Солнечные батареи из чего состоят: Как работают солнечные батареи — Naked Science

Содержание

Как работают солнечные батареи

Популярным способом получения альтернативной энергии является установка и эксплуатация солнечных станций. Системы состоят из солнечных батарей, преобразователей, аккумуляторов и некоторых других элементов. Главная задача такого комплекта получить солнечную энергию, трансформировать ее в электрический ток, накопить электричество и при необходимости отдать его на точку забора – розетку, выключатель.

И хоть все составляющие системы крайне важны, большинству потребителей, которые хорошо помнят уроки физики из школьной программы, понятно, как каждый элемент работает. А как работает солнечная батарея? Этот вопрос интересует многих потребителей, кто намерен установить панели на крышу или на специальные столы наземным способом. Во всей системе, наверное, именно это конструктивное звено остается менее понятным для большинства пользователей.

Чтобы прояснить этот момент, эксперты «GREEN SYSTEM» решили рассказать простыми словами, как работают солнечные батареи.

Если после прочтения статьи у вас останутся вопросы, специалисты компании готовы ответить на них в телефонном режиме или при личной встрече в нашем офисе. Приглашаем к сотрудничеству частных лиц, фермерские хозяйства, коммерческие организации и предприятия промышленности. Мы проектируем, устанавливаем и обслуживаем солнечные станции нужной мощности с учетом потребностей и возможностей конкретного объекта. Ну а теперь перейдем к ответу на вопрос: «Как работает солнечная батарея?».

Комплектация

Основными компонентами батареи являются солнечные панели, состоящие из кремниевых фотоэлементов. Из монокристаллического или поликристаллического кремния делаются тончайшие пластины, которые и являются элементами, способными «вбирать» солнечный свет для его последующего преобразования в традиционное электричество. Фотоэлементы соединяются параллельно-последовательным способом друг с другом в единую цепь. Модуль дополнен алюминиевой рамкой, проводами, распределительной коробкой. Все перечисленные детали соединены в один блок герметиками.

Интересная информация: Кремниевые пластины, к сожалению изобретателей, сильно отражают свет. Соответственно часть солнечной энергии отражается, не используется модулем. Для уменьшения потерь фотоэлектрические пластинки покрываются антибликовым слоем. А чтобы предотвратить повреждение пластины из кремния от ветра, дождя, града, сверху модуль закрывается ударопрочным стеклом.

При этом работа солнечных панелей сама по себе не даст никакого результата, если блок не будет подключен к следующим дополнительным компонентам:

  • Аккумулятор. Его роль накопительная. Аккумулятор накапливает энергию, которую получили и преобразовали фотоэлементы. Установка АКБ позволяет использовать электричество тогда, когда возникает потребность в нем. Аккумулятор обеспечивает здание или оборудование электроэнергией в темное время суток и в пасмурную погоду, если не хватает энергии от фотомодулей.
    Нужно понимать, что в АКБ заряд идет постоянным током большого ампеража и низкого вольтажа. Для преобразования такого тока в переменный 200 вольт нужны специальные устройства.
  • Контроллер заряда. Критически важно обеспечить правильную нагрузку и вольтаж для заряда АКБ. Часто контроллеры заряда входят в состав гибридных инверторов или блока литий ионных батарей. Это BMS контроллеры
  • Инвертор-преобразователь. Важнейший элемент системы, задача которого состоит в преобразовании постоянного тока, поступающего контроль заряда АКБ, контроль нагрузки потребителей, преобразование гармоник, всплесков и других характеристик сети (у электрического тока с нашей с вами сети есть еще ряд параметров и характеристик кроме 200 вольт и 50 герц)в переменный заряд.
  • Стабилизатор напряжения. Этот компонент отвечает за поддержание оптимальных показателей напряжения в сети. 

Итак, без любого из перечисленных элементов, система работать не сможет. А чтобы она не просто работала, а демонстрировала надежность и стабильность, компоненты должны быть грамотно подобраны. Их характеристики должны соответствовать общим расчетам, поэтому проектирование системы нужно доверять профессионалам, работающим в данной сфере.

Кристаллы фотоэлементов: виды и различия

Уже упоминалось, что пластины солнечных панелей могут быть монокристаллическими и поликристаллическими. Чем они отличаются?

  • Монокристаллические фотоэлементы изготавливаются из пластин кремния, которые, в свою очередь, представляют собой тончайшие срезы кремниевого кристалла, выращенного из очищенного сырья. Они демонстрируют высокий КПД до 22%. Первые фотомодули в лабораториях были из селена, который давал КПД около 1% !!! Вот такой путь от лаборатории до эффективной технологии прошли фотомодули за почти полвека Панели с монокристаллическими элементами достаточно дорогие, что объясняется дороговизной производственного процесса.
  • Поликристаллические фотоэлементы производятся путем расплавления кремниевого сырья и его постепенного охлаждения. Степень очистки кремния в них ниже, производственный процесс – проще, чем в первом случае. Но и результат, который можно получить при использовании таких фотоэлементов, не такой высокий. КПД достигает всего 15%.

Итак, фотоэлектрические элементы выбранного типа в нужном количестве соединяется между собой последовательно-параллельно. Такой принцип соединения позволяет получить высокие показатели напряжения и тока. Кроме того, при выходе одного элемента из строя, цепь сохраняет работоспособность, и панель может функционировать без сбоя.

Интересно знать: Монокристаллические и поликристаллические кремниевые панели не единственные доступные. Это самые популярные варианты, которые наиболее часто используются в солнечной промышленности. Но ученые, неудовлетворенные сложность выращивания кристаллов и недостаточно высоким КПД, продолжают искать им альтернативу. К примеру, конкурентами кремниевых батарей можно считать тонкопленочные кремниевые, кадмиевые фотоэлементы, пленки селенида меди-индия-галлия. Хоть КПД у этих устройств также варьируется на показателе 10-11%, но есть у них свои плюсы. Тонкая пленка эластична, долговечна, может наноситься на поверхности с неправильной геометрией. И, как показывают тесты, пленочные фотоэлектрические элементы лучше принимают лучи в пасмурную погоду. Когда речь идет о небольших объемах необходимой альтернативной энергии, такой вариант может быть рассмотрен.

Крупнейшими производителями солнечных панелей являются Китай и США. Китайские батареи отличаются конкурентной ценой. При этом они полностью соответствуют мировым стандартам, сертифицированы, надежны и долговечны.

Принцип работы солнечных панелей

Теперь, когда мы разобрались, что такое солнечная панель, рассмотрим принцип работы солнечных батарей. Важно отметить, что в конструкции модулей есть два вида полупроводников:

  • n-слой с избыточным числом электронов;
  • p-слой с дефицитом электронов.

При попадании солнечных световых потоков на n-слой его электроны высвобождаются из атомов и под действием электрического поля перемещаются на p-слой, где изначально наблюдалась их недостача.

После перенаправления выработанной энергии на АКБ они вновь перемещаются на первый слой, где для них есть свободное место. Направленное движение электронов – это и есть электрический ток. Процесс не прекращается, пока аккумулятор не наберет заряд. Мощность солнечной панели длиной в метр может достигать 125 Вт.

Интересно знать: Солнечная панель может иметь многослойное строение или конструкцию с несколькими p-n переходами. Многослойные блоки улавливают солнечные потоки разного спектра, лучи разной длины. Пока такие вариации используются только в космической сфере, но скоро могут появиться и в широком доступе в солнечной промышленности. Их конструктивная особенность заключается в наличии специальных призм, разделяющих разные световые потоки. Что касается эффективности, то трехслойные панели демонстрируют КПД до 49%, а модели с бесконечным числом слоев имеют КПД до 68%.

 

Важная информация: Так как батарея устанавливается, чтобы получать и преобразовывать энергию солнца, то вполне понятно, что панели монтируются на площадках, где открыт доступ к солнечному свету. Если часть конструкции оказывается затемненной, это может вызвать падение выходного напряжения. Поэтому место установки тщательно продумывается, убираются все, что может создать тень. Например, крона деревьев формируется так, чтобы она не отбрасывала тень на панели.

Какие плюсы получает владелец солнечных батарей

Солнечные батареи – это современные технологии. И все же. Какие преимущества получает владелец станции? Даже одна батарея позволяет:

  • существенно экономить на электроэнергии, ведь ее мощности хватит, чтобы частично или полностью отказаться от тока из центральных электросетей;
  • окупаемость солнечных станций 3-5 лет, далее владелец получает чистую прибыль;
  • при правильно спроектированной системе энергии солнца после трансформации в электрический ток может хватать, чтобы отапливать дом и подогревать горячую воду;
  • излишки электричества можно продавать по «Зеленому тарифу».

Интересно знать: Многие люди уверены, что зимой солнечная батарея не будет эффективной, так как световой день короткий, энергии солнца гораздо меньше, чем летом. Но не стоит забывать, что снег прекрасно отражает лучи. Поэтому на панели, при правильной их установке, будет попадать часть отраженного света. И мощность модуля сократиться в зимнее время незначительно. С 2019 года производители начали выпускать двухсторонние фотомодули, которые эффективно улавливают отраженное излучение. КПД таких модулей выше на 5-7 % по сравнению с обычными.

В рамках данного материала эксперты компании GREEN SYSTEM рассказали, из чего состоят солнечные панели, как работают батареи. В офисе компании в г. Запорожье бул Парковый 1ф оф 4 вы сможете увидеть образцы солнечных панелей различных типов, комплектующие солнечных электростанций. Действует реальная модель автономной СЭС. Мы покажем аналитику и статискиу по работающим объектам, построенным нашей компанией, расскажем о ньюансах этих объектов и о том как строить эффективные солнечные станции.

Если вы хотите узнать больше про возможные выгоды от установки солнечных батарей или про принцип действия солнечной панели, свяжитесь с нашим менеджером по телефону. Специалист даст консультацию в телефонном режиме или назначит встречу на удобное для вас время.

Виды солнечных батарей. Типовые решения.

Частые отключения основного электропитания, а также рост тарифов на электроэнергию, влияют на то, что всё более популярными в нашей стране становятся солнечные батареи для дома и коммерческих организаций.

В большинстве случаев солнечная электростанция состоит из следующих основных компонентов:

  • Солнечная панель (фотоэлектрический модуль) – полупроводниковый прибор, который преобразует энергию солнца в постоянный электрический ток.
  • Контроллер заряда – устройство, преобразующее напряжение от солнечных панелей до значения, пригодного для заряда аккумуляторных батарей.
  • Аккумуляторные батареи – применяются для накопления электрической энергии от солнечных панелей, внешней электросети или автономного электрогенератора.
  • Инвертор – преобразует постоянное напряжение аккумуляторных батарей в переменное напряжение для питания нагрузки, а также осуществляет управление переключением питания потребителей между источниками электроэнергии в зависимости от их наличия и приоритета, для некоторых моделей может включать в себя контроллер заряда.

Также в состав входят элементы крепления и различное коммутационное оборудование для подключения и защиты компонентов системы.

Для того чтобы правильно осуществить расчёт солнечной электростанции, рекомендуется на первом этапе определить задачи, которые будет она выполнять. Это влияет на тип и комплектацию, а соответственно и на то, сколько будет стоить солнечная батарея.

Ниже перечислены основные задачи, для решения которых рекомендуется купить солнечную батарею.

 

1. Автономное энергоснабжение в случае невозможности подключения к внешней электросети.

 

Такая задача возникает на объектах, где нет возможности подключиться к основному энергоснабжению. Для решения этой задачи применяются солнечные электростанции типа Off Grid. В этом случае объект становиться полностью автономным и его электропитание осуществляется только от солнечной энергии. В таких решениях солнечные батареи состоят из фотоэлектрических модулей, контроллера заряда, комплекта аккумуляторных батарей и инвертора. Электроэнергия, производимая солнечными панелями, через контроллер заряда и инвертор поступает для питания потребителей. В солнечные дни производится больше электроэнергии, чем необходимо для обеспечения энергоснабжения нагрузок. Поэтому избыток производимой электроэнергии накапливается в аккумуляторных батареях. В пасмурные дни и ночное время суток, когда отсутствует солнце, питание потребителей осуществляется за счёт электроэнергии, накопленной в батарейном массиве.

 

2. Экономия на энергоснабжении без резервирования по электропитанию.

 

Такая задача возникает, когда Вы хотите сэкономить на своих затратах по электропитанию при подключении объекта к основному энергоснабжению. Для решения этой задачи рекомендуется установка солнечных батарей типа On Grid. Подобная схема является самой бюджетной по цене, так как в её состав входят только солнечные панели и сетевой инвертор. Нагрузка всегда получает электропитание только от внешней сети. При этом энергия, производимая солнцем, в полном объёме через инвертор экспортируется в сеть. Вы оплачиваете только разницу между потреблённой электроэнергией и экспортированной в сеть. Эта разница контролируется специальным двунаправленным счётчиком. Если Вы экспортировали больше электроэнергии чем потребили, то государство оплачивает Вам разницу по актуальном «зеленому» тарифу. Более детально о «зеленом» тарифе можно узнать в соответствующей статье на нашем сайте. Однако нужно помнить, что данное решение не обеспечит Вашим потребителям автономного энергоснабжения на случай отключения внешней сети, так как в такой схеме отсутствуют компоненты для резервного и бесперебойного электропитания. Если по какой-либо причине отключиться внешняя сеть, то инвертор автоматически отключит питание нагрузки. Также инвертор отключит экспорт во внешнюю сеть электроэнергии, которую могут в данный момент производить фотоэлектрические модули.

 

3. Резервирование по электропитанию с экономией на энергоснабжении.

 

Такая задача возникает, когда Вы хотите построить систему резервного энергоснабжения объекта и при этом получить экономию при оплате за электроэнергию. В этом случае необходимо купить солнечную электростанцию Grid Interactive. В данной схеме в обязательном порядке будут солнечные панели, контроллер заряда, сетевой инвертор и комплект аккумуляторных батарей. К инвертору подключаются все источники электроэнергии – внешняя сеть, солнечная панель, в некоторых схемах и резервный электрогенератор (дизельная электростанция или бензогенератор). Чаше всего основным источником электроэнергии в такой схеме выступают фотоэлектрические модули. В ясные и солнечные дни, производимая ими электроэнергия, обеспечивает питание нагрузки, а также накапливается в аккумуляторных батареях. Накопленная в аккумуляторных батареях электроэнергия обеспечивает питание нагрузки в пасмурные дни, в вечернее время и ночью, когда солнечные электростанции не работают. Если электроэнергии, которую производят солнечные панели не достаточно для питания нагрузки, а аккумуляторные батареи разрядились до установленного уровня, то недостающий объём электроэнергии автоматически начинает поступать на нагрузку от внешней сети через инвертор. Также от внешней сети будет происходить подзаряд аккумуляторных батарей до необходимого уровня. К некоторым моделям инверторов помимо внешней сети может быть подключён дизель генератор или электростанция бензиновая. Это повышает гарантию бесперебойного энергоснабжения. Если ночью или в пасмурный день отключиться внешняя сеть, когда солнечная электростанция не производит электроэнергию, а аккумуляторные батареи будут разряжены, то энергоснабжение объекта будет осуществлять бензиновый или дизельный генератор.

Помимо бесперебойного электропитания такая схема обеспечивает и экономию при оплате за энергоснабжение от внешней сети, так как значительную часть потребляемой электроэнергии производят солнечные батареи. Если же солнечная электростанция производит больше электроэнергии чем необходимо для питания нагрузки на данный момент, а аккумуляторные батареи полностью заряжены, то избыток произведённой электроэнергии может быть экспортирован в сеть и продан по «зелёному» тарифу.

 

Солнечная батарея может быть как с однофазным, так и с трёхфазным выходным напряжением. Во втором случае необходимо использовать трёхфазный инвертор или устанавливать три однофазных инвертора по одному на каждую фазу.

