Какие солнечные батареи бывают: Виды солнечных батарей — какую выбрать?

Содержание

Какие солнечные батареи бывают

В зависимости от мощности существуют: маломощные для зарядки телефонов и другой негабаритной техники; универсальные и более мощные, объединяемые в комплекты электростанций для преобразования энергии солнца в электроэнергию.

В промышленности и дома применяют солнечные батареи и коллекторы — нагревательную установку, работающую при низких температурах.Их задача — обеспечение домов и производственных помещений горячим водоснабжением. Мощность зависит от его полезной площади. Чем больше коллектор, тем более мощной является установка.

Преимуществом является высокий коэффициент полезного действия. Также они могут нагревать воду до температуры 100-200°С.

Их можно разделить на три типа: вакуумные, плоские и коллекторы-концентраторы.

Вакуумные — набор трубок. Они чем-то похожи на привычный нам термос своим видом. У них есть наружная стеклянная колба, внутри которой находится трубка. Вода проходит по трубке и нагревается с помощью излучения, которое было поглощено абсорбером.

Плоские представляют собой конструкцию из трёх элементов: абсорбер, поглощающий лучи, прозрачное покрытие (чаще всего берётся закаленное стекло) и изолирующий слой. Такой вид может нагреть воду до 200°С.

Коллектор-концентратор. Здесь для поглощения используется зеркальная поверхность. Она фокусирует свет с большей на меньшую поверхность. Все концентраторы оборудованы особыми поворотными устройствами, которые следят за солнцем и улавливают наибольшее количество в течение дня.

Коллекторы-концентраторы нагревают до очень высоких температур. Однако у них есть и недостатки. Они работают только в ясный день. При туманной погоде их работа затруднена. Целесообразно применение в жарких странах, где преобладают безоблачные дни. Поэтому чаще всего их используют в промышленности. 

Все батареи работают по принципу преобразователя.

Принцип очень прост: в качестве основного элемента здесь используется полупроводник, которые преобразует энергию в электрическую. Когда соединяют между собой несколько преобразователей, получается батарея.

Кремниевые очень распространены. В качестве полупроводника недорогой, износоустойчивый материал – кремний, обладающий хорошей производительностью. Выделяют три подвида: монокристаллические, поликристаллические и аморфные.

Монокристаллические изготавливаются из кремния, который прошёл специальную очистку. Поэтому такой модуль стоит больше, чем остальные на его основе. Внешне представляет собой подобие силиконовых сот, металл расплющен в них до состояния тончайших пластин. Она при работе показывает отличный коэффициент 20%. Кроме того, она способна хорошо улавливать, а значит, эффективна в пасмурную погоду.

Основой поликристаллической является кремниевый расплав, который формируется затем в поликристаллы. Технология производства стоит меньше, чем моно. Однако и КПД здесь несколько ниже, порядка 18%.

Аморфные относят как к типу кремниевых, так и к тонкопленочным. Ведь изготовлены они из кремниеводорода, который при испарении наносят на тонкую подложку, сверху есть защитное покрытие. У нее имеются плюсы: стоимость, простота в использовании, доступность и т.д.

В тонкопленочных полупроводником служат разнообразные элементы. Активно применяют кадмий, открытый учеными в 70-х гг. прошлого века. Также медь, теллурид кадмия, галлий, селенид и другие соединения. Технология изготовления таких панелей проста и достаточно недорога: на тонкую полимерную подложку распыляют полупроводниковые соединения. Сверху их обязательно покрывают защитным слоем. КПД тонкопленочных составляет порядка 5%, но они компенсируют это своей неприхотливостью в использовании. Такие панели можно использовать практически везде. Ими можно заряжать планшет, ноутбук, сотовый телефон. Их берут с собой в походы, в горы, в кругосветные путешествия. Выделяется особый подвид:

гибкие модули. Их можно размещать практически везде, они ударопрочны и надежды в применении. Также они могут генерировать энергию, как от прямых солнечных лучей, так и от рассеянного света.

Сравнительно недавно появилась новинка — двухсторонние модули на основе монокристаллического кремния, которые способны улавливать свет, как с тыльной, так и с обратной, лицевой стороны. Их преимущества: безрамочное строение, устойчивы к деградации, зарекомендовали себя в сложных погодных условиях. Т.к. в таких панелях имеется две рабочих поверхности, то и КПД их увеличивается на 10-30%.

Солнечные батареи. Их виды, особенности в Новосибирске

Солнечные батареи, обладающие повышенной эффективностью, изготавливают на основе кремниевых кристаллов. Подобные элементы наиболее распространен благодаря высокой производительности.

Типы солнечных батарей

Солнечные батареи бывают нескольких видов. Их классифицируют в зависимости от материала изготовления:

  • монокристаллического кремния;
  • мультикристаллического кремния;
  • поликристаллического кремния;
  • теллуида кадмия;
  • аморфного кремния.

Расплав кристаллов кремния начинает отвердевать, контактируя с затравкой. Охлаждение материала приводит к его застыванию, в результате которого монокристалл приобретает форму цилиндра, имеющую диаметр 13-20 см. Полученный слиток нарезают на отдельные листочки, толщина которых 250-300 мм. КПД этих солнечных элементов составляет 19%. Они имеют рамку из алюминия и стеклянную защиту. Фото-элементы имеют черный и темно-синий цвет.

Мультикристаллический кремний имеет менее сложную технологию изготовления, чем монокристаллический. Состав этого материала представляет собой монокристаллические решетки, которые собраны в случайном порядке. КПД этих недорогих элементов составляет 15%.

Для замены батарей на основе монокристаллического кремния используют элементы их поликристаллического кремния, имеющего сниженную себестоимость. Элементы с агрегатными кристаллами разной формы имеют ярко синий цвет. Солнечные батареи из поликристаллического кремния выполняют функцию освещения и снабжения электричеством жилых домов, офисов, разных учреждений, парков, дворов, шоссейных дорог. Они представляют собой источник питания для нефте- и газопроводов, медицинского оборудования, телекоммуникаций, позволяют заряжать мобильные устройства.

Развитие современных технологий позволило снизить себестоимость батарей. Солнечные панели вырабатывают электричество из солнечного света в условиях ограниченного земельного пространства. Тонкопленочное оборудование устанавливают на крыши зданий. В год вырабатываемая ими мощность достигает 10-15%. Эти панели функционируют вместе с высоковольтными контроллерами и инверторами..

Аморфный кремний не позволяет выпускать батареи с высоким КПД, значение которого бывает равным 6-8%. этот тип солнечных элементов вырабатывает более дешевую электрическую энергию на основе применения фотоэлектрических преобразователей.

Теллурид кадмия, используемый для создания солнечных панелей, не позволяет изготавливать элементы с высоким КПД. Этот показатель составляет 11%. Эти батареи позволяют сэкономить на мощности в сравнении с кремниевыми.

Разновидности солнечных панелей

Фотоэлементы, применяемые для преобразования энергии солнца в электроэнергию, бывают тонкопленочными и кристаллическими. Последние делят на монокристаллические и поликристаллические кремниевые фотоэлементы. Среди тонкопленочных фотоэлементов выделяют виды батарей, используемых вместе диселенидом индия и меди, теллуридом кадмия, аморфного кремния.

Этапы и технология производства

  1. Погружение затравочного кристалла в расплав кремния и бора.
  2. Подъем на высоту нескольких метров над раствором.
  3. Кристаллизация раствора и его вытягивание за затравочным кристаллом.
  4. Срезание кромки с заготовки для получения элементов квадратной формы.

В результате получают элементы, имеющие толщину 0,3 мм. Затем они проходят процедуру легирования фосфором, что добавляет им n-проводимость и создает p-n переход. После полировки и нанесения антиотражающего покрытия фотоэлемент считается готовым.

Мы предлагаем высококачественные солнечные панелей следующих разновидностей:

 

Как выбрать солнечные батареи для дома: виды и характеристика

Развитие новейших технологий уверенно шагает вперед, это подарило возможность экономить электроэнергию с помощью использования природной энергии Солнца. Это происходит посредством работы солнечных батарей.

Схема солнечной батареи.

Солнечные батареи представляют собой совокупность фотоэлектрических преобразователей, соединенных между собой.

Фотоэлементы преобразовывают солнечную энергию в электрический ток. Это обеспечивает колоссальную экономию потребления электроэнергии и автономность для потребителя. Данный вид энергии, к тому же, безвреден и способен преобразовывать до 40% солнечного света.

Целесообразность использования солнечной энергии для дома

Солнечные батареи имеют большие преимущества перед традиционными источниками электроэнергии. Во-первых – это бесплатный вид энергии, во-вторых – эти приборы можно использовать в любой точке земного шара. В-третьих, альтернативный ресурс экологически безвреден и не загрязняет окружающую среду.

Схема солнечной батареи для дома.

Установка данного источника энергии – недешевое удовольствие, однако за годы использования он себя полностью окупает и оправдывает. Стоимость таких батарей становится дешевле год от года, так как их схема производства уже известна во всем мире и только усовершенствуется.

Энергия, вырабатываемая солнечными батареями, становится вполне конкурентоспособной с другими видами топлива. А в сельской местности, вдали от цивилизованных центральных регионов, использование солнечных батарей выгоднее традиционных ресурсов, а в некоторых случаях они могут стать единственным источником электроэнергии.

Не стоит пугаться высокой стоимости нетрадиционных энергоресурсов, так как в конечном итоге они существенно сэкономят семейный бюджет. Долговечность использования данного вида топлива составляет от 12 до 25 лет. За это время потребитель будет получать бесплатную электроэнергию. Конечно, большое преимущество получат жители южных регионов. Для жителей России, то есть для жителей средней полосы, где интенсивность Солнца продолжается с апреля по ноябрь, экономия электроэнергии тоже получается существенной.

Например, обеспечение дома горячей водой с помощью солнечных батарей осуществляется на 70% в осеннее – весенний период. Летом этот показатель может достигать 100%! Но даже зимой, когда интенсивность Солнца существенно понижена, солнечные батареи продолжают работать, обеспечивая экономию традиционного энергопотребления.

