Kaj so solarni paneli?

1. Kaj so solarni paneli?

Sončna plošča, znana tudi kot fotovoltaični (PV) modul ali PV plošča, je sestav fotovoltaičnih sončnih celic, nameščenih v (običajno pravokoten) okvir. Sončne plošče zajemajo sončno svetlobo kot vir sevalne energije, ki se pretvori v električno energijo v obliki enosmernega toka (DC).

Lepo organizirana zbirka sončnih kolektorjev se imenuje fotovoltaični sistem ali sončni niz. Nizi fotovoltaičnega sistema se lahko uporabljajo za ustvarjanje sončne energije električna energija, ki neposredno napaja električno opremo ali vrača energijo nazaj v omrežje izmeničnega toka (AC) prek inverterskega sistema. Ta elektrika lahko nato uporabiti za napajanje domov, zgradb in drugih aplikacij ali shraniti v baterije za kasnejšo uporabo. Sončna energija je obnovljiv in trajnostni vir energije plošče igrajo pomembno vlogo pri zmanjševanju odvisnosti od fosilnih goriv in pomagajo zmanjšati emisije ogljika.

2. Struktura solarnih panelov

Sončni paneli so sestavljeni iz velikega števila sončnih celic in uporabljajo svetlobno energijo (fotonov) iz Sonca za ustvarjanje električne energije s fotovoltaičnim učinkom. Vključuje tudi zadnjo ploščo, okvir in priključno omarico ter morda koncentrator, vse med njimi sodelujejo, da zagotovijo normalno delovanje sončnih kolektorjev.

Kaj so sončne celice?

Sončne celice so elektronske naprave, ki pretvarjajo sončno svetlobo v električno energijo s fotovoltaičnim učinkom in večina jih je kristalnih na osnovi rezin silicijeve celice ali tankoplastne celice. Poleg tega so visoki stroški, visoka učinkovitost in tesno zapakirane pravokotne celice z več stiki (MJ) se običajno uporabljajo v solarnih plošče na vesoljskih plovilih, saj ponujajo najvišje razmerje proizvedene moči na kilogram dvignjen v vesolje.Celice so navadno povezane električno v zaporedoma, enega do drugega do želene napetosti, nato pa vzporedno povečevati trenutno.

Kaj je backsheet?

Kot polimer ali kombinacija polimerov z raznimi dodatki, backsheet je zasnovan tako, da zagotavlja pregrado med sončnimi celicami in zunanjostjo okolju. Iz tega lahko vidimo, da je zadnja plošča kritična komponenta v trajnost, učinkovitost in dolgo življenjsko dobo solarnega panela.

Kaj je enkapsulant?

Sončne celice so pogosto prevlečene z inkapsulantom, ki je običajno tanek plast polimernega materiala, ki se nanese čez sončne celice in zadnji list. Na splošno je najpogostejši polimer, ki se uporablja za zapiranje solarnih modulov je etilen-vinil acetat (EVA), ki je dovolj trpežen za zaščito pred soncem celic pred kakršnimi koli poškodbami in podaljšanje življenjske dobe solarnega panela.

Kaj je okvir?

Okvir sončne plošče se nanaša na strukturno podporo, ki drži in ščiti sončne celice, ožičenje in druge komponente v panelu. Je iz aluminija ali drugih lahkih materialov, ki preprečujejo ekstremne poškodbe plošč vremenski vpliv. Hkrati okvir zagotavlja tudi sredstvo za pritrditev ploščo varno pritrdite na površino, kot je streha ali talni nosilec. noter Poleg tega solarni paneli uporabljajo tudi kovinske okvirje, sestavljene iz komponent regalov, nosilci, oblike reflektorjev in korita za boljšo podporo plošče struktura.

Kaj je razvodna omarica?

