Солнечные панели это — «АГАТ ЕЛЕКТРО»

Солнечные панели это полупроводниковые изделия, которые аккумулируют солнечную энергию и преобразовывают ее в электрический ток. Солнечные панели постоянно дорабатываются, поскольку энергия солнца обещает стать одним из основных экологически чистых источников энергии в будущем. Использование энергии солнца, является весьма интересным и полезным процессом.

Практичность, экономность, экологическая безопасность и простота в эксплуатации стремительно повышают популярность альтернативных источников энергии, одним из которых являются – солнечные панели.

Солнечная панель состоит из полупроводников

Солнечные панели (солнечные батареи) – это наборы соединенных друг с другом и заключенных в раму фотоэлектрических преобразователей (солнечных ячеек). Солнечная ячейка (солнечный элемент) – это отдельное небольшое полупроводниковое устройство, преобразующее энергию света в электричество.

Фотоэлектрический преобразовательный элемент солнечной панели

Главные выгоды солнечных систем

Использование солнечной энергии для дома, для получения электричества имеет ряд преимуществ:

1. Доступность. Солнце есть практически везде.

2. Автономность. Не требует дополнительных затрат (топлива и т.п.).

3. Надежность. Постоянная и бесшумная работа.

4. Длительный гарантийный срок работы.

5. Отсутствие лицензирования.

6. Возможность произвольного изменения мощности солнечной системы.

Конечно, идеальных систем не бывает. Хотя солнечные панели и являются оптимальным выбором для автономных систем электроснабжения, но надо учитывать, что и у них тоже есть свои ограничения.

Солнечные модули/батареи производятся мощностью от 6 до 185 ватт с выходным напряжением 12 и 24 вольта.

По виду изготовления выделяют три основных типа: тонкопленочные, монокристаллические и поликристаллические солнечные панели.

Поликристаллические, монокристаллические и тонкопленочные солнечные панели

Чтобы определить, какая солнечная батарея подойдет вам как нельзя лучше – надо знать, где именно вы хотите ее установить, сколько вам необходимо энергии и для каких целей.

Солнечная панель это удобная, практичная и полезная вещь для человеческого применения, если где-то нет электричества, то солнце есть везде. Солнечная батарея может быть разного размера и соответственно мощности. Идя в поход, вы можете взять ноутбук, телефон и т.п.

Солнечные панели/батареи состоят из набора солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей), где те в свою очередь, преобразуют солнечную энергию в электричество.

Солнечная панель 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, а вот при параллельном – выходной ток. Для того чтобы одновременно увеличить и ток, и напряжение комбинируют два способа соединения. В этом случае немаловажно, что при таком способе соединения выход из строя одного из солнечных элементов не приводит к выходу из строя батареи в целом (всей цепочки), что повышает надежность работы всей солнечной системы.

Следовательно, солнечная батарея состоит из параллельно-последовательно соединенных солнечных элементов, а величина максимально возможного тока отдаваемого батареей прямо пропорциональна числу параллельно включенных, а энергодинамическая сила (ЭДС) – последовательно включенных солнечных элементов. Таким методом комбинируют типы соединения и собирают батарею с требуемыми параметрами.

Солнечные панели для частного дома и коммерческих предприятий

Монтаж и установка солнечных панелей осуществляется легче и удобней чем монтаж и установка ветрогенераторов (ветряков). Солнечные панели весят до 20 кг, а чтоб установить ветрогон, необходимо заказывать спецтехнику (кран, грузовик и т.п.).

Выполнять монтаж солнечных панелей не сложно, важно правильно расположить и закрепить панели на крыше и естественно сделать электромонтажные работы. Крыша дома, является идеальным местом для установки солнечных панелей, желательно (более продуктивней), чтобы панели были размещены в южную сторону.

Как раз там самое больше светит солнце, и ваши панели принесут вам больше энергии и соответственно денег для тех, кто подключен по «Зеленому тарифу».

Монтаж и установка солнечных панелей для частного дома

Наземная установка солнечных панелей также возможна, но в этом случае нужна большая открытая площадка или участок без затенений строениями и деревьями. Наземные установки солнечных батарей больше всего применяется в промышленных электростанциях коммерческого назначения.

Практически солнечные панели установить и применить можно везде, но эффективность отдачи электричества будет там, где больше светит солнце. Не желательно делать установку солнечных батарей на северной стороне, близстоящим и затеняющим зданиям, деревьям, установка получится не рентабельной из-за мало солнечной местности.

Меньшая эффективность работы панелей будет и в местах с высокой сезонной облачностью или туманами в побережной зоне. В таком случае проводится исследование интенсивности солнечного света, по результатам которого, станет ясно, какое количество энергии смогут вырабатывать солнечные панели в данной месте, и является ли вообще установка целесообразной.

Наземные установки солнечных батарей/панелей

Зимние солнечные панели

Как ни странно, но многие предполагают, что солнечные панели работают от солнечного тепла. Это не так. Солнечные батареи используют именно, и только, солнечный свет, а не тепло или солнечные лучи. При работе панели сами выделяют тепло и греются. Для более производительной работы они должны охлаждаться, что и происходит естественным способом, так как они всегда доступны ветру.

Следовательно, в зимний период, батареям довольно комфортно работать, они вырабатывают электричество даже под снегом, а сам снег даже тает от рабочего тепла фотоэлементов.

