne články, kabeláž a ďalšie komponenty v paneli. to je vyrobené z hliníka alebo iných ľahkých materiálov, aby sa zabránilo extrémom panelov vplyv počasia. Rám zároveň poskytuje prostriedky na montáž panel bezpečne na nejaký povrch, ako je strecha alebo pozemný stojan. In Okrem toho solárne panely používajú aj kovové rámy pozostávajúce z regálových komponentov, držiaky, tvary reflektorov a žľaby na lepšiu podporu panelu štruktúru.

Čo je spojovacia skrinka?

Ako elektrické puzdro používané na umiestnenie a ochranu elektrických spojov, spojovacia skrinka je špeciálne navrhnutá tak, aby poskytovala bezpečné a bezpečné prostredie pre elektrické pripojenia tak, aby sa zabránilo náhodnému kontaktu so živými vodičmi a na zjednodušenie budúcej údržby alebo opráv. Zvyčajne je pripojená FV rozvodná skrinka na zadnú stranu solárneho panelu a funguje ako jeho výstupné rozhranie. Vonkajšie pripojenia pre väčšinu fotovoltaických modulov používajú konektory MC4 na uľahčenie spojenie so zvyškom systému odolné voči poveternostným vplyvom. USB napájacie rozhranie môže tiež použiť.

Čo je koncentrátor?

Niektoré špeciálne solárne FV moduly obsahujú koncentrátory, v ktorých sa sústreďuje svetlo šošovkami alebo zrkadlami na menšie bunky. To umožňuje použitie buniek s a vysoké náklady na jednotku plochy (ako je arzenid gália) a nákladovo efektívne spôsob [cit ] Koncentrácia slnečného svetla môže tiež zvýšiť účinnosť na približne 45 %.

3. História vývoja solárnych panelov

V roku 1839 schopnosť niektorých materiálov vytvárať elektrický náboj z expozíciu svetla prvýkrát pozoroval francúzsky fyzik Edmond Becquerel, hoci tieto počiatočné solárne panely boli príliš neefektívne aj pre jednoduché elektrické zariadení.

V 50. rokoch 20. storočia spoločnosť Bell Labs vytvorila prvý komerčne životaschopný kremíkový solárny panel bunka vyrobená z kremíka. Avšak aplikácia solárneho panelu bola obmedzená na a niekoľko špecializovaných oblastí, ako sú vesmírne satelity, majáky a vzdialené miesta kvôli vysokým nákladom.

V 70. rokoch 20. storočia zasiahla ropná kríza a environmentálne obavy vývoj lacnejších a účinnejších solárnych panelov. Potom vlády a súkromné ​​spoločnosti po celom svete prikladali výskumu veľký význam a vývoj solárnych panelov.

Začiatkom roku 2000 bolo niektorými zavedenými výkupnými cenami (FiT). krajiny výrazne prispeli k rýchlemu rastu slnečnej energie V súčasnosti sú solárne panely oveľa efektívnejšie a dostupnejšie ako kedykoľvek predtým, ktoré sa využívajú nielen v domácnostiach a komerčných budov, ale aj v infraštruktúrnych projektoch.

4. Typy solárnych panelov

V súčasnosti sú primárne dostupné tri typy solárnych panelov: monokryštalické, polykryštalické (známe aj ako multikryštalické) a tenkovrstvový.

l Monokryštalické solárne panely sú vyrobené z vysoko čistého kremíka, ktorý je odvodené z jediného kryštálu. Zo všetkých typov panelov monokryštalické panely majú zvyčajne najvyššiu účinnosť (nad 20 %) a kapacitu výkonu. Toto je pretože monokryštalické solárne panely poskytujú viac ako 300 wattov (W) energie kapacita, niektoré dokonca presahujúcu 400 W. a čo viac, monokryštalické solárne panely majú tiež tendenciu prekonávať polykryštalické modely, pokiaľ ide o teplotný koeficient – miera výkonu panelu pri vysokých teplotách. Napriek týmto výhod, monokryštalické solárne panely budú pravdepodobne najdrahšie možnosť, takže sú obľúbenejšie u tých, ktorí majú dostatočný rozpočet a uprednostňujú maximalizujte úspory svojich účtov za elektrinu, ako sú komerčné, verejné a vládne oddelenie.