Схема энергетических пластин.

Недостатками энергетических пластин можно считать:

  1. Высокую стоимость.
  2. Снижение производительности фотоэлементов при высокой температуре.
  3. По истечении времени могут снизиться технические характеристики.
  4. Поверхность пластин необходимо постоянно чистить для более эффективной работы.

Солнечные энергоносители нельзя рассматривать как автономный источник энергии. Это дополнительный энергоноситель, который полностью оправдывает себя.

Вернуться к оглавлению

Виды и характеристика альтернативного энергоресурса

Солнечные батареи бывают 3 основных типов:

  1. Монокристаллические.
  2. Поликристаллические.
  3. Тонкопленочные на основе кремния.

Схема монокристаллической солнечной батареи.

Первый вид батарей представляет собой кремниевые пластины и является самым эффективным энергопреобразователем. Эти приборы при большой мощности малы по размеру, что позволяет им занимать малую площадь на крыше дома.

Монокристаллическая пластина состоит из множества силиконовых ячеек, которые преобразовывают солнечную энергию. Такие батареи широко используют на судах, так как их конструкция хорошо выдерживает влагу. Однако их работа зависит от качества попадания прямых солнечных лучей. Так, небольшие облака, закрывшие Солнце, могут заблокировать процесс преобразования энергии.

Таким образом, монокристаллические батареи при компактных размерах обладают высокой мощностью, они надежны, имеют небольшую массу и просты в монтаже. Эти батареи достаточно гибки, они способны принимать любые формы, что позволяет уложить их на крыше дома незаметно.

Ввиду того, что монокристаллические солнечные батареи самые надежные, они и самые дорогие. Этот вариант подходит тогда, когда деньги – не проблема, и хочется выбрать качественную продукцию.

Поликристаллические пластины изготовлены из поликристаллического кремния. Данный энергоресурс характеризуется наличием красивых синих кристаллов разной формы.

Схема подключения солнечной батареи.

Это тоже достаточно эффективный и мощный вид батарей, но меньшей стоимостью. Именно благодаря выгодному соотношению цена-качество данная продукция завоевала большую популярность среди потребителей. Новейшие технологии изготовления приблизили качество поликристаллических батарей к высокому качеству монокристаллических. Данный вид солнечных пластин – лучший вариант источника энергии жилого дома, школы, административного здания.

Тонкопленочные батареи – самый дешевый вид, они наименее эффективны. Занимая большую площадь на крыше дома, этот энергоноситель вырабатывает малую мощность на 1 м², по сравнению с предыдущими двумя. Его главное преимущество в том, что пыль не наносит его поверхности вреда. Тонкопленочным батареям не страшна облачность: при пасмурной погоде их эффективность снижается лишь на 20%.

Вернуться к оглавлению

Какие солнечные батареи выбрать для дома

Выбирая для домов солнечные пластины, необходимо рассмотреть качества, которыми они должны обладать:

  1. Батарея должна иметь высокий коэффициент полезного действия. Количество энергии, вырабатываемое прибором на м² – главный и определяющий параметр данной продукции.
  2. Высокое качество фотоэлементов.
  3. Наличие защитных диодов.
  4. Наличие соединительных кабелей и разъемов. Наличие данных элементов упрощает монтаж и избавляет покупателя от дополнительных расходов.
  5. Долговечность батареи. Солнечные батареи среднего качества имеют срок гарантии 10 лет, то есть за это время они смогут лишь себя окупить. А вот качественные батареи имеют срок гарантии 25 лет, что позволят не только окупить себя, но и сэкономить семейный бюджет.
  6. Солнечные батареи должны быть известных брендов. Репутация производителя – это залог качества продукции.

Принцип работы солнечной батареи.

Мощность пластины влияет на ее цену: чем мощнее батарея, тем она дороже. Выбор солнечной панели для дома должен обуславливаться ее способностью полностью обеспечить поставку энергии для всего дома, то есть для всех электроприборов. Это значит, данная энергосистема должна быть достаточной мощности и соответствовать размерам крыши дома. Ведь чем мощнее батарея, тем она габаритнее.

На качество и размеры данной энергосистемы влияет эффективность ее фотоэлементов. Монокристаллические и поликристаллические панели имеют эффективность 12-19%. Но размеры батареи будут разные, в зависимости от эффективности фотоэлементов. Это значит, что панель мощностью 100 Вт и с эффективностью 12% имеет большую площадь, чем панель такой же мощности, но эффективностью 19%.

Тонкопленочный энергоноситель – самый дешевый, но он обладает минимальной мощностью и занимает существенную площадь на крыше. Поэтому выбор солнечной энергосистемы не должен определяться низкой ценой. Необходимо выбрать такую энергосистему, чтобы она обеспечила необходимую мощность и поместилась на крыше. Самый оптимальный вариант – это поликристаллическая пластина.

Солнечные батареи приобретают все большую популярность благодаря превосходному физическому свойству давать дешевый вид электроэнергии.

Принцип действия или как работают солнечные батареи

Сегодня энергия солнца используется повсюду, от мобильных устройств, до питания домов. Первым вариантом использования солнечной энергии были солнечные коллекторы, однако современные солнечные батареи справляются с этим намного лучше. Принцип работы солнечных батарей не так сложен, как может показаться. После прочтения этой статьи вы узнаете больше о том, как же работает солнечная батарея.

1. Виды солнечных батарей.

1.1. Принцип работы солнечной батареи

Для начала нужно уточнить, что современные солнечные батареи бывают 3-х видов:

  • Монокристаллические
  • Поликристаллические
  • Тонкопленочные (аморфные)

Самыми распространенными видами солнечных батарей считаются монокристаллические и поликристаллические батареи. Они обладают достаточно высоким КПД, а так же имеют относительно низкую цену, однако у таких батарей есть недостаток — конструкции с их использованием не обладают гибкостью, которая необходима в некоторых случаях.

Именно в таких случаях используются тонкопленочные солнечные батареи. Толщина активного элемента аморфных солнечных батарей составляет от 0,5 до 1 мкм, тогда как толщина активного элемента в кристаллических батареях 300 мкм.

Светопоглащаемость аморфного кремния в 20 раз больше, чем у кристаллического, однако КПД аморфных солнечных батарей составляет приблизительно 10%, против 15% у поликристаллических, и 17% у монокристаллических.

Невозможно однозначно сказать какие солнечные батареи лучше. Например тонкопленочным солнечным батареям не нужен прямой солнечный свет, тогда как поли и монокристаллические должны находиться именно на улице под прямыми солнечными лучами.

1.2.  Из чего сделана солнечная батарея?

Солнечные батареи обычно изготавливаются из кремния. Однако чистый кремний практически никогда не используют при их производстве. На характеристики солнечных батарей влияют материалы, из которых изготовлены пластины. Для положительного заряда в качестве примеси к кремнию чаще всего используют бор, а для отрицательного – мышьяк.

Так как солнечные батареи работают зимой так же, как и летом – в пластины добавляют специальные примеси, такие как галлий, медь, арсенид, кадмий, теллурид, селен для того, чтобы сделать их менее чувствительными к перепадам температуры. Это делает элементы солнечной батареи зимой более надежными, и снижает риск их поломки.

2. Принцип действия солнечных батарей.

Многие из вас еще в школе проводили опыт, который описывает принцип работы солнечной батареи. Суть опыта в том, что на n-p переход транзистора со спиленной верхней крышкой падает свет, и если подключить вольтметр, то можно зафиксировать ток. Соответственно чем больше площадь n-p перехода, тем больше ток.

Так как атомы в p-слое полупроводника имеют лишние электроны, а в атомах n-слоя наоборот их недостает – то под воздействием лучей света электроны из p-слоя вбиваются и стремятся перейти в n-слой. В солнечной батарее между слоями находится диэлектрик, поэтому электроны проходят через нагрузку (аккумулятор), и только тогда достигают n-слоя.

3. Где используются солнечные батареи?

Наверное, многие впервые встретились с солнечными батареями около 20 лет назад, когда повсюду стали появляться калькуляторы с

фотоэлементами, что позволяло не менять батарейки в них годами. С тех пор солнечные батареи можно встретить где угодно. Ими оснащают дома в солнечных странах, их устанавливают на машины, их встраивают в мобильные телефоны, существует даже беспилотный самолет, который работает за счет одних только солнечных батарей. Существуют так же и солнечные электростанции, которые вырабатывают электричество для целых городов.

В Пекине в честь летней олимпиады был построен стадион, который аккумулирует солнечную энергию в течении дня, а потом тратит ее же на освещение стадиона, поливку газонов, работу телекоммуникационного оборудования.

В настоящее время в данной отрасли ведутся активные исследования. В начале 2013 года компания Sharp разработала солнечную батарею с КПД 44%.

4. Как устроены солнечные батареи: Видео

Солнечная батарея — это… Что такое Солнечная батарея?

Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или ненаучной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» или «солнечная панель» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

В отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя, солнечная батарея производит непосредственно электричество. Однако для производства электричества из солнечной энергии используются и солнечные коллекторы: собранную тепловую энергию можно использовать и для вырабатывания электричества. Крупные солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение в качестве энергии для приведения в действие тепловых и др. машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и др.), называются Гелиоэлектростанции (ГЕЭС).

Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios — солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается быстрыми темпами в самых разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.

Использование

Микроэлектроника

Зарядное устройство

Для обеспечения электричеством и/или подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

Электромобили

На крыше автомобиля Prius, 2008

Для подзарядки электромобилей.

Энергообеспечение зданий

Солнечная батарея на крыше дома

Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, очень широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.

Новые дома Испании с марта 2007 года должны быть оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания (торговые центры, госпитали и т. д.) должны иметь фотоэлектрическое оборудование [1].

В Нидерландах запущен проект по созданию оконного стекла «Smart Energy Glass» с функциональностью фотоэлемента (см. сайт проекта  (англ.) ).