В пасмурную, бессолнечную погоду, панели вырабатывают меньше электричества, чем обычно, но в солнечную морозную погоду панели будут очень эффективны.

Обычно при установке солнечных панелей выставляется средний, универсальный угол наклона, но для большей их продуктивности ставят наземные конструкции с автоматической или ручной сезонной регулировкой угла наклона панелей.

В начале 21-го века, лидерами солнечной энергетики в Европейском Союзе являлись как раз не самые солнечные страны: Германия, Бельгия и Чехия. Солнечные батареи можно и нужно использовать в Украине, а особенно в солнечных регионах, поскольку ЕС предложил для нашей страны очень льготные условия (Зеленый тариф) по освоению альтернативной энергетики.

Компания «АГАТ ЕЛЕКТРО» реализует высококачественное оборудование, которое позволяет успешно решать задачи, связанные с энергоснабжением в частных домах, коттеджах, объектах строительства и сооружениях, а так же в тех местах, где отсутствует возможность подключения к стандартной электрической сети.

Персонал компании – высококвалифицированные специалисты, они ответят на любые имеющиеся у вас вопросы, касательно выбора, приобретения, обслуживания и установки солнечных батарей.

ООО «АГАТ ЕЛЕКТРО» работает официально и имеет лицензию АЕ №525308. Наши преимущества: многолетний (более 10-ти лет) опыт, гарантированная надежность, эффективность и простота в комплексных решениях. Основное внимание наша компания уделяет подбору оборудования, предлагая оптимальные решения, лучшие компоненты с учетом характеристик и возможностью их дальнейшего расширения и модернизации. Всегда применяем комплексную услугу (под ключ) – «Из рук в руки» в том числе: оформление всей проектной и разрешительной документации, а также, решение других нюансов с Облэнерго по «Зеленому тарифу». Проводим полную комплектацию, монтаж, установку и обслуживание солнечных электростанций в Кременчуге и Украине в целом.

ООО «АГАТ ЕЛЕКТРО» – лицензия АЕ №525308

Для любой консультации или услуги обращайтесь в наш офис: проспект Свободы, 6а, г. Кременчуг тел. : (097) 262 63 07, (096) 818 81 05 Посетите наши магазины электрооборудования и электротехники: ул. Вадима Пугачева, 5, ул. В.Бойко, 14, г. Кременчуг тел.:  (096) 818 86 04 Всегда рады помочь !

Солнечные панели. Как это работает в Италии.

Энергетика, как мы знаем, является основой всего мирового хозяйства. И про кризис энергетический мы тоже наслышаны.
Европейские страны не способны удовлетворить свои энергетические потребности за счет первичных энергоресурсов, добываемых в национальных границах. Не все страны так богаты, как Россия. Ограниченность углеводородного сырья составляет сегодня главный стержень глобальной энергетической проблемы. Нефть, газ и уголь когда-то закончатся. Именно поэтому так много исследований и разработок в энергетике из альтернативных возобновляемых источников (ядерная энергия, солнечная радиация, тепло Земли и т.д.). И вроде, когда научились использовать атом, казалось, что теперь-то проблема энергетики канут в Лету. Но атом оказался не так-то прост. После нескольких катастроф на АЭС к ядерной энергии в Европе относятся со страхом, поэтому Евросоюз идет в направлении по использованию альтернативных источников электроэнергии.
Меня эта тема всегда интересовала, я много читала об этом и хочу рассказать вам, как это направление развивается в Италии.

Евросоюз обязал Италию к 2020 году вырабатывать 17% электроэнергии от общего национального потребления, используя альтернативные источники. Правительство Италии, чтобы заинтересовать население страны к переходу на самообеспечение электроэнергией, в 2007 году разработало систему стимулирующих выплат за установку солнечных панелей. На сегодняшний день это составляет 0,27 € за каждый выработанный киловатт. Платежи осуществляются в течении 20 лет с момента установки солнечных батарей. Таким образом, окупаемость такой инвестиции составляет 5-7 лет.
Конечно, я не могла пропустить эту тему, живя на Сицилии, где солнечных дней в году 300 и более, и цена на электричество просто заоблачная (одна из самых высоких в ЕС).
На Сицилии солнечные батареи — это выход. Похвалюсь, что мы в нашем районе одни из первых их установили. Затраты были, но государство их практически компенсировало, а сейчас мы даже немного зарабатываем, продавая излишки электричества по 0,11 € за киловатт.

Солнечная батарея — это несколько объединенных фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементы) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, который поступает в инвертор, где преобразовывается в переменный.

Наши солнечные панели расположены на крыше на южной стороне, что немаловажно. Можно размещать и на запад, и на восток, но производительность в таких случаях падает минимум на 15%. Наши панели при идеальных погодных условиях вырабатывают 30 кВт в день. Этого нам вполне хватает и для бытового использования и для фермы. Но, даже имея, солнечные батареи, мы не автономны, а подключены к одной общей сети, куда и поступает наша электроэнергия. Это сделано для того, чтобы излишками электроэнергии могли воспользоваться и другие.
На Сицилии можно увидеть и такую картину.

