Vad är solpaneler?

1. Vad är solpaneler?

En solpanel, även känd som en fotovoltaisk (PV) modul eller PV-panel, är en montering av fotovoltaiska solceller monterade i en (vanligen rektangulär) ram. Solpaneler fångar solljus som en källa till strålningsenergi, som omvandlas till elektrisk energi i form av likström (DC) el.

En prydligt organiserad samling av solpaneler kallas ett solcellssystem eller solpaneler. Matriser i ett solcellssystem kan användas för att generera solenergi el som förser elektrisk utrustning direkt, eller matar tillbaka ström in i ett växelströmsnät (AC) via ett invertersystem. Denna el kan sedan användas för att driva hem, byggnader och andra applikationer eller lagras i batterier för senare användning. Som en förnybar och hållbar energikälla, sol paneler spelar en viktig roll för att minska beroendet av fossila bränslen och hjälp minska koldioxidutsläppen.

2. Solpanelernas struktur

Solpaneler består av ett stort antal solceller och använder ljusenergi (fotoner) från solen för att generera elektricitet genom den fotovoltaiska effekten. Den innehåller också baksida, ram och kopplingsdosa, och kanske koncentrator, allt av dem arbetar tillsammans för att säkerställa normal drift av solpanelerna.

Vad är solceller?

Solceller är elektroniska enheter som omvandlar solljus till elektriska energi genom den fotovoltaiska effekten och de flesta av dem är waferbaserade kristallina kiselceller eller tunnfilmsceller. Dessutom hög kostnad, hög effektivitet och tätpackade rektangulära multi-junction (MJ) celler används vanligtvis i solenergi paneler på rymdfarkoster, eftersom de erbjuder den högsta andelen genererad effekt per kilogram lyfts ut i rymden. Cellerna kopplas vanligtvis elektriskt in serie, en till en annan till önskad spänning, och sedan parallellt för att öka nuvarande.

Vad är backsheet?

Som en polymer eller en kombination av polymerer med olika tillsatser, underfolie är utformad för att ge en barriär mellan solcellerna och utsidan miljö. Från vilket vi kan se att det bakre arket är en kritisk komponent i hållbarhet, effektivitet och livslängd för en solpanel.

Vad är inkapsling?

Solceller är ofta belagda med en inkapsling, som vanligtvis är en tunn lager av ett polymermaterial som appliceras över solcellerna och baksida. Generellt den vanligaste polymeren som används vid inkapsling av solcellsmoduler är eten-vinylacetat (EVA), som är tillräckligt hållbart för att skydda solen celler från alla typer av skador och förlänger solpanelens livslängd.

Vad är ram?

Ramen på en solpanel hänvisar till det strukturella stödet som håller och skyddar solcellerna, ledningar och andra komponenter i panelen. Det är det tillverkad av aluminium eller andra lätta material för att förhindra att paneler blir extrema väderpåverkan. Samtidigt tillhandahåller ramen också ett organ för montering panelen säkert på en yta, till exempel ett tak eller en markbaserad ställning. I Dessutom använder solpaneler även metallramar som består av ställkomponenter, fästen, reflektorformer och tråg för att bättre stödja panelen strukturera.

Vad är kopplingsdosa?

Som ett elektriskt hölje som används för att hysa och skydda elektriska anslutningar, kopplingsdosa är speciellt utformad för att ge en säker och säker miljö för elektriska anslutningar för att förhindra oavsiktlig kontakt med strömförande ledningar och för att förenkla framtida underhåll eller reparationer. Vanligtvis är en PV-kopplingsdosa ansluten på baksidan av solpanelen och fungerar som dess utgångsgränssnitt. Extern anslutningar för de flesta solcellsmoduler använder MC4-kontakter för att underlätta enkelt väderbeständiga anslutningar till resten av systemet. Ett USB-strömgränssnitt kan också användas.

Vad är koncentrator?

Vissa speciella solcellsmoduler inkluderar koncentratorer där ljuset fokuseras med linser eller speglar på mindre celler. Detta möjliggör användning av celler med en hög kostnad per ytenhet (som galliumarsenid) i en kostnadseffektiv sätt.[citat behövs] Att koncentrera solljuset kan också höja effektiviteten till cirka 45 %.

3. Utvecklingshistorien för solpaneler

År 1839, förmågan hos vissa material att skapa en elektrisk laddning från ljusexponering observerades först av den franske fysikern Edmond Becquerel, även om dessa initiala solpaneler var för ineffektiva för ens enkel elektrisk enheter.

