Що таке сонячні панелі?

1. Що таке сонячні панелі?

Сонячна панель, також відома як фотоелектричний (PV) модуль або PV панель, є збірка фотоелектричних сонячних елементів, встановлених у (зазвичай прямокутній) рамі. Сонячні панелі вловлюють сонячне світло як джерело променистої енергії, яка перетворюється в електричну енергію у вигляді електроенергії постійного струму (DC).

Акуратно організована колекція сонячних панелей називається фотоелектричною системою або сонячна батарея. Масиви фотоелектричної системи можуть бути використані для генерації сонячної енергії електрику, яка постачає електричне обладнання безпосередньо або повертає електроенергію в мережу змінного струму (AC) через інверторну систему. Ця електроенергія може потім використовувати для живлення будинків, будівель та інших програм або зберігати в них батареї для подальшого використання. Сонячна енергія як відновлюване та стійке джерело енергії панелі відіграють важливу роль у зменшенні залежності від викопного палива та допомагають зменшити викиди вуглецю.

2. Структура сонячних панелей

Сонячні панелі складаються з великої кількості сонячних елементів і використовують світлову енергію (фотони) від Сонця для генерування електроенергії за допомогою фотоелектричного ефекту. Він також включає задню панель, раму та розподільну коробку, і, можливо, концентратор, усе з них працюють разом, щоб забезпечити нормальну роботу сонячних панелей.

Що таке сонячні батареї?

Сонячні батареї - це електронні пристрої, які перетворюють сонячне світло в електричний енергії за рахунок фотоелектричного ефекту, і більшість із них кристалічні на основі пластин кремнієві елементи або тонкоплівкові елементи. Крім того, висока вартість, висока ефективність і щільно упаковані прямокутні багатоперехідні (MJ) елементи зазвичай використовуються в сонячних панелей на космічних кораблях, оскільки вони пропонують найвищий коефіцієнт генерованої потужності на кілограм, піднятий у космос. Клітини зазвичай з’єднані електрично послідовно один до одного до потрібної напруги, а потім паралельно збільшувати поточний.

Що таке backsheet?

У вигляді полімеру або комбінації полімерів з різними добавками, заднього листа призначений для створення бар'єру між сонячними елементами та зовнішнім середовищем середовище. З чого ми можемо бачити, що задній аркуш є критично важливим компонентом у довговічність, ефективність і довговічність сонячної панелі.

Що таке інкапсулятор?

Сонячні батареї часто покриті герметичним матеріалом, який зазвичай є тонким шар полімерного матеріалу, який наноситься поверх сонячних батарей і тильний аркуш. Як правило, найпоширеніший полімер, який використовується для герметизації сонячних модулів це етиленвінілацетат (EVA), який є достатньо міцним, щоб захистити сонячне світло клітини від будь-яких пошкоджень і подовження терміну служби сонячної панелі.

Що таке кадр?

Каркас сонячної панелі відноситься до структурної опори, яка утримує і захищає сонячні елементи, електропроводку та інші компоненти панелі. Це так зроблені з алюмінію або інших легких матеріалів, щоб запобігти екстремальним ударам панелей вплив погоди. У той же час рама також забезпечує засоби для кріплення надійно закріпіть панель на поверхні, такій як дах або наземна стійка. в крім того, сонячні панелі також використовують металеві каркаси, що складаються з компонентів стелажів, кронштейни, рефлекторні форми та жолоби для кращої підтримки панелі структура.

Що таке розподільна коробка?

Як електричний корпус, який використовується для розміщення та захисту електричних з’єднань, розподільна коробка спеціально розроблена для забезпечення безпечного середовища для електричні з’єднання, щоб запобігти випадковому контакту з проводами під напругою та для спрощення майбутнього обслуговування або ремонту. Зазвичай додається фотоелектрична розподільна коробка на задній панелі сонячної панелі та функціонує як її вихідний інтерфейс. зовнішній з’єднання для більшості фотоелектричних модулів використовують роз’єми MC4 для полегшення водонепроникні з’єднання з рештою системи. Інтерфейс живлення USB може також використовувати.

Що таке концентратор?

Деякі спеціальні сонячні фотоелектричні модулі містять концентратори, у яких фокусується світло лінзами або дзеркалами на менші комірки. Це дозволяє використовувати клітини з a висока вартість одиниці площі (наприклад, арсенід галію) є економічно ефективним [потрібна цитата] Концентрація сонячного світла також може підвищити ефективність приблизно до 45%.

3. Історія розвитку сонячних панелей

У 1839 році була виявлена ​​здатність деяких матеріалів створювати електричний заряд Світловий вплив вперше спостерігав французький фізик Едмон Беккерель, хоча ці початкові сонячні батареї були занадто неефективними навіть для простої електрики пристроїв.