Kot električno ohišje, ki se uporablja za namestitev in zaščito električnih povezav, Razvodna omarica je posebej zasnovana za zagotavljanje varnega okolja za električne povezave, da preprečite nenamerni stik z žicami pod napetostjo in za poenostavitev prihodnjega vzdrževanja ali popravil. Običajno je pritrjena PV razvodna omarica na zadnjo stran solarne plošče in deluje kot njen izhodni vmesnik. Zunanji povezave za večino fotonapetostnih modulov uporabljajo priključke MC4 za lažjo uporabo vremensko odporne povezave s preostalim sistemom. Napajalni vmesnik USB lahko uporabiti tudi.

Kaj je koncentrator?

Nekateri posebni solarni PV moduli vključujejo koncentratorje, v katerih je svetloba fokusirana z lečami ali ogledali na manjše celice. To omogoča uporabo celic z a visoki stroški na enoto površine (kot je galijev arzenid) v stroškovno učinkovitem [potreben citat] Koncentracija sončne svetlobe lahko poveča tudi učinkovitost na okoli 45 %.

3. Zgodovina razvoja sončnih kolektorjev

Leta 1839 sposobnost nekaterih materialov za ustvarjanje električnega naboja izpostavljenost svetlobi je prvi opazil francoski fizik Edmond Becquerel, čeprav so bili ti prvotni sončni paneli preveč neučinkoviti celo za preprosto elektriko naprave.

V petdesetih letih 20. stoletja je Bell Labs ustvaril prvo komercialno izvedljivo silicijevo sončno energijo celica iz silicija. Vendar je bila uporaba sončne plošče omejena na a nekaj specializiranih področij, kot so vesoljski sateliti, svetilniki in daljinsko lokacijah zaradi visokih stroškov.

V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so naftna kriza in skrbi za okolje spodbudili razvoj cenejših in učinkovitejših sončnih kolektorjev. Po tem pa vlade in zasebna podjetja po vsem svetu so raziskavi pripisovala velik pomen in razvoj sončnih kolektorjev.

V zgodnjih 2000-ih so nekateri uvedli odkupne cene (FiTs). države močno prispevale k hitri rasti sončne Dandanes so solarni kolektorji postali veliko bolj učinkoviti in cenovno dostopnejši kot kdajkoli prej, ki se ne uporabljajo le v domovih in komerciali stavbah, temveč tudi pri infrastrukturnih projektih.

4. Vrste sončnih kolektorjev

Danes so na voljo predvsem tri vrste sončnih kolektorjev: monokristalni, polikristalni (znani tudi kot multikristalni) in tankoplastni.

l Monokristalne sončne celice so sestavljene iz silicija visoke čistosti, ki je pridobljen iz enega kristala. Od vseh vrst plošč monokristalne plošče običajno imajo največji izkoristek (več kot 20 %) in moč. To je ker monokristalni sončni kolektorji zagotavljajo več kot 300 vatov (W) moči zmogljivosti, nekatere celo preko 400 W. še več, monokristalne sončne celice tudi glede temperaturnega koeficienta prekašajo polikristalne modele – merilo delovanja plošče pri visokih temperaturah. Kljub tem prednosti, bodo monokristalni sončni kolektorji verjetno najdražji možnost, zato so bolj priljubljeni pri tistih, ki imajo dovolj proračuna in raje povečajte svoje prihranke na računih za elektriko, kot so komercialni, javni in državni oddelek.

l Polikristalni ali multikristalni sončni kolektorji so sončni kolektorji, ki sestoji iz več kristalov silicija v eni fotonapetostni celici. Te sončne celice so sestavljeni iz več fotovoltaičnih celic. Vsaka celica vsebuje kristale silicija zaradi česar deluje kot polprevodniška naprava. Ko fotoni iz sončna svetloba pade na PN spoj (spoj med materiali N-tipa in P-tipa), elektronom daje energijo, da lahko tečejo kot električni tok. V primerjavi z monokristalnimi solarnimi paneli so polikristalni solarni paneli več okolju prijazni, saj ne zahtevajo individualnega oblikovanja in postavitve vsakega posebej kristal in večina silicija se uporabi med proizvodnjo in več stroškov učinkovito 