Энергообеспечение населённых пунктов

Солнечно-ветровая энергоустановка

Использование в космосе

Солнечная батарея на МКС

Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах: они работают долгое время без расхода каких-либо материалов, и в то же время являются экологически безопасными, в отличие от ядерных и радиоизотопных источников энергии.

Однако при полётах на большом удалении от Солнца (за орбитой Марса) их использование становится проблематичным, так как поток солнечной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния от Солнца. При полётах же к Венере и Меркурию, напротив, мощность солнечных батарей значительно возрастает (в районе Венеры в 2 раза, в районе Меркурия в 6 раз).

Эффективность фотоэлементов и модулей

Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли (AM0), составляет около 1366 ватт[2] на квадратный метр (см. также AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D [3], [4]). В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может[5] быть менее 100 Вт/м². С помощью наиболее распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл. По мнению Европейской Ассоциации Фотовольтаики (EPIA), к 2020 году стоимость электроэнергии, вырабатываемой «солнечными» системами, снизится до уровня менее 0,10 € за кВт·ч для промышленных установок и менее 0,15 € за кВт·ч для установок в жилых зданиях.[6]

Сообщается, что в отдельных лабораториях получены солнечные элементы с эффективностью 43 %[7]. В январе 2011 года ожидается поступление на рынок солнечных элементов с эффективностью 39%[8].

Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей,
достигнутые в лабораторных условиях[9]
Тип Коэффициент фотоэлектрического преобразования, %
Кремниевые
Si (кристаллический) 24,7
Si (поликристаллический) 20,3
Si (тонкопленочная передача) 16,6
Si (тонкопленочный субмодуль) 10,4
III-V
GaAs (кристаллический) 25,1
GaAs (тонкопленочный) 24,5
GaAs (поликристаллический) 18,2
InP (кристаллический) 21,9
Тонкие пленки халькогенидов
CIGS (фотоэлемент) 19,9
CIGS (субмодуль) 16,6
CdTe (фотоэлемент) 16,5
Аморфный/Нанокристаллический кремний
Si (аморфный) 9,5
Si (нанокристаллический) 10,1
Фотохимические
На базе органических красителей 10,4
На базе органических красителей (субмодуль) 7,9
Органические
Органический полимер 5,15
Многослойные
GaInP/GaAs/Ge 32,0
GaInP/GaAs 30,3
GaAs/CIS (тонкопленочный) 25,8
a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль) 11,7

Факторы, влияющие на эффективность фотоэлементов

Особенности строения фотоэлементов вызывают снижение производительности панелей с ростом температуры.

Частичное затемнение панели вызывает падение выходного напряжения за счёт потерь в неосвещённом элементе, который начинает выступать в роли паразитной нагрузки. От данного недостатка можно избавиться путём установки байпаса на каждый фотоэлемент панели.

Из рабочей характеристики фотоэлектрической панели видно, что для достижения наибольшей эффективности требуется правильный подбор сопротивления нагрузки. Для этого фотоэлектрические панели не подключают напрямую к нагрузке, а используют контроллер управления фотоэлектрическими системами, обеспечивающий оптимальный режим работы панелей.

Производство

Очень часто одиночные фотоэлементы не вырабатывают достаточной мощности. Поэтому определенное количество PV элементов соединяется в так называемые фотоэлектрические солнечные модули и между стеклянными пластинами монтируется укрепление. Эта сборка может быть полностью автоматизирована.[10]

Топ десять

Крупнейшие производители фотоэлектрических элементов (по суммарной мощности) в 2010 году.[11]

  1. Suntech Power (англ.)русск.
  2. First Solar (англ.)русск.
  3. Sharp Solar (англ.)русск.
  4. Yingli (англ.)русск.
  5. Trina Solar (англ.)русск.
  6. Canadian Solar (англ.)русск.
  7. Hanwha Solarone (англ.)русск.
  8. SunPower (англ.)русск.
  9. Renewable Energy Corporation (англ.)русск.
  10. SolarWorld

Производство в России

Заводы производящие солнечные батареи[источник не указан 646 дней]:

  1. ООО «Хевел» (Новочебоксарск)[12]
  2. «Телеком-СТВ» (Зеленоград)
  3. «Солнечный ветер» (Краснодар)[13]
  4. ОАО «НПП «Квант» (Москва)[14][15]
  5. ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»
  6. ЗАО «Термотрон-завод» (Брянск)
  7. ОАО «Сатурн» Краснодар[16]

См. также

Ссылки

Примечания

  1. Spain requires new buildings use solar power
  2. «Solar Spectra: Air Mass Zero»
  3. «Solar Photovoltaic Technologies»
  4. «Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5»
  5. По материалам: www.ecomuseum.kz
  6. «Конкурентоспособность энергетики» // Photon Consulting
  7. Австралийцы установили новый рекорд КПД солнечных батарей  (рус.). Membrana. Membrana (28 августа 2009). Архивировано из первоисточника 25 июня 2012. Проверено 6 марта 2011.
  8. На рынок выходят солнечные батареи с рекордным КПД  (рус.). Membrana. Membrana (25 ноября 2010). Архивировано из первоисточника 25 июня 2012. Проверено 6 марта 2011.
  9. http://www.nitolsolar.com/rutechnologies/
  10. Производство фотоэлектрического солнечного модуля. Архивировано из первоисточника 25 июня 2012.
  11. PVinsights announces worldwide 2010 top 10 ranking of PV module makers
  12. ООО «Хевел». Архивировано из первоисточника 25 июня 2012.
  13. Солнечный ветер. Архивировано из первоисточника 25 июня 2012.
  14. Официальный сайт предприятия
  15. «Солнечные» крылья. Сюжет телестудии Роскосмоса февраль 2012 г.
  16. ОАО «Сатурн» Краснодар. Архивировано из первоисточника 25 июня 2012.

Виды солнечных батарей — Как выбрать? / Блог / Soncedim

Представьте себе жизнь без оплаты за электроэнергию, горячую воду или отопление… Сколько это экономии за месяц? А через год-два? И пока вы думаете, куда можно вложить сэкономленные средства, мы расскажем о видах солнечных батарей, которые собственно помогут сохранить семейный бюджет.

Справка
С помощью различных систем солнечных батарей можно:

  • освещать дома, хозяйства, комплексы и т.д.;
  • освещать парки, улицы;
  • обеспечивать электропитание различных приборов;
  • нагрев воды;
  • обогрев помещений и многое другое.

Итак, батареи бывают кристаллические и пленочные. Кристаллические в свою очередь делятся на монокристаллические и поликристаллические солнечные панели. Вот об этих двух популярные виды и поговорим.

Монокристаллические или поликристаллические: какая разница?

Сначала отметим, что оба вида панелей изготавливаются по одинаковой технологии, которая уже стала классической. Кремниевые фотоэлементы составляют в кристаллический модуль. Модули соединяют с помощью специальных шин. Благодаря разновидности креплений и рам, такие панели можно разместить на любой поверхности.

Монокристаллические солнечные панели состоят из кремниевых фотомодулей (монокристаллов), которые собирают в сплошную панель. Корпус, изготовленный из из стеклопластика, защищает батарею от внешних воздействий.

Поликристаллические батареи изготовлены из того же кремния, но менее трудоемким способом. Их структура слегка зернистая, что несколько снижает эффективность. Корпус — алюминиевый, он обеспечивает защиту и долговечность панели.

Внешний вид солнечных панелей

Монокристаллические и поликристаллические батареи несколько отличаются внешне. Первые — однородного цвета и со скругленными углами. Вторые — квадратной формы и с неоднородной структурой (через различные размеры кристаллов и наличие примесей).

Монокристаллические имеют высокую производительность, поэтому занимают меньше места. Для поликристаллических нужно больше пространства.

Эффективность солнечных панелей

Выбирать между видами солнечных батарей стоит с учетом эффективности. Уровень эффективности монокристаллических палелей — 23%, поликристаллических — 18%.

Для сравнения: эффективность тонкопленочных моделей — около 13%.

Условия работы

Монокристаллические более универсальны. Например, подходят для минусовых температур и прямого солнечного света. Поликристаллические — рассчитаны для рассеянного света, например, для пасмурной погоды или периода межсезонья.

Деградация

Монокристаллические и поликристаллические солнечные батареи со временем становятся менее мощными. Монокристаллические деградируют немного быстрее. Примерно 0,4% в течение года.

Цены

Изготавливать панели из монокристалла сложнее, поэтому они дороже. Примерно на 10%.

Пленочные панели

Так панели дешевые среди других типов солнечных батарей. Их КПД колеблется от 9,5 до 19,9%.

Другие характеристики пленочных панелей:

  • гибкость;
  • повышенная производительность при рассеянного освещения;
  • себестоимость ниже, чем кристаллических;
  • для увеличения КПД нужны огромные площади для установки.

Приглашаем в «SonceDim»


Внешний вид, эффективность и цены — основные показатели, по которым различают типы солнечных батарей. Для того, чтобы выбрать лучший вариант, проанализируйте свои потребности и оптимальные возможности. А менеджеры компании «СонцеДім» подскажут, какие солнечные батареи принесут вам больше пользы.

Виды солнечных панелей: какие бывают солнечные батареи?

Что такое солнечная батарея — виды солнечных панелей

Разделы статьи:

В связи с тем, что электроэнергия из года в год становится только дороже, во всем мире растет популярность альтернативных видов энергии. К одним из таких, относятся солнечные панели, которые способны преобразовывать солнечную энергию в электрический ток.

История создания первой солнечной батареи начинается в далеком 1954 году. Уже через четыре года, на орбиту Земли был запущен спутник, работающий от солнечных батарей. Сегодня, китайские солнечные панели стали доступными для использования в быту. И хотя их стоимость все ещё достаточна высока, в будущем, наверняка, каждый дом будет запитан от работы солнечной батареи.