Также может быть увеличено и количество контроллеров заряда в случае, если солнечные панели имеют суммарную установленную мощность, которая превышает мощность одного контроллера заряда. Тогда количество контроллеров заряда должно быть таким, чтобы их суммарная мощность была не меньше суммарной установленной мощности, которую могут сгенерировать фотоэлектрические модули.

 

 

Подобное решение применяется для случаев, когда мощность нагрузки превышает номинальную мощность одного инвертора. Для решения этой задачи инвертора устанавливают в параллель. Общая мощность параллельно работающих инверторов должна быть равна сумме мощностей каждого инвертора в отдельности. Иными словами количество инверторов должно быть таким, чтобы сумма их мощностей была не меньше суммы мощностей потребителей, которые будут к ним подключаться.

Для того чтобы правильно подобрать солнечные электростанции под конкретные задачи на Ваших объектах, рекомендуем Вам обратиться к специалистам компании «ВИНУР».

Для этого необходимо позвонить нам или заполнить соответствующий опросный лист на нашем сайте. Опытные инженеры нашей компании помогут правильно подобрать необходимое оборудование и осуществят монтаж солнечных батарей «под ключ» на Вашем объекте.

 

Видео «Виды солнечных электростанций со схематическими примерами от компании Винур»


Общие сведения

Батареи и модули  → Общие сведения


Каталог солнечных элементов и солнечных модулей находится здесь

 

  Солнечная батарея, солнечный модуль, фотоэлектрический модуль всеми этими названиями мы обозначаем основной компонент солнечной энергоустановки. Он дал название системам подобного типа и с него они начинаются. Солнечные модули составляются из солнечных элементов, а солнечные батареи в свою очередь составляются из солнечных модулей. Рассмотрим процесс изготовления солнечного модуля поближе. Все начинается с сортировки фотоэлементов. В одном солнечном модуле фотоэлементы должны иметь максимально близкие параметры, в противном случае один некачественный элемент может испортить всю схему, т.к. через всю цепочку последовательно спаянных элементов ток будет протекать такой как у наихудшего элемента. Солнечные элементы в модуле могут соединяться самыми разнообразными способами: последовательно, параллельно-последовательно или просто параллельно. Количество последовательно спаиваемых элементов диктуется необходимым номинальным напряжением солнечного модуля. Солнечные модули с «номиналом» на 12В состоят из 36 солнечных элементов. Напряжение максимальной мощности 36-ти солнечных элементов даже с учетом потерь при нагреве модуля на солнце обеспечивает заряд 12-ти вольтового аккумулятора. Как известно при нагреве модуля при реальной работе, а не тестировании, напряжение максимальной мощности постепенно уменьшается. Скорость снижения задается специальными коэффициентами каждым производителем. Ориентировочно это 0.002В/°С на каждый фотоэлемент. Отсчет ведется от 25°С. Причем при температурах ниже 25°С напряжение увеличивается и это нужно учитывать при подборе контроллера заряда или сетевого инвертора. Кроме этого коэффициента производители задают температурные коэффициенты для мощности и тока короткого замыкания. Чтобы увеличить мощность модуля необходимо параллельно коммутировать цепочки из последовательных солнечных элементов. К этому приходится прибегать, нужны модули определенной мощности, а коммутация маломощных модулей для достижения необходимой мощности нежелательна. Модули со стандартным напряжением 24В состоят из цепочки 72 последовательно соединенных фотоэлементов. В изделиях для космоса подобный параллельно-последовательный тип сборки модуля из мелких  солнечных элементов применяется целенаправленно для повышения надежности солнечной батареи в целом, т.к. в космосе она подвергается «расстрелу» мелкими и не очень частицами, и повреждение одной из параллельных цепочек не приведет к значительной потере мощности, как если бы была вышла из строя одна цепочка из крупных фотоэлементов. Модули из 60 последовательно скоммутированных солнечных элементов применяются в системах Grid Tie или с «контроллерами технологии МРРТ» Теперь схему из элементов нужно заламинировать. Подобный способ герметизации элементов имеет несколько преимуществ. Во первых элементы надежно фиксируются на защитном стекле. Во вторых из за отсутствия воздушного зазора между покровным стеклом и элементами минимизируются потери на отражение, т.к. коэффициент преломления пленки ЭВА в кристаллизованном состоянии и коэффициент преломления стекла одинаковы — соответственно нет ненужных потерь на отражение при переходе солнечного света из одной среды в другую. Для ламинирования используется этилвинилацетантная(ЭВА) пленка, защитная пленка полиэтилентерефталат(ПЭТ) и закаленное стекло с текстурой.

  •  
  •  
  • 1 — Герметик
  • 2 — Стекло
  • 3 — Герметизирующая пленка ЭВА
  • 4 — Фотоэлементы
  • 5 — Защитная пленка ПЭТ
  • 6 — Алюминиевый каркас

 

   Процесс ламинирования проходит в вакуумном ламинаторе при температуре 140-150°С. Перед этим собирается своеобразный сэндвич из стекла, двух слоев ЭВА между которыми находится электрическая схема из фотоэлементов и один слой защитной пленки ПЭТ. Под воздействие высокой температуры ЭВА расплавляется, приобретает необходимую прозрачность и надежно спекается со стеклом и тыловой ПЭТ. Адгезия ЭВА со стеклом и ПЭТ великолепная. Затем солнечный модуль проходит предварительный контроль, и в случае положительных результатов теста помещается в каркас из алюминиевого анодированного профиля. Этот профиль придает модулю окончательную герметичность при помощи силикона, а также жесткость. Стекло как упоминалось выше текстурированное. Подобный рисунок работает как антиблик и снижает потери на отражение от поверхности модуля под углами падения излучения менее 90°. Качество стекла играет немаловажную роль. Стекло применяемое при производстве солнечных модулей не содержит окислов железа и потому высокопрозрачно. По сравнению с обычным оконным гладким стеклом или стеклом марки М0 коэффициент пропускания больше на 7-10%. Следующий этап это установка с тыльной стороны модуля контактной коробки для электрических выводов модуля. Если модуль мощности более 60Вт, то при сборке схемы делается 1 или 2 отвода — средние точки. Эти средние точки нужны для установки в контактной коробке шунтирующих диодов. Эти диоды уменьшают потери мощности от частичного затенения, а также предотвращают выход модуля из строя. Для наращивания суммарной мощности СЭС модули коммутируются в более крупные массивы, которые называются солнечные батареи. Подобная модульность конструкций позволяет создавать системы неограниченной мощности. Технология сборки модулей, которую мы здесь описали в настоящий момент является наилучшей и гарантирует большой ( 25 лет и более) срок эксплуатации. Надежность солнечных батарей объясняется отсутствием в них подвижных частей и долговечностью. Мы производим стандартные модули в диапазоне мощностей 15-250Вт, а также производим модули «под заказ» в соответствии с техническими требованиями заказчика. Также мы производим расчет и установку систем «под ключ». Тип, размер, мощность и прочие параметры солнечных модулей необходимых для реализации проекта подбираются индивидуально согласно условиям эксплуатации и прочих условий. ВАХ солнечного модуля по форме полностью повторяет ВАХ отдельного фотоэлемента, она представлена на рис.4. Все солнечные модули паспортизируются при условиях идентичных тестированию фотоэлементов- STC: освещенность 1000 Вт/м2, температура — 25°С, спектр АМ1,5.

 

Условные обозначения для электрических параметров следующие:

— Uн — номинальное напряжение, В;
— Uхх — напряжение холостого хода, В;
— Iкз — ток короткого замыкания, А;
— Uр — напряжение максимальной мощности, В;
— Wp — максимальная мощность, Вт;
— Iр — рабочий ток, А;

   На рис.4 можно видеть все электрические параметры модуля, кроме максимальной мощности. Этот параметр можно получить перемножив Up- напряжение максимальной мощности(иначе рабочее напряжение) и Ip. Часто пользователи задают вопрос почему по их подсчетам мощности меньше паспортной. Их ошибка состоит в том, что рабочий ток солнечного модуля умножать нужно не на номинальное напряжение модуля, а на напряжение максимальной мощности.

   Для получения сертификата модули отправляются в центр сертификации. Специалисты проводят испытания, по их результатам заполняют протоколы испытаний. В ходе этих сертификационных испытаний солнечные модули подвергаются следующим видам суровых испытаний:

— 200 температурных циклов от -50°С до 75°С;
—10 циклов  от 75°С до -40°С при относительной влажности 85%;
— Испытание прочности на удар ледяного шара массой 200 грамм;
— Воздействие ультрафиолетового излучения.
— Воздействие высокой температуры и влажности;
— Проверка механической прочности посредством равномерно распределенной нагрузки до 2000 Пa.

 

   Напряжение на выводах солнечного модуля появляется с первыми лучами солнца. Если это одиночный модуль, то никакой опасности нет. Но большое число последовательно соединенных модулей может генерировать смертельно опасное напряжение. Особенно это относится к солнечным системам подключаемым на вход сетевых инверторов. При эксплуатации и монтаже солнечные модули не стоит перекручивать «пропеллером», изгибать и разбирать. Не нужно концентрировать излучение на поверхности модуля, т.к. это приводит к значительному повышению температуры, что может повредить герметизацию модуля или привести к вскипанию пленки ЭВ от высокой температуры. Старайтесь использовать при монтаже инструмент с изолированными ручками или резиновые перчатки. При параллельном соединении солнечных модулей или их цепочек нужна диодная развязка или применение специального стринг-бокс-устройства для коммутации солнечных модулей параллельно-последовательно. Кроме этого стринг-бокс обеспечивает защиту от переполюсовки, а также молнии и прочих импульсных перенапряжений.

   При производстве модулей нами применяются только высококачественные материалы производства РФ и стран Европы. Мы производим модули в течении 15 лет и имеем в этом деле огромный опыт. Класс защиты солнечных модулей не ниже IP65. Контактная коробка в зависимости от мощности солнечного модуля снабжена двумя или тремя диодами, минимизирующими потери при затенении.

                                                                             В результате солнечные модули работоспособны:

— в температурном диапазоне –50ºС до +75ºС;
— в диапазоне атмосферного давления до 85-107 кПа;
— в диапазоне относительной влажности 0-100%;
— максимальной интенсивности дождя до 5 мм/мин;
— максимальная нагрузка снег+ветер до 2000 Па.

   Выше мы описали процесс сборки солнечных модулей каркасного типа. Помимо них мы еще производим модули бескаркасного типа-серия серия МСБ. Кроме отсутствия каркаса их конструктивное отличие от каркасных модулей в том, что их рабочая поверхность защищается не стеклом, а  прозрачной пленкой ПЭТ. Тыловая поверхность защищена либо подложкой из стеклотекстолита, либо такой же пленкой ПЭТ, но уже не обязательно оптически прозрачной. Такие солнечные модули обычно применяются туристами или для иных целей, где важен вес и габариты изделия. Бескаркасные солнечные модули менее устойчивы к атмосферным воздействиям по сравнению с каркаcными изделиями.
   Ознакомиться с обоими типами солнечных модулей более подробно можно в разделе «Обзор продукции». Прайс лист с краткими техническими характеристиками на стандартные солнечные модули находится в разделе «Каталог продукции». Полные технические характеристики солнечных модулей стандартного ряда можно скачать здесь: «Технические характеристики каркасных солнечных модулей (3.2Мб)»

 

 

Солнечные батареи. / Альтернативная энергетика / it works!

Мы часто пишем про различные виды альтернативной энергетики, в том числе про солнечную. Этой статьей начинается цикл статей про принципы работы различных устройств работающих на возобновляемой энергии. И первое что будет рассмотрено — солнечные батареи. Солнечная энергия в последнее время используется повсюду: в естественном освещении помещений, нагрева воды, сушки и иногда даже в приготовлении пищи. Однако самым важным использованием энергии солнца является, пожалуй, генерация электричества. И главный элемент такой генерации — солнечная батарея!

Строение солнечных батарей

Солнечная батарея состоит из фотоэлементов, соединенных последовательно и параллельно. Все фотоэлементы располагаются на каркасе из непроводящих материалов. Такая конфигурация позволяет собирать солнечные батареи требуемых характеристик (тока и напряжения). Кроме того, это позволяет заменять вышедшие из строя фотоэлементы простой заменой.

Принцип работы

Принцип работы фотоэлементов из которых состоит солнечная батарея основан на фотогальваническом эффекте. Этот эффект наблюдал еще Александр Эдмонд Беккерель в 1839 году. Впоследствии работы Эйнштейна в области фотоэффекта позволили описать явление количественно. Опыты Беккереля показали, что лучистую энергию солнца можно трансформировать в электричество с помощью специальных полупроводников, которые позже получили название фотоэлементы.

Вообще такой способ получения электричества должен быть наиболее эффективным, потому что является одноступенчатым. По сравнению с другой технологией преобразования солнечной энергии через термодинамический переход (Лучи -> Нагревание воды -> Пар -> Вращение турбины -> Электричество), меньше энергии теряется на переходы.

Строение фотоэлемента

Фотоэлемент на основе полупроводников состоит из двух слоев с разной проводимостью. К слоям с разных сторон подпаиваются контакты, которые используются для подключения к внешней цепи. Роль катода играет слой с n-проводимостью (электронная проводимость), роль анода — p-слой (дырочная проводимость).

Ток в n-слоя создается движение электронов, которые «выбиваются» при попадании на них света за счет фотоэффекта. Ток в p-слое создается «движением дырок». «Дырка» — атом, который потерял электрон, соответственно, перескакивание электронов с «дырки» на «дырку» создает «движение» дырок, хотя в пространстве сами «дырки» конечно не двигаются.

На стыке слоев с n- и p-проводимостью создается p-n-переход. Получается своего рода диод, которые может создавать разность потенциалов за счет попадание лучей света.

Физический механизм действия

Когда лучи света попадают на n-слой, за счет фотоэффекта образуются свободные электроны. Кроме этого, они получают дополнительную энергию и способны «перепрыгнуть» через потенциальный барьер p-n-перехода. Концентрация электронов и дырок изменяется и образуется разность потенциалов. Если замкнуть внешнюю цепь через нее начнет течь ток.

Разность потенциалов (а соответственно и ЭДС) которую может создавать фотоэлемент зависит от многих факторов: интенсивности солнечного излучения, площади фотоэлемента, КПД конструкции, температуры (при нагревании проводимость падает).

Из чего делают фотоэлементы?

Самый первый в мире фотоэлемент появился в 1883 году в лаборатории Чарьза Фриттса. Он был изготовлен из селена, покрытого золотом. Увы, но такой набор материалов показал невысокие результаты — около 1% КПД.

Революция в использовании фотоэлементов произошла тогда, когда в недрах лаборатории компании «Bell Telephone» был создан первый элемент на кремнии. Компания нуждалась в источнике электроэнергии для телефонных станцией, и, можно сказать, была первой компанией, которая использовала альтернативный источник на солнечной энергии.

Кремний до сих пор остается основных материалом для производства фотоэлементов. Вообще кремний (Silicium, Silicon) — второй по распространенности элемент на Земле, запасы его огромны. Однако в промышленном его использовании есть одна большая проблема — его очистка. Процесс этот очень трудоемкий и затратный, поэтому чистый кремний стоит дорого. Сейчас ведется поиск аналогов, которые бы не уступали кремнию по КПД. Перспективными считаются соединения меди, индия, селена, галлия и кадмия, а также органические фотоэлементы.

Солнечные батареи (Сборки)

Однако разность потенциалов, создаваемая одним фотоэлементов, мала для промышленного применения. Чтобы иметь возможность использовать солнечные элементы для электропитания устройств, их соединяют вместе. Тем самым получаются солнечные батарей (солнечные сборки, солнечные модули). Кроме того, фотоэлементы покрывают различными защитными слоями из стекла, пластмассы, различных пленок. Это делают для того, чтобы защитить хрупкий элемент.