På 1950-talet skapade Bell Labs den första kommersiellt gångbara kiselsolen cell gjord av kisel. Emellertid var tillämpningen av solpaneler begränsad till en få specialiserade områden som rymdsatelliter, fyrar och avlägsna platser på grund av de höga kostnaderna.

På 1970-talet främjade oljekrisen och miljöhänsyn utveckling av billigare och effektivare solpaneler. Efter det, regeringar och privata företag runt om i världen lade stor vikt vid forskningen och utveckling av solpaneler.

I början av 2000-talet införde vissa inmatningstariffer (FiTs) länder bidrog i hög grad till den snabba tillväxten av solen industrin. Nuförtiden har solpaneler blivit mycket mer effektiva och prisvärda än någonsin tidigare, som används inte bara i hem och kommersiella affärer byggnader men också i infrastrukturprojekt.

4.Typerna av solpaneler

Det finns tre typer av solpaneler främst tillgängliga idag: monokristallin, polykristallin (även känd som multikristallin), och tunnfilm.

l Monokristallina solpaneler är gjorda av högrent kisel, dvs härledd från en enda kristall. Av alla paneltyper, monokristallina paneler har vanligtvis den högsta effektiviteten (över 20 %) och kraftkapaciteten. Detta är eftersom monokristallina solpaneler ger över 300 watt (W) effekt kapacitet, vissa till och med över 400 W. dessutom, monokristallina solpaneler tenderar också att överträffa polykristallina modeller när det gäller temperaturkoefficient – ett mått på en panels prestanda i varma temperaturer. Trots dessa fördelar, monokristallina solpaneler är sannolikt de dyraste alternativ, så de är mer populära bland dem som har tillräckligt med budget och föredrar det maximera dina elräkningsbesparingar såsom kommersiella, offentliga och statliga avdelning.

l PolyCrystalline eller multiCrystalline solpaneler är solpaneler som består av flera kristaller av kisel i en enda PV-cell. Dessa solpaneler är gjorda av flera fotovoltaiska celler. Varje cell innehåller kiselkristaller vilket gör att den fungerar som en halvledarenhet. När fotoner från solljus faller på PN-övergången (övergång mellan material av N-typ och P-typ), det ger energi till elektronerna så att de kan flyta som elektrisk ström. Jämfört med monokristallina solpaneler är polykristallina solpaneler mer miljövänliga eftersom de inte kräver individuell formning och placering av var och en kristall och det mesta av kislet används under produktionen och mer kostnad effektiv 

När det kommer till dess nackdelar, dess lägre effektivitet, mindre utrymmeseffektiv och dålig prestanda i höga temperaturer kan försvåra dess ytterligare utveckling. Baserat på dessa finns multikristallina solpaneler tillgängliga i stora solgårdar att utnyttja solens kraft och leverera el till närliggande områden, fristående eller självförsörjande enheter som trafikljus i avlägsna områden, hushåll utanför nätet, etc.

l Tunnfilmssolpaneler tillverkas genom att ett eller flera tunna lager (tunna filmer eller TFs) av fotovoltaiskt material på ett substrat, såsom glas, plast eller metall. När man gör jämförelser med monokristallint och polykristallint kisel paneler kräver de mindre halvledarmaterial i tillverkningsprocessen medan de fungerar ganska lika under solcellseffekten och är billigare. Ändå är de mycket mindre effektiva och har lägre effektkapacitet Dessutom bryts tunnfilmssolpaneler ned snabbare än kristallin kiselsol paneler 

Således appliceras de vanligtvis på nyttoskala sedan tunnfilmssol paneler försämras i mycket långsammare takt. Och en vanlig applikation för tunnfilm solpaneler är installation av flexibla PV-moduler på fordonstak (vanligen husbilar eller bussar) och däck på båtar och andra fartyg. Och på grund av dess utrymmesfördel har den blivit mer och mer populär bland de som vill uppnå byggnadsintegrerade solceller.

5. Utvecklingen av solpaneler

Marknaden för solpaneler drivs av ökade investeringar i förnybara energikällor energisektorn, de sjunkande kostnaderna för solcellspaneler och framväxande gynnsamma statliga föreskrifter. Både monokristallina och polykristallina kiselceller har sett stor efterfrågan, särskilt i bostadsapplikationer. Kadmium tellurid och amorfa kiselceller förväntas skapa tillväxt möjligheter på grund av låga materialkostnader. Och PV-modulpriserna har fallit snabbare än väntat i början av 2023, eftersom tillgången på polykisel blir rikligare 

Medan under tiden Enligt uppgifter, i det förändrade affärslandskapet efter COVID-19, det globala marknaden för solpaneler som uppskattas till 50,1 miljarder USD år 2022, är beräknas nå en reviderad storlek på 98,5 miljarder USD år 2030, växande med en CAGR på 8,8 % under analysperioden 2022-2030. Polykristallin solpanel, en av segmenten som analyseras i rapporten förväntas registrera en 8,2 % CAGR och nå 48,2 miljarder USD i slutet av analysperioden. Med hänsyn till pågående återhämtning efter pandemi är tillväxten inom segmentet tunnfilmssolpaneler omjusteras till en reviderad 8,9 % CAGR för nästa 8-årsperiod.