Что такое солнечная батарея и как она работает

В конструкции солнечных батарей используются фотоэлектрические преобразователи, которые способны поглощать часть солнечной энергии, а затем перерабатывать её в постоянный электрический ток.

Самым распространенным материалом при изготовлении солнечных панелей, является кремний, отличающийся своими уникальными физико-механическими свойствами.

На сегодняшнее время наибольшее распространение получили два типа фотоэлектрических преобразователей для солнечных батарей, из поликристаллического и монокристаллического кремния. Разница между ними, прежде всего, в КПД. У первого типа фотоэлектрического преобразователя КПД 15%, а у второго, порядком 17,5%.

Для полноценной работы солнечной батареи необходима аккумуляторная батарея, которая будет накапливать электроэнергию, и инвертор, способный её преобразовывать в переменное напряжение.

В таком случае от солнечной панели можно будет запитать самые распространенные электропотребители дома, работающие от переменного напряжения в 220 Вольт и от постоянного, в 12-24-28 Вольта.

Виды солнечных панелей

Как было сказано выше, на сегодняшнее время существуют различные типы солнечных батарей. Все они отличаются друг от друга материалами изготовления, мощностью, и другими характеристиками.

Солнечные панели бывают кремниевыми и пленочными, основой в которых выступает теллурид кадмия и селенид. Кремниевые солнечные батареи, в свою очередь, подразделяются на монокристаллические и поликристаллические.

Для производства монокристаллических солнечных панелей используют очищенный кремний. Вследствие этого, данный вид солнечных панелей, отличается высоким КПД, который достигает порядка 20%.

При изготовлении поликристаллических солнечных панелей используют кремниевую субстанцию. Это позволяет существенно снизить стоимость солнечных панелей. Однако и КПД поликристаллических батарей несколько ниже — 18%.

Наиболее приемлемую цену на сегодняшнее время имеют тонкопленочные солнечные батареи. Основным материалом для их изготовления выступает теллурид кадмия. Данный материал отличается высокой степенью светопоглощения, но имеет ряд существенных недостатков.

В частности, токсичность кадмия не является большой проблемой, так как процент его испарения в атмосферу очень мал, чтобы нанести вред человеческому здоровью. Пожалуй, самым большим недостатком тонкопленочных солнечных панелей, является небольшой КПД (всего 10%), который на порядок ниже, чем у солнечных панелей для изготовления которых применялся кремний.

2022 Руководство по выбору солнечных панелей

В 2019 году солнечные панели типа «синий прямоугольник» почти не встречаются в дикой природе. Солнечные панели доступны в различных цветовых вариантах, например, эта гладкая полностью черная установка солнечных панелей в Массачусетсе.

С таким количеством солнечных панелей на рынке, какой лучший выбор для вашего дома? Вы принимаете решение на основе производительности, гарантии или стоимости? — или все, что выше?

Специалисты ReVision Energy стремятся облегчить вам принятие решения.У нас есть ряд вариантов солнечных панелей для вашего дома (а также связанных с ними инверторных технологий), чтобы удовлетворить ваши цели в области солнечной энергии.

Мы устанавливали солнечные электрические (также фотогальванические или фотогальванические) батареи в штатах Мэн, Нью-Гэмпшир и Массачусетс с начала 2000-х годов, когда размеры солнечных панелей были очень скромными, а системы подходили только для удаленных мест, где не было подключения к сети. возможно. Теперь, когда солнечные панели стали намного эффективнее, а их стоимость снизилась более чем на 75%, вы можете питать весь свой дом солнечными панелями.

В то время как солнечная технология продолжает улучшаться итерациями, основные компоненты не претерпели значительных изменений, и, хотя более тонкие моменты довольно подробны, основная концепция проста. Сетевым солнечным батареям нужны солнечные панели и один или несколько инверторов.

Какие солнечные панели мы используем?

В нашем демонстрационном зале в Южном Портленде, штат Мэн, представлены три актуальных варианта солнечных панелей: солнечный модуль REC стандартной эффективности (слева), такой же вариант в черном цвете (в центре) и высокоэффективная панель справа.

Почти все солнечные панели, продаваемые в Соединенных Штатах, представляют собой модули кристаллического кремния (cSi), форму солнечной панели, состоящую из жестких кремниевых пластин (которые могут быть «поли» или «моно» кристаллами — в зависимости от процесса их изготовления). изготовлены из кремния, из которого они вырезаны), помещены в защищенный от непогоды корпус (закаленное стекло и алюминий). Вся электроника припаяна к задней плате и имеет положительные и отрицательные электрические выходы, которые позволяют подключать солнечную панель к другим цепочкам.Это та же базовая конструкция солнечного коллектора, которая используется с 1970-х годов.

Мы часто слышим о будущих поколениях фотоэлектрических систем (от тонкой пленки до солнечных плиток Илона Маска), однако мы твердо убеждены, что солнечные панели cSi остаются правильным выбором для рынка Новой Англии. Солнечные модули должны десятилетиями выдерживать воздействие ветра, снега и града, и мы знаем, что солнечные панели cSi способны на это. Имея более 100 000 солнечных панелей в полевых условиях, мы можем сказать, что протечки крыш и отказы модулей почти неслыханны.

Не является ли этот тип солнечной панели старомодным?

Чтобы вы не думали, что технология, которой более 30 лет, устарела и запылилась, вспомните, что технология громкоговорителей, по сути, такая же, как и с 1920-х годов!

Достижения в технологии cSi в основном связаны со снижением стоимости производства этих модулей и повышением производительности. Например, в 2009 году типичный коллектор размером 3 х 5 футов будет рассчитан на производство около 230 Вт электроэнергии.В наши дни одна и та же площадь может производить более 400 Вт!

В чем разница между двумя солнечными панелями стандартного размера?

В жилых солнечных установках по всему миру используются солнечные панели с 66 ячейками, тогда как панели с 72 ячейками более распространены в крупных коммерческих наземных системах. У нас есть опыт работы с обоими типами панелей, и мы обнаружили, что панели меньшего размера лучше подходят для солнечных установок на крыше в нашем регионе по следующим важным причинам:

  • Солнечные панели малого формата для жилых домов имеют более высокие показатели снеговой нагрузки, что означает, что они лучше приспособлены к снежным бурям, которые мы наблюдаем зимой в Новой Англии.Солнечные панели большего размера гораздо легче изгибаются посередине под сильными снеговыми нагрузками. Хотя видимых повреждений может и не быть, микротрещины и повреждения рамы могут возникнуть в долгосрочной перспективе, что сократит срок службы вашей системы.
  • Плотность мощности (количество энергии, которое вы можете поместить в пространство) обычно выше у солнечных панелей стандартного размера, чем у более крупных коммерческих солнечных панелей. В то время как более крупные из них могут иметь более высокую общую мощность, меньшие солнечные панели, как правило, более эффективны и, следовательно, будут производить больше электроэнергии на квадратный фут на вашей крыше.
  • Солнечные панели стандартного размера весят около 45 фунтов каждая, в то время как более крупные обычно примерно на 12 фунтов тяжелее. Здоровье и безопасность нашей монтажной бригады является нашим приоритетом. Поскольку для установки панелей на крышу требуется переноска и подъем, работа с меньшими и более легкими панелями снижает вероятность травм в полевых условиях.

Солнечные панели стандартного размера являются явным преимуществом для наших бытовых систем, поскольку они выдерживают зимы и обеспечивают безопасность наших монтажников без ущерба для производства солнечной энергии.

Надежны ли солнечные батареи?

Абсолютно! Почти все авторитетные производители предлагают 25-летнюю гарантию производства энергии (гарантируя мощность 80% в течение 25 лет, хотя люди нашли коллекторы 1970-х годов, которые и сегодня производят 100% своей номинальной мощности). Лучшие производители также предложат как минимум 10-летнюю эстетическую гарантию, которая распространяется на дефекты внешнего вида коллектора, не влияющие на производительность. С панелями REC у нас есть рейтинг установщика ProTrust, который дает нам одну из самых сильных гарантий на оборудование в бизнесе — 25-летнюю гарантию на продукт, работу и производительность.

Знайте, что любое предложение, полученное от ReVision Energy, включает в себя модули, которые любой сотрудник-владелец нашей компании с гордостью установит на своей крыше.

Итак, какую солнечную панель я получу?

Лучшие солнечные панели для вас будут зависеть от того, где вы живете, сколько энергии нужно вашему дому и других факторов. Наши опытные специалисты по проектированию солнечных батарей помогут вам уточнить все эти детали и найти лучший вариант солнечной энергии для вас и вашего дома. На 2022 год наиболее распространенными солнечными панелями являются Q CELLS и REC.Мы установили давние взаимовыгодные отношения с обеими компаниями, чья качественная продукция и исключительное обслуживание клиентов выделяют их в отрасли.

Q CELLS Элегантные высокоэффективные модули, сделанные здесь, в США

Наша высокоэффективная солнечная панель поставляется компанией Q CELLS, немецким новатором в области солнечных технологий, имеющим сборочные заводы прямо здесь, в Америке. Их высокоэффективный модуль DUO BLK ML-G10 является первой панелью мощностью 400 Вт, предлагаемой для бытовых потребителей солнечной энергии, и компания ReVision рада представить этот модуль в нашей линейке.

Использование высокоэффективных солнечных панелей имеет много преимуществ по сравнению со стандартной эффективностью. Пространство на крыше имеет большое значение для каждого солнечного проекта — физического пространства, с которым мы можем работать, не так много! Солнечная батарея с высокоэффективными панелями позволяет нам создать систему, которая будет генерировать больше энергии на квадратный фут, чем система, использующая панели стандартной эффективности. Высокоэффективный модуль, такой как Q CELLS DUO BLK, будет производить больше электроэнергии, чем стандартная панель на той же крыше. Кроме того, высокоэффективная панель имеет такую ​​же надежность, долговечность и долгосрочную гарантию, что и ее аналог со стандартной эффективностью, и мы используем ее, когда пытаемся максимизировать электроэнергию, которую мы можем генерировать на крыше, которая может иметь ограниченное воздействие или другие недостатки.