Основной рабочей характеристикой солнечной батареи является пиковая мощность, которую выражают в Ваттах (Вт, W). Эта характеристика показывает выходную мощность батареи в оптимальных условиях: солнечном излучении 1 кВт/м2, температуре окружающей среды 25 oC, солнечном спектре шириной 45o(АМ1,5). В обычных условиях достичь таких показателей удается крайне редко, освещенность ниже, а модуль нагревается выше (до 60-70 градусов).

Соединяя фотоэлементы последовательно мы повышаем разность потенциалов, соединяя параллельно — ток. Таким образом комбинируя соединения можно добиться требуемых параметров по току и напряжению, а следовательно и по мощности. Кроме того, последовательно или параллельно можно соединять не только фотоэлементы в рамках одной солнечной батареи, но и солнечные батареи в целом.

Маск экспортирует солнечные панели, забыв о проекте Solar Roof в США | Солнечная энергетика

Подавляющее большинство панелей солнечных батарей, производимых на заводе Tesla Inc., продаются за рубеж, а не используются в проекте Solar Roof, как первоначально предполагалось, согласно документам, рассмотренным Reuters.

Необходимость отправлять продукцию на экспорт иллюстрирует глубину проблем Tesla в бизнес-модели солнечной энергетики на территории США. А на приобретение компании Solar City, производящую солнечные батареи, Tesla потратила $2,6 млрд.

Tesla лишь изредка покупала элементы питания на солнечной энергии, произведенные партнером Panasonic Corp., сообщает агентство со ссылкой на сотрудника фабрики, пожелавшего остаться анонимным. Большая часть продукции отправляется иностранным покупателям согласно письму (копия есть у Reuters) Panasonic таможенным чиновникам США.

Когда обе компании объявили о партнерстве в 2016 г., было объявлено, что сотрудничество в области производства элементов и модулей предполагает, что на Tesla ляжет долгосрочное обязательство покупать эти компоненты у Panasonic. Солнечные батареи состоят из набора солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей), которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую.

Tesla планировала использовать их в своем проекте «солнечной крыши» (Solar Roof ) — солнечные батареи, выполняющие одновременно функции кровельного материала.Генеральный директор Tesla Илон Маск представил прототипы солнечных панелей Tesla в октябре 2016 г. Они были выпущены в 4-х стилях и выглядели как обычная черепица.

«Нашими солнечными крышами (Solar Roof — прим. ред.) оборудованы несколько сотен домов, все идет хорошо. Требуется некоторое время, чтобы подтвердить, что солнечная крыша может служить 30 лет и все детали будут работать», — сказал Маск во время оглашения финрезультатов II квартала в августе 2018 г.

В теории Tesla говорит, что за 30 лет крыша полностью окупится и начнет приносить прибыль, так как компания заявляет о вечной гарантии. Однако, к сожалению, в данном случае это всего лишь рекламная уловка, так как на самом деле гарантия распространяется только на стекло, из которого сделаны солнечные панели.

При этом Tesla умалчивает о естественной деградации способности батарей вырабатывать энергию. Судя по статистике, мощность солнечных панелей снижается на 0,5-1%, так что через 30 лет придется либо менять панели, либо снижать энергопотребление. Вообще, другие производители говорят, что 30 лет – это предельный срок жизни солнечной панели.

Например, в Калифорнии, по данным на 28 февраля 2019 г., государственными коммунальными предприятиями была подключена 21 система Solar Roof. Лишь немногие из них были подключены в северо-восточной части Соединенных Штатов, по словам бывшего сотрудника Tesla, знакомого с ситуацией.

В Tesla отказались прокомментировать закупку элементов у Panasonic и предоставить данные о количестве установленных систем Solar Roof. Однако в компании отметили, что сейчас Tesla активно устанавливает Solar Roof в восьми штатах.

К слову, за покрытие крыши (порядка 280 кв. м) высокотехнологичной черепицей Tesla хочет $65 тыс. К этой цифре следует прибавить еще $8600 за батарею Powerwall с установкой и коммуникациями. И хотя налоговый вычет составляет около $15 тыс., стоимость Tesla-крыши все равно высока. Кроме того, прицепить к существующему покрытию обычные солнечные панели, продающиеся на рынке, стоит $29 тыс.

Большинство солнечных элементов производят из кремния, который имеет довольно высокую стоимость. Этот факт определят высокую стоимость электрической энергии, которая получается при использовании солнечных батарей. И, как оказалось, эту технологию трудно миниатюризировать и производить.

Для тех клиентов, кому просто нужен альтернативный источник энергии, традиционные солнечные панели более рациональное вложение. Кроме того, Tesla-крыша не так эффективна, как убеждает Илон Маск. На сайте при заказе крыши можно посчитать размер экономии. Для небольшого дома солнечные панели от Tesla обещают экономию на счетах за электричество в размере $43 тыс. за 30 лет, однако установка самой крыши с учетом налогового вычета будет стоить $41 тыс. Таким образом, выгода за 30 лет составляет всего $2 тыс. Гораздо легче положить деньги на депозит в банке.

Эта ситуация вызывает вопросы о жизнеспособности убыточного бизнеса Tesla по производству и установке солнечных панелей. Маск заявлял, что бизнес по продаже систем чистой энергии является смежным для Tesla и вписывается в политику компании, но некоторые инвесторы назвали эту сделку спасением дочерней компании за счет акционеров Tesla. До слияния Маск был председателем совета директоров SolarCity, а его двоюродный брат Линдон Рив был генеральным директором компании.

Представитель Panasonic Альберто Канал подтвердил, что Panasonic стремится использовать свой завод в Буффало для удовлетворения спроса на солнечные элементы американского производства со стороны иностранных покупателей.

В заявлении Panasonic в Министерстве торговли США в октябре 2018 г. сообщалось, что иностранный спрос на солнечные элементы, произведенные в США, вырос, после того как администрация Трампа ввела 30%-е тарифы на зарубежные панели в 2018 г.

Panasonic также производит традиционные солнечные панели на заводе в Буффало для Tesla, но многие из них продают другим покупателям, по крайней мере в прошлом году, из-за низкого спроса со стороны калифорнийской автомобильной компании, сообщило агентство Reuters в августе 2018 г.

Tesla в прошлом месяце сообщила о 36%-м спаде в общем объеме продаж солнечной энергии в I квартале, что продолжается с момента приобретения SolarCity. С момента слияния Tesla и SolarCity в IV квартале 2016 г. количество инсталляций сократилось более чем на 76% согласно финансовой информации компании.

Стремление Panasonic диверсифицировать своих клиентов, работающих в сфере солнечной энергии, является очередным признаком того, что японская компания не идет в ногу со своим давним партнером. Panasonic является единственным поставщиком аккумуляторов для электромобилей Tesla, но Маск в прошлом месяце обвинил Panasonic в задержках производства электромобилей. Он также сказал, что Tesla ищет новых поставщиков аккумуляторов для своего нового шанхайского автомобильного завода.

Как использовать солнечные панели

Популярность альтернативной энергетики, основанной на использовании возобновляемых источников, увеличивается с каждым годом. Мировой тренд на экологичность применяемых технологий задает курс многим отраслям науки и техники. Показатели годовой выработки солнечной энергии в мире уверенно растут, ежегодно наращивая 33-36%.

Для пользователя главным плюсом солнечной энергии является ее автономность. Устройства, подключенные к солнечной батарее, не зависят от центральных сетей и локальных поставщиков. К тому же за счет отсутствия движущихся механизмов и узлов работа таких устройств абсолютно бесшумная.

Принцип работы солнечной батареи

Поскольку на сегодняшний день нет технологии, которая могла бы применять электромагнитное излучение Солнца в чистом виде, то энергию, полученную таким путем, требуется преобразовывать в другой тип – электрический ток. Именно для этого и нужны солнечные батареи.

Панели состоят из фотоэлектрических ячеек, упакованных в общую рамку.

На кремниевую пластину наносят небольшое количество бора и фосфора. Полупроводниковый фотоэлемент включает два слоя, каждый из которых имеет разную проводимость. В верхнем слое кремния с добавками фосфора (так называемый n-слой) появляются свободные электроны, а в нижнем слое кремния с добавками бора (слой p-типа) образуются «дырки». Попадание света на солнечную батарею провоцирует перемещение частиц из одного слоя в другой. Таким образом, генерируется электрический ток и по каналам движется в аккумулятор.

Мощность батареи зависит от площади панелей. Особенность всей конструкции заключается в том, что при выходе из строя одного фотоэлемента, его можно легко заменить на другой, а оболочка из пластика или закаленного стекла накрывает всю конструкцию и не дает факторам окружающей среды нарушить работоспособность системы. Важно сохранять в чистоте поверхность, так как грязь и пыль препятствуют прохождению солнечных лучей. Обязательным требованием также является равномерность освещения панелей солнцем. Если окружающие деревья и здания перекрывают доступ к солнечному свету или даже создают частичное затемнение на некоторых панелях, производительность системы неуклонно падает.

Эффективность солнечных панелей зависит еще и от температуры воздуха. Чем ниже температура, тем лучше. Кроме того угол падения лучей играет немаловажную роль. Если цель обеспечить максимальную энергию, то предпочтительно выбрать прямой угол.

Контроллеры

Чтобы использование энергии солнца было максимально эффективным, рекомендуется применять контроллер заряда для солнечных батарей. Он автоматически подбирает оптимальный режим работы, что в конечном итоге повышает производительность. Существует несколько видов контроллеров:

  • простые;
  • ШИМ;
  • mppt.

Простые контроллеры практически вышли из употребления, поскольку их срок службы крайне мал. Их главная функция – отключить батарею в том случае, когда будет достигнута заданная величина напряжения, и подключить вновь при снижении напряжения.

Применение контроллеров на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ) тока заряда является более современным решением. Эта технология позволяет использовать заряд на 100% и препятствует нагреванию аккумулятора. Главная цель: поддерживать постоянное напряжение.

Однако самой продвинутой на сегодняшний день можно назвать технологию на основе динамического алгоритма. Для того чтобы человек смог получать максимальное количество энергии от солнца, в панель встраивают специальный контроллер заряда mppt. Он сканирует систему и находит так называемую точку максимальной мощности (ТММ). Такие контроллеры особенно актуальны при мощности модулей от 200 Вт и в том случае, если напряжение нестандартное.

Каждый элемент системы должен быть подобран со знанием дела, чтобы функционирование ее было эффективным, бесперебойным и комфортным для человека.

Широкое применение системы солнечного энергоснабжения в бытовых целях позволяет сделать уверенный шаг в будущее. Это возможность сократить выбросы в атмосферу, но при этом оставить за человеком право пользоваться привычными благами цивилизации.

Солнечные батареи. Как работают солнечные батареи

Дорого отапливать дом газом? Или у вас на даче постоянно отключают свет? А может быть вы устали переплачивать за электроэнергию? Вам поможет установка солнечной батареи, которая обеспечит вас не только электричеством, но и отоплением. В этой статье мы рассмотрим принцип работы солнечной батареи, и ее отличия от солнечного коллектора.

В чем суть работы солнечной батареи?

Солнечная батарея, она же фотобатарея, представляет собой фотопластину, изменяющую под воздействием солнечных лучей проводимость в отдельных своих участках.

Это позволяет преобразовать энергию этих переходов в электрическую, которая либо используется сразу, либо накапливается.
Для того, чтобы понять принцип работы солнечной батареи, необходимо знать несколько моментов:


Итак, как же работает солнечная батарея?

На отрицательно заряженную панель падает солнечный свет. Он вызывает активное образование дополнительных отрицательных зарядов и «дырок». Под воздействием электрического поля, которое присутствует в p-n переходе, происходит разделение положительно и отрицательно заряженных частиц. Первые направляются в верхний слой, а вторые в нижний. Таким образом, появляется разность потенциалов, иными словами, постоянное напряжение (U). Исходя из этого видно, что один фотопреобразователь работает по принципу батарейки. И в случае, когда к нему подсоединяется нагрузка, в цепи возникает ток. Сила тока будет зависеть от таких параметров, как:


Выделяют несколько типов солнечных батарей: поли- и монокристаллические, а также аморфные.
Монокристаллические являются наименее продуктивными, но при этом самыми недорогими. В связи с этим их использование оправдано в качестве дополнительных источник энергии на случай отключения централизованной подачи электроэнергии.
Поликристаллы занимают промежуточные позиции по этим двум параметрам, в связи с чем могут быть использованы в отдаленных районах, лишенных централизованной подачи электроэнергии.

Аморфные солнечные батареи отличаются высокой эффективностью, однако и очень высокой стоимостью. В их основу входит аморфный кремний.

Данные разработки еще не вышли на промышленный уровень и находятся на экспериментальной стадии.

Зачем нужен контроллер в солнечной батарее?

Солнечные батареи, принцип работы которых был описан выше, не смогли бы эффективно заменить системы центральной подачи электроэнергии, если бы не были оснащены контроллерами, способными контролировать степень заряда солнечной батареи.

Контролеры позволяют перераспределять энергию, полученную от солнечных батарей, направляя ее при необходимости напрямую к источнику потребления, либо сохраняя ее в аккумуляторе.
Выделяют несколько типов контроллеров солнечных батарей, отличающихся между собой степенью увеличения общей эффективности системы солнечных батарей.

Для того, чтобы приобщиться к использованию альтернативных источников энергии, вовсе не обязательно приобретать дорогостоящую солнечную батарею. Есть более доступные примеры использования солнечной энергии для получения электрической. Речь идет о популярных в настоящее время садовых фонарях на солнечных батареях.

Такие фонарики позволяют освещать приусадебный участок в темное время суток, не затрачивая на это дополнительную электроэнергию.

Принцип работы таких фонарей заключается в том, что посредством фитопластины, вмонтированной в верхнюю часть фонарика, происходит улавливание и преобразование солнечной энергии, которая аккумулируется в небольшой батарее, расположенной в основании фонарика. Расход накопившейся энергии происходит в темное время суток.

В профессиональных кругах панели, преобразующие солнечный свет в электроэнергию, называют фотоэлектрическими преобразователями, которые в разговорной речи или при написании понятных для широких масс статей принято называть солнечными батареями. Принцип работы этих устройств, первые рабочие экземпляры которых появились достаточно давно, на самом деле достаточно простой для понимания человеком, имеющим только знания со школьной скамьи.

Не секрет, что p-n переход может преобразовывать свет в электроэнергию. В школьных опытах нередко проводят эксперимент с транзистором со спиленной верхней крышкой, позволяющей свету падать на p-n переход. Подключив к нему вольтметр, можно зафиксировать, как при облучении светом такой транзистор выделяет мизерный электрический ток. А если увеличить площадь p-n перехода, что в таком случае произойдет? В ходе научных экспериментов прошлых лет, специалисты изготовили p-n переход с пластинами большой площади, вызвав тем самым появление на свет фотоэлектрических преобразователей, называемых солнечными батареями.

Принцип действия современных солнечных батарей сохранился, несмотря на многолетнюю историю их существования. Усовершенствованию подверглась лишь конструкция и материалы, используемые в производстве, благодаря которым производители постепенно увеличивают такой важный параметр, как коэффициент фотоэлектрического преобразования или КПД устройства. Стоит также сказать, что величина выходного тока и напряжения солнечной батареи напрямую зависит от уровня внешней освещенности, который воздействует на неё.