Целая плантация солнечных батарей. Сначала их разрешали устанавливать и на земле, но поскольку люди стали занимать ими слишком большие площади сельскохозяйственных угодий (панели это еще и очень выгодное вложение денег), государство запретило установку солнечных батарей на земле из-за возможных негативных экологических последствий.
На Сицилии используются и другие устройства для выработки альтернативной электроэнергии, но об этом в следующем посте.

Добавить в друзья

Солнечная панель — HiSoUR История культуры

Фотоэлектрические солнечные батареи поглощают солнечный свет как источник энергии для выработки электроэнергии. Фотоэлектрический (PV) модуль представляет собой упакованную, соединенную сборку, как правило, фотоэлементных солнечных элементов размером 6 × 10. Фотовольтаические модули составляют фотогальваническую решетку фотогальванической системы, которая генерирует и поставляет солнечное электричество в коммерческих и жилых помещениях.

Каждый модуль рассчитан на выходную мощность постоянного тока в стандартных условиях испытаний (STC) и обычно составляет от 100 до 365 Вт (Вт). Эффективность модуля определяет площадь модуля с одинаковым номинальным выходом — 8% эффективный модуль 230 Вт будет иметь вдвое большую площадь 16-процентного эффективного модуля 230 Вт. Существует несколько коммерчески доступных солнечных модулей, которые превышают эффективность 24%

Один солнечный модуль может производить только ограниченное количество энергии; большинство установок содержат несколько модулей. Фотоэлектрическая система обычно включает в себя массив фотоэлектрических модулей, инвертор, аккумуляторную батарею для хранения, соединительную проводку и, возможно, солнечный механизм слежения.

Наиболее распространенным применением сбора солнечной энергии вне сельского хозяйства являются солнечные системы нагрева воды.

Цена солнечной электроэнергии продолжает падать, так что во многих странах она стала дешевле, чем обычное электричество из ископаемого топлива из электросети с 2012 года, явление, известное как «паритет сетки».

Теория и строительство
Фотоэлектрические модули используют световую энергию (фотоны) от Солнца для генерации электричества через фотогальванический эффект. Большинство модулей используют кристаллические кремниевые ячейки на основе пластин или тонкопленочные ячейки. Конструктивный (несущий нагрузку) элемент модуля может быть либо верхним, либо задним слоем. Клетки также должны быть защищены от механических повреждений и влаги. Большинство модулей являются жесткими, но также доступны полугибкие, основанные на тонкопленочных ячейках. Клетки должны подключаться электрически последовательно, один к другому.

Блок солнечных батарей подключается к задней панели солнечной батареи и является его выходным интерфейсом. Внешне большинство фотоэлектрических модулей используют типы разъемов MC4 для облегчения подключения к остальной части системы. Также можно использовать USB-интерфейс питания.

Модульные электрические соединения производятся последовательно для достижения желаемого выходного напряжения или параллельно, чтобы обеспечить требуемую силу тока (ампер). Проводящие провода, которые снимают ток с модулей, могут содержать серебро, медь или другие немагнитные проводящие переходные металлы. Байпасные диоды могут быть встроены или использованы снаружи, в случае частичного затенения модулей, чтобы максимизировать выходной сигнал модулей, все еще освещенных.

Некоторые специальные солнечные фотоэлектрические модули включают концентраторы, в которых свет фокусируется линзами или зеркалами на более мелкие ячейки. Это позволяет экономичным образом использовать клетки с высокой стоимостью на единицу площади (например, арсенид галлия).

Солнечные панели также используют металлические рамы, состоящие из стеллажных компонентов, кронштейнов, отражательных форм и желобов для лучшей поддержки структуры панели.

история
В 1839 году способность некоторых материалов создавать электрический заряд от воздействия света была впервые обнаружена Александром-Эдмондом Беккерелем. Это наблюдение не было воспроизведено еще до 1873 года, когда Уиллоу Смит обнаружил, что заряд может быть вызван легким ударом селена. После этого открытия Уильям Гриллс Адамс и Ричард Эванс день опубликовали «Действие света на селен» в 1876 году, описывая эксперимент, который они использовали для репликации результатов Смита. В 1881 году Чарльз Фриттс создал первую коммерческую солнечную панель, о которой Фриттс сообщал как «непрерывную, постоянную и значительную силу не только при воздействии солнечного света, но и в тусклом, рассеянном дневном свете». Однако эти солнечные панели были очень неэффективными, особенно по сравнению с угольными электростанциями. В 1939 году Рассел Ол создал дизайн солнечных элементов, который используется во многих современных солнечных батареях. Он запатентовал свой дизайн в 1941 году. В 1954 году этот дизайн был впервые использован Bell Labs для создания первого коммерчески жизнеспособного кремниевого солнечного элемента.

Эффективности
В зависимости от конструкции фотогальванические модули могут производить электричество из диапазона частот света, но обычно не могут покрывать весь солнечный диапазон (в частности, ультрафиолетовый, инфракрасный и низкочастотный или рассеянный свет). Следовательно, значительная часть энергии солнечного излучения падает впустую солнечными модулями, и при освещении монохроматическим светом они могут давать гораздо более высокую эффективность. Поэтому другая концепция дизайна состоит в том, чтобы разделить свет на шесть-восемь разных диапазонов длин волн, которые будут производить другой цвет света, и направлять лучи на разные ячейки, настроенные на эти диапазоны. Это, по прогнозам, способно повысить эффективность на 50%.

