Панелҳои офтобии тунук чист?

1. Панелҳои офтобии тунук чист?

Баръакси ҳуҷайраҳои офтобии насли аввал, ки аз кремнийи як ё бисёркристаллӣ сохта шудаанд, панелҳои офтобии тунук бо истифода аз як ё якчанд қабатҳои элементҳои PV дар рӯи сатҳи аз шиша, пластикӣ ё металлҳои гуногун барои табдил додани онҳо истеҳсол карда мешаванд. нури офтоб ба кувваи электр. Ва аз ҳама маъмултарин барои технологияи офтобии тунук истифодашаванда теллуриди кадмий (CdTe), селениди индии галийи мис (CIGS), кремнийи аморфӣ (a-Si) ва арсениди галий (GaAs) мебошанд.

2 Сохтори панелҳои офтобии тунук-плёнка

Панелҳои тунуки офтобӣ аз шумораи зиёди ҳуҷайраҳои офтобии тунук иборатанд ва энергияи рӯшноиро (фотонҳо) аз Офтоб барои тавлиди нерӯи барқ ​​тавассути эффекти фотоэлектрикӣ истифода мебаранд. Он инчунин қабатҳо, варақ ва қуттии пайвасткуниро дар бар мегирад, ки ҳамаи онҳо якҷоя кор мекунанд, то кори мӯътадили панелҳои офтобиро таъмин кунанд.

Ҳуҷайраҳои офтобии тунук чист?

Ҳуҷайраҳои офтобии тунук таҷҳизоти электронӣ мебошанд, ки нури офтобро тавассути эффекти фотоэлектрикӣ ба энергияи барқ ​​табдил медиҳанд. Ҳуҷайраҳои борикӣ тамоюли камтари маводро истифода мебаранд - майдони фаъоли ҳуҷайра одатан танҳо аз 1 то 10 микрометр ғафсӣ аст. Инчунин, ҳуҷайраҳои лоғарро одатан дар як раванди васеъ истеҳсол кардан мумкин аст, ки он метавонад як раванди автоматикунонидашудаи истеҳсолӣ бошад.

Илова бар ин, барои кор кардан панелҳои офтобии тунук қабати тунуки оксиди шаффоф, аз қабили оксиди калъаро истифода мебаранд. Дар ҳоле, ки ҳуҷайраҳои лоғар аз бисёр донаҳои хурди кристаллии маводи нимноқилӣ сохта шудаанд, то майдони барқро бо интерфейс, ки гетерогунксия номида мешавад, беҳтар созанд. Умуман, ин гуна дастгоҳҳои тунук-плёнкаро метавон ҳамчун як воҳиди ягона, яъне ба таври монолитӣ сохтан мумкин аст, ки қабат ба қабат пайдарпай дар баъзе субстрат ҷойгир карда мешаванд, аз ҷумла таҳшин кардани қабати зидди инъикос ва оксиди шаффоф.

қабатҳо чист?

Одатан панели офтобии тунук-плёнка дорои қабати хеле тунук (камтар аз 0,1 микрон) дар боло қабати "тиреза" номида мешавад, то энергияи рӯшноиро танҳо аз охири энергияи баланди спектр бигирад. Он бояд ба қадри кофӣ борик бошад ва фосилаи кофӣ васеъ (2,8 эВ ё бештар) дошта бошад, то тамоми нури мавҷударо тавассути интерфейс (гетероҷунбӣ) ба қабати азхудкунанда интиқол диҳад. Дар қабати азхудкунии зери тиреза, одатан p-намуди doped, ки бо ҷаббида баланд (қобилияти бирӯяд фотонҳо) барои ҷараёни баланд ва фосилаи банд муносиб барои таъмини шиддати хуб муҷаҳҳаз.

Барқарор чист?

Ҳамчун полимер ё омезиши полимерҳо бо иловаҳои гуногун, қафо барои таъмини монеа байни ҳуҷайраҳои офтобӣ ва муҳити беруна пешбинӣ шудааст. Аз он мо метавонем бубинем, ки варақи пуштибонӣ ҷузъи муҳими устуворӣ, самаранокӣ ва дарозумрии панели офтобӣ мебошад.