Ko gre za njegove slabosti, manjšo učinkovitost, manj prostorsko učinkovita in slaba zmogljivost pri visokih temperaturah lahko ovirata njegovo nadaljnje delovanje razvoj. Na podlagi teh so multikristalni solarni paneli na voljo v velike sončne elektrarne za izkoriščanje sončne moči in oskrbo z elektriko bližnja območja, samostojne naprave ali naprave z lastnim napajanjem, kot so semaforji v oddaljena območja, gospodinjstva zunaj omrežja itd.

l Tankoplastni sončni paneli so izdelani z nanosom ene ali več tankih plasti (tankih filmi ali TF) fotovoltaičnega materiala na podlago, kot je steklo, plastika ali kovina. Pri primerjavi z monokristalnim in polikristalnim silicijem plošče, zahtevajo manj polprevodniškega materiala v procesu izdelave medtem ko pod fotovoltaičnim učinkom delujejo dokaj podobno in so cenejši. Kljub temu so veliko manj učinkoviti in imajo nižjo moč Poleg tega se tankoslojni sončni kolektorji razgradijo hitreje kot solarni kristalni silicij plošče 

Tako se običajno uporabljajo v uporabnem obsegu od tankoplastne sončne energije plošče se razgrajujejo veliko počasneje. In ena pogosta uporaba za tanko plast solarnih panelov je namestitev fleksibilnih PV modulov na strehe vozil (običajno avtodomi ali avtobusi) ter krovi čolnov in drugih plovil. In zaradi svojo prostorsko prednost, postaja vse bolj priljubljena med tistimi, ki želijo doseči stavbno integrirano fotovoltaiko.

5. Razvojni trendi solarnih panelov

Trg sončnih kolektorjev poganjajo vse večje naložbe v obnovljive vire energije energetskem sektorju, padajoči stroški sončnih fotonapetostnih panelov in vse bolj ugodni vladni predpisi. Tako monokristalne kot polikristalne silicijeve celice bili priča velikemu povpraševanju, zlasti v stanovanjskih aplikacijah. kadmij celice iz telurida in amorfnega silicija naj bi ustvarjale rast priložnosti zaradi nizkih stroškov materiala. In cene PV modulov so padle hitreje, kot je bilo pričakovano, v začetku leta 2023, saj postaja ponudba polisilicija izdatnejša 

Medtem ko je medtem po podatkih v spremenjenem poslovnem okolju po COVID-19 globalno trg za solarne panele, ocenjen na 50,1 milijarde USD v letu 2022, je predvidoma do leta 2030 dosegel popravljeno velikost 98,5 milijarde ameriških dolarjev, rast v CAGR 8,8 % v obdobju analize 2022–2030. Polikristalni sončni panel, eden od segmenti, analizirani v poročilu, naj bi zabeležili 8,2-odstotno CAGR in do konca obdobja analize dosegli 48,2 milijarde USD. Ob upoštevanju trenutno okrevanje po pandemiji je rast v segmentu tankoplastnih sončnih panelov ponovno prilagojeno na popravljeno 8,9-odstotno CAGR za naslednje 8-letno obdobje.

6. Investicijska analiza solarnih panelov

Glede na to, da je sonce trenutno druga najbolj uporabljena čista energija tehnologije po vsem svetu glede na nameščeno zmogljivost, pričakuje se, da bo sončna PV eden najcenejših virov energije do leta 2050, zlasti v regijah ki imajo odlično sončno sevanje, trend pa spodbuja več dejavniki.

l Analiza vrste izdelka

Polikristalni solarni panel je vodilni na trgu z več kot 48 % vrednostnega tržnega deleža in pričakuje se, da bo zajel večji tržni delež v napovedano obdobje, zlasti v stanovanjskem segmentu. Toda napredek v tankem filmu solarni fotonapetostni moduli bodo tudi v naslednjem obdobju spodbujali rast trga solarnih panelov nekaj let. Tudi porast uvajanja mikromrež in razvoj ničenergijske stavbe bodo povzročile precejšnje povpraševanje na trgu.