Q CELLS — отмеченный наградами производитель солнечных батарей с рекордными командами дизайнеров и инженеров, которые постоянно разрабатывают новые эффективные солнечные технологии. Имея научно-исследовательские центры по всему миру, они стремятся сделать передовые варианты солнечной энергии доступными и устойчивыми для домовладельцев и предприятий в США. Завод Q CELLS по сборке модулей, расположенный в Далтоне, штат Джорджия, является крупнейшим в Западном полушарии и знаменует собой значительный рост солнечной промышленности США и наш коллективный переход на чистую солнечную энергию.

REC Group – нарицательное имя для первоклассных солнечных панелей

REC предлагает широкий выбор солнечных панелей, каждая из которых настолько же мощная и долговечная, насколько элегантная и стильная. REC, давний лидер в отрасли солнечной энергетики, сочетает в себе тщательные испытания и передовые технологии для производства линейки высококачественных жилых солнечных панелей, которые мы полюбили. Кроме того, благодаря нашему рейтингу ProTrust Installer, на каждую устанавливаемую нами солнечную панель REC распространяется 25-летняя гарантия ProTrust.

Надежные солнечные панели

REC — идеальный вариант для домов в Новой Англии, где суровая погода и частые перебои в подаче электроэнергии преследуют нас всю зиму. Они протестированы специально для сильного ветра, снега, града и других непредсказуемых переменных и являются лидерами в предотвращении перебоев в подаче электроэнергии, что делает их лучшим вариантом для домашних хозяйств на северо-востоке. Мы сотрудничаем с REC, чтобы закупить большое количество их солнечных панелей для наших коммерческих солнечных проектов. Из-за этого мы добились значительных оптовых скидок, которые мы можем распространить на наших бытовых клиентов.

REC является вертикально интегрированным производителем, что означает, что они менее уязвимы к сбоям в цепочке поставок, чем некоторые производители. Это также означает, что они имеют отличный контроль качества и постоянство. Мы благодарны за то, что, как и мы, REC стремится решать экологические проблемы, делая домашнюю солнечную продукцию более экологичной и экономичной, чем когда-либо.

Приверженность отличным вариантам по отличным ценам

Наши отношения с REC и Q CELLS, двумя инновационными компаниями, приверженными качеству и производительности, позволяют нам предлагать нашим клиентам лучшие цены, независимо от того, какие солнечные панели вы в конечном итоге приобретете.На нашем пути в качестве B-Corp мы узнали, что делать правильные вещи для людей и планеты часто также оказывается хорошим финансовым решением. Потратив время на развитие взаимовыгодных партнерских отношений с нашими поставщиками солнечных панелей, вы получите больше возможностей для нас и более низкие цены для вас.

Как мне сравнить стоимость солнечной энергии?

Один из самых частых вопросов, которые нам задают, и один из самых сложных: сколько стоят солнечные батареи?

Важно не смотреть на стоимость солнечной установки исключительно на стоимость самих солнечных панелей.В него входит гораздо больше — проектирование и разработка на начальном этапе, оформление разрешений / скидок / межсетевых подключений, а также команда, которая может эффективно и безопасно установить солнечные панели на вашей крыше (или во дворе) и соединить их с солнечным коллектором. инвертор, который может быть в вашем подвале, гараже или даже установлен снаружи. На цену влияют детали вашего дома, относящиеся к конкретному сайту; например, сколько этажей в вашем доме, насколько сложными будут электрические работы и другие особенности участка.

ReVision Energy предлагает самые конкурентоспособные цены, которые мы только можем предложить, а также управляет компанией самого высокого уровня.Некоторые вещи, которые отличают нас от конкурентов:

  • Все люди, которые работают с солнечными установками в жилых домах, являются сотрудниками-собственниками ReVision Energy. Это серьезное отличие от компаний, которые передают рабочую силу другим подрядчикам по электротехнике. Наши сотрудники заботятся, потому что они любят то, что они делают, и они являются владельцами бизнеса.
  • В то время как солнечные панели и инверторы являются основными «крупными билетами» в инвестициях в солнечную энергетику, все остальные детали установки (все, от выбора кабелепровода до типа электрического провода и деталей проникновения через крышу) невероятно важны, и наши системы, как правило, будет включать больше внимания к этим деталям, чем другие будут.Сокращение затрат на такие вещи, как гайки, болты и соединители проводов, приводит к проблемам с долгосрочным обслуживанием, и ReVision обещает всегда использовать компоненты самого высокого качества.
  • Мы часто видим преувеличенные/оптимистичные заявления в предложениях конкурентов по производству электроэнергии – обещаем этого не делать. Мы бы предпочли потерять работу, чем делать заявления, которые не соответствуют действительности. Перед проектированием всех наших систем мы проводим подробный анализ затенения.Наше моделирование производительности и производительности системы основано на данных Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL), а также на обширном собственном наборе данных о сезонном производстве солнечной энергии и данных о снеговой нагрузке, накопленных за более чем 15 лет нашей деятельности и более чем 10 000 установленных систем по всему миру. весь Мэн, Нью-Гэмпшир и Массачусетс.
  • ReVision Energy поддерживает круглосуточную службу экстренной помощи 7 дней в неделю 365 дней в неделю, готовую поддержать вас в (маловероятной!) ситуации, когда у ваших солнечных панелей возникла проблема. Хотя солнечные панели являются невероятно надежной технологией, могут возникать проблемы, поэтому очень важно иметь специальную группу обслуживания, чтобы гарантировать, что ваши инвестиции оправдают ожидания.
  • Более 300 совладельцев ReVision Energy заинтересованы в долговечности нашего бизнеса. Мы знаем, что качественные методы установки, легендарное обслуживание клиентов и долгосрочная приверженность нашей миссии по сокращению использования ископаемого топлива и выбросов углерода в Новой Англии позволят нам оказывать вам поддержку в течение многих десятилетий, пока ваша солнечная батарея будет производить экологически чистые , возобновляемая электроэнергия у вас дома.

Начните работу с Solar!

Если вы хотите узнать больше о солнечных панелях для вашего дома, используйте форму ниже, чтобы отправить запрос нашей команде.Мы будем рады помочь вам узнать больше.

Из чего сделаны солнечные панели? Части солнечной панели

Если вы покупаете солнечные панели для своего дома, вам может быть интересно, как скоро панели окупятся. Знание того, из чего сделаны солнечные панели, может помочь вам ответить на этот вопрос.

Материалы для солнечных панелей влияют на то, сколько стоят панели и сколько энергии они могут производить. Это, в свою очередь, влияет на то, насколько эффективно панели преобразовывают солнечный свет в электричество.

Эта статья поможет вам понять, из чего состоят солнечные панели и как стоимость и сроки окупаемости любых инвестиций в солнечную энергию зависят от вашего выбора солнечной панели.

Детали солнечной панели

Солнечные панели состоят из множества различных компонентов:

  • Алюминиевая рама
  • Стеклянная крышка
  • Два герметика для защиты от атмосферных воздействий
  • Фотогальванические (PV) элементы
  • Задний лист для дополнительной защиты
  • Распределительная коробка, соединяющая панель с электрической цепью
  • Клеи и герметики между детали
  • Инверторы (только в некоторых случаях)

Ключевыми компонентами, на которые следует обратить внимание, являются инверторы и фотоэлектрические элементы.Различия в этих частях оказывают наибольшее влияние на эффективность и стоимость ваших инвестиций в солнечную энергию.

Инверторы

Инвертор преобразует электричество постоянного тока (DC), которое генерируют солнечные панели, в переменный ток (AC), от которого работают дома и электросеть. Инверторы бывают двух видов: струнные инверторы и микроинверторы.

Струнные инверторы являются более традиционным типом инверторов и продаются отдельно от самих солнечных панелей.Струнный инвертор представляет собой автономную коробку со схемой, которая устанавливается между массивом солнечных панелей и электрощитом дома. Это менее дорого, но потенциально менее эффективно, чем микроинвертор. Точно так же, как целая гирлянда рождественских гирлянд, соединенных последовательно, может погаснуть, если погаснет одна из лампочек, на инвертор цепочки влияет выходная мощность самой слабой солнечной панели в массиве.

Некоторые производители солнечных панелей встраивают микроинверторы прямо в заднюю часть каждой из своих панелей.Микроинверторы массива работают параллельно друг другу, так же как рождественские огни, которые работают параллельно, продолжают гореть, даже если одна лампочка гаснет. Таким образом, микроинверторы более эффективны, поскольку производимая ими электроэнергия представляет собой сумму всех различных панелей, а не процент наименее эффективной. Но микроинверторы также дороже.

Кремниевые солнечные батареи

Treehugger / Алекс Дос Диас

Ядром солнечной панели являются отдельные фотоэлектрические (PV) элементы, которые соединены вместе для выработки электроэнергии.Около 95% фотоэлементов, производимых сегодня, изготовлены из кремниевых пластин, тонких пластин кремния, которые используются в качестве полупроводников во всей электронике.

Кремний в этих пластинах сформирован в виде кристаллов с положительным и отрицательным зарядом, так что энергия солнца преобразуется в электрический ток. Эти кристаллы бывают двух основных типов — монокристаллические и поликристаллические. Вы часто можете заметить разницу между ними, потому что монокристаллические панели имеют черный цвет, а поликристаллические панели — синий.Как и в случае с инверторами, разные фотоэлементы имеют разную эффективность и разную стоимость.

Как следует из названия, пластины монокристаллического кремния имеют монокристаллическую структуру. Напротив, поликристаллический кремний состоит из различных фрагментов кремниевых кристаллов, сплавленных вместе. Электронам легче перемещаться в монокристаллической структуре, чем в более рваной структуре поликристаллической структуры, что делает монокристаллические пластины более эффективными при производстве электроэнергии.