Қуттии пайвастшавӣ чист?

Ҳамчун як қуттии барқие, ки барои ҷойгир кардан ва муҳофизат кардани пайвастҳои барқӣ истифода мешавад, қуттии пайвасткунӣ махсус барои фароҳам овардани муҳити бехатар ва бехатар барои пайвастҳои барқӣ тарҳрезӣ шудааст, то аз тамоси тасодуфӣ бо симҳои барқ ​​​​ҷилавгирӣ кунад ва нигоҳдорӣ ё таъмири ояндаро содда кунад. Одатан қуттии пайвасти PV ба қафои панели офтобӣ часпонида мешавад ва ҳамчун интерфейси баромади он кор мекунад. Пайвастҳои беруна барои аксари модулҳои фотоэлектрикӣ пайвасткунакҳои MC4-ро истифода мебаранд, то пайвастҳои осони ба ҳаво тобоварро ба боқимондаи система осон кунанд. Интерфейси қувваи USB низ метавонад истифода шавад.

3 Таърихи рушди панелҳои офтобии тунук

Таърихи панелҳои тунуки офтобӣ аз солҳои 1970 оғоз мешавад, вақте ки муҳаққиқон ба таҳқиқоти аввалини худ дар бораи истифодаи филми тунуки (a-Si) нимноқилҳо барои истифодаи энергияи офтоб оғоз карданд, дар он вақт таваҷҷӯҳ ба технологияи тунук барои истифодаи тиҷоратӣ ва барномаҳои аэрокосмосӣ ба рушди дастгоҳҳои лампаи аморфии кремнийи офтобӣ мусоидат мекунанд.

Дар солҳои 1980-ум, пешрафтҳо дар технология ба васеъ кардани маводҳои мавҷудаи лоғар ба маводи нав мусоидат карданд, ба монанди теллуриди кадмий (CdTe) ва селениди индии галлий (CIGS), ки дорои самаранокии табдилдиҳии баландтар ва хароҷоти истеҳсолот мебошанд.

Солҳои 1990 ва 2000-ум давраи пешрафтҳои назаррас дар кашфи маводи нави насли сеюми офтобӣ - маводҳо бо потенсиали бартараф кардани маҳдудиятҳои назариявии самаранокии маводи анъанавии ҳолати сахт буд. Манг маҳсулоти нав ба монанди ҳуҷайраҳои офтобии ба ранг ҳассосшуда, ҳуҷайраҳои офтобии квантӣ таҳия карда шуданд.

Дар солҳои 2010-ум ва аввали солҳои 2020-ум, навоварӣ дар технологияи тунуки офтобӣ кӯшишҳоро барои васеъ кардани технологияи офтобии насли сеюм ба барномаҳои нав ва кам кардани хароҷоти истеҳсолот дар бар мегирад. Дар соли 2004, Лабораторияи Миллии Энергияи Таҷдидшаванда (NREL) барои як модули тунуки CIGS 19,9% самаранокии рекордии ҷаҳонӣ ба даст овард. Дар соли 2022 ҳуҷайраҳои офтобии тунуки органикии чандир ба матоъ ворид карда шуданд.

Дар айни замон, ҳуҷайраҳои офтобии тунуки органикии чандир, ки ба истеҳсолот ворид карда шудаанд, онҳоро нисбат ба панелҳои анъанавии кремний интихоби беҳтар мекунанд. Ва технологияи лоғар тақрибан 19% аз ҳаҷми умумии ИМА-ро ишғол мекунад. хиссаи бозор дар худи хамон сол, аз чумла 30 фоизи махсулоти микьёси коммуналй.