l Analiza končnega uporabnika

Glede na tip končnega uporabnika je trg razdeljen na stanovanjske, komercialne, industrijskih in drugih segmentih. Komercialni segment je vodilni na trgu z več kot 33-odstotnim vrednostnim tržnim deležem, saj zahtevajo znaten količino energije za zagotovitev njihove dolgoročne trajnosti in funkcionalnosti ca prav tako pomaga zmanjšati odvisnost od električne energije iz omrežja, hkrati pa zmanjša delovanje stroške in zmanjšanje ogljičnega odtisa. Ker pa večina vlad po vsem svetu sprejeli zakonodajo o neto merjenju skupaj s pomembnimi subvencije za vgradnjo solarnih sistemov v stanovanjske objekte. Te celice so zlahka uporabljajo v stanovanjskem segmentu zaradi nižjih stroškov v primerjavi na monokristalne sončne celice.

l Regionalna analiza

Po podatkih na trgu vrednosti prevladuje azijsko-pacifiška regija delež. Ker je Azija in Pacifik največja regija na svetu po številu ljudje, ki živijo. V regiji je tudi Kitajska, ki ima pomembno proizvodne zmogljivosti za polikristalne sončne celice, ki izpolnjujejo povpraševanje regije. In Indija načrtuje tudi vzpostavitev solarnih proizvodnih enot pod vladna proizvodnja.

7. Stvari, ki jih je treba upoštevati pri visokokakovostnih solarnih panelih

Pri nakupu solarnih panelov ni treba upoštevati le cene in kakovosti, upoštevati je treba tudi druge dejavnike.

Temperatura: monokristalne in polikristalne plošče imajo največjo učinkovitost med 59°F in 95°F. Regije z visokimi temperaturami poleti, ki lahko lahko povzroči, da sončna plošča doseže notranjo temperaturo več kot 100 °F zmanjšanje ravni učinkovitosti. Pri izbiri razsmernika je potrebno razmislite o stanju.

Svetlobno povzročena degradacija (LID): LID se nanaša na metriko izgube zmogljivosti ki se pojavi pri kristalnih ploščah v prvih nekaj urah sončne svetlobe izpostavljenost. Na splošno se LID giblje med 1 % in 3 % izgube učinkovitosti. Zato je treba to upoštevati pri izbiri sončnih kolektorjev.

Požarna stopnja: Mednarodni gradbeni predpisi zahtevajo, da se solarni paneli ujemajo z njihovimi požarno stopnjo strehe, da zagotovite, da plošče ne pospešujejo širjenja plameni. Na splošno obstajajo tri vrste razreda. Največ zagotavlja razred A zaščita v požaru, saj se plamen ne more razširiti več kot šest metrov. Razred B zagotavlja, da širjenje plamena ne presega osem čevljev, razred C pa zagotavlja, da plameni ne širi več kot 13 čevljev.

Vremenske razmere: Na primer, plošče Crystalline so boljše za območja, ki lahko doživijo močno točo, saj lahko prenesejo udarce toče pri višjih hitrostih do 50 mph. Čeprav glede na njihovo tanko zasnovo, solarni paneli s hin-filmom niso idealni za točo. Solarni sistem, ki uporablja pritrdilne elemente, module z vijaki ali a sistem tirnic s tremi okvirji je bolj primeren za domove, ki bi lahko doživeli a orkan ali tropska nevihta.

Učinkovitost: Učinkovitost sončne celice se nanaša na količino sončne svetlobe lahko pretvori v elektriko. Visoko učinkovita sončna plošča bo proizvedla več električne energije iz enake količine sončne svetlobe kot plošča z nižjo učinkovitostjo.