С другой стороны, легче сплавить фрагменты кристалла, чем аккуратно разрезать монокристаллическую структуру, а это означает, что монокристаллические элементы стоят дороже. Опять же, как и в случае с инверторами, более высокая эффективность приводит к более высоким затратам.

Новые технологии солнечных батарей

Одним из ограничений кремниевых пластин является максимальная эффективность, с которой кремний может преобразовывать солнечный свет в электричество. В доступных сегодня солнечных панелях этот КПД составляет менее 23%.

Двусторонние солнечные панели — с солнечными элементами, обращенными как к передней, так и к задней части панелей — становятся все более популярными, потому что они могут генерировать на 9% больше электроэнергии, чем односторонние панели, но они лучше подходят для наземных солнечных батарей, а не для крыш.

Также ведутся исследования по использованию новых комбинаций материалов для создания более эффективных панелей и их коммерческого использования. Перовскиты или органические фотоэлектрические клетки могут вскоре выйти на рынок, в то время как более изобретательные методы, такие как искусственный фотосинтез, кажутся многообещающими, но все еще находятся на более ранних стадиях разработки.Исследования в лаборатории продолжают производить все более эффективные фотоэлементы, и вывод этих исследований на рынок является ключом к будущему солнечных технологий.

Производство солнечных панелей

Качество имеет значение. Высокоэффективная панель ничего не стоит, если производитель использует некачественную проводку и панель загорается.

Независимый испытательный центр возобновляемых источников энергии проверяет качество солнечных панелей разных производителей и выпускает ежегодный индексный отчет фотоэлектрических модулей.В пятерку лидеров по «высоким достижениям в производстве» на 2021 год вошли (в алфавитном порядке): Hanwha Q CELLS, JA Solar, Jinko Solar, LONGi Solar и Trina Solar.

Часто задаваемые вопросы

  • Какие три типа солнечных батарей существуют?

    Существует три распространенных типа солнечных панелей: монокристаллические (состоящие из одного кристалла), поликристаллические (состоящие из нескольких кристаллов) и тонкопленочные (гибкие и изготовленные без кристаллических пластин), причем монокристаллические имеют самый высокий рейтинг эффективности (около 20 %). ) из трех.

  • Где производятся солнечные панели?

    Солнечные панели производятся во всем мире. Китай является ведущим производителем, где проживает семь из 10 ведущих производителей солнечных панелей. Другие могут производиться в Южной Корее и Канаде, но из материалов, импортируемых со всего мира. В США находится несколько компаний, производящих солнечную энергию внутри страны, включая Tesla, Lumos, Solaria, SolarTech Universal и Mission Solar.

  • Пригодны ли солнечные батареи для повторного использования?

    Почти все части солнечных панелей могут быть переработаны, но процесс переработки требует такого специализированного и дорогостоящего оборудования, что его принимают лишь немногие склады.По данным Агентства по охране окружающей среды, только в пяти штатах действуют правила утилизации солнечных батарей. В США нет национальной сети по переработке солнечных панелей, но у Ассоциации предприятий солнечной энергетики есть Национальная программа по переработке фотоэлектрических батарей, которой пользуются многие производители по всей стране.

Что такое солнечная панель и как она работает? – Энергогид

В начале 2009 года у меня на крыше были установлены фотоэлектрические панели. Благодаря грантам и сертификатам Green Power я уже окупил вложенные средства!

Солнечные панели: выгодное вложение

Pascale использует солнечные батареи с 2009 года.Инвестиция, которая оказалась для нее очень рентабельной.

«Я живу в довольно традиционном брюссельском таунхаусе с очень высокими потолками. Это великолепно, но трудно нагреть! Так что мои расходы на отопление и электроэнергию были высокими. Каждый раз, когда я откладывал немного, я инвестировал в меры по энергосбережению. Например, я заменил все лампочки на энергосберегающие и установил двойное остекление. Но я мечтал максимально обеспечить себя собственной энергией. Поэтому я подумал, что было бы неплохо установить фотогальванические панели. Это было в 2008 году. Поскольку энергетические гранты активно продвигались, я решил: «Я сделаю это!»

Я связался с брюссельской фирмой, которая очень хорошо с этим справилась. Они сделали несколько симуляций для разных моделей панелей и поверхностей. В конце концов я выбрал вариант, в котором я мог окупить себестоимость за восемнадцать месяцев. Так оно и было: благодаря экономии энергии, полученной за счет выполнения нескольких мелких работ, энергетических грантов и сертификатов экологически чистой энергии, мои инвестиции начали приносить деньги уже через полтора года!

Чтобы получить экологические сертификаты, я раз в год проверяю свой специальный счетчик.Я посылаю показания счетчика Брюгелю по электронной почте. Они сообщили мне, на сколько сертификатов мощности я имею право. После этого, на основании списка потенциальных покупателей, я отправляю электронное письмо с просьбой сделать мне предложение, и я продаю тому, кто предложит самую высокую цену! В моем случае это мой собственный поставщик энергии: они предлагают своим клиентам очень выгодную цену. И все это очень быстро: я подписываю документ для покупателя и отправляю информацию в Brugel, который передает покупателю сертификаты Green Power, и я получаю сумму продажи на свой банковский счет.

Двенадцать моих панелей общей площадью около 16 м² теперь обеспечивают от 80 до 90% потребляемой мной энергии. Но, признаться, мне повезло: моя крыша немного выше, чем у соседей, поэтому на панели никогда не падает тень, плюс крыша идеально ориентирована. И это еще не все: благодаря грантам я смог заменить свой котел центрального отопления на новую модель, которая намного эффективнее!»

Редактор. С 2009 года многое изменилось: ужесточились условия получения энергетических грантов, отменен федеральный налоговый вычет и т. д.Но стоимость солнечных панелей за это время резко упала.
При существующей системе энергетических субсидий правительство Брюсселя гарантирует, что стоимость фотоэлектрической установки может окупиться за семь лет.

инженеров из Стэнфорда создают солнечную панель, которая может генерировать электричество ночью: NPR

Сельскохозяйственные угодья со стандартными солнечными панелями от Cypress Creek Renewables, октябрь.28 октября 2021 года в Турмонте, штат Мэриленд. Хулио Кортес/AP скрыть заголовок

переключить заголовок Хулио Кортес/AP

Сельхозугодья со стандартными солнечными панелями от Cypress Creek Renewables, 28 октября 2021 г., в Турмонте, штат Мэриленд.

Хулио Кортес/AP

Группа инженеров Стэнфордского университета разработала солнечную батарею, которая может генерировать электричество ночью.

Исследование проводится в момент, когда количество солнечных рабочих мест и жилых установок растет.

В то время как стандартные солнечные панели могут обеспечивать электричество в течение дня, это устройство может служить «непрерывным возобновляемым источником энергии как днем, так и ночью», согласно исследованию, опубликованному на этой неделе в журнале Applied Physics Letters.

Устройство включает в себя термоэлектрический генератор, который может получать электричество от небольшой разницы температур между окружающим воздухом и самим солнечным элементом.

«Наш подход может обеспечить ночное резервное освещение и питание в автономных и мини-сетевых приложениях, где набирают популярность установки [солнечных] элементов», — говорится в исследовании.

Применение мини-сетей относится к независимым электрическим сетям.Их можно использовать, когда население слишком мало или находится слишком далеко, чтобы расширить сетку.

Только недавно солнечная энергия подешевела и стала намного доступнее. Некоторые компании приняли участие в программе, и Калифорния даже стимулировала переход на солнечную энергию.

Поскольку война в Украине продолжается, Эбигейл Росс Хоппер, президент и главный исполнительный директор Ассоциации производителей солнечной энергии, национальной торговой ассоциации солнечной энергетики, заявила CNBC, что инвестиции в альтернативные источники энергии важны.

«Перед лицом глобальной неопределенности с поставками мы должны нарастить производство экологически чистой энергии и отказаться от зависимости от враждебных наций в удовлетворении наших энергетических потребностей», — сказал генеральный директор.

Решено! Вот сколько солнечных панелей нужно купить для электроснабжения дома

Фото: depositphotos.com

В: Я заинтересован в установке системы солнечных батарей для своего дома, но я мало что знаю о солнечных батареях. Насколько они эффективны? Сколько солнечных батарей питает дом?

A: Существует множество стимулов и преимуществ для перехода с традиционной коммунальной системы на систему, работающую от солнечной энергии.Есть скидки и налоговые льготы, но также и знание того, что вы помогаете улучшить окружающую среду. Если вы задаетесь вопросом: «Сколько солнечных панелей мне нужно?» несколько основных элементов ответят на вопрос. Приведенные ниже советы помогут вам рассчитать, сколько солнечных панелей вам нужно, и какие факторы будут влиять на это число. Вычисляя эти числа самостоятельно, вы можете получить представление о том, какая солнечная батарея вам понадобится, знайте, что квалифицированный установщик солнечных панелей сделает все эти расчеты за вас, если вы продолжите установку солнечных панелей.

Хотите установить солнечные батареи в своем доме?

Возможно, пора обратиться к специалисту по солнечной энергии. Получите бесплатные оценки без обязательств от ближайших к вам экспертов.

+

Вам нужно знать три вещи: годовое потребление энергии, мощность солнечной панели и коэффициент производства.

«Сколько солнечной энергии мне нужно?» — ожидаемый вопрос от домовладельца, плохо знакомого с солнечными системами. Чтобы точно определить, сколько панелей требуется для работы дома, вам необходимо учитывать годовое потребление энергии, мощность солнечной панели и коэффициент производства.Эти три фактора необходимы при переходе на солнечную систему. Хотя этот расчет даст вам приблизительную оценку, учтите, что другие факторы будут влиять на фактическое количество панелей, которые будут затронуты позже.

Если вы хотите установить специальную систему солнечного отопления, в которой солнечные панели нагревают жидкость или воздух и преобразуют его в центральное отопление для дома, вам также понадобится опытный установщик ОВКВ, который сможет переоборудовать вашу существующую систему центрального отопления. к солнечному отоплению.

Посмотрите на свой счет за коммунальные услуги, чтобы определить, сколько ватт вы используете.

Потребление энергии измеряется в киловатт-часах (кВтч). KWh означает не количество киловатт, которое вы используете в час, а количество энергии, которое вы использовали бы для поддержания работы 1000-ваттного прибора в течение 1 часа. Количество устройств, потребляющих энергию, и частота их работы будут влиять на использование. Все, что подключено к стене, будет учитываться при потреблении энергии, а более крупные приборы, такие как холодильники и посудомоечные машины, потребляют больше энергии, чем зарядное устройство для телефона.Например, 50-дюймовый светодиодный телевизор потребляет около 0,016 кВтч в час, тогда как электрическая посудомоечная машина потребляет около 2 кВтч на одну загрузку.

По данным Управления энергетической информации США, по состоянию на 2019 год среднее американское домашнее хозяйство потребляет 10 649 кВтч электроэнергии в год. Но лучший способ определить, сколько энергии вам понадобится, — это посмотреть на свои счета за коммунальные услуги за последний год. Это даст вам четкое представление о ваших реальных энергетических потребностях, особенно с учетом того, что энергопотребление колеблется в течение года.Количество потребляемой энергии будет определять размер необходимой вам системы.

Хотя установка солнечных панелей часто может уменьшить или даже полностью компенсировать ваш ежемесячный счет за электроэнергию, помните, что тарифы на электроэнергию и ее использование являются непостоянными факторами. Если цена на электроэнергию или количество, которое вы используете, резко изменится, ваши сбережения также могут измениться. Например, центральная и южная Калифорния считается отличным местом для установки солнечных батарей из-за частого палящего солнца, но в этом штате регулярно наблюдаются более высокие цены на электроэнергию.

Фото: depositphotos.com

Как только вы узнаете, сколько энергии требуется вашему дому, самое время присмотреться к панелям. Посмотрите на разные панели и посмотрите, какая у них мощность. Мощность солнечной панели также известна как номинальная мощность, и это электрическая мощность панели в идеальных условиях. Измеряется в ваттах (Вт). Панель обычно производит от 250 до 400 Вт мощности. Для дальнейшего уравнения предположим, что в среднем 320 Вт на панель.

Используйте годовое потребление энергии и рейтинг солнечной панели, чтобы рассчитать коэффициент производства.

Вы можете рассчитать коэффициент производства, если у вас есть данные о годовом потреблении энергии и мощности солнечной панели. Коэффициент выработки — это предполагаемая выработка энергии системой с течением времени (измеряется в кВтч) по сравнению с фактическим размером системы (измеряется в Вт). Чтобы рассчитать коэффициент производства, разделите выходную мощность на общую мощность системы. В США коэффициенты производства обычно колеблются между 1,3 и 1,6.

Хотите установить солнечные батареи в своем доме?

Возможно, пора обратиться к специалисту по солнечной энергии.Получите бесплатные оценки без обязательств от ближайших к вам экспертов.

+

Когда у вас есть эти три числа, пришло время рассчитать количество панелей. Формула:

Количество панелей = размер системы / коэффициент производительности / мощность панели

Например, используя 10 649 кВтч (среднее потребление энергии американским домохозяйством), 1,3 (нижний предел обычных коэффициентов производства), и 320 Вт (средняя мощность солнечной панели):

Количество панелей = 10 649 кВтч/1.3 / 320 Вт = 25,6

Из этого расчета вы можете оценить, что для дома с такими требованиями к мощности потребуется около 25 панелей, производящих 320 Вт.

Примите во внимание количество солнца, которое получает ваш дом.

Помните, что этот расчет предполагает, что панели работают в оптимальных условиях. Больше прямых солнечных лучей означает, что ваш дом может преобразовывать больше энергии в электричество. В таких штатах, как Аризона и Нью-Мексико, которые, как известно, производят больше солнечного света, чем штаты на северо-востоке, домовладельцам, вероятно, потребуется меньше солнечных батарей.Невада, Юта, Калифорния, Техас и Колорадо — другие места, которые обычно производят больше солнечного света. Но даже если вы живете в регионе или штате с длинными зимами или за пределами Солнечного пояса, вам может потребоваться приобрести больше солнечных батарей, чтобы эффективно управлять домом.

Размер, форма и материал вашей крыши также влияют на оптимальное размещение солнечных батарей. Идеальная крыша не имеет тени от деревьев и имеет большое пространство, выходящее на юг, запад или восток — это направления, которые получают больше всего солнечного света в течение дня в северном полушарии.Крыши с крутыми скатами затрудняют установку солнечных панелей и могут означать, что установщик не сможет разместить столько панелей на крыше. То же самое касается крыш необычной формы.

Количество необходимых вам солнечных панелей также будет зависеть от того, будет ли ваш дом подключен к сети или автономен.

Часто более популярным вариантом являются сетевые системы солнечных батарей, подключенные к коммунальной сети. Если солнца недостаточно для обеспечения полной мощности, дом может получать энергию из традиционной сети, поэтому ему не нужно обходиться без электричества.С другой стороны, автономная система не подключена к сети общего пользования и чаще встречается в сельских или отдаленных районах.

Фото: depositphotos.com

Автономные системы используют батареи для накопления энергии, чтобы дом работал ночью или в пасмурные дни. Автономным системам, вероятно, потребуется больше панелей для управления домом и накопления избыточной энергии. Сетевые или автономные системы могут повлиять на общую стоимость вашей солнечной энергетической системы.

Выяснить, какая емкость солнечной батареи вам нужна, — задача сама по себе.Недостаточно емкости, и у вас закончится питание посреди ночи, но слишком много, и вы добавите ненужную сложность и затраты на обслуживание. Количество батарей, которые вам понадобятся, также будет зависеть от типа батареи, которую вы выберете. Свинцово-кислотные батареи более экономичны, но литий-ионные батареи имеют лучшую емкость, эффективность и срок службы.

Хотите установить солнечные батареи в своем доме?

Возможно, пора обратиться к специалисту по солнечной энергии. Получите бесплатные оценки без обязательств от ближайших к вам экспертов.

+

Тип солнечной панели влияет на ее эффективность.

Доступны три типа солнечных панелей: монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные. Монокристаллические и поликристаллические панели состоят из ячеек, изготовленных из кремния. Кусочки кремния собраны в прямоугольник и покрыты стеклянным листом. Монокристаллические солнечные элементы вырезаются из одного кристалла кремния, а поликристаллические элементы состоят из фрагментов кристаллов кремния.Эта разница в конструкции влияет на эффективность и цену. Монокристаллические панели более эффективны и работают лучше, но они и дороже. Цены на поликристаллические солнечные панели более доступны, но вы немного пожертвуете эффективностью и производительностью.

Существуют также тонкопленочные солнечные панели. Как следует из названия, клетки тоньше, чем монокристаллические или поликристаллические. Однако сама панель может быть не намного тоньше, чем панели других стилей.Тонкопленочные панели более портативны и гибки, чем монокристаллические или поликристаллические, но они менее эффективны. Различные панели будут иметь разные плюсы и минусы в зависимости от вашего дома, географического положения и многого другого, и ваш установщик солнечных батарей сможет дать вам совет о том, что лучше всего подходит для вас.

Хотя это руководство может дать вам общую информацию о количестве панелей, размерах солнечных панелей и типах систем, которые вы можете рассмотреть, помните, что квалифицированный установщик солнечной энергии сможет предоставить вам дополнительную информацию, относящуюся к вашему дому.Многие переменные влияют на эффективность солнечных систем, и может быть сложно принять во внимание их все, если у вас нет опыта.

Найдите проверенных местных профессионалов для любого домашнего проекта

+

Как работают солнечные панели

Солнечная энергия улавливает энергию солнца и незаметно и эффективно превращает ее в электричество для вашего дома или бизнеса.

Наше Солнце — природный ядерный реактор. Он выпускает крошечные пакеты энергии, называемые фотонами, которые путешествуют по 149.6 миллионов километров от Солнца до Земли примерно за 8,5 минут. Каждый час на нашу планету воздействует достаточное количество фотонов, чтобы генерировать достаточно солнечной энергии, чтобы теоретически удовлетворить глобальные потребности в энергии на целый год.

Солнечная энергия не вырабатывает электричество постоянно, но вырабатывает электричество, когда оно больше всего необходимо. Это включает в себя дневное время и жаркие солнечные периоды, когда спрос на электроэнергию самый высокий.

Австралия — одна из самых солнечных стран в мире, и это идеальное место, где солнце может работать, особенно в часы пик.

Как работают солнечные панели?

Когда фотоны попадают в солнечный элемент, они выбивают электроны из атомов. Если к положительной и отрицательной сторонам ячейки присоединены проводники, она образует электрическую цепь. Когда электроны проходят через такую ​​цепь, они генерируют электричество. Несколько ячеек составляют солнечную панель, и несколько панелей (модулей) могут быть соединены вместе, чтобы сформировать солнечную батарею. Чем больше панелей вы можете развернуть, тем больше энергии вы можете ожидать.

Из чего сделаны солнечные панели?

Фотогальванические (PV) солнечные панели состоят из множества солнечных элементов в различных типах стеклянной упаковки.Солнечные элементы сделаны из кремния, как полупроводники. Они состоят из положительного и отрицательного слоев, которые вместе создают электрическое поле, как в батарее. Солнечные панели SunPower также покрыты проводящими клеями аэрокосмического класса и запатентованными герметиками для защиты этих элементов и минимизации разрушения под воздействием окружающей среды.

Как солнечные панели вырабатывают электричество?

Солнечные панели

PV генерируют электричество постоянного тока (DC).При электричестве постоянного тока электроны движутся в одном направлении по цепи. В этом примере показана батарея, питающая лампочку. Электроны движутся от отрицательной стороны батареи через лампу и возвращаются к положительной стороне батареи.

В электричестве переменного тока электроны толкаются и притягиваются, периодически меняя направление, подобно цилиндру автомобильного двигателя. Генераторы создают электричество переменного тока, когда катушка провода вращается рядом с магнитом. Множество различных источников энергии могут «крутить ручку» этого генератора, например, газ или дизельное топливо, гидроэлектроэнергия, атомная энергия, уголь, ветер или солнечная энергия.

Электроэнергия переменного тока

используется в электросетях Австралии, которые работают по всей стране и питают тысячи домов. Однако солнечные панели создают электричество постоянного тока. Как мы получаем электричество постоянного тока в сеть переменного тока? Мы используем инвертор.

Что делает солнечный инвертор?

Солнечный инвертор получает электричество постоянного тока от солнечной батареи и использует его для создания электричества переменного тока. Инверторы похожи на мозг системы. Наряду с преобразованием постоянного тока в переменный, они также обеспечивают защиту от замыканий на землю и статистику системы, включая напряжение и ток в цепях переменного и постоянного тока, выработку энергии и отслеживание точки максимальной мощности.

Центральные инверторы доминировали в солнечной промышленности с самого начала. Внедрение микроинверторов является одним из крупнейших технологических сдвигов в фотоэлектрической отрасли. Микроинверторы оптимизируют работу каждой отдельной солнечной панели, а не всей солнечной системы, как это делают центральные инверторы. Это позволяет каждой солнечной панели работать с максимальным потенциалом. Когда используется центральный инвертор, проблема с одной солнечной панелью (возможно, она находится в тени или загрязнена) может снизить производительность всей солнечной батареи.Другой вариант, который стоит рассмотреть, — это использование микроинверторов на каждой из панелей. Если у одной солнечной панели есть проблема, остальная солнечная батарея по-прежнему работает эффективно.

Как работает система солнечных батарей?

Вот пример того, как работает домашняя солнечная энергетическая установка. Сначала солнечный свет падает на солнечную панель на крыше. Панели преобразуют энергию в постоянный ток, который поступает на инвертор. Инвертор преобразует электричество из постоянного тока в переменный, который затем можно использовать для питания вашего дома.Это очень просто и понятно, и с каждым разом становится все более эффективным и доступным.

Однако, что произойдет, если вы не будете дома, чтобы использовать электричество, которое ваши солнечные батареи вырабатывают каждый солнечный день? А что происходит ночью, когда ваша солнечная система не вырабатывает электроэнергию в режиме реального времени? Не волнуйтесь, вы также можете воспользоваться системой под названием «льготные тарифы» в зависимости от вашего штата и продавца энергии.

Типичная фотоэлектрическая система, подключенная к сети, в часы пик дневного света часто производит больше энергии, чем нужно одному потребителю, поэтому избыточная энергия возвращается в сеть для использования в другом месте.Клиент получает кредит за избыточную произведенную энергию и может использовать этот кредит для получения энергии из обычной сети ночью или в пасмурные дни. «Тариф подачи» — это скорость, по которой вы эффективно «продаете» произведенную солнечными батареями электроэнергию обратно в сеть.

Установив солнечную энергию, вы приняли простое решение сэкономить деньги и помочь сохранить окружающую среду, переключившись на чистую возобновляемую энергию. Подробнее об экономии на солнечной энергии читайте здесь.

Урок 3: Как работают солнечные панели

Солнечная панель состоит из солнечных элементов, которые часто объединяются в панель в виде солнечных модулей.Типичная солнечная панель состоит из 60 или более отдельных солнечных элементов. Солнечная батарея построена как бутерброд. У него есть верхний слой и нижний слой, как у ломтиков хлеба. Эти слои сделаны из кремния, который обрабатывается (называется легированием) другими элементами, такими как бор и фосфор, из-за чего в кремнии либо слишком много электронов, либо слишком мало. Солнечный элемент вырабатывает электричество, когда на него падает свет, потому что энергия света выбивает электроны из слоя в ячейке, в котором слишком много электронов.В результате электрический ток течет от ячейки

Фотогальванический эффект

Фотогальванический эффект описывает способность некоторых материалов испускать электроны при воздействии света. Большинство солнечных элементов сделаны в основном из кремния, но также используются и другие материалы. Такие материалы, как кремний, используются потому, что они являются полупроводниками. Полупроводник — это вещество, обладающее некоторыми свойствами металлов, проводящих электричество, и некоторыми свойствами изоляционных материалов, не проводящих электричество.

Как работают полупроводники в солнечных элементах

Два слоя силикона в солнечном элементе называются n-слоем и p-слоем. У n-слоя отрицательный электрический заряд, у p-слоя положительный электрический заряд. Когда солнечный свет попадает в клетку, фотоны проходят через n-слой, неся с собой свою энергию. Затем фотоны отдают свою энергию электронам в нижнем р-слое. Затем эти электроны используют энергию, переданную им фотонами, чтобы перепрыгнуть в n-слой.Это приводит к тому, что n-слой испускает эти электроны в цепь, производя электричество.

Как солнечные элементы работают в солнечной панели

Солнечные элементы в солнечной панели соединены последовательно. Это означает, что каждый солнечный элемент повышает максимальное выходное напряжение панели. Типичный солнечный элемент производит около 0,46 вольт. Но существует несколько различных типов солнечных элементов, поэтому фактическая выходная мощность будет варьироваться в зависимости от типа солнечных элементов, используемых для создания солнечной панели.Солнечная панель может состоять из 32, 36, 60, 72 или 96 отдельных солнечных элементов. Таким образом:

  • 32 клетки = 14,72 вольты
  • 36 клетки = 16,56 вольт
  • 60 клетки = 27,60 вольт
  • 72 клетки = 33,12 вольт
  • 96 клетки = 44,16 вольт

Выход мощности солнечной панели может быть определен с помощью этого уравнения : P = V x I. Где P равно мощности, V равно напряжению, а I равно току. На примере солнечной панели Hanwha Q 310 Вт.

  • (В) Напряжение = 32.78
  • (I) Ток = 9,31 Ампер
  • (P) Мощность = 305 Вт

Негативное влияние полутени на солнечную панель

Солнечные панели сильно страдают даже от небольшого затенения. При частичном затенении мощность солнечной панели резко падает. Это происходит потому, что солнечные элементы в солнечной панели соединены последовательно. Если даже одна ячейка получает тень, производительность этой ячейки падает, а вместе с ней и все остальные ячейки. Что еще хуже, в солнечных системах с центральным инвертором, если выходная мощность одной панели снижается из-за затенения, это снижает выходную мощность всех панелей во всей системе!

Стандартные панели на 60 ячеек электрически соединены в виде трех комплектов по 20 ячеек в каждом.Когда хотя бы одна из этих ячеек затенена, она может отключить всю 1/3 панели. Небольшие участки частичного затенения от деревьев и препятствий на крыше могут постоянно вызывать такого рода потери.

Некоторые производители панелей начали использовать 120 полуячеек вместо 60 полных, чтобы сделать свои панели еще более устойчивыми к затенению. Шесть отдельных цепей вместо трех общих цепей для панели уменьшают вдвое потери на затенение, сохраняя при этом базовый электрический профиль.

Солнечные панели также снижают потери выходной мощности, вызванные затенением, за счет соединения ячеек солнечной панели вместе с обходными диодами. Обходной диод позволит выходной мощности незатененных солнечных элементов обходить заштрихованные элементы. Некоторая выходная мощность по-прежнему теряется из-за падения напряжения, но общая выходная мощность выше, чем без диода.

Силовая электроника на уровне модуля

Силовая электроника на уровне модулей (MLPE) — это электронные устройства, которые подключаются к отдельным солнечным панелям для управления их выходной мощностью.Эти устройства способны уменьшить потери, вызванные частичным затенением, с помощью процесса, называемого отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT). MPPT работает, контролируя выходную мощность солнечных панелей в системе, а затем регулируя электрическую нагрузку на солнечную систему, чтобы поддерживать максимально возможную выходную мощность этой системы. Есть два устройства, которые обеспечивают MPPT.

Оптимизаторы постоянного тока

Оптимизатор постоянного тока — это часть оборудования, подключенного к солнечной панели для контроля и регулировки потока напряжения от панели.В случае падения напряжения оптимизатор постоянного тока уменьшит выходной ток. Это, в свою очередь, увеличит количество напряжения, вырабатываемого оптимизатором постоянного тока, чтобы оно соответствовало выходному напряжению других панелей в системе. Это препятствует тому, чтобы частично затененная панель уменьшала выходную мощность других панелей в системе.

Например, если панель частично затенена, оптимизатор постоянного тока SolarEdge уменьшит ток, чтобы поддерживать напряжение на уровне 380–400 В, чтобы инвертор работал стабильно.

Микроинверторы

Солнечные панели с микроинверторами менее чувствительны к потерям мощности, вызванным затенением. В микроинверторной системе каждая панель имеет свой инвертор. Таким образом, если мощность одной панели уменьшается на оттенок, это не влияет на другие панели.

Последний шаг: Инвертор

Солнечные панели

производят энергию постоянного тока — тот же тип, что и 9-вольтовая батарея, только намного мощнее! Инвертор необходим для преобразования этой мощности постоянного тока в мощность переменного тока, используемую для освещения, приборов и даже зарядных устройств в доме.Это достигается путем определения точного профиля мощности, поступающего от утилиты, и использования ряда переключателей для имитации этого же профиля мощности. Как только эта энергия поступает в дом, ее качество такое же или выше, чем мощность, поступающая из коммунальной сети.

В последние годы усовершенствования солнечных инверторов позволили им поддерживать коммунальную сеть, сделав ее более стабильной. Солнечные инверторы могут поддерживать низкое или высокое напряжение, когда электросеть выходит за рекомендуемые пределы.Эта сетевая интерактивная поддержка приносит пользу всему району благодаря стабильному, хорошо кондиционированному электроснабжению.

Работайте на солнечной энергии с уверенностью благодаря 25-летней гарантии производительности Freedom. Позвоните нам по телефону 800-685-1850 или нажмите ниже, чтобы запросить бесплатное предложение

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.