На картинке выше можно видеть, что верхний слой p-n перехода, который обладает избытком электронов, соединен с металлическими пластинами, выполняющими роль положительного электрода, пропускающими свет и придающими элементу дополнительную жесткость. Нижний слой в конструкции солнечной батареи имеет недостаток электронов и к нему приклеена сплошная металлическая пластина, выполняющая функцию отрицательного электрода.

Технология, по которой изготовлена солнечная батарея, влияет на её КПД

Считается, что в идеале солнечная батарея имеет близкий к 20 % КПД. Однако на практике и по данным специалистов сайта www.сайт он примерно равен всего 10 %, при том, что для каких солнечных батарей больше, для каких то меньше. В основном это зависит от технологии, по которой выполнен p-n переход. Самыми ходовыми и имеющими наибольший процент КПД продолжают являться солнечные батареи, изготовленные на основе монокристалла или поликристалла кремния. Причем вторые из-за относительной дешевизны становятся все распространеннее. К какому типу конструкции солнечная батарея относится можно определить невооруженным глазом. Монокристаллические светопреобразователи имеют исключительно чёрно-серый цвет, а модели на основе поликристалла кремния выделяет синяя поверхность. Поликристаллические солнечные батареи, изготавливаемые методом литья, оказались более дешевыми в производстве. Однако и у поли- и монокристаллических пластин есть один недостаток — конструкции солнечных батарей на их основе не обладают гибкостью, которая в некоторых случаях не помешает.

Ситуация меняется с появлением в 1975 году солнечной батареи на основе аморфного кремния, активный элемент которых имеет толщину от 0,5 до 1 мкм, обеспечивая им гибкость. Толщина обычных кремниевых элементов достигает 300 мкм. Однако, несмотря на светопоглощаемость аморфного кремния, которая примерно в 20 раз выше, чем у обычного, эффективность солнечных батарей такого типа, а именно КПД не превышает 12 %. Для моно- и поликристаллических вариантов при всем этом он может достигать 17 % и 15 % соответственно.

Материал, из которого изготовлены пластины, влияет на характеристики солнечных батарей

Чистый кремний в производстве пластин для солнечных батарей практически не используется. Чаще всего в качестве примесей для изготовления пластины, вырабатывающей положительный заряд, используется бор, а для отрицательно заряженных пластин мышьяк. Кроме них при производстве солнечных батарей все чаще используются такие компоненты, как арсенид, галлий, медь, кадмий, теллурид, селен и другие. Благодаря ним солнечные батареи становятся менее чувствительными к перепадам окружающих температур.

Большинство солнечных батарей могут накапливать энергию, представляя собой системы

В современном мире отдельно от других устройств солнечные батареи используются все реже, чаще представляя собой так называемые системы. Учитывая, что фотоэлектрические элементы вырабатывают электрический ток только при прямом воздействии солнечных лучей или света, ночью или в пасмурный день они становятся практически бесполезными. С системами на солнечных батареях всё иначе. Они оборудованы аккумулятором, способным накапливать электрический ток днем, когда солнечная батарея его вырабатывает, а ночью, накопленный заряд может отдавать потребителям.

Для увеличения мощности, выходного напряжения и тока на основе солнечных батарей создаются панели, где отдельные элементы соединяются последовательно или параллельно.

В наше время практически каждый может собрать и получить в свое распоряжение свой независимый источник электроэнергии на солнечных батареях (в научной литературе они называются фотоэлектрическими панелями ).

Дорогостоящее оборудование со временем компенсируется возможностью получать бесплатную электроэнергию. Важно, что солнечные батареи — это экологически чистый источник энергии. За последние годы цены на фотоэлектрические панели упали в десятки раз и они продолжают снижаться, что говорит о больших перспективах при их использовании.

В классическом виде такой источник электроэнергии будет состоять из следующих частей: непосредственно, солнечной батареи (генератора постоянного тока), аккумулятора с устройством контроля заряда и инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный.

Солнечные батареи состоят из набора солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей) , которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую.

Большинство солнечных элементов производят из кремния, который имеет довольно высокую стоимость. Этот факт определят высокую стоимость электрической энергии, которая получается при использовании солнечных батарей.

Распространены два вида фотоэлектрических преобразователей: сделанные из монокристаллического и поликристаллического кремния. Они отличаются технологией производства. Первые имеют кпд до 17,5%, а вторые — 15%.

Наиболее важным техническим параметром солнечной батареи, которая оказывает основное влияние на экономичность всей установки, является ее полезная мощность . Она определяется напряжением и выходным током. Эти параметры зависят от интенсивности солнечного света, попадающего на батарею.

Э.д.с. (электродвижущая сила) отдельных солнечных элементов не зависит от их площади и снижается при нагревании батареи солнцем, примерно на 0,4% на 1 гр. С. Выходной ток зависит от интенсивности солнечного излучения и размера солнечных элементов. Чем ярче солнечный свет, тем больший ток генерируется солнечными элементами. Зарядный ток и отдаваемая мощность в пасмурную погоду резко снижается. Это происходит за счет уменьшения отдаваемой батареей тока.

Если освещенная солнцем батарея замкнута на какую либо нагрузку с сопротивлением Rн, то в цепи появляется электрический ток I, величина которого определяется качеством фотоэлектрического преобразователя, интенсивностью освещения и сопротивлением нагрузки. Мощность Pн, которая выделяется в нагрузке определяется произведением Pн = IнUн, где Uн напряжение на зажимах батареи.

Наибольшая мощность выделяется в нагрузке при некотором оптимальном ее сопротивлении Rопт, которое соответствует наибольшему коэффициенту полезного действия (кпд) преобразования световой энергии в электрическую. Для каждого преобразователя имеется свое значение Rопт, которая зависит от качества, размера рабочей поверхности и степени освещенности.

Солнечная батарея состоит из отдельных солнечных элементов, которые соединяются последовательно и параллельно для того, чтобы увеличить выходные параметры (ток, напряжение и мощность). При последовательном соединении элементов увеличивается выходное напряжение, при параллельном — выходной ток. Для того, чтобы увеличить и ток и напряжение комбинируют два этих способа соединения. Кроме того, при таком способе соединения выход из строя одного из солнечных элементов не приводит в выходу из строя всей цепочки, т.е. повышает надежность работы всей батареи.

Таким образом, солнечная батарея состоит из параллельно-последовательно соединенных солнечных элементов . Величина максимально возможного тока отдаваемого батареей прямо пропорциональна числу параллельно включенных, а э.д.с. — последовательно включенных солнечных элементов. Так комбинируя типы соединения собирают батарею с требуемыми параметрами.

Солнечные элементы батареи шунтируются диодами. Обычно их 4 — по одному, на каждую ¼ часть батареи. Диоды предохраняют от выхода из строя части батареи, которые по какой-то причине оказались затемненными, т. е. если в какой-то момент времени свет на них не попадает. Батарея при этом временно генерирует на 25% меньшую выходную мощность, чем при нормальном освещении солнцем всей поверхности батареи.

При отсутствии диодов эти солнечные элементы будут перегреваться и выходить из строя, так как они на время затемнения превращаются в потребителей тока (аккумуляторы разряжаются через солнечные элементы), а при использовании диодов, они шунтируются и ток через них не идет. Диоды должны быть низкоомными, чтобы уменьшить на них падение напряжения. Для этих целей в последнее время используют диоды Шоттки.

Получаемая электрическая энергия накапливается в аккумуляторах, а затем отдается в нагрузку. — химические источники тока. Заряд аккумулятора происходит тогда, когда к нему приложен потенциал, который больше напряжения аккумулятора.

Число последовательно и параллельно соединенных солнечных элементов должно быть таким, чтобы рабочее напряжение подводимое к аккумуляторам с учетом падения напряжения в зарядной цепи немного превышало напряжение аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи обеспечивал требуемую величину зарядного тока.

Например, для зарядки свинцовой аккумуляторной батареи 12 В необходимо иметь солнечную батарею состоящую из 36 элементов.

При слабом солнечном свете заряд аккумуляторной батареи уменьшается и батарея отдает электрическую энергию электроприемнику, т.е. аккумуляторные батареи постоянно работают в режиме разряда и подзаряда.

Это процесс контролируется . При циклическом заряде требуется постоянное напряжение или постоянный ток заряда.

При хорошей освещенности аккумуляторная батарея быстро заряжается до 90% своей номинальной емкости, а затем с меньшей скоростью заряда до полной емкости. Переключение на меньшую скорость заряда производится контроллером зарядного устройства.

Наиболее эффективно использование специальных аккумуляторов — (в батарее в качестве электролита применяется серная кислота) и свинцовыех батарей, которые сделанны по AGM-технологии. Этим батареям не нужны специальные условия для установки и не требуется обслуживание. Паспортный срок службы таких батарей — 10 — 12 лет при глубине разряда не более 20%. Аккумуляторные батареи никогда не должны разряжаться ниже этого значения, иначе их срок службы резко сокращается!

Аккумулятор подсоединяется к солнечной батарее через контроллер, который контролирует ее заряд. При заряде батареи на полную мощность к солнечной батареи подключается резистор, который поглощает избыточную мощность.

Для того чтобы преобразовать постоянное напряжение от аккумуляторной батареи в переменное напряжение, которой можно использовать для питания большинства электроприемников совместно с солнечной батарей можно использовать специальные устройства — .

Без использования инвертора от солнечной батареи можно питать электроприемники, работающие на постоянном напряжении, в т.ч. различную портативную технику, энергосберегающие источники света, например, те же светодиодные лампы.

Когда-то, с помощью зеркал, нагревали воду, а сейчас создают целые электростанции на солнечных батареях. Разберем принцип работы солнечной батареи, и почему они так эффективны для получения энергии.

Фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии (ФЭП)– это полное название солнечных батарей. Принципы их работы известны более 30 лет, но активно внедряться в быту они начали всего несколько лет назад. Для того чтобы правильно подобрать панели для системы альтернативного обеспечения энергией, необходимо понять принцип их работы.

Принцип работы солнечной батареи

Панель преобразователя состоит из двух тонких пластин из чистого кремния, сложенных вместе. На одну пластину наносят бор, а на вторую фосфор. В слоях, покрытых фосфором, возникают свободные электроны, а в покрытых бором – отсутствующие электроны. Под влиянием солнечного света электроны начинают движение частиц, и между ними возникает электрический ток. Чтобы снять ток с пластин их пропаивают тонкими полосками специально обработанной меди. Одной кремниевой пластины хватит для зарядки маленького фонарика. Соответственно, чем больше площадь панели, тем больше энергии она вырабатывает.

Спаянные между собой пластины,пропускающие УФ лучи, ламинируют пленкой и крепят на стекло. Скрепленные слои заключают в алюминиевую раму.

КПД солнечных батарей

Коэффициент полезного действия панелей преобразователя зависит от нескольких факторов и для традиционных солнечных батарей не превышает 25%, хотя сейчас, используя следящую систему, можно достигнуть показателя и в 40-50 %. Эта система устроена так, чтобы батарея поворачивалась в сторону солнца. Площадь батареи напрямую влияет на ее мощность – первые солнечные батареи, с которыми мы познакомились, были в калькуляторах. Для обеспечения нагрева воды потребуется минимум шесть панелей установленных на крыше.

Также КПД зависит от материала модулей. Пластины изготавливают из монокристаллического, поликристаллического и аморфного кремния и пленок. Самые распространенные и популярные на сегодня (благодаря доступной стоимости) тонкопленочные панели. Они сделаны из тех же материалов, но немного легче, правда, проигрывают по производительности. Максимальный КПД равен 25 %.

Фотоэлектрические системы

Для обеспечения жилья энергией солнца одних панелей не достаточно, для этого понадобится фотоэлектрическая система (ФЭС). Такие системы бывают трех типов:

  • автономные ФЭС – для отдельно стоящих частных домов, в нежилой местности
  • ФЭС соединенные с электросетью – часть приборов запитана от ФЭС, а часть – от централизованной электросети
  • резервные ФЭС – используется только в случае отключения централизованного энергоснабжения.

ФЭС любого типа обязательно состоит из кабелей, контроллера, инвертора и аккумулятора.

Будущее солнечных батарей

По данным исследований экологов и геологов, запасов нефти и газа осталось еще лет на 100. Источники природной энергии (воды, ветра и солнца) неисчерпаемы.

В передовых европейских странах обеспечение новостроек альтернативной энергией – прямая обязанность застройщиков уже с 2007 года. В нашей стране эти проекты продвигаются благодаря энтузиастам от экологии, собирающим вручную ФЭС из подручных материалов. Но таких единицы, веди самому сделать их довольно сложно.

Ряд украинских производителей («Аванте», «Атмосфера», «Ітнелкон України», «СІНТЕК», «Техно-АС») уже выпускают такие панели и обустраивают ФЭС по всей стране. Стоимость продукции, к сожалению, в том же диапазоне, что и зарубежные бренды (Buderus, Wolf, Rehau, Vaillant, Viessmann, Chromagen, Ferroli, Rucelf, Solver).

Эффективное преобразование бесплатных лучей солнца в энергию, которую можно использовать для электроснабжения жилья и иных объектов, – заветная мечта многих апологетов зеленой энергетики.

Но принцип работы солнечной батареи, и ее КПД таковы, что о высокой эффективности таких систем пока говорить не приходится. Было бы неплохо обзавестись собственным дополнительным источником электроэнергии. Не так ли? Тем более что уже сегодня и в России с помощью гелиопанелей “дармовой” электроэнергией успешно снабжается немалое количество частных домохозяйств. Вы все еще не знаете с чего начать?

Ниже мы расскажем вам об устройстве и принципах работы солнечной панели, вы узнаете, от чего зависит эффективность гелиосистемы. А размещенные в статье видеоролики помогут собственноручно собрать солнечную панель из фотоэлементов.

В тематике «солнечной энергетики» достаточно много нюансов и путаницы. Часто новичкам разобраться во всех незнакомых терминах поначалу бывает трудно. Но без этого заниматься гелиоэнергетикой, приобретая себе оборудование для генерации “солнечного” тока, неразумно.

По незнанию можно не только выбрать неподходящую панель, но и попросту сжечь ее при подключении либо извлечь из нее слишком незначительный объем энергии.

Максимум отдачи от солнечной панели можно будет получить, только зная, как она работает, из каких компонентов и узлов состоит и как все это правильно подключается

Вначале следует разобраться в существующих разновидностях оборудования для гелиоэнергетики. Солнечные батареи и солнечные коллекторы – это два принципиально разных устройства. Оба они преобразуют энергию лучей солнца.

Однако в первом случае на выходе потребитель получает энергию электрическую, а во втором тепловую в виде нагретого теплоносителя.

Второй нюанс – это понятие самого термина «солнечная батарея». Обычно под словом «батарея» понимается некое аккумулирующее электроэнергию устройство. Либо на ум приходит банальный отопительный радиатор. Однако в случае с гелиобатареями ситуация кардинально иная. Они ничего в себе не накапливают.

Солнечной панелью генерируется постоянный электроток. Чтобы преобразовать его в переменный (используемый в быту), в схеме должен присутствовать инвертор

Солнечные батареи предназначены исключительно для генерации электрического тока. Он, в свою очередь, накапливается для снабжения дома электричеством ночью, когда солнце опускается за горизонт, уже в присутствующих дополнительно в схеме энергообеспечения объекта аккумуляторах.

Батарея здесь подразумевается в контексте некой совокупности однотипных компонентов, собранных в нечто единое целое. Фактически это просто панель из нескольких одинаковых фотоэлементов.

Внутреннее устройство гелиобатареи

Постепенно солнечные батареи становятся все дешевле и эффективней. Сейчас они применяются для подзарядки аккумуляторов в уличных фонарях, смартфонах, электроавтомобилях, частных домах и на спутниках в космосе. Из них стали даже строить полноценные солнечные электростанции (СЭС) с большими объемами генерации.