l PolyCrystalline alebo multiCrystalline solárne panely sú solárne panely, ktoré pozostáva z niekoľkých kryštálov kremíka v jednom fotovoltaickom článku. Tieto solárne panely sú vyrobené z viacerých fotovoltaických článkov. Každá bunka obsahuje kryštály kremíka vďaka čomu funguje ako polovodičové zariadenie. Keď fotóny z slnečné svetlo dopadá na PN prechod (spojenie medzi materiálmi typu N a typu P), dodáva energiu elektrónom, takže môžu prúdiť ako elektrický prúd. V porovnaní s monokryštalickými solárnymi panelmi sú polykryštalické solárne panely viac šetrné k životnému prostrediu, pretože nevyžadujú individuálne tvarovanie a umiestnenie každého z nich kryštál a väčšina kremíka sa využíva pri výrobe a zvyšuje náklady efektívne 

Pokiaľ ide o jeho nevýhody, jeho nižšia účinnosť, menej priestorová efektívnosť a slabý výkon pri vysokých teplotách môžu ďalej brzdiť rozvoj. Na základe toho sú k dispozícii multikryštalické solárne panely veľké solárne farmy, ktoré využívajú energiu slnka a dodávajú elektrinu blízke oblasti, samostatné alebo samostatne napájané zariadenia, ako sú semafory vzdialené oblasti, domácnosti mimo siete atď.

l Tenkovrstvové solárne panely sa vyrábajú nanesením jednej alebo viacerých tenkých vrstiev (tenkých filmy alebo TF) z fotovoltaického materiálu na substrát, ako je sklo, plast alebo kov. Pri porovnávaní monokryštalického a polykryštalického kremíka panely, vyžadujú menej polovodičového materiálu vo výrobnom procese zatiaľ čo pri fotovoltaickom efekte fungujú dosť podobne a sú lacnejšie. Napriek tomu sú oveľa menej účinné a majú nižšiu energetickú kapacitu.In Okrem toho sa tenkovrstvové solárne panely degradujú rýchlejšie ako solárne panely s kryštalickým kremíkom panelov 

Preto sa zvyčajne používajú v úžitkovom meradle od tenkovrstvového solárneho systému panely degradujú oveľa pomalším tempom. A jedna bežná aplikácia pre tenké fólie solar panels je inštalácia flexibilných FV modulov na strechy vozidiel (bežne karavany alebo autobusy) a paluby lodí a iných plavidiel. A kvôli svojou priestorovou výhodou sa stáva čoraz obľúbenejším medzi tými, ktorí chcú dosiahnuť budova-Integrovaná fotovoltaika.

5. Vývojové trendy solárnych panelov

Trh so solárnymi panelmi je poháňaný rastúcimi investíciami do obnoviteľných zdrojov energetický sektor, klesajúce náklady na solárne PV panely a vznikajúce priaznivé vládne nariadenia.Monokryštalické aj polykryštalické kremíkové články zaznamenali vysoký dopyt, najmä v rezidenčných aplikáciách. kadmium Očakáva sa, že telurid a bunky amorfného kremíka vytvoria rast príležitosti vďaka nízkym nákladom na materiál. A ceny FV modulov klesli rýchlejšie, než sa očakávalo na začiatku roku 2023, pretože ponuka polysilikónu sa stáva hojnejšou 

Zatiaľ čo medzičasom sa podľa údajov zmenilo obchodné prostredie po COVID-19 globálne odhadovaný trh so solárnymi panelmi na 50,1 miliardy USD v roku 2022 je predpokladá sa, že do roku 2030 dosiahne revidovanú veľkosť 98,5 miliardy USD, pričom bude rásť na úrovni CAGR 8,8 % počas obdobia analýzy 2022-2030. Polykryštalický solárny panel, jeden z v segmentoch analyzovaných v správe sa predpokladá, že zaznamenajú CAGR 8,2 % a dosiahnuť 48,2 miliardy USD do konca obdobia analýzy. Berúc do úvahy Pokračujúce zotavenie po pandémii, rast v segmente tenkovrstvových solárnych panelov je znovu upravená na revidovanú 8,9 % CAGR na nasledujúce 8-ročné obdobie.