Ученые из Spectrolab, дочерней компании Boeing, сообщили о разработке многосоставных солнечных элементов с эффективностью более 40%, новым мировым рекордом для солнечных фотоэлектрических элементов. Ученые Spectrolab также прогнозируют, что солнечные элементы концентратора могут достичь эффективности более 45% или даже 50% в будущем, при этом теоретическая эффективность составляет около 58% в клетках с более чем тремя соединениями.

В настоящее время наилучшим образом достигнутый коэффициент преобразования солнечного света (эффективность солнечного модуля) составляет около 21,5% в новых коммерческих продуктах, как правило, ниже, чем эффективность их клеток в изоляции. Наиболее эффективные массовые солнечные модули [обсуждаются — обсуждаются] имеют значения плотности мощности до 175 Вт / м2 (16,22 Вт / фут2).

Исследование Imperial College в Лондоне показало, что эффективность солнечной панели может быть улучшена путем изучения светопринимающей поверхности полупроводника с алюминиевыми наноцилиндрами, подобными гребням на блоках Lego. Затем рассеянный свет проходит по более длинному пути в полупроводнике, что означает, что больше фотонов можно поглощать и преобразовывать в ток. Хотя эти наноцилиндры использовались ранее (алюминию предшествовали золото и серебро), рассеяние света происходило в ближней инфракрасной области, и видимый свет сильно поглощался. Было обнаружено, что алюминий поглотил ультрафиолетовую часть спектра, в то время как видимая и ближняя инфракрасная части спектра оказались рассеянными по поверхности алюминия. Это, по мнению исследователей, может значительно снизить стоимость и повысить эффективность, поскольку алюминий является более распространенным и менее дорогостоящим, чем золото и серебро. Исследование также отметило, что увеличение тока делает более тонкие пленочные солнечные панели технически осуществимыми без «компрометации эффективности преобразования энергии, что снижает потребление материалов».

Эффективность солнечной панели может быть рассчитана по величине MPP (максимальной мощности) солнечных панелей
Солнечные инверторы преобразуют мощность постоянного тока в переменную мощность, выполняя процесс MPPT: солнечный инвертор выдает выходную мощность (IV-кривую) из солнечного элемента и применяет правильное сопротивление (нагрузку) к солнечным элементам для получения максимальной мощности.
MPP (максимальная потребляемая мощность) панели солнечных батарей состоит из напряжения MPP (V mpp) и тока MPP (I mpp): это емкость панели солнечных батарей, и более высокое значение может повысить MPP.
Микроинвертированные солнечные панели подключаются параллельно, что дает больше выходных данных, чем обычные панели, которые последовательно соединены с выходом серии, определяемой самой низкой панелью (это известно как «световой эффект Рождества»). Микроинверторы работают независимо друг от друга, поэтому каждая панель обеспечивает максимально возможный выход, учитывая доступный солнечный свет.

Технологии
Большинство солнечных модулей в настоящее время производится из солнечных элементов из кристаллического кремния (c-Si) из мультикристаллического и монокристаллического кремния. В 2013 году на кристаллический кремний приходилось более 90 процентов мирового производства PV, тогда как остальная часть общего рынка состояла из тонкопленочных технологий с использованием теллурида кадмия, CIGS и аморфного кремния

Новые солнечные технологии третьего поколения используют передовые тонкопленочные ячейки. Они обеспечивают относительно высокую эффективность преобразования для низкой стоимости по сравнению с другими солнечными технологиями. Кроме того, высокопроизводительные, высокоэффективные и плотноупакованные прямоугольные многолучевые (MJ) ячейки предпочтительно используются в солнечных батареях на космических аппаратах, так как они обеспечивают наивысшее соотношение генерируемой мощности на килограмм, поднятые в космос. MJ-клетки представляют собой составные полупроводники и изготовлены из арсенида галлия (GaAs) и других полупроводниковых материалов. Еще одной новой PV-технологией с использованием MJ-ячеек является фотоэлектричество концентратора (CPV).

Тонкая пленка
В жестких тонкопленочных модулях ячейка и модуль изготавливаются на одной и той же производственной линии. Ячейка создается на стеклянной подложке или суперстранице, а электрические соединения создаются in situ, так называемая «монолитная интеграция». Субстрат или суперстрат ламинируют инкапсулятором на переднем или заднем листе, обычно на другом листе стекла. Основными клеточными технологиями в этой категории являются CdTe, или a-Si, или a-Si + uc-Si тандем, или CIGS (или вариант). Аморфный кремний имеет коэффициент преобразования солнечного света 6-12%

Гибкие тонкопленочные элементы и модули создаются на одной и той же производственной линии путем осаждения фотоактивного слоя и других необходимых слоев на гибкую подложку. Если подложка представляет собой изолятор (например, полиэфирная или полиимидная пленка), то может быть использована монолитная интеграция. Если это проводник, то необходимо использовать другой метод электрического подключения. Ячейки собирают в модули путем их ламинирования с прозрачным бесцветным фторполимером на передней стороне (как правило, ETFE или FEP) и полимера, подходящего для склеивания с окончательной подложкой с другой стороны.

Умные солнечные модули
Несколько компаний начали внедрять электронику в PV-модули. Это позволяет осуществлять максимальное отслеживание точки мощности (MPPT) для каждого модуля в отдельности и измерение данных о производительности для мониторинга и обнаружения неисправностей на уровне модуля. В некоторых из этих решений используются оптимизаторы мощности, технология DC-DC-преобразователя, разработанная для максимального увеличения мощности от солнечных фотогальванических систем. По состоянию на 2010 год такая электроника может также компенсировать эффекты затенения, при этом тень, падающая на часть модуля, приводит к тому, что электрический выход одной или нескольких строк ячеек в модуле падает до нуля, но не имеет выхода из весь модуль падает до нуля.

Производительность и деградация
Производительность модуля обычно оценивается в стандартных условиях испытаний (STC): освещенность 1000 Вт / м2, солнечный спектр AM 1.5 и температура модуля при 25 ° C.

Электрические характеристики включают номинальную мощность (PMAX, измеренную в W), напряжение разомкнутой цепи (VOC), ток короткого замыкания (ISC, измеренный в амперах), максимальное напряжение питания (VMPP), максимальный ток (IMPP), пиковая мощность, (Вт -peak, Wp) и эффективность модуля (%).

Номинальное напряжение относится к напряжению батареи, которое модуль лучше всего подходит для зарядки; это остаточный термин с тех пор, когда солнечные модули использовались только для зарядки батарей. Фактический выход напряжения модуля изменяется по мере изменения условий освещения, температуры и нагрузки, поэтому никогда не возникает ни одного конкретного напряжения, при котором работает модуль. Номинальное напряжение позволяет пользователям с первого взгляда убедиться, что модуль совместим с данной системой.

Напряжение разомкнутой цепи или VOC — это максимальное напряжение, которое модуль может создавать, если он не подключен к электрической цепи или системе. VOC можно измерить с помощью вольтметра непосредственно на клеммах освещаемого модуля или на его отсоединенном кабеле.

Пиковая мощность, Вт, — максимальный выход в стандартных условиях испытаний (не максимально возможный выход). Типичные модули, которые могут измерять приблизительно 1 м × 2 м или 3 фут 3 дюйма × 6 футов 7 дюймов, будут оцениваться от 75 Вт до 350 Вт в зависимости от их эффективности. Во время тестирования тестовые модули блокируются в соответствии с результатами их испытаний, и типичный производитель может оценивать свои модули с шагом 5 Вт и либо оценивать их на +/- 3%, +/- 5%, + 3 / -0% или + 5 / -0%.
Способность солнечных модулей выдерживать повреждения дождем, градом, тяжелой снеговой нагрузкой и циклами тепла и холода зависит от производителя, хотя большинство солнечных панелей на рынке США перечислены в UL, что означает, что они прошли испытания, чтобы выдерживать град. Многие производители модулей из кристаллического кремния предлагают ограниченную гарантию, которая гарантирует электрическое производство в течение 10 лет при 90% номинальной выходной мощности и 25 лет при 80%.

Потенциально индуцированная деградация (также называемая ПИД) представляет собой потенциально индуцированное ухудшение характеристик в кристаллических фотоэлектрических модулях, вызванное так называемыми блуждающими токами. Этот эффект может привести к потере мощности до 30%.

Говорят, что самой большой проблемой для фотоэлектрических технологий является цена покупки на ватт произведенной электроэнергии, новые материалы и технологии производства продолжают повышать цену до энергоэффективности. Проблема заключается в огромной энергии активации, которую необходимо преодолеть, чтобы фотон возбуждал электрон для целей сбора урожая. Прогресс в фотогальванических технологиях привел к процессу «легирования» кремниевой подложки, чтобы снизить энергию активации, тем самым делая панель более эффективной при преобразовании фотонов в извлекаемые электроны.

Химические вещества, такие как бор (р-тип), наносят в полупроводниковый кристалл, чтобы создать уровни энергии донора и акцептора, существенно близкие к валентным и проводящим полосам. При этом добавление примеси бора позволяет энергии активации уменьшаться в 20 раз с 1,12 эВ до 0,05 эВ. Так как разность потенциалов (EB) настолько низкая, Boron способен термически ионизоваться при комнатной температуре. Это позволяет использовать свободные носители энергии в зонах проводимости и валентности, тем самым позволяя увеличить конверсию фотонов в электроны.

Обслуживание
Эффективность преобразования солнечной панели, как правило, в диапазоне 20%, уменьшается за счет пыли, грязи, пыльцы и других частиц, которые накапливаются на панели солнечных батарей. «Грязная солнечная панель может снизить мощность до 30% в местах с высокой пылью и пыльцой или пустынями», — говорит Симус Карран, адъюнкт-профессор физики Университета Хьюстона и директор Института NanoEnergy, который специализируется на проектирования, проектирования и сборки наноструктур.

Платить за очистку солнечных батарей часто не является хорошей инвестицией; исследователи обнаружили, что панели, которые не были очищены или стерилились на 145 дней во время летней засухи в Калифорнии, потеряли всего 7,4% своей эффективности. В целом, для типичной жилой солнечной системы мощностью 5 кВт стиральные плиты на полпути к лету превратятся в прирост производства электроэнергии всего лишь на 20 долларов до окончания летней засухи — примерно через 2 ½ месяца. Для больших коммерческих систем крыши финансовые потери больше, но все же достаточно редко, чтобы гарантировать стоимость стирки панелей. В среднем, панели потеряли чуть меньше 0,05% от их общей эффективности в день.

Переработка
Большинство частей солнечного модуля могут быть переработаны, включая до 95% некоторых полупроводниковых материалов или стекла, а также большое количество черных и цветных металлов. Некоторые частные компании и некоммерческие организации в настоящее время занимаются операциями по возврату и рециркуляции для модулей с истекшим сроком эксплуатации.

Возможности переработки зависят от технологии, используемой в модулях:

Модули на основе кремния: алюминиевые рамы и распределительные коробки демонтируются вручную в начале процесса. Затем модуль измельчается на мельнице, и различные фракции отделяются — стекло, пластмассы и металлы. Можно восстановить более 80% входящего веса. Этот процесс может быть осуществлен с помощью плоских стеклянных ресайклеров, поскольку морфология и состав PV-модуля аналогичны тем плоским стеклам, которые используются в строительной и автомобильной промышленности. Восстановленное стекло, например, легко воспринимается отраслью из стеклопластика и стеклоизоляции.
Модули на основе не кремния: им требуются специальные технологии переработки, такие как использование химических ванн для разделения разных полупроводниковых материалов. Для модулей теллурида кадмия процесс рециркуляции начинается с измельчения модуля и последующего отделения различных фракций. Этот процесс рециркуляции предназначен для извлечения до 90% стекла и 95% содержащихся в нем полупроводниковых материалов. В последние годы некоторые частные предприятия по утилизации были созданы частными компаниями. Для алюминиевого отражателя с плоской пластинкой: модно отражатели были подняты, изготовив их с использованием тонкого слоя (от 0,016 мм до 0,024 мм) алюминиевого покрытия, присутствующего внутри упаковок из неперерабатываемой пластмассы.
С 2010 года проводится ежегодная европейская конференция, объединяющая производителей, переработчиков и исследователей, чтобы посмотреть на будущее переработки PV-модулей.

производство
n 2010, было завершено 15,9 ГВт установок солнечной фотоэлектрической системы, а исследования солнечной фотоэлектрической системы и исследования рынка PVinsights сообщили о росте 117,8% в установке солнечной фотоэлектрической системы в годовом исчислении.

Благодаря более чем 100-процентному росту в установке PV-системы производители PV-модулей значительно увеличили объемы поставок солнечных модулей в 2010 году. Они активно расширили свои возможности и превратились в гигаватт-игроков GW. Согласно PVinsights, пять из десяти крупнейших компаний PV-модулей в 2010 году являются игроками GW. Suntech, First Solar, Sharp, Yingli и Trina Solar являются производителями GW в настоящее время, и большинство из них удвоили свои поставки в 2010 году.

Основа производства солнечных батарей вращается вокруг использования кремниевых ячеек. Эти кремниевые элементы, как правило, на 10-20% эффективны при преобразовании солнечного света в электричество, причем более новые модели производства теперь превышают 22%. Для того, чтобы солнечные панели стали более эффективными, исследователи во всем мире пытались разработать новые технологии, чтобы сделать солнечные батареи более эффективными при превращении солнечного света в энергию.

В 2014 году лучшие в мире производители солнечных модулей с точки зрения объема поставок в течение календарного 2014 года были Yingli, Trina Solar, Sharp Solar и Canadian Solar.

Цена
Средняя информация о ценах делится на три категории ценообразования: покупающие небольшие количества (модули всех размеров в диапазоне киловатт ежегодно), покупатели среднего ценового диапазона (как правило, до 10 МВт в год) и покупатели большого количества (без объяснений — и с доступом к самым низким ценам). В долгосрочной перспективе происходит систематическое снижение цен на ячейки и модули. Например, в 2012 году было подсчитано, что величина стоимости на ватт составляла около 0,60 долл. США, что в 250 раз ниже, чем стоимость в 1970 году в размере 150 долл. США. Исследование 2015 года показывает снижение цены / кВтч на 10% в год с 1980 года и прогнозирует, что солнечная энергия может внести 20% общего потребления электроэнергии к 2030 году, тогда как Международное энергетическое агентство прогнозирует 16% к 2050 году.

Затраты на производство энергии в реальном мире во многом зависят от местных погодных условий. В такой пасмурной стране, как Соединенное Королевство, стоимость одного произведенного кВтч выше, чем в более солнечных странах, таких как Испания.

Вследствие RMI, элементов баланса системы (BoS), это немодульная стоимость не микроинвертерных солнечных модулей (как проводка, преобразователи, стеллажные системы и различные компоненты) составляет около половины общих затрат на установку.

Для торговых солнечных электростанций, где электричество продается в сеть электропередачи, стоимость солнечной энергии должна соответствовать оптовой цене электроэнергии. Этот момент иногда называют «оптовой сеткой» или «паритетом шины».

Некоторые фотоэлектрические системы, такие как установки на крыше, могут подавать электроэнергию непосредственно потребителю электроэнергии. В этих случаях установка может быть конкурентоспособной, когда выходная стоимость соответствует цене, по которой пользователь платит за свое потребление электроэнергии. Эта ситуация иногда называется «паритет розничной сети», «паритет сокетов» или «динамическая четность сетки». Исследования, проведенные ООН-Энерджи в 2012 году, свидетельствуют о том, что районы солнечных стран с высокими ценами на электроэнергию, такие как Италия, Испания и Австралия, а также районы, использующие дизель-генераторы, достигли паритета розничной сети.

Монтаж и отслеживание
Наземная фотоэлектрическая система обычно представляет собой крупные солнечные электростанции, работающие на коммунальной основе. Их солнечные модули удерживаются на месте с помощью стоек или рам, которые прикреплены к наземным монтажным опорам. Наземные монтажные опоры включают:

Полюсные крепления, которые приводятся непосредственно в землю или вмонтированы в бетон.
Крепления для фундамента, такие как бетонные плиты или наливные опоры
Балластные опоры, такие как бетонные или стальные основания, которые используют вес, для обеспечения безопасности системы солнечных модулей и не требуют проникновения на землю. Этот тип монтажной системы хорошо подходит для мест, где невозможно выполнить выемку грунта, например, закрытые полигоны и упростить снятие с эксплуатации или перемещение солнечных модулей.
Системы солнечной энергии, установленные на крыше, состоят из солнечных модулей, удерживаемых на месте стойками или рамами, прикрепленными к опорным кронштейнам на крыше. Монтажные опоры на крыше:

Полюсные крепления, которые прикрепляются непосредственно к конструкции крыши и могут использовать дополнительные направляющие для крепления стеллажа или рамы модуля.
Балластные опорные опоры, такие как бетонные или стальные основания, которые используют вес, для обеспечения безопасности системы панелей и не требуют сквозного проникновения. Этот способ монтажа позволяет снимать с эксплуатации или перемещать системы солнечных панелей без какого-либо неблагоприятного воздействия на конструкцию крыши.
Вся проводка, соединяющая соседние солнечные модули с оборудованием для сбора энергии, должна быть установлена ​​в соответствии с местными электрическими кодами и должна выполняться в канале, соответствующем климатическим условиям
Солнечные трекеры увеличивают количество энергии, производимой на модуль, за счет механической сложности и необходимости технического обслуживания. Они ощущают направление Солнца и наклоняют или поворачивают модули по мере необходимости для максимального воздействия света. В качестве альтернативы, стационарные стойки удерживают модули неподвижными, когда солнце перемещается по небу. Фиксированная стойка устанавливает угол, на котором удерживается модуль. Угол наклона, эквивалентный широте установки, является общим. Большинство из этих фиксированных стоек установлены на полюсах над землей. Панели, которые обращены к Западу или Востоку, могут обеспечить немного более низкую энергию, но выравнивают поставку и могут обеспечить большую мощность во время пикового спроса.

стандарты
Стандарты, обычно используемые в фотоэлектрических модулях:

IEC 61215 (производительность на основе кристаллов кремния), 61646 (производительность тонкой пленки) и 61730 (все модули, безопасность)
ISO 9488. Словарь солнечной энергии.
UL 1703 от Underwriters Laboratories
UL 1741 от Underwriters Laboratories
UL 2703 от Underwriters Laboratories
Знак СЕ
Серия электробезопасности (EST) (EST-460, EST-22V, EST-22H, EST-110).

Соединители
Наружные панели солнечных батарей обычно включают разъемы MC4. Автомобильные солнечные панели также могут включать автомобильную зажигалку и USB-адаптер. Внутренние панели (включая солнечные очки pv, тонкие пленки и окна) могут интегрировать микроинвертер (солнечные панели переменного тока).

Приложения
Существует много практических приложений для использования солнечных батарей или фотоэлектрических элементов. Его можно сначала использовать в сельском хозяйстве в качестве источника энергии для орошения. В здравоохранении солнечные панели могут использоваться для охлаждения медицинских принадлежностей. Он также может использоваться для инфраструктуры. PV-модули используются в фотогальванических системах и включают в себя большое количество электрических устройств:

Фотоэлектрические электростанции
Солнечные фотоэлектрические системы на крыше
Автономные фотоэлектрические системы
Солнечные гибридные энергосистемы
Концентрированная фотогальваника
Солнечные самолеты
Лазеры с солнечной накачкой
Солнечные транспортные средства
Панели солнечных батарей на космических аппаратах и ​​космических станциях

Ограничения
Загрязнение и энергия в производстве
Панели солнечных батарей были широко известным способом получения чистого, безэлектродного электричества. Тем не менее, он производит только постоянное электричество (DC), что не соответствует нормальным устройствам. Солнечные фотоэлектрические системы (солнечные фотоэлектрические системы) часто изготавливаются из солнечных фотоэлектрических панелей (модулей) и инвертора (изменение постоянного тока на переменный ток). Солнечные фотоэлектрические панели в основном изготовлены из солнечных фотоэлектрических элементов, которые не имеют принципиального отличия от материала для изготовления компьютерных чипов. Процесс производства солнечных фотоэлементов (компьютерных чипов) является энергоемким и включает в себя высокотоксичные и токсичные химические вещества. В мире мало солнечных фотоэлектрических установок, производящих PV-модули с энергией, производимой из PV. Эта мера значительно снижает углеродный след во время производственного процесса. Управление химическими веществами, используемыми в производственном процессе, регулируется местными законами и правилами завода.

Влияние на электрическую сеть
С увеличением уровня фотоэлектрических систем на крыше поток энергии становится двухсторонним. Когда есть больше местного поколения, чем потребление, электричество экспортируется в сетку. Однако электрическая сеть традиционно не предназначена для решения двухсторонней передачи энергии. Поэтому могут возникнуть некоторые технические проблемы. Например, в Квинсленде, Австралия, к концу 2017 года насчитывалось более 30% домашних хозяйств с крышей PV. Знаменитая калифорнийская кривая утки 2020 очень часто встречается для многих общин с 2015 года. Проблема перенапряжения может возникать по мере того, как электричество течет из этих домашних хозяйств PV обратно в сеть. Существуют решения для решения проблемы перенапряжения, такие как регулирование коэффициента мощности инвертора PV, новое оборудование для управления напряжением и энергией на уровне распределителя электроэнергии, повторное проведение электрических проводов, управление спросом и т. Д. Часто существуют ограничения и издержки, связанные с эти решения.

Влияние на управление спросом на электроэнергию и энергетические инвестиции
В энергетическом или энергетическом спросе и управлении счетами нет серебряной пули, потому что клиенты (сайты) имеют разные конкретные ситуации, например, различные потребности в комфорте / комфорте, различные тарифы на электроэнергию или различные схемы использования. Тариф на электроэнергию может иметь несколько элементов, таких как ежедневный доступ и плата за дозатор, заряд энергии (на основе кВтч, МВт-ч) или пиковый спрос (например, цена на самое высокое 30-минутное потребление энергии в месяц). PV является перспективным вариантом снижения энергозатрат, когда цена на электроэнергию достаточно высока и постоянно растет, например, в Австралии и Германии. Однако для сайтов с максимальной нагрузкой на потребление PV может быть менее привлекательным, если пиковые потребности в основном происходят в конце дня до раннего вечера, например, в жилых сообществах. В целом, инвестиции в энергетику в значительной степени являются экономическим решением, и лучше принимать инвестиционные решения на основе систематической оценки вариантов оперативного улучшения, энергоэффективности, генерации и хранения энергии на месте.

Поделиться ссылкой:

• Нажмите, чтобы поделиться на Twitter (Открывается в новом окне)
• Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook. (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Pinterest (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Tumblr (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в WhatsApp (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Skype (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Telegram (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на Reddit (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Pocket (Открывается в новом окне)

Что такое солнечная батарея? | SolarSoul.net ☀️

Обычно под термином “солнечная батарея” подразумевается панель генерирующая электрический ток под воздействием солнечного света. Солнечную батарею еще называют фотоэлектрическим преобразователем. Так же встречаются такие термины как: солнечная панель, солнечный модуль, фотомодуль и т. д.

Структура фотоэлектрической установки

Солнечная батарея и фотоэффект

Для получения электроэнергии от солнечной батареи необходимо осуществить фотоэффект. Этот процесс связан с физическим явлением p-n перехода, который происходит в фотоэлементе. Конструктивно фотоэлемент состоит из двух пластин полупроводникового материала. Одна из используемых пластин содержит атомы бора, а вторая атомы мышьяка. При этом верхний слой характеризуется переизбытком электронов (область электронов), а нижняя – их нехваткой (так называемая дырочная область). В данном случае на границе этих пластин поддерживается электронно-дырочный переход, так называемый p-n переход.

В результате попадания на фотоэлемент солнечных лучей (фотонов) происходит освещение пластин и оба слоя взаимодействуют как электроды обыкновенной батареи – возникает электродвижущая сила (ЭДС).

.
Солнечный луч возбуждает электроны, которые начинают перемещаться из одной пластины в другую. Для снятия электрической энергии на обе поверхности напаивают тонкие слои проводника и подключают к нагрузке. Выработка этой энергии не связана с химическими реакциями, поэтому такая солнечная батарея может прослужить довольно долгий срок.

Основа для большинства солнечных батарей – кремний

Кремний для производства солнечных батарей может быть монокристаллическим или поликристаллическим. Внешне монокристаллический кремний можно отличить по равномерному чёрно-серому цвету поверхности фотоэлемента. Этот вид материала выращивают в промышленных условиях, после чего специальной нитью разрезают на тонкие пластины. Второй тип представляет собой новое поколение элементов, сделанных из более доступного поликристаллического кремния. Изготовление проходит методом литья. Выглядит материал как, поверхность с неравномерным синим переливом. Кроме того, в кремний добавляют в определенном количестве мышьяк и бор.

Учёные вплотную изучают вопросы, которые могли бы улучшить выработку электроэнергии в солнечных электростанция при помощи повышения КПД солнечной батареи. Для этого в тонкослойных ячейках может содержаться не только кремний, но и галлий, арсенид, кадмий, медь, селен и многие другие материалы. Так же большой проблемой на пути улучшения эффективности солнечных батарей, является избыточное тепло, которое возникает при нагреве пластин солнечных элементов. Разрабатывается много путей для отвода данного тепла от солнечной батареи. Ведь КПД панелей в редких случаях превышает 25 %.

Типы солнечных батарей

В настоящее время на рынке можно найти пять основных типов солнечных батарей.

Наибольшую популярность получили солнечные батареи из поликристаллических фотоэлементов. Эффективность таких панелей в среднем  составляет 12-14 %.

Панели из монокристаллических фотоэлементов характеризуются более высоким КПД (14