4.Намудҳои панелҳои офтобӣ

Якчанд намуди маводҳо барои истеҳсоли ҳуҷайраҳои офтобии тунук-плёнка мавҷуданд, ки дар асоси ашёи хоми худ онҳоро ба чор намуд тақсим кардан мумкин аст. 

l Панелҳои тунуки теллуриди кадмий (CdTe) як намуди панели офтобӣ мебошанд, ки қабати тунуки теллуриди кадмийро, ки дар маводи зерсохт ҷойгир карда шудаанд, ба монанди шиша ё пӯлоди зангногир ҳамчун маводи нимноқил истифода мебаранд. На танҳо сабук ва осон насб кардан, онҳо инчунин дар шароити кам рӯшноӣ истеҳсоли баланди энергия доранд, ки ин маънои онро дорад, ки онҳо метавонанд ҳатто дар ҳавои абрнок ё абрнок нерӯи барқ ​​тавлид кунанд. Тахмин меравад, ки панелҳои офтобии тунуки CdTe дар шароити озмоиши стандартӣ (STC) ба 19% самаранокӣ расидаанд, аммо ҳуҷайраҳои офтобии ягона ба 22,1% самаранокӣ ноил шудаанд. Бо вуҷуди ин, баъзе нигарониҳо дар бораи заҳролудшавии кадмий вуҷуд доранд, зеро он металли вазнин аст, ки дар сурати дуруст партофта нашудани он метавонад ба муҳити зист зарар расонад.

l Панелҳои тунук-плёнкаи мис индиуми галлий селениди (CIGS) бо роҳи ҷойгир кардани қабати электроди молибденӣ (Mo) дар болои субстрат тавассути раванди пошидан истеҳсол карда мешаванд. Дар муқоиса бо дигар технологияҳои PV, онҳо самаранокии баланд доранд ва метавонанд дар оянда самаранокии назариявии 33% -ро ба даст оранд. Илова бар ин, онҳо ба кафидан ё шикастан камтар майл доранд ва ба осонӣ идора карда мешаванд. Аммо, сарфи назар аз ин афзалиятҳо, арзиши он нисбат ба технологияҳои дигар нисбатан гаронтар аст, ки метавонад ба рушди минбаъдаи онҳо халал расонад.

l Панелҳои аморфӣ кремний (a-Si) бо роҳи коркарди плитаҳои шишагӣ ё субстратҳои чандир дар якҷоягӣ бо конфигуратсияи p-i-n ё n-i-p истеҳсол карда мешаванд. Бартарии панелҳои тунуки филми a-Si чандирӣ ва сохти сабуки онҳоро дар бар мегирад, ки онҳоро барои истифода дар замимаҳои сайёр, ба монанди хаймазанӣ ё барқгирандаи сенсорҳои дурдаст беҳтарин месозад. Аммо, азбаски шишаи ноқилӣ барои ин панелҳо гарон аст ва раванд суст аст, нархи он нисбатан гарон аст, ки тақрибан $ 0,69 / Вт аст.

l Панелҳои тунуки арсениди Галлий (GaAs) нисбат ба ҳуҷайраҳои офтобии муқаррарии тунуки қабати раванди истеҳсолӣ мураккабтаранд. Гуфтан бамаврид аст, ки онхо ба хосилнокии баланди мехнат то 39,2 фоиз ноил гардида, ба гармию намй бештар тобовар мебошанд. Бо вуҷуди ин, вақти истеҳсол, арзиши маводҳо ва маводҳои афзояндаи баланд, онро интихоби камтар қобили қабул мекунанд.