6. Investičná analýza solárnych panelov

Vzhľadom na to, že solárna energia je v súčasnosti druhou najviac využívanou čistou energiou očakáva sa, že solárna fotovoltaická technológia na celom svete podľa inštalovanej kapacity bude jeden z najlacnejších zdrojov energie dostupných do roku 2050, najmä v regiónoch ktoré majú vynikajúce slnečné žiarenie a tento trend riadia viaceré faktory.

l Analýza typu produktu

Polykryštalický solárny panel vedie na trhu s viac ako 48 %. hodnotu trhového podielu a očakáva sa, že získa vyšší podiel na trhu prognózované obdobie, najmä v rezidenčnom segmente. Ale pokroky v tenkej vrstve solárne fotovoltaické moduly budú počas nasledujúceho obdobia tiež poháňať rast trhu so solárnymi panelmi niekoľko rokov. Tiež nárast nasadenia mikrosietí a rozvoj budovy s nulovou spotrebou energie povedú k značnému dopytu na trhu.

l Analýza koncového používateľa

Podľa typu koncového užívateľa je trh rozdelený na obytné, komerčné, priemyselné a iné segmenty. Komerčný segment vedie na trhu s viac ako 33% podielom hodnoty na trhu, pretože si vyžadujú významný množstvo energie na zabezpečenie ich dlhodobej udržateľnosti a funkčnosti.It ca tiež pomáhajú znížiť závislosť od elektrickej energie zo siete pri znižovaní prevádzky nákladov a minimalizácie uhlíkovej stopy. Ale keďže väčšina vlád celosvetovo uzákonili legislatívu čistého merania spolu s významnými dotácie na inštaláciu solárneho systému v bytových zariadeniach. Tieto bunky sú sa ľahko používajú v rezidenčnom segmente kvôli ich lacnejším nákladom v porovnaní na monokryštalické solárne články.

l Regionálna analýza

Podľa údajov dominuje na hodnotovom trhu ázijsko-pacifický región zdieľať. Keďže Ázia a Tichomorie je z hľadiska počtu najväčším regiónom na svete žijúcich ľudí. V regióne sa nachádza aj Čína, ktorá má významnú výrobná kapacita pre polykryštalické solárne články, ktorá spĺňa dopyt regiónu. A India tiež plánuje zriadiť solárne výrobné jednotky pod vládnu produkciu.

7. Čo treba zvážiť pri vysokokvalitných solárnych paneloch

Pri kúpe solárnych panelov je potrebné zvážiť nielen cenu a kvalitu, treba mať na pamäti aj ďalšie faktory.

Teplota: Monokryštalické a polykryštalické panely majú špičkovú účinnosť medzi 59 °F a 95 °F. Regióny s vysokými teplotami počas leta, ktoré môže spôsobiť, že solárny panel dosiahne vnútornú teplotu vyššiu ako 100 °F, čo môže vidieť zníženie úrovne účinnosti. Pri výbere meniča je potrebné zvážiť stav.

Svetlom indukovaná degradácia (LID): LID označuje metriku straty výkonu ktorý sa vyskytuje pri kryštalických paneloch počas prvých niekoľkých hodín slnečného žiarenia vystavenie. Vo všeobecnosti má LID tendenciu pohybovať sa od 1 % do 3 % straty účinnosti. Preto by ste ho mali zvážiť pri výbere solárnych panelov.

Požiarna odolnosť: Medzinárodné stavebné predpisy vyžadujú, aby solárne panely zodpovedali ich požiarnej odolnosti strechy, aby sa zabezpečilo, že panely nezrýchlia šírenie plamene. Vo všeobecnosti existujú tri typy tried. Trieda A poskytuje najviac ochranu pri požiari, pretože plamene sa nemôžu šíriť viac ako šesť stôp. trieda B zaisťuje, že šírenie plameňa nepresiahne osem stôp a trieda C zaisťuje, že plamene áno nepresahuje 13 stôp.

Poveternostné podmienky: Napríklad panely Crystalline sú lepšie pre oblasti, ktoré môžu zaznamenať silné krupobitie, pretože dokážu vydržať krupobitie, ktoré naráža na rýchlosť do 50 mph. Aj keď solárne panely so spodnou fóliou nie sú ideálne, vzhľadom na ich tenký dizajn pre krupobitie. Solárny systém, ktorý používa upevňovacie prvky, moduly na skrutkovanie alebo a trojrámový koľajnicový systém je vhodnejší pre domácnosti, ktoré môžu zažiť a hurikán alebo tropická búrka.

Účinnosť: Účinnosť solárneho panelu sa vzťahuje na množstvo slnečného svetla môže sa premeniť na elektrinu. Vysokoúčinný solárny panel vyrobí viac elektrinu z rovnakého množstva slnečného žiarenia ako panel s nižšou účinnosťou.