Гелиобатарея состоит из множества фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей ФЭП), преобразующих энергию фотонов с солнца в электроэнергию

Каждая солнечная батарея устроена как блок из энного количества модулей, которые объединяют в себе последовательно соединенные полупроводниковые фотоэлементы. Чтобы понять принципы функционирования такой батареи, необходимо разобраться в работе этого конечного звена в устройстве гелиопанели, созданного на базе полупроводников.

Виды кристаллов фотоэлементов

Вариантов ФЭП из разных химических элементов существует огромное количество. Однако большая их часть – это разработки на начальных стадиях. В промышленных масштабах сейчас выпускаются пока что только панели из фотоэлементов на основе кремния.

Кремниевые полупроводники используются при изготовлении солнечных батарей из-за своей дешевизны, особо высоким КПД они похвастаться не могут

Обычный фотоэлемент в гелиопанели – это тонкая пластина из двух слоев кремния, каждый из которых имеет свои физические свойства. Это классический полупроводниковый p-n-переход с электронно-дырочными парами.

При попадании на ФЭП фотонов между этими слоями полупроводника из-за неоднородности кристалла образуется вентильная фото-ЭДС, в результате чего возникает разность потенциалов и ток электронов.

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

  1. Монокристаллические.
  2. Поликристаллические.

Первые имеют более высокий КПД, но и себестоимость их производства выше, нежели у вторых. Внешне один вариант от другого на солнечной панели можно различить по форме.

У монокристаллических ФЭП однородная структура, они выполняются в виде квадратов со срезанными углами. В отличие от них поликристаллические элементы имеют строго квадратную форму.

Поликристаллы получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Метод этот предельно прост, поэтому такие фотоэлементы и стоит недорого.

Но производительность в плане выработки электроэнергии из солнечных лучей у них редко превышает 15%. Связано это с “нечистотой” получаемых кремниевых пластин и внутренней их структурой. Здесь чем чище p-слой кремния, тем более высокий выходит КПД у ФЭП из него.

Чистота монокристаллов в этом отношении гораздо выше, нежели у поликристаллических аналогов. Их делают не из расплавленного, а из искусственно выращенного цельного кристалла кремния. Коэффициент фотоэлектрического преобразования у таких ФЭП уже достигает 20-22%.

В общий модуль отдельные фотоэлементы собираются на алюминиевой раме, а для защиты их сверху закрывают прочным стеклом, которое нисколько не препятствует солнечным лучам

Обращенный к солнцу верхний слой пластинки-фотоэлемента делается из того же кремния, но уже с добавлением фосфора. Именно последний будет источником избыточных электронов в системе p-n-перехода.

Принцип работы солнечной панели

При падении солнечных лучей на фотоэлемент в нем генерируются неравновесные электронно-дырочные пары. Избыточные электроны и «дырки» частично переносятся через p-n-переход из одного слоя полупроводника в другой.

В итоге во внешней цепи появляется напряжение. При этом на контакте p-слоя формируется положительный полюс источника тока, а на n-слоя – отрицательный.

Разность потенциалов (напряжение) между контактами фотоэлемента появляется из-за изменения числа «дырок» и электронов с разных сторон p-n-перехода в результате облучения n-слоя солнечными лучами

Подключенные к внешней нагрузке в виде аккумулятора фотоэлементы образуют с ним замкнутый круг. В результате солнечная панель работает, как своеобразное колесо, по которому вместе белки “бегают” электроны. А аккумуляторная батарея при этом постепенно набирает заряд.

Стандартные кремниевые фотоэлектрические преобразователи являются однопереходными элементами. Переток в них электронов происходит только через один p-n-переход с ограниченной по энергетике фотонов зоной этого перехода.

То есть каждый такой фотоэлемент способен генерировать электроэнергию только от узкого спектра солнечного излучения. Вся остальная энергия пропадает впустую. Поэтому-то и эффективность у ФЭП так низка.

Чтобы повысить КПД солнечных батарей, кремниевые полупроводниковые элементы для них в последнее время стали делать многопереходными (каскадными). В новых ФЭП переходов уже несколько. Причем каждый из них в этом каскаде рассчитан на свой спектр солнечных лучей.

Суммарная эффективность преобразования фотонов в электроток у таких фотоэлементов в итоге возрастает. Но и цена их значительно выше. Здесь либо простота изготовления с невысокой себестоимостью и низким КПД, либо более высокая отдача вкупе с высокой стоимостью.

Солнечная батарея может работать как летом, так и зимой (ей нужен свет, а не тепло) – чем меньше облачность и ярче светит солнце, тем больше гелиопанель сгенерирует электрического тока

При работе фотоэлемент и вся батарея постепенно греется. Вся та энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло. Часто температура на поверхности гелиопанели поднимается до 50–55 0 С. Но чем она выше, тем менее эффективно работает фотогальванический элемент.

В итоге одна и та же модель солнечной батареи в жару генерирует тока меньше, нежели в мороз. Максимум КПД фотоэлементы показывают в ясный зимний день. Тут сказываются два фактора – много солнца и естественное охлаждение.

При этом если на панель будет падать снег, то электроэнергию она генерировать все равно продолжит. Более того, снежинки даже не успеют на ней особо полежать, растаяв от тепла нагретых фотоэлементов.

Эффективность батарей гелиосистемы

Один фотоэлемент даже в полдень при ясной погоде выдает совсем немного электроэнергии, достаточной разве что для работы светодиодного фонарика.

Чтобы повысить выходную мощность, несколько ФЭП объединяют по параллельной схеме для увеличения постоянного напряжения и по последовательной для повышения силы тока.

Эффективность солнечных панелей зависит от:

  • температуры воздуха и самой батареи;
  • правильности подбора сопротивления нагрузки;
  • угла падения солнечных лучей;
  • наличия/отсутствия антибликового покрытия;
  • мощности светового потока.

Чем ниже температура на улице, тем эффективней работают фотоэлементы и гелиобатарея в целом. Здесь все просто. А вот с расчетом нагрузки ситуация сложнее. Ее следует подбирать исходя из выдаваемого панелью тока. Но его величина меняется в зависимости от погодных факторов.

Гелиопанели выпускаются с расчетом на выходное напряжение, кратное 12 В – если на аккумулятор надо подать 24 В, то две панели к нему придется подсоединить параллельно

Постоянно отслеживать параметры солнечной батареи и вручную корректировать ее работу проблематично. Для этого лучше воспользоваться контроллером управления, который в автоматическом режиме сам подстраивает настройки гелиопанели, чтобы добиться от нее максимальной производительности и оптимальных режимов работы.

Идеальный угол падения лучей солнца на гелиобатарею – прямой. Однако при отклонении в пределах 30-ти градусов от перпендикуляра эффективность панели падает всего в районе 5%. Но при дальнейшем увеличении этого угла все большая доля солнечного излучения будет отражаться, уменьшая тем самым КПД ФЭП.

Если от батареи требуется, чтобы она максимум энергии выдавала летом, то ее следует сориентировать перпендикулярно к среднему положению Солнца, которое оно занимает в дни равноденствия по весне и осени.

Для московского региона – это приблизительно 40–45 градусов к горизонту. Если максимум нужен зимой, то панель надо ставить в более вертикальном положении.

И еще один момент – пыль и грязь сильно снижают производительность фотоэлементов. Фотоны сквозь такую “грязную” преграду просто не доходят до них, а значит и преобразовывать в электроэнергию нечего. Панели необходимо регулярно мыть либо ставить так, чтобы пыль смывалась дождем самостоятельно.

Некоторые солнечные батареи имеют встроенные линзы для концентрирования излучения на ФЭП. При ясной погоде это приводит к повышению КПД. Однако при сильной облачности эти линзы приносят только вред.

Если обычная панель в такой ситуации будет продолжать генерировать ток пусть и в меньших объемах, то линзовая модель работать прекратит практически полностью.

Панели устанавливать надо так, чтобы на пути солнечных лучей не оказалось деревьев, зданий и иных преград.

Схема электропитания дома от солнца

Система солнечного электроснабжения включает:

  1. Гелиопанели.
  2. Контроллер.
  3. Аккумуляторы.

Контроллер в этой схеме защищает как солнечные батареи, так и АКБ. С одной стороны он препятствует протеканию обратных токов по ночам и в пасмурную погоду, а с другой – защищает аккумуляторы от чрезмерного заряда/разряда.

Аккумуляторные батареи для гелиопанелей следует подбирать одинаковые по возрасту и емкости, иначе зарядка/разрядка будут происходить неравномерно, что приведет к резкому снижению срока их службы

Инвертор нужен для трансформации постоянного тока на 12, 24 либо 48 Вольта в переменный 220-вольтовый. Автомобильные аккумуляторы применять в такой схеме не рекомендуется из-за их неспособности выдерживать частые перезарядки. Лучше всего потратиться и приобрести специальные гелиевые AGM либо заливные OPzS АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Принципы работы и схемы подключения солнечных батарей не слишком сложны для понимания. А с собранными нами ниже видеоматериалами разобраться во всех тонкостях функционирования и установки гелиопанелей будет еще проще.

Доступно и понятно, как работает фотоэлектрическая солнечная батарея, во всех подробностях:

Как устроены солнечные батареи:

Сборка солнечной панели из фотоэлементов своими руками:

Каждый элемент в системе солнечного электроснабжения коттеджа должен быть подобран грамотно. Неизбежные потери мощности происходят на аккумуляторах, трансформаторах и контроллере. И их обязательно надо сократить до минимума, иначе и так достаточно низкая эффективность гелиопанелей окажется сведена вообще к нулю.

Руководство по солнечным панелям | Freedom Solar Power

Блог> Going Solar> Руководство по солнечным панелям

10 сентября 2021 г.

ЧТО ТАКОЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ?

Солнечная панель — это совокупность солнечных фотоэлектрических (PV) элементов, которые поглощают солнечный свет и преобразуют его в электричество. Для большинства установок несколько солнечных панелей подключаются для создания солнечной батареи. Компоненты солнечной панели включают солнечные элементы, стеклянный корпус, задний лист, металлический каркас и кабели для передачи электроэнергии.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ТЕХНОЛОГИИ СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Томас Эдисон разработал электричество постоянного тока (DC), схему, в которой электроны текут в одном направлении. Электричество постоянного тока работает аналогично батарее, питающей лампочку, которая была стандартом в Соединенных Штатах до 1880-х годов. Никола Тесла считал, что электричество переменного тока (AC) было лучшим решением, потому что его можно было легко преобразовать в другое напряжение, что облегчало транспортировку на большие расстояния.

Ситуация начала меняться, когда технология Tesla была выбрана на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году, и электричество переменного тока стало стандартом для электросетей в Соединенных Штатах. Tesla, Inc. — это теперь название компании, созданной Илоном Маском, которая использует электричество переменного тока для своих энергоэффективных транспортных средств и солнечных батарей.

[Связано: Тесла приносит самое устойчивое соседство нации в Остин ]

Солнечная энергия имеет решающее значение для всей жизни на Земле, и люди всегда находили способы использовать ее энергию.Солнечные фотоэлектрические технологии, какими мы их знаем сегодня, существуют с тех пор, как Bell Labs создала первый кремниевый элемент в 1954 году. К –1960– эффективность солнечных элементов повысилась с 4%, до 14%.

Отрасль солнечной энергетики продолжала расширяться в течение следующих десятилетий. Солнечные технологии улучшились благодаря инвестициям в исследования и разработки и нормативно-правовой базе для солнечных соединений, установленной федеральным правительством и правительствами штатов. Оба они включали такие политики, как налоговые льготы, скидки и стандарты возобновляемой энергии.

[Связано: Руководство по стимулированию федеральных солнечных панелей ]

К 1999 совокупная установленная мощность солнечных батарей достигла 1000 мегаватт (МВт) . В 2000 году, когда астронавты устанавливали солнечные панели на Международной космической станции, Sandia Laboratories изобрели современный инвертор, который повысил безопасность системы во время перебоев в подаче электроэнергии.

За прошедшие с тех пор почти два десятилетия стоимость солнечных панелей резко упала из-за инноваций в дизайне солнечных панелей и усовершенствований стеллажных систем, которые делают установку проще и быстрее.

Согласно отчету Statista, за почти два десятилетия, охватывающих период с 2000 по 2019 год , чистая выработка солнечной фотоэлектрической энергии во всем мире увеличилась с 1288 МВт до 633 700 МВт .

Будущее инноваций в солнечных технологиях будет продолжать развиваться, облегчая обычным людям приобретение высокоэффективных панелей, и новые системы, вероятно, будут сосредоточены на материалах помимо кремния или в дополнение к нему. Например, недавние открытия в области перовскитов могут привести к созданию панелей с более высокой эффективностью и способности покрывать различные поверхности солнечными батареями так же легко, как и окраску.

Учитывая, что количество солнечного света, попадающего на Землю каждый час, достаточно, чтобы обеспечить электроэнергию всего земного шара в течение года, потенциал солнечной энергии неограничен.

ТИПЫ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ

Производители солнечных панелей используют различные типы солнечных элементов и солнечные технологии, но наиболее распространенным материалом, используемым для солнечных элементов, является кремний (Si). Кремний — ключевой компонент различных типов солнечных панелей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Но в зависимости от того, как вы используете солнечную энергию, важно знать преимущества любых новых технологий солнечных элементов, использующих дополнительные методы или материалы.

Солнечные элементы сделаны из кремния и состоят из положительного и отрицательного слоев для создания электрического поля, подобного батарее. Большинство солнечных панелей изготавливаются из монокристаллического или поликристаллического кремния.

МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ КРЕМНИЙ

  • Средний диапазон эффективности: 15% -24%
  • Как это делается: Вафли вырезаются из монокристаллического блока кремния высокой степени чистоты с ячейками, которые образуют отличительную форму.
  • Внешний вид: Монокристаллические ячейки имеют однородный вид маленьких черных квадратов с зазубринами на углах.Солнечные панели, изготовленные из этих солнечных элементов, обычно имеют белый или черный задний лист.
  • Характеристики: Эти панели более эффективно проводят электричество и лучше работают при высоких температурах и затененных условиях, что позволяет им вырабатывать больше солнечной энергии, чем другие панели того же размера. Поскольку этот тип технологии является наиболее распространенным, он также доказал свою надежность. Однако это самые дорогие панели, и в процессе их производства образуется больше отходов.

ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ (ИЛИ МНОГОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ) КРЕМНИЙ

  • Средний диапазон эффективности: 12% -16%
  • Как это сделано: Фрагменты нескольких кристаллов кремния нагреваются, плавятся и спрессовываются, образуя большой солнечный элемент .
  • Внешний вид: Эти солнечные элементы имеют многогранную, неоднородную, подобную драгоценному камню поверхность и обычно имеют синий цвет.
  • Характеристики: Поликристаллические солнечные панели менее эффективны, но менее дороги, а также менее расточительны в процессе производства кремния.Это самые распространенные солнечные панели в мире, в первую очередь из-за производственного бума в Китае за последние несколько лет. Кроме того, эти солнечные элементы покрыты стеклянным кожухом, обычно сделанным из стекла с антибликовым покрытием для увеличения поглощения солнечного света и повышения эффективности солнечных панелей, а также защищены задним листом.

СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ ИЗ ТОНКОЙ ПЛЕНКИ

  • Средний диапазон эффективности: 7% -13%
  • Как это сделано: Тонкий слой фотоэлектрического материала или комбинации материалов, таких как некристаллический аморфный кремний (a-Si), Теллурид кадмия (CdTe) или селенид галлия, индия, меди (CIGS) наносится на поверхность, такую ​​как стекло, пластик или металл.
  • Внешний вид: Тонкопленочные силиконовые панели обычно больше и имеют однородный, сплошной черный цвет.
  • Характеристики: Это новая технология, которая имеется в продаже и подходит для домов или предприятий, где свободное пространство не является проблемой. Тонкопленочные солнечные панели недорогие, простые в производстве, гибкие, портативные и легкие. Однако они менее долговечны и имеют меньший срок службы.

КРЕМНИЕВЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ

% —
Тип кремниевых элементов КПД Ключевые преимущества Ключевые недостатки Основные недостатки
Наиболее эффективный монокристалл , прочный, проверенный, эстетичный Самая высокая стоимость
Поликристаллический 12% -16% Более низкая стоимость, повышение эффективности Более низкая эффективность, худшая эстетика
Тонкая пленка 7 Низкая стоимость, простота изготовления, лучшая эстетика Низкая эффективность, менее проверенные

ДРУГИЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Многопереходные солнечные элементы основаны на тех же принципах, что и кремниевые, за исключением того, что они спроектирован с использованием нескольких слоев различных полупроводников, которые могут захватывать больше светового спектра.

ГЕТЕРОПЕРЕХОД С ВНУТРЕННИМ ТОНКИМ СЛОЕМ (HIT)

В солнечных элементах HIT, изобретенных компанией Panasonic, используются тонкие слои собственного аморфного кремния как на верхней, так и на нижней поверхностях кристаллической кремниевой пластины.

ПЕРОВСКИТЫ

Солнечные элементы из перовскита — это группа кристаллов, названная в честь русского геолога Льва Перовского. Перовскиты менее стабильны, чем кремний, но могут достичь такой же эффективности солнечной энергии, как монокристаллические элементы, при более низкой стоимости.

Хотя эта многообещающая технология еще не поступила в продажу, она вскоре может быть применена в качестве пленки поверх существующих кремниевых элементов для повышения эффективности стандартных солнечных панелей. Oxford PV пилотирует производство этой технологии в Германии.

[Связано: Гонка за самыми эффективными солнечными панелями ]

КАК РАБОТАЮТ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ

Функции системы солнечных панелей проще, чем люди думают.

Солнце испускает крошечные пакеты энергии, называемые фотонами, которые путешествуют на Землю, и этот солнечный свет попадает на панели в различной степени в зависимости от их ориентации и местоположения вашего дома или офиса.Затем солнечные панели преобразуют солнечную энергию (фотоны) в электричество, когда они попадают в солнечный элемент, выбивая электроны из своих атомов. Эти электроны затем проходят через канал к инвертору.

Инверторы преобразуют эту электрическую энергию из постоянного в переменный. Электроэнергия переменного тока — это то, что мы используем для наших светильников, приборов и устройств (всего, что подключается к розетке). Затем электричество переменного тока поступает на ваш счетчик электроэнергии, чтобы запитать ваш дом или сеть вашего города.

Когда солнце не светит и в ваших панелях нет солнечной энергии для преобразования в электричество, ваш дом будет продолжать получать питание от электросети.Если ваша система солнечных батарей вырабатывает больше электроэнергии, чем вы потребляете в любой момент, эта электроэнергия будет течь из вашего дома обратно в сеть. Многие коммунальные предприятия придерживаются политики чистых измерений, в соответствии с которой вы производите излишки солнечной энергии.

[Связано: Как работают солнечные панели? ]

ТИПЫ ИНВЕРТОРОВ

Другой ключевой частью солнечной электроэнергетической системы является инверторная технология. Существует три основных типа инверторов:

  • Струнный инвертор: Электроэнергия постоянного тока от вашей солнечной системы направляется через единственный инвертор, который затем подключается к вашей электрической панели.Струнные инверторы — это наименее дорогостоящее инверторное решение, но они затрудняют оценку проблем с производительностью отдельных панелей.
  • Микроинвертор: Микроинверторы прикрепляются к задней части каждой отдельной панели. Они, как правило, дороже, но позволяют осуществлять мониторинг на уровне панели.
  • Гибрид: Это промежуточное решение, сочетающее централизованный инвертор с оптимизаторами мощности на каждой панели. Оптимизаторы мощности — это технология преобразователя постоянного тока в постоянный, которая улучшает производительность за счет настройки выхода каждой панели в соответствии с инвертором.Эта технология предлагает некоторые из тех же преимуществ в производительности системы, что и микроинверторы, но при более низкой стоимости.

Инверторы предоставляют дополнительные функции помимо преобразования электрических токов для нашего использования, такие как защита от замыканий на землю и предоставление информации о производстве энергии и отслеживании точки максимальной мощности.

[Связано: Кто делает лучшие солнечные панели ]

В каком направлении должны стоять солнечные панели?

В идеале солнечные панели, установленные на стандартной скатной крыше, должны быть обращены на юг, чтобы обеспечить максимальную производительность.Если ваши панели выходят на юго-восток или юго-запад, вы можете ожидать, что они будут генерировать примерно на 10% меньше энергии , но этого может быть достаточно для питания вашего дома.

Если вы не можете установить солнечные панели на юг, подумайте:

  • Установка панелей в другом направлении: Панели, обращенные на запад или юго-запад, могут по-прежнему производить достаточно энергии для полного или частичного питания вашего дома. Это может сделать ваш специалист по установке.
  • Установка дополнительных панелей: Хотя солнечные панели, которые не обращены на юг, не будут получать столько прямого солнечного света, вы можете компенсировать это за счет использования большего количества панелей.
  • Установка панелей на землю или стену : Распространенное заблуждение, что солнечные панели можно устанавливать только на крыше. Если вам не нравится внешний вид или ваша крыша не выходит на юг, вы можете установить систему на стене, выходящей на юг, которая получает прямой солнечный свет. Система, устанавливаемая на земле, также возможна, если у вас есть место для нее, и иногда предпочтительнее, поскольку ее дешевле устанавливать и обслуживать, чем настенную систему.

Взгляните на простой в использовании калькулятор солнечного потенциала Freedom Solar, чтобы определить оценку солнечного потенциала вашего дома. Специалист по установке также может использовать технологию для отслеживания того, как солнце попадает в ваш дом, что позволит им установить панели в правильном направлении с правильным наклоном.

КОГДА СЛЕДУЕТ НА СОЛНЦЕ?

Переход на солнечную энергию в любое время — разумное жизненное решение, но приобретение и установка вашей системы солнечных панелей прямо перед летом принесет наибольшие выгоды.Потенциально вы можете сохранить в доме прохладу до 5 ° F, затенив крышу, что особенно полезно в теплое летнее время — это на 38% сокращения годовой охлаждающей нагрузки вашего дома.

Переход на солнечную энергию не только экономит ваши деньги на счетах за электроэнергию, но также потенциально может помочь вам сохранить свет, когда летняя жара усиливается и вероятность отключения электричества повышается.

Поскольку тарифы на электроэнергию для потребителей могут быть нестабильными для потребителей в течение лета, разумно перейти на солнечную энергию до начала жаркого сезона, но, чтобы внести ясность, любое время — хорошее время.

[Связано: Подготовка к неожиданностям: батареи и генераторы для резервного питания в домашних условиях ]

НАЙДИТЕ НАДЕЖНОГО СОЛНЕЧНОГО МОНТАЖНИКА, ЧТОБЫ ПОМОЧЬ ВАМ ПО ПЕРЕХОДУ СОЛНЦА одновременно экономя деньги. Это одно из самых разумных финансовых вложений, которое вы можете сделать в своей жизни.

Не позволяйте ничему стоять между вами и установкой системы вашей мечты. Опытный и надежный установщик солнечных панелей может помочь вам использовать силу солнца независимо от того, где вы живете и в каком направлении смотрит ваша крыша.

Freedom Solar — ведущий производитель солнечных батарей для жилых и коммерческих помещений, и мы будем рады помочь. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить бесплатную консультацию, чтобы начать работу.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели — советник Forbes

От редакции. Советник Forbes может получать комиссию за продажи по партнерским ссылкам на этой странице, но это не влияет на мнения или оценки наших редакторов.

Сравните предложения лучших установщиков солнечных панелей

Бесплатно, без обязательств Оценки

Солнечная энергия, которая когда-то была побочным продуктом углеродных источников энергии, быстро распространяется и обеспечивает электроэнергией больше домов, чем когда-либо.Из примерно 3 миллионов солнечных установок по всей стране одна треть была построена только за последние пару лет.

Таким образом, стоит тщательно изучить все аспекты вашей солнечной энергетической системы, особенно выбор между монокристаллическими или поликристаллическими солнечными панелями. Эффективность, стоимость и долговечность зависят от вашего выбора типа солнечной панели.

Что такое солнечная панель

Есть два типа солнечных панелей: тепловые и фотоэлектрические. Тепловые солнечные панели концентрируют солнечный свет для производства тепла.Фотоэлектрические (PV) солнечные панели улавливают энергию солнца и преобразуют ее в электричество.

Фотоэлектрические солнечные панели — это наиболее предпочтительный тип солнечных панелей для использования в жилых помещениях. Хотя они на самом деле менее эффективны, чем солнечные тепловые панели, они лучше работают в жилых помещениях, поскольку не требуют больших помещений.

Солнечную панель можно сравнить с рамкой для картины. Он прямоугольный; вокруг него металлический каркас, а на лицевой стороне есть защитное стекло. Солнечная панель состоит из нескольких слоев, наиболее важным из которых является слой, содержащий матрицу солнечных элементов.

В каждой солнечной панели расположено от 32 до 96 солнечных элементов, при этом все элементы соединены вместе проводом и выдают от 230 до 275 Вт электроэнергии.

Солнечные элементы могут быть монокристаллическими или поликристаллическими. Монокристаллические солнечные элементы представляют собой более высококачественные панели, поскольку они более эффективно поглощают солнечные лучи. Но поликристаллические панели дешевле и могут быть хорошим вариантом для областей с высоким солнечным светом.

Что такое монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические солнечные панели (или монопанели) изготавливаются из монокристаллических солнечных элементов.Каждая ячейка представляет собой кусочек монокристалла кремния, специально выращенного для создания солнечных панелей.

В лаборатории кристалл выращивают в цилиндрическую форму бревна, называемую слитком, а затем разрезают на тонкие диски. Каждый диск обрезан по краям, образуя восьмиугольники.

Когда солнечные элементы размещаются на солнечной панели, восьмиугольные формы помогают солнечным панелям уместить максимальное количество солнечных элементов в массив. Это похоже на печенье на противне. Даже плотно расположенные круглые печенья всегда имеют промежутки между ними, но восьмиугольные печенья могут быть размещены плотно вместе, не тратя впустую места.

Монокристаллические солнечные панели, отличающиеся своим черным цветом, обычно имеют диапазон эффективности от 15% до 20%, а некоторые новые экспериментальные модели достигают даже около 50%.

Что такое поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические солнечные панели (или поли панели) изготавливаются из отдельных поликристаллических солнечных элементов.

Как и монокристаллические солнечные элементы, поликристаллические солнечные элементы состоят из кристаллов кремния. Разница в том, что вместо того, чтобы быть выдавленным в виде единого чистого слитка, кристалл кремния охлаждается и фрагментируется сам по себе.Эти фрагменты плавятся в печи и формуются в кубики, которые затем разрезаются на тонкие пластинки. Таким образом, эту амальгаму образуют множество различных кристаллов, а не монокристалл типа монокристаллических солнечных элементов. Это менее сложный производственный процесс, чем при использовании монокристаллических элементов, поэтому он позволяет производить больше солнечных элементов быстрее и дешевле.

Квадратные поликристаллические ячейки синего цвета аккуратно размещаются бок о бок, устраняя любое пустое пространство между ячейками. Поликристаллические солнечные панели работают менее эффективно, чем монокристаллические, потому что расплавленные фрагменты кремния оставляют меньше места для движения электронов.

Поликристаллические панели обычно имеют КПД от 13% до 16%. Хотя всего на несколько процентных пунктов меньше, чем у монокристаллических панелей, эта разница может иметь большое значение при использовании многих солнечных панелей.

Монокристаллические солнечные панели: плюсы и минусы

Плюсы

  • Высокоэффективный при производстве энергии
  • Панели требуют меньше места
  • Черные панели сочетаются с более темной черепицей или листвой
  • Лучшая термостойкость

Минусы

  • Дорого
  • Менее экологичные методы производства

Плюсы и минусы поликристаллических солнечных панелей

Плюсы

  • Дешевле, чем монокристаллические панели
  • Срок службы сопоставим со сроком службы монокристаллических панелей, но при более низкой стоимости

Минусы

  • Для панелей требуется больше места
  • Менее эффективен при производстве энергии
  • Менее устойчивое производство
  • Голубоватый цвет выделяется больше, чем черный цвет поликристаллических панелей
  • Меньшая термостойкость

Лучшие приложения для монокристаллических солнечных панелей

  • Меньшие приложения
  • Области с меньшим количеством солнечного света
  • Эффективность, а не стоимость важнее
  • Внешний вид — проблема

Монокристаллические солнечные панели лучше всего подходят для областей с ограниченным пространством, поскольку они производят больше электроэнергии в меньшем масштабе, чем поли-панели.Монокристаллические солнечные панели могут потреблять максимальное количество энергии даже в областях с более низким солнечным светом. Таким образом, они идеальны, когда цель — эффективность больше, чем стоимость.

Хотя все солнечные панели громоздкие, монокристаллические солнечные панели с их темным оттенком переходят на задний план лучше, чем поли-блоки.

Монокристаллические солнечные панели, как правило, имеют лучшую термостойкость, чем поликристаллические. Таким образом, они являются хорошим выбором для регионов с очень высокой температурой, таких как пустыня.

Лучшие приложения для поликристаллических солнечных панелей

  • Большие площади
  • Зоны с максимальным солнечным светом
  • Стоимость важнее
  • Эстетика не в приоритете

Поликристаллические солнечные панели лучше всего подходят, когда нужно следить за чистой прибылью.

Поскольку монокристаллические панели обычно стоят примерно на $ 0,05 за ватт на дороже, поликристаллические блоки являются более выгодной ценой, если у вас достаточно места для панелей.

Поликристаллические солнечные панели лучше работают в областях, богатых солнечным светом, поскольку они обеспечивают меньшую мощность, чем панели.

Голубоватый оттенок и пятнистый вид поликристаллических панелей могут не устраивать всех, особенно при установке большого количества в жилых районах. Но они хорошо работают в сельской или городской местности, где панели можно удобно спрятать, например, на крыше или в задней части дома.

Сравните предложения лучших установщиков солнечных панелей

Бесплатно, без обязательств Оценки

Как работают солнечные панели?

Солнечные фотоэлектрические технологии

Солнечные фотоэлектрические панели состоят из нескольких фотоэлементов.Ячейки — это полупроводниковые устройства, которые преобразуют энергию солнца напрямую в электричество.

Сердцем почти всех полупроводниковых устройств является PN-переход, соединение между отрицательно заряженным материалом N-типа, который имеет избыток электронов, и положительно заряженным материалом P-типа, который имеет недостаток электронов. Когда фотоны света попадают на соединение, электрону передается энергия, и он высвобождается, чтобы иметь возможность течь в виде электрического тока. Есть два электрода, которые создают электрический контакт с ячейкой.Электрод на верхней поверхности состоит из очень тонких проволок. Он должен контактировать с максимально возможным количеством материала N-типа, но он также должен минимизировать блокировку световых фотонов. Нижний контакт представляет собой сплошной провод в виде фольги.

Поскольку электроны находятся в материале N-типа, чем толще слой материала N-типа (обычно кремния), тем больший электрический потенциал будет иметь ячейка. Но поскольку материал N-типа является стороной ячейки, которая подвергается воздействию солнца, по мере того, как этот слой становится толще, меньшее количество фотонов света сможет проникнуть к PN-переходу (рис.1).