У 1950-х роках Bell Labs створила першу комерційно життєздатну кремнієву сонячну енергію осередок із кремнію. Однак застосування сонячних панелей обмежилося а кілька спеціалізованих областей, таких як космічні супутники, маяки та віддалені місцях через високу вартість.

У 1970-х роках нафтова криза та екологічні проблеми сприяли розробка більш дешевих і ефективних сонячних панелей. Після цього уряди і приватні компанії в усьому світі надавали великого значення дослідженням і розробка сонячних панелей.

На початку 2000-х деякі запровадили зелені тарифи (FiT). країн значною мірою сприяли швидкому зростанню сонячної промисловості. Сьогодні сонячні батареї стали набагато ефективнішими та доступнішими ніж будь-коли раніше, які використовуються не лише в будинках і комерційних приміщеннях будівлях, а й в інфраструктурних проектах.

4. Види сонячних панелей

Сьогодні в основному доступні три види сонячних панелей: монокристалічний, полікристалічний (також відомий як мультикристалічний) і тонкоплівкові.

l Монокристалічні сонячні панелі складаються з кремнію високої чистоти, який є отримані з монокристала. З усіх видів панелей монокристалічні панелі зазвичай мають найвищий ККД (понад 20%) і потужність. Це є оскільки монокристалічні сонячні панелі забезпечують понад 300 Вт (Вт) потужності потужність, деякі навіть перевищують 400 Вт. більше того, монокристалічні сонячні панелі також мають тенденцію перевершувати полікристалічні моделі щодо температурного коефіцієнта – вимірювання продуктивності панелі при високих температурах. Незважаючи на ці переваг, монокристалічні сонячні панелі, ймовірно, будуть найдорожчими варіант, тому вони більш популярні у тих, хто має достатній бюджет і вважає за краще максимізуйте свою економію на рахунках за електроенергію, як комерційні, державні та урядові відділ.

l Полікристалічні або мультикристалічні сонячні панелі – це сонячні панелі, які складається з кількох кристалів кремнію в одній фотоелектричній комірці. Ці сонячні панелі складаються з декількох фотоелементів. Кожна комірка містить кристали кремнію завдяки чому він функціонує як напівпровідниковий пристрій. Коли фотони з сонячне світло падає на PN-перехід (перехід між матеріалами N-типу та P-типу), він передає енергію електронам, щоб вони могли протікати як електричний струм. У порівнянні з монокристалічними сонячними батареями, полікристалічні сонячні батареї більше екологічно чисті, оскільки не вимагають індивідуального формування та розміщення кожного кристал і більша частина кремнію використовується під час виробництва та більшої вартості ефективний 

Що стосується його недоліків, його нижча ефективність, менше економне використання місця та низька продуктивність за високих температур можуть перешкодити його подальшому розвитку розвитку. На їх основі доступні мультикристалічні сонячні панелі великі сонячні електростанції для використання енергії сонця та постачання електроенергії поблизу, автономні або автономні пристрої, такі як світлофори в віддалені райони, автономні домогосподарства тощо.

l Тонкоплівкові сонячні панелі виготовляються шляхом нанесення одного або кількох тонких шарів (тонких плівки або TF) фотоелектричного матеріалу на підкладку, таку як скло, пластик або метал. При порівнянні з монокристалічним і полікристалічним кремнієм панелей, вони вимагають менше напівпровідникових матеріалів у процесі виробництва в той час як вони працюють досить подібно під фотоелектричним ефектом і дешевші. Тим не менш, вони набагато менш ефективні і мають меншу потужність Крім того, тонкоплівкові сонячні панелі руйнуються швидше, ніж кристалічні кремнієві сонячні панелі панелі 

Таким чином, вони зазвичай застосовуються в комунальному масштабі, починаючи з тонкоплівкової сонячної енергії панелі руйнуються набагато повільніше. І одне загальне застосування для тонкоплівкових сонячні батареї – це встановлення гнучких фотоелектричних модулів на дахах автомобілів (зазвичай фургони або автобуси) і палуби човнів та інших суден. І через завдяки просторовій перевагі він стає все більш популярним серед бажаючих досягнення інтегрованої фотоелектричної системи будівництва.

5. Тенденції розвитку сонячних панелей

Ринок сонячних панелей розвивається завдяки збільшенню інвестицій у відновлювані джерела енергії в енергетичному секторі, зниження вартості сонячних фотоелектричних панелей і поява сприятливих державні постанови. Як монокристалічні, так і полікристалічні кремнієві елементи користуються високим попитом, особливо в житлових приміщеннях. Кадмій Очікується, що елементи з телуриду та аморфного кремнію створять зростання можливості завдяки низькій вартості матеріалу. А ціни на фотоелектричні модулі впали швидше, ніж очікувалося, на початку 2023 року, оскільки пропозиція полікремнію стає ще більшою 

Тим часом згідно з даними, у зміненому бізнес-ландшафті після COVID-19 глобальний ринок сонячних панелей, оцінений у 50,1 мільярда доларів США у 2022 році, становить за прогнозами, до 2030 року досягне переглянутого розміру в 98,5 мільярдів доларів США, зростаючи на рівні CAGR 8,8% за аналізований період 2022-2030 рр. Полікристалічна сонячна панель, одна з сегментів, проаналізованих у звіті, прогнозується, що CAGR складе 8,2%. досягти 48,2 мільярда доларів США до кінця періоду аналізу. Беручи до уваги Триває відновлення після пандемії, зростання в сегменті тонкоплівкових сонячних панелей є скориговано до переглянутого CAGR на 8,9% на наступний 8-річний період.

6. Інвестиційний аналіз сонячних панелей

З огляду на те, що сонячна енергія на даний момент є другою найбільш розгорнутою чистою енергією технологія по всьому світу за встановленою потужністю, очікується, що сонячна фотоелектрична система буде одне з найдешевших джерел енергії до 2050 року, особливо в регіонах які мають відмінне сонячне випромінювання, і ця тенденція зумовлена ​​кількома фактори.

l Аналіз типу продукту

Полікристалічні сонячні панелі лідирують на ринку з більш ніж 48%. цінність частки ринку, і очікується, що вона захопить більшу частку ринку прогнозний період, особливо в житловому сегменті. Але прогрес у тонкоплівці сонячні фотомодулі також сприятимуть зростанню ринку сонячних панелей протягом наступного року кілька років. Крім того, зростання розгортання мікромереж і розвиток будівлі з нульовим споживанням енергії призведуть до значного попиту на ринку.

l Аналіз кінцевого користувача

За типом кінцевого споживача ринок поділяється на побутовий, комерційний, промислові та інші сегменти. На ринку лідирує комерційний сегмент з більш ніж 33% вартості ринку, оскільки вони потребують значного кількість енергії для забезпечення їх довгострокової стійкості та функціональності. Це ca також допомагає зменшити залежність від електромережі при зниженні експлуатації витрат і мінімізації вуглецевого сліду. Але оскільки більшість урядів в усьому світі ввели в дію законодавство про вимірювання мережі разом із значними субсидії на встановлення сонячної системи в житлових приміщеннях. Ці клітини є легко використовуються в житловому сегменті через їх дешевшу вартість у порівнянні до монокристалічних сонячних елементів.

l Регіональний аналіз

Згідно з даними, Азіатсько-Тихоокеанський регіон домінує на ринку вартості частка. Оскільки Азіатсько-Тихоокеанський регіон є найбільшим регіоном у світі за кількістю люди живуть. У регіоні також розташований Китай, який має значну виробничі потужності для полікристалічних сонячних елементів, які задовольняють попит області. Індія також планує створити заводи з виробництва сонячних батарей виробництва уряду.

7. Що варто враховувати для високоякісних сонячних панелей

Купуючи сонячні батареї, потрібно враховувати не тільки ціну і якість, інші фактори також слід мати на увазі.

Температура: Монокристалічні та полікристалічні панелі мають максимальну ефективність від 59°F до 95°F. Регіони з високими температурами влітку, які можуть може призвести до досягнення внутрішньої температури сонячної панелі понад 100°F зниження рівня ефективності. При виборі інвертора необхідно розглянути умову.

Деградація, викликана світлом (LID): LID відноситься до показника втрати продуктивності що відбувається з кристалічними панелями протягом перших кількох годин сонячного світла контакт. Загалом LID має тенденцію коливатися від 1% до 3% втрати ефективності. Тому це слід враховувати при виборі сонячних батарей.

Вогнестійкість: Міжнародні будівельні норми вимагають, щоб сонячні панелі відповідали їх вогнестійкість даху, щоб переконатися, що панелі не прискорюють поширення полум'я. Зазвичай існує три типи класів. Клас А забезпечує найбільше захист від пожежі, оскільки полум'я не може поширюватися далі, ніж на шість футів. клас B гарантує, що поширення полум'я не перевищує восьми футів, а клас С гарантує, що полум'я перевищить не поширюється за межі 13 футів.

Погодні умови: наприклад, панелі Crystalline краще підходять для місцевостей, де можуть зіткнутися з сильним градом, оскільки вони можуть протистояти граду зі швидкістю до до 50 миль/год. Незважаючи на їх тонкий дизайн, плівкові сонячні панелі не є ідеальними для граду. Сонячна система, яка використовує кріпильні елементи, модулі з наскрізними болтами або a трирамна рейкова система краще підходить для будинків, які можуть зіткнутися з a ураган або тропічний шторм.

Ефективність: Ефективність сонячної панелі відноситься до кількості сонячного світла він може перетворюватися на електрику. Високоефективна сонячна панель вироблятиме більше електрику від такої ж кількості сонячного світла, що й менш ефективна панель.