5.Истифодаи панелҳои офтобии борик

Ҳамчун як синфи пайдошавандаи алтернативаҳо ба фотоэлектрикҳои кремний, панелҳои тунуки офтобӣ асосан дар соҳаҳои зерин истифода мешаванд.

l Фотоэлектрикҳои ҳамгирошудаи бино (BIPV)

Азбаски панелҳои тунуки филми PV метавонад нисбат ба панелҳои кремний то 90% сабуктар бошанд, як барномае, ки дар саросари ҷаҳон маъмул шуда истодааст, BIPV мебошад, ки дар он панелҳои офтобӣ ба плиткаи сақф, тиреза, сохторҳои заиф ва ғайра часпонида мешаванд. Илова бар ин,  баъзе намудҳои плёнкаи тунуки PV-ро нимшаффоф кардан мумкин аст, ки барои нигоҳ доштани эстетика барои хонаҳо ва биноҳо ва имкони тавлиди нерӯи офтоб мусоидат мекунанд.

l Барномаҳои кайҳонӣ

Аз сабаби бартариҳои сабук, хеле самаранок, ҳарорати васеи кор ва ҳатто муқовимат ба осеб ба радиатсионӣ, панелҳои офтобии тунук, махсусан панелҳои офтобии CIGS ва GaAs, барои барномаҳои кайҳонӣ беҳтарин буданд.

l Мошинҳо ва барномаҳои баҳрӣ

Як истифодаи маъмули панелҳои офтобии тунук ин насби модулҳои фасеҳи PV дар боми мошинҳо (махсусан RVs ё автобусҳо) ва саҳни қаиқҳо ва дигар зарфҳо мебошад, ки метавонанд барои нерӯи барқ ​​​​ва ҳамзамон нигоҳ доштани эстетика истифода шаванд.

l Барномаҳои сайёр

Интиқолпазирӣ ва андозаи он ба он рушди устуворро дар бахши электроникаи хурди худкор ва Интернети ашё (IoT) фароҳам овард, ки интизор меравад дар солҳои оянда ба таври назаррас афзоиш ёбад. Ва бо пешрафти он, он метавонад минбаъд дар маконҳои дурдаст бо панелҳои офтобӣ, бонкҳои офтобӣ, ноутбукҳои офтобӣ ва ғайра татбиқ карда шавад.

6. Тамоюлҳои рушди панелҳои офтобии тунук

Бо қабули афзояндаи энергияи офтобӣ дар саросари ҷаҳон, татбиқи маҳдудиятҳои қатъии энергетикӣ ва талошҳои афзояндаи ҳукумат барои ҳамгироии манбаъҳои сабз ба шабака интизор меравад, ки панелҳои офтобии тунук то соли 2030 тақрибан 27,11 миллиард долларро ташкил кунанд ва CAGR назарраси 8,29% аз 2022 ба 2030 Афзоишро бартариҳои он ва Р&D, азбаски онҳо ниҳоят сарфакор ва осон сохта шудаанд, камтар маводро истифода мебаранд ва камтар партов мебароранд. Ва Р&D барои баланд бардоштани устувории ҳуҷайраҳои офтобӣ ва иҷроиш инчунин имкониятҳои навро барои рушди бозор фароҳам меорад.

Бо вуҷуди ин, имкониятҳо бо мушкилот якҷоя мешаванд. Сатҳи баланди рақобат, тағйирёбандаи муҳити танзимкунанда, инчунин мавҷудияти маблағҳо ва захираҳои камёб маънои онро дорад, ки дар айни замон онҳо наметавонанд қисми зиёди ҳиссаи бозори ҷаҳониро ишғол кунанд.

7 Таҳлили сармоягузории панелҳои офтобии тунук

Бозори ҳуҷайраҳои офтобии тунук дар солҳои охир ба назар мерасад, ки бо якчанд омилҳо ба вуҷуд омадааст.

l Таҳлили навъи маҳсулот

Дар соли 2018, CdTe қувваи барқро бо нархе истеҳсол кард, ки нисбат ба манбаҳои анъанавии сӯзишвории истихроҷшаванда ба таври қобили мулоҳиза паст ё баробар буд. Аз сабаби он, ки заҳролуд нест, арзон ва хароҷоти истеҳсолӣ, дар айни замон категорияи теллуриди кадмий дар бозори ҷаҳонии ҳуҷайраҳои офтобии тунук бартарӣ дорад ва интизор меравад, ки он дар тӯли давраи пешгӯӣ бо суръати баландтарин афзоиш хоҳад ёфт.