Монокристаллический

Монокристаллические фотоэлементы вырезаны из единого однородного слитка, который медленно извлекается из расплавленного кремния. Это придает клеткам темный однородный вид (рис. 3). Затем ячейки разрезаются на квадраты, чтобы максимизировать площадь поверхности при соединении вместе, чтобы сформировать панель, и наносятся проводящие слои. Многие производители фотоэлектрических систем, включая Conergy и Schuco, публикуют информацию об эффективности модулей около 15% как для моно-, так и для поликристаллических панелей сопоставимых конструкций.

Поликристаллический

Поликристаллические ячейки вырезаны из слитка, полученного путем литья вместе множества кристаллов кремния. Это придает клеткам многогранный вид. Поликристаллические и монокристаллические фотоэлектрические панели вместе являются рабочими лошадками солнечной фотоэлектрической индустрии, которые используются во всех аспектах отрасли, от больших солнечных ферм до автономных домов и мобильных приложений с автономным питанием, таких как дорожные знаки. Оба они поставляются в комплекте с собственной структурной рамой, что упрощает и удешевляет их установку.И монокристаллические, и поликристаллические панели имеют высокую удельную мощность по сравнению с другими вариантами в фотоэлектрической промышленности. Они являются хорошим выбором для массивов, устанавливаемых на крышу, где пространство ограничено.

Тонкопленочный ПВ

Тонкопленочные элементы могут быть изготовлены из слоя аморфного кремния или других материалов, например теллурида кадмия. Слои очень тонкие, потому что они сделаны с использованием процесса осаждения из паровой фазы, в результате чего слои намного тоньше, чем те, которые используются в одно- или многоячейках.Поскольку слой кремния, через который должны проходить световые фотоны, тоньше, тонкопленочные элементы имеют более высокую эффективность, когда солнечное излучение слабее, например, в облачные, пасмурные условия или в сезоны, когда солнце находится ниже в небе. Компромисс заключается в том, что тонкопленочные панели имеют более низкую удельную мощность, а это означает, что для выработки того же количества энергии в хороших условиях требуется больше площади поверхности панелей этого типа, чем у моно- или поли-панелей. Особенностью тонкопленочных панелей для промышленного производства электроэнергии является то, что они часто изготавливаются без конструктивного каркаса, что увеличивает время, сложность и стоимость их монтажа.Эти дополнительные затраты компенсируют экономию, достигнутую в производственном процессе.

Аморфные панели используются почти исключительно на солнечных фермах, где нет ограничений на размер массива. Тонкопленочные ячейки являются гибкими и могут быть превращены в гибкие панели и прикреплены к криволинейным поверхностям с помощью клея. Гибкие характеристики тонкопленочных панелей делают их хорошим выбором для строительных фотоэлектрических систем (BIPV), для плоских мембранных крыш или наклонных стальных крыш. Гибкие тонкопленочные панели также набирают популярность среди транспортных средств для отдыха и парусного спорта.

Новые технологии

Большинство исследований в солнечной промышленности сосредоточено на улучшении существующих технологий в моно- или поликристаллических элементах. Другое внимание уделяется концентрации солнечного излучения на меньшем количестве ячеек в попытке снизить общую стоимость за счет замены дорогих фотоэлементов дешевыми отражателями или линзами Френеля. Но большинство компаний, пытающихся это сделать, не смогли преодолеть потерю мощности фотоэлементов при повышении температуры.

Новая технология, получившая награды, пытается использовать «органические солнечные элементы». следуя примеру органических светоизлучающих диодов (OLED) в светодиодной и телевизионной индустрии.Сообщается, что ячейки имеют толщину 1/10 толщины тонкопленочного фотоэлектрического элемента, что делает их практически прозрачными. Прозрачное свойство новых ячеек позволяет использовать их на оконных поверхностях, поглощая часть солнечного излучения до того, как оно сможет проникнуть в здания, часто увеличивая нагрузку на систему кондиционирования воздуха. Однако они настолько прозрачны, что не повлияют на четкость окон. Однако в настоящее время нет доступных коммерческих продуктов.

Ссылки

www.conergy.com

Домой | Солнечная энергия | Ветер | Возобновляемый | Невозобновляемый | Off Grid | Старый рост | О нас и конфиденциальности

Copyright © altenergy.org Все права защищены.

Как работают солнечные элементы | HowStuffWorks

Кремний обладает некоторыми особыми химическими свойствами, особенно в его кристаллической форме. У атома кремния 14 электронов, расположенных в трех разных оболочках. Первые две оболочки, содержащие два и восемь электронов соответственно, полностью заполнены.Однако внешняя оболочка заполнена всего лишь наполовину с четырьмя электронами. Атом кремния всегда будет искать способы заполнить свою последнюю оболочку, и для этого он поделится электронами с четырьмя соседними атомами. Это похоже на то, как каждый атом держится за руки со своими соседями, за исключением того, что в этом случае у каждого атома четыре руки, соединенные с четырьмя соседями. Это то, что образует кристаллическую структуру , и эта структура оказывается важной для этого типа фотоэлементов.

Единственная проблема заключается в том, что чистый кристаллический кремний является плохим проводником электричества, потому что ни один из его электронов не может свободно перемещаться, в отличие от электронов в более оптимальных проводниках, таких как медь.Чтобы решить эту проблему, кремний в солнечном элементе содержит примесей, — другие атомы, специально смешанные с атомами кремния, — что немного меняет способ работы. Обычно мы думаем о примесях как о чем-то нежелательном, но в этом случае наша клетка не будет работать без них. Рассмотрим кремний с атомами фосфора кое-где, может быть, один на каждый миллион атомов кремния. На внешней оболочке фосфора пять электронов, а не четыре. Он по-прежнему связывается со своими соседними атомами кремния, но в некотором смысле у фосфора есть один электрон, которому не с кем держаться за руки.Он не является частью связи, но в ядре фосфора есть положительный протон, удерживающий его на месте.

Когда к чистому кремнию добавляется энергия, например, в виде тепла, это может заставить несколько электронов вырваться из своих связей и покинуть свои атомы. В каждом случае остается дыра. Эти электроны, называемые свободными носителями , затем беспорядочно блуждают по кристаллической решетке в поисках другой дыры, в которую можно упасть и провести электрический ток. Однако в чистом кремнии их так мало, что они не очень полезны.

Но с нашим нечистым кремнием с примесью атомов фосфора — совсем другое дело. Чтобы выбить один из наших «лишних» электронов фосфора, требуется гораздо меньше энергии, потому что они не связаны связью с какими-либо соседними атомами. В результате большая часть этих электронов вырывается, и у нас намного больше свободных носителей, чем было бы в чистом кремнии. Процесс преднамеренного добавления примесей называется легированием , а при легировании фосфором образующийся кремний называется N-типа («n» — отрицательный) из-за преобладания свободных электронов.Легированный кремний N-типа является проводником намного лучше, чем чистый кремний.

Другая часть типичного солнечного элемента легирована бором, который имеет только три электрона на внешней оболочке вместо четырех, чтобы стать кремнием P-типа. Вместо свободных электронов, P-типа («p» для положительного) имеет свободные отверстия и несет противоположный (положительный) заряд.

На следующей странице мы более подробно рассмотрим, что происходит, когда эти два вещества начинают взаимодействовать.

Насколько экологичны эти солнечные панели на самом деле?

По мере того, как мир стремится к более чистой энергии, мощность солнечной энергии увеличилась в шесть раз за последние пять лет.Тем не менее, как показывает отчет во вторник, производство всех этих солнечных панелей может иметь негативные последствия для окружающей среды.

Для изготовления панелей требуются едкие химические вещества, такие как гидроксид натрия и плавиковая кислота, а в процессе используется вода, а также электричество, при производстве которых выделяются парниковые газы. Это также создает отходы. Эти проблемы могут подорвать способность солнечной энергии бороться с изменением климата и снижать токсичность окружающей среды.

Новый рейтинг 37 производителей солнечной энергии — Solar Scorecard — показывает, что у одних компаний дела идут лучше, чем у других.Лучший результат у китайского производителя Trina, за ним следует калифорнийская компания SunPower.

Годовая система показателей была создана Коалицией по токсичным веществам Кремниевой долины (SVTC), некоммерческой организацией из Сан-Франциско, которая отслеживает воздействие индустрии высоких технологий на окружающую среду с 1982 года. Это пятая таблица показателей группы, которая показывает, что отрасль становится все более, а не менее непрозрачным, когда речь идет об устойчивости производственной практики.

Коалиция надеется, что система показателей повысит прозрачность в быстрорастущей отрасли, которая, как правило, больше ориентирована на выживание и рост, чем на решение более грязной стороны источника чистой энергии.

Неаккуратные данные по химическим веществам, выбросам

SVTC полагается на данные, предоставленные компаниями для составления своей оценочной карты, в которой рассматриваются такие вещи, как выбросы, химическая токсичность, использование воды и переработка. Коалиция заявляет, что рыночная доля компаний, желающих или способных поделиться подробностями о своей деятельности, сокращается. Он хвалит компании, занимающие третье и четвертое места, Yingli и SolarWorld, соответственно, за то, что они ежегодно отвечают на опрос и демонстрируют неизменную приверженность устойчивому развитию.

Компании с именными брендами, фигурирующие в оценочной таблице, представляют около 75 процентов отрасли солнечных панелей, но на рынок выходят более универсальные игроки, которые меньше заботятся о своем воздействии на окружающую среду, сказала Шейла Дэвис, исполнительный директор коалиции. Ее группа обеспокоена тем, что по мере того, как эти дисконтные конкуренты увеличивают долю рынка, все меньшее количество компаний будет отдавать приоритет устойчивости.

Различные правила и производственные практики затрудняют получение стандартизованных данных об экологическом воздействии фотоэлектрических панелей.Исследование, опубликованное в мае Северо-Западным университетом и Аргоннской национальной лабораторией, показало, что углеродный след панели из Китая вдвое больше, чем у панели из Европы, потому что в Китае меньше экологических стандартов и больше угольных электростанций.

В Китае уже наблюдается негативная реакция. Например, производитель панелей Jinko Solar столкнулся с протестами и судебным иском, поскольку один из его заводов в восточной провинции Чжэцзян был обвинен в сбросе токсичных отходов в близлежащую реку.

Производители солнечных батарей в США подчиняются федеральным правилам и правилам штата, которые, например, определяют, как и где они могут сбрасывать токсичные сточные воды.В Европе недавние правила требуют сокращения и надлежащей утилизации опасных электронных отходов.

Тем не менее, исследователи говорят, что трудно получить качественные данные по рынкам солнечных панелей. Имеющиеся цифры воздействия производства солнечных панелей на окружающую среду в Китае «сильно отличаются от тех, которые существуют в США или Европе», — сказал Фэнци Ю, доцент кафедры инженерии Северо-Западного университета и соавтор майского исследования. «Это очень сложная проблема».

SVTC надеется, что стремление к большей прозрачности сейчас приведет к лучшим практикам позже.«Это новая отрасль, — сказал Дэвис. По ее словам, если компании начнут внедрять устойчивые методы на раннем этапе, «тогда, возможно, в течение следующих 10 или 15 лет — когда эти панели начнут выходить из строя, первая волна из них, и мы начнем их перерабатывать, — новые панели, которые на рынке отсутствуют отходы «.

Еще недостаточно для переработки

В настоящее время переработка солнечных панелей страдает от проблемы курицы или яйца: недостаточно мест для переработки старых солнечных панелей, и не хватает неработающих солнечных панелей, чтобы их можно было переработать экономически привлекательный.

Бен Сантаррис, директор по стратегическим вопросам SolarWorld, сказал, что его компания предприняла усилия по переработке панелей, но этого пока нет. «У нас есть продукт, который по-прежнему соответствует стандартам с 1978 года, поэтому у нас нет большого потока», — сказал он. «Это проблема, потому что, с одной стороны, есть интерес опередить растущий поток возвращающихся панелей. С другой стороны, сейчас для этого нет большого рынка».

Переработка особенно важна из-за материалов, используемых для изготовления панелей, — сказал Дастин Малвани, доцент кафедры экологических исследований в Государственном университете Сан-Хосе, который является научным консультантом SVTC.«Было бы трудно найти фотоэлектрический модуль, в котором не использовался бы хотя бы один редкий или драгоценный металл, — сказал он, — потому что все они содержат как минимум серебро, теллур или индий».

Поскольку переработка ограничена, сказал Малвейни, эти извлекаемые металлы могут уйти в мусор: «Компании, которые отчитываются ежеквартально, выживают с очень тонкой маржой — они не думают, что через 20-30 лет проблема дефицита может действительно войти в разговор «.

Кремний, используемый для изготовления подавляющего большинства сегодняшних фотоэлектрических элементов, имеется в большом количестве, но «кремниевый солнечный элемент требует больших затрат энергии в процессе производства», — сказал Ю из Northwestern.По его словам, источник этой энергии, которым часто является уголь, определяет, насколько велик углеродный след клетки.

SVTC заявила, что возглавляет усилия по разработке первого в истории стандарта устойчивости для солнечных панелей, аналогичного руководству Совета по экологическому строительству США в области энергетики и экологического дизайна или LEED, в течение следующих двух лет. Эти усилия начнутся по мере открытия новых заводов по производству солнечных панелей в США и других странах: Mission Solar только что открыла завод в Сан-Антонио, штат Техас, а SolarCity планирует открыть завод стоимостью пять миллиардов долларов в западном Нью-Йорке.

Еще неизвестно, столкнутся ли солнечные компании с достаточным внешним давлением, чтобы привести к значительным изменениям в бизнесе, который, с точки зрения производства электроэнергии, уже пользуется большим экологическим авторитетом.

«Несмотря на усилия SVTC, — сказал Сантаррис, — до сих пор почти не осознается, что не все солнечные панели созданы равными с экологической точки зрения».

Но есть оптимизм в отношении того, что по мере развития отрасли компании, производящие солнечную энергию, будут принимать более строгие меры по обеспечению устойчивости.По словам Малвани, всего за пять лет с тех пор, как SVTC начала свой опрос по системе показателей, в нем произошли изменения.

«Когда мы начали это, не было информации об экологических характеристиках, кроме того факта, что это спасает нас от более грязного топлива», — сказал он. «Теперь эти компании готовят отчеты об устойчивом развитии».

В Твиттере: Следите за новостями Кристины Нуньес и получайте больше информации об окружающей среде и энергии на NatGeoGreen.

История является частью специальной серии, посвященной вопросам энергетики.Для получения дополнительной информации посетите The Great Energy Challenge.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели

Когда дело доходит до солнечных батарей, один из наиболее часто задаваемых вопросов — какой тип солнечных батарей лучше: монокристаллический или поликристаллический?

Что ж, если вы ищете развернутый ответ, то вы попали в нужное место.

В этой статье мы проведем подробное сравнение монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, включая:

  1. Как они сделаны?
  2. Как они выглядят?
  3. Насколько они эффективны?
  4. Насколько хорошо они реагируют на тепло?
  5. Каков их ожидаемый срок службы?
  6. Могут ли они вторично использоваться?
  7. Насколько они дороги?

Но сначала давайте посмотрим, как работают солнечные батареи

Solar Photovoltaics (PV) — это прямое преобразование в электрический ток на стыке двух веществ, подвергающихся воздействию солнечной энергии.Это происходит посредством процесса, известного как фотоэлектрический эффект , который вызывает поглощение фотонов и разрядку электронов. Солнечная энергия состоит из фотонов, которые представляют собой небольшие пакеты электромагнитной энергии. Материалы, которые демонстрируют этот фотоэлектрический эффект, известны как фотоэлектрические или солнечные элементы.