6. Investeringsanalysen av solpaneler

Med tanke på att solenergi för närvarande är den näst mest använda rena energin teknik över hela världen efter installerad kapacitet, förväntas solenergi en av de billigaste energikällorna som finns tillgängliga år 2050, särskilt i regioner som har utmärkt solstrålning, och trenden drivs av flera faktorer.

l Produkttypsanalys

Den polykristallina solpanelen leder marknaden med mer än 48 % av värde marknadsandelar och det förväntas ta högre marknadsandelar i prognosperiod, särskilt inom bostadssegmentet. Men framstegen inom tunnfilm solcellsmoduler kommer också att driva tillväxten på marknaden för solpaneler under nästa några år. Även ökningen av utbyggnaden av mikronät och utvecklingen av nollenergibyggnader kommer att leda till en betydande efterfrågan på marknaden.

l Slutanvändaranalys

Efter slutanvändartyp är marknaden uppdelad i bostäder, kommersiella, industriella och andra segment. Det kommersiella segmentet är ledande på marknaden med mer än 33% av värde marknadsandel eftersom de kräver en betydande mängd energi för att säkerställa deras långsiktiga hållbarhet och funktionalitet ca bidrar också till att minska beroendet av el från nätet samtidigt som driften minskar kostnader och minimera koldioxidavtryck. Men eftersom majoriteten av regeringarna globalt har antagit lagstiftningen om nettomätning tillsammans med betydande subventioner för installation av solsystem i bostäder. Dessa celler är används lätt i bostadssegmentet på grund av deras billigare kostnader jämfört med till monokristallina solceller.

l Regional analys

Enligt uppgifter dominerar Asien-Stillahavsområdet på värdemarknaden dela. Eftersom Asien-Stillahavsområdet är den största regionen globalt sett till antal människor som lever. Regionen är också hem för Kina, som har en betydande tillverkningskapacitet för polykristallina solceller som uppfyller efterfrågan av regionen. Och Indien planerar också att sätta upp solenergitillverkningsenheter under statens produktion.

7. Saker att tänka på för solpaneler av hög kvalitet

När du köper solpaneler måste inte bara priset och kvaliteten beaktas, andra faktorer bör också hållas i åtanke.

Temperatur: Monokristallina och polykristallina paneler har maximal effektivitet mellan 59°F och 95°F. Regioner med höga temperaturer under sommaren som kan få en solpanel att nå en inre temperatur på mer än 100°F kan se en minskning av effektivitetsnivåerna. När du väljer en växelriktare är det nödvändigt att överväga tillståndet.

Ljusinducerad nedbrytning (LID): LID hänvisar till ett mått på prestandaförlust som inträffar med kristallina paneler under de första timmarna av solljus exponering. I allmänhet tenderar LID att variera från 1 % till 3 % i effektivitetsförlust. Därför bör det övervägas när du väljer solpaneler.

Brandklassificering: International Building Codes kräver att solpaneler matchar deras takets brandklassning för att säkerställa att panelerna inte påskyndar spridningen av lågor. Generellt finns det tre typer av klasser. Klass A ger mest skydd i en brand, eftersom lågor inte kan spridas mer än sex fot. Klass B säkerställer att flamspridningen inte överstiger åtta fot, och klass C säkerställer att lågorna gör det inte spridit över 13 fot.

Väderförhållanden: Till exempel är kristallina paneler bättre för områden som kan uppleva kraftiga hagel eftersom de tål att hagel slår i hastigheter uppåt till 50 mph. Med tanke på sin tunna design är hin-film solpaneler inte idealiska för hagel. Ett solsystem som använder fästelement, genomgående bultmoduler eller en treramars rälssystem är bättre lämpat för hem som kan uppleva en orkan eller tropisk storm.

Effektivitet: Effektiviteten hos en solpanel hänvisar till mängden solljus det kan omvandlas till elektricitet. En högeffektiv solpanel kommer att producera mer el från samma mängd solljus som en panel med lägre effektivitet.