l Таҳлили корбари ниҳоӣ

Афзоиши рушд ва таҳқиқот барои коҳиш додани хароҷоти насб ва нигоҳдорӣ метавонад ниёзҳои истеъмолкунандагонро афзоиш диҳад. Дар соли 2022, бозори коммуналӣ дар бозори ҷаҳонии ҳуҷайраҳои офтобии тунук бартарӣ дорад ва пешгӯӣ мешавад, ки он дар тӯли давраи пешбинишаванда бо суръати баландтарин рушд хоҳад кард. . Азбаски панелҳои офтобии тунук бо суръати хеле сусттар таназзул мекунанд, онҳо алтернативаи эҳтимолиро ба панелҳои анъанавии офтобии c-Si пешниҳод мекунанд.

l Таҳлили минтақавӣ

Осиё ва Уқёнуси Ором дар соли 2022 калонтарин минтақа барои ҳуҷайраҳои офтобии тунук дар ҷаҳон буд ва интизор меравад, ки он бо суръати баландтарин тавсеа хоҳад кард, ки ба ин омилҳои зиёд таъсир мерасонанд. Масалан, ҳамчун бузургтарин бозорҳои PV офтобӣ дар саросари ҷаҳон, Чин то соли 2030 ҳадафи энергияи барқароршавандаро аз 20% то 35% боло хоҳад бурд. Ва иншооти миқёси коммуналии фотоэлектрикӣ дар Чин асосан аз технологияи лоғар истифода мебаранд. Гузашта аз ин, Ҷопон низ изҳор дошт, ки нияти худро дар оянда танҳо аз нерӯи устувор истифода барад.

8 Чизҳое, ки бояд барои панелҳои офтобии тунуки баландсифат ба назар гирифта шаванд

Ҳангоми харидани панелҳои офтобӣ на танҳо нарх ва сифатро бояд ба назар гирифт, балки омилҳои дигарро низ дар назар дошт.

l Самаранокӣ: Самаранокии баланд метавонад бештари энергияи офтобро ба нерӯи барқ ​​табдил диҳад. Умуман, дорои консентратсияи баландтари интиқолдиҳандагони заряд метавонад самаранокии ҳуҷайраи офтобиро тавассути баланд бардоштани ноқилӣ афзоиш диҳад. Илова кардани концентратор ба батареяи офтобӣ на танҳо ба баланд бардоштани самаранокӣ мусоидат мекунад, балки метавонад фазои, мавод ва хароҷотро барои истеҳсоли ҳуҷайра кам кунад.

l Давомнокӣ ва мӯҳлати истифода: Баъзе модулҳои филми борик низ дар шароити гуногун мушкилот доранд. Дар байни ҳама маводҳо, CdTe беҳтарин муқовиматро ба таназзули кор бо ҳарорат нишон медиҳад. Ва бар хилофи дигар маводҳои лоғар, CdTe ба шароити муҳити зист ба монанди ҳарорат ва намӣ тобовар аст, аммо панелҳои чандири CdTe метавонанд дар зери фишорҳо ё шиддатҳои татбиқшуда таназзули корро аз сар гузаронанд.

l Вазн: Он ба зичии панели офтобии тунук-плёнка дахл дорад. Умуман, панели офтобии тунук-плёнка сабук вазн дорад, аз ин рӯ шумо набояд аз истифодаи вазни мурда ба боми худ натарсед. Бо вуҷуди ин, ҳангоми интихоби онҳо вазн бояд ба назар гирифта шавад, то боварӣ ҳосил кунед, ки он барои насб изофабор нашавад.

л Ҳарорат: Ин маънои ҳарорати ҳадди ақал ва максималиро дорад, ки дар он панели офтобии Thin Film кор карда метавонад. Умуман, ҳама беҳтарин панелҳои офтобии лоғар ба ҳисоб мераванд, ки ҳарорати ҳадди аққал -40 ° C ва ҳарорати максималӣ 80 ° C доранд.