Солнечные элементы состоят из полупроводниковых материалов, таких как кремний, используемых в промышленности микроэлектроники. В солнечных элементах тонкая полупроводниковая пластина специально обрабатывается для образования электрического поля, положительного с одной стороны и отрицательного — с другой.Когда световая энергия попадает на солнечный элемент, электроны отрываются от атомов в полупроводниковом материале. Если электрические проводники присоединены к положительной и отрицательной сторонам, образуя электрическую цепь, электроны могут быть захвачены в виде электрического тока, то есть электричества. Затем это электричество можно использовать для питания нагрузки, такой как свет или инструмент.

Первый фотоэлектрический модуль был построен Bell Laboratories в 1954 году.

Итак, без лишних слов, давайте сразу перейдем к тому, как производятся солнечные панели.

A. Производство
  1. Как изготавливаются монокристаллические солнечные панели

В 1918 польский ученый Ян Чохральский открыл блестящий метод производства монокристаллического кремния и назвал его Процесс Чохральского , и позже в 1941, построена первая камера.

Производство монокристаллических солнечных элементов включает 8 основных этапов , и в этом разделе мы быстро рассмотрим каждый из них .

  • Производство металлургического кремния

Основным ингредиентом, из которого делают монокристаллические солнечные панели, является кремний, также известный как кварцевый песок , кварцит или SiO2 .

Первым шагом в производстве монокристаллических элементов является извлечение чистого кремния из кварцита для получения металлургического кремния.

Для производства металлургического кремния используются специальные печи для плавления SiO2 и углерода при температурах выше 2552 градусов по Фаренгейту, оставляя после себя 98% до 99% чистого кремния.

Несмотря на высокую чистоту металлургического кремния, его недостаточно для использования в фотоэлектрических панелях.

Следовательно, необходимо провести дополнительную очистку.

  • Очистка металлургического кремния

Следующим шагом является очистка металлургического кремния с использованием процесса Siemens .

Сначала мы подвергали порошок металлургического кремния Si в реакторе с HCl при повышенных температурах, что приводило к образованию газа SiHCl3 .

Затем газ охлаждают и сжижают для перегонки .

Дистилляция — это процесс испарения и конденсации жидкости для удаления нежелательных примесей.

Например, вы можете вскипятить морскую воду (соленую воду), а затем сконденсировать пар, чтобы получить чистую воду, так как соль останется на дне кастрюли.

Используя ту же концепцию, сжиженный SiHCl3 нагревается, а затем охлаждается для удаления примесей с более высокой или низкой точкой кипения, таких как кальций и алюминий .

После перегонки сжиженный SiHCl3 перемещается в другой изолированный реактор с горячим стержнем, затем смешивается с газообразным водородом и снова испаряется при температуре до 2732 градусов по Фаренгейту.

Из-за тепла и присутствия h3 газа , атомов Cl будут растворяться, оставляя около 99.9999% чистого кремния.

Монокристаллические ячейки от поликристаллических отличаются тем, что монокристаллические панели изготавливаются из одного слитка чистого кремния.

Изготовить единый слиток чистого кремния было действительно сложно, пока Czochralski не открыл этот блестящий способ.

Сначала вы погружаете затравочный кристалл , который представляет собой небольшой стержень из чистого монокристаллического кремния, в расплавленный кремний.

После погружения стержня пора медленно потянуть и одновременно повернуть затравочный кристалл вверх, чтобы минимизировать эффект конвекции в расплаве.

По мере вытягивания затравочного кристалла жидкий кремний будет медленно затвердевать в течение 4 дня , образуя большой однородный цилиндрический монокристалл кремния, также известный как слиток кремния .

Размер слитка кремния зависит от 3 факторов : градиента температуры, скорости охлаждения и скорости вращения.

Итак, у вас есть огромный слиток монокристаллического кремния, но как из него сделать солнечные панели?

Ну ответ очень простой, канатная пила.

Третий шаг — разрезать слиток кремния на очень тонкие пластинки с помощью очень острой проволочной пилы, создавая кремниевые пластины размером 1 мм, или 0,0393 дюйма, .

После разрезания пластин пора отполировать и вымыть пластины, чтобы очистить их от пыли, грязи и царапин.

Поскольку поверхность пластины очень плоская, многие световые лучи отражаются от нее, и, очевидно, вы этого не хотите, так как это снизит эффективность солнечной панели.

По этой причине производители делают поверхность пластин шероховатой и травят, чтобы свет мог многократно преломляться, что повышает эффективность панели и максимально предотвращает отражение света.

Кремниевые пластины заряжены положительно. Другими словами, они действуют как материал p-типа .

Для проведения электричества вам понадобится переход pn , а для создания перехода pn на каждую пластину добавляется отрицательно заряженный слой из фосфора , затем пластины перемещаются в специальные печи 1652 градусов по Фаренгейту для инъекции фосфор с азотом .

Смесь азота и фосфора создает мощный слой n-типа , в результате чего получается очень эффективная пластина p-n перехода , что, конечно же, увеличит эффективность панели.

Чтобы уменьшить потери электричества, на переднюю часть пластины напрессован высокопроводящий серебряный сплав, который обеспечивает идеальную передачу энергии и еще больше улучшает проводимость монокристаллической ячейки.

Наконец, последний этап в создании монокристаллических панелей — это сборка.

Каждая монокристаллическая солнечная панель состоит из пластин чистого кристалла от 32 до 96 , собранных в ряды и столбцы.

Количество ячеек на каждой панели определяет общую выходную мощность ячейки.

  1. Как изготавливаются поликристаллические солнечные панели?

Поликристаллические солнечные панели, также известные как многокристаллические или многокристальные солнечные панели, также изготавливаются из чистого кремния.

Однако, в отличие от монокристаллических, они сделаны из множества различных кремниевых фрагментов, а не из одного чистого слитка.

Разница между производством моно и поли солнечных элементов состоит в том, что после очистки кремния вместо медленного вытягивания слитка для получения однородного цилиндрического кристалла (процесс Чохральского ) расплавленный кремний оставляют для охлаждения и фрагментирования.

Эти фрагменты затем плавятся в печах и выливаются в тигли для выращивания кубической формы.

После затвердевания расплавленного кремния слитки разрезаются на тонкие пластины, затем полируются, улучшаются, рассеиваются и собираются так же, как монокристаллические панели.

B. Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели Внешний вид
  1. Как выглядят монокристаллические панели?

Поскольку слиток чистого кремния имеет круглую форму, их разрезание приведет к получению квадратных пластин с закругленными краями , что создает небольшие зазоры между собранными ячейками.

И из-за того, что они сделаны из чистого кремния, они имеют однородный темный вид из-за того, как свет взаимодействует с чистым кремнием .

Таким образом, вы можете легко распознать монокристаллические солнечные элементы по их однородному темному оттенку и квадратам с закругленными краями с небольшими промежутками между каждым элементом.

ٍ Не волнуйтесь, хотя монокристаллический солнечный элемент темный, для задних панелей и рам существует множество цветов и дизайнов, которые соответствуют вашим предпочтениям.

  1. Как выглядят поликристаллические солнечные панели?

В отличие от монокристаллических солнечных элементов, которые имеют однородный темный вид, поликристаллические элементы имеют тенденцию иметь синий оттенок из-за того, как солнечный свет взаимодействует с поликристаллическими.

Более того, поскольку поликристаллические пластины не вырезаны из цилиндров, как монокристаллические, у них не будет закругленных краев.

Таким образом, их легко узнать по голубоватому оттенку и отсутствию закругленных краев .

Поликристаллические ячейки также имеют множество красочных задних листов и конструкций каркаса, которые определенно подойдут для вашей крыши.

C. Эффективность монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей

Эффективность солнечной панели является показателем того, насколько хорошо этот элемент преобразует солнечный свет в электричество.

Например, если мы принесли 2 различных солнечных панелей, одна с эффективностью 10%, , а другая — 20%, , и мы излучаем одинаковое количество света в течение того же времени.

Последний будет производить почти удвоенных электроэнергии, произведенной первым.

  1. Насколько эффективны монокристаллические солнечные панели?

Среди различных типов солнечных панелей монокристаллические элементы имеют наивысшую эффективность, обычно в диапазоне 15-20%, , и ожидается, что она станет еще выше.

Интересный факт: В 2019 году Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии удалось разработать шестиконтактный солнечный элемент с эффективностью 47.1% устанавливает 2 новых мировых рекорда.

  1. Насколько эффективны поликристаллические солнечные панели?

Поскольку каждая поликристаллическая ячейка состоит из слишком большого количества кристаллов, для движения электронов остается меньше места, что снижает эффективность выработки электроэнергии.

Хотя монокристаллические элементы имеют более высокий КПД, разница между монокристаллическими и поликристаллическими ячейками не так уж велика.

Большинство поликристаллических фотоэлементов имеют КПД от 13% до 16% , что по-прежнему является очень хорошим соотношением, и ожидается, что в будущем оно будет только выше.

D. Температурный коэффициент моно-кремния и поли-кремния?

Еще один важный фактор, о котором часто забывают, — это температурный коэффициент .

Температурный коэффициент — это показатель того, насколько хорошо солнечный элемент функционирует при повышении температуры.

Другими словами, он указывал на потерю эффективности на каждый градус повышения температуры.

  1. Как температура влияет на эффективность монокристаллических солнечных панелей?

Большинство монокристаллических солнечных элементов имеют температурный коэффициент около -0.От 3% / C до -0,5% / C .

Таким образом, когда температура повышается с на 1 градус Цельсия или на 32 градуса по Фаренгейту , монокристаллический солнечный элемент временно теряет свою эффективность с 0,3% до 0,5% .

  1. Как температура влияет на эффективность поликристаллических солнечных панелей?

Поликристаллические фотоэлементы имеют более высокий температурный коэффициент, чем монокристаллические.

Это означает, что поликристаллические панели будут терять больше своей эффективности при повышении температуры, что делает их не оптимальными для использования в жарких областях.

E. Ожидаемый срок службы

Срок службы солнечного элемента определяется степенью деградации или ежегодными потерями при выработке энергии.

Большинство солнечных панелей имеют степень деградации от 0,3% до 1% .

Это означает, что каждый год общая выходная мощность вашей системы будет уменьшаться на 0,3% до 1% .

  1. Как долго прослужат монокристаллические солнечные панели?

Большинство монокристаллических фотоэлектрических панелей имеют годовую потерю эффективности в размере 0.3% до 0,8% .

Предположим, у нас есть монокристаллическая солнечная панель со степенью деградации 0,5% .

Через 10 лет система будет работать с КПД 95% , через 20 лет система будет работать с КПД 90% и так далее, пока она не потеряет значительную часть своей мощности по производству энергии, которая он становится неэффективным.

На большинство монокристаллических солнечных панелей предоставляется гарантия 25 или 30 лет .Однако вы можете рассчитывать, что ваша система прослужит до 40 лет или более .

  1. Как долго служат поликристаллические солнечные панели?

Поликристаллические фотоэлементы имеют немного более высокую скорость деградации, чем, что заставляет их терять свою эффективность немного быстрее, чем монокристаллические.

Не поймите меня неправильно, у них все еще продолжительность жизни 20-35 лет , а иногда и больше.

F. Утилизация
  1. Могут ли монокристаллические солнечные панели перерабатываться?

Короткий ответ — да, монокристаллические солнечные элементы можно перерабатывать.

Монокристаллические солнечные панели состоят из 3 основных компонентов:

  • Монокристаллические элементы: Около 85% кремниевых пластин перерабатываются
  • Стекло: Почти 95% стекла можно повторно использовать
  • Металл: 100% металлических частей подлежат переработке

2. Можно ли перерабатывать поликристаллические солнечные панели?

Подобно монокристаллическому, около 90% всего материала, используемого для производства поликристаллических элементов, подлежат вторичной переработке.

А к 2030 годам ожидается, что почти 45 миллионов новых модулей будут изготовлены из переработанных материалов, что эквивалентно 380 миллионам долларов США.

г. Стоимость
  1. Насколько дороги солнечные панели Mono-Si?

Монокристаллические солнечные панели имеют множество преимуществ, но одним из их основных недостатков является высокая начальная стоимость.

Среди всех типов фотоэлектрических солнечных панелей монокристаллические, безусловно, являются самыми дорогими в производстве.

Это связано с тем, что процесс производства монокристаллических солнечных элементов очень энергоемкий и приводит к образованию большого количества кремниевых отходов.

  1. Насколько дороги поликристаллические солнечные панели?

По сравнению с их эффективностью, поликристаллические солнечные панели имеют меньшую стоимость ватта, что делает их дешевле, чем монокристаллические.

Причина этого в том, что производственный процесс создает меньше отходов и использует меньше энергии, что приводит к меньшим производственным затратам.

Интересный факт: Иногда панели из поли-Si изготавливаются из остатков производства моно-Si, что снижает количество отходов кремния.

Важно отметить, что хотя элементы из поли-Si дешевле, они занимают больше места, чем монокристаллические, для выработки того же количества энергии, что делает их менее компактными.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели без закругленных краев 90 Коэффициент:
Монокристаллические солнечные панели Поликристаллические солнечные панели
Материал: Одиночный кристалл чистого кремния Различные фрагменты кремния, расплавленные вместе
скругленные края равномерные синие квадраты
Эффективность преобразования: от 15% до 20% 13% до 16%
Эффективность использования пространства: Эффективность Менее эффективная
-0.3% / c до -0,5% / c -0,3% / c до -1% / c
Срок службы: Около 40 лет Около 35 лет
Возможность вторичной переработки: Да Да
Стоимость: $$$ $$

Последние слова

Мы очень надеемся, что вам понравилась эта статья так же, как и нам.

Вы нашли это руководство полезным?

Если да, поделитесь этой статьей со своими друзьями и поделитесь с нами своими мыслями в разделе комментариев ниже.

солнечных панелей Сделано в США


ХОТИТЕ СИСТЕМУ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ ПО НИЗКОЙ СТОИМОСТИ? НАЧАТЬ СОЛНЕЧНЫЙ ДИЗАЙН


Список солнечных панелей, произведенных в США

Эти солнечные панели произведены в США. Эти компании производят солнечные элементы и модули прямо здесь, в Америке.Возможно создание «зеленых» рабочих мест американского качества по низким конкурентоспособным ценам. Эти солнечные компании квалифицируются как производящие американские товары в соответствии с пунктом «Покупайте американские товары» Закона о восстановлении и реинвестировании Америки ARRA.

Компания Расположение штаб-квартиры Расположение завода в США Годовая мощность Тип
Первая солнечная США Перрисбург, Огайо 1 900 МВт CdTe
ЯЧЕЙКИ Hanwha Q Южная Корея Далтон, Джорджия 1700 МВт c-Si
Тесла / Panasonic США / Япония Буффало, Нью-Йорк 1000 МВт c-Si
LG Solar США Южная Корея Хантсвилл, AL 500 МВт c-Si
CSUN Китай Сакраменто, Калифорния 400 МВт c-Si
JinkoSolar Китай Джексонвилл, Флорида 400 МВт c-Si
Силфаб Солнечная Канада Bellingham, WA 400 МВт c-Si
Гелиене Канада Горное железо, MN 300 МВт c-Si
Mission Solar США Сан-Антонио, Техас 200 МВт c-Si
SunSpark США Китай Риверсайд, Калифорния 200 МВт c-Si
Ауксин солнечный США Сан-Хосе, Калифорния 150 МВт c-Si
SunPower / SolarWorld США Hillsboro, OR 150 МВт c-Si
CertainTeed Solar Франция Malvern, PA 120 МВт c-Si
SolarTech Универсальный США Riviera Beach, FL 80 МВт c-Si
Солнечная призма США Highland, NY 60 МВт c-Si
Солярия США Fremont, CA 40 МВт c-Si
Lumos Solar США Сан-Хосе, Калифорния 1 МВт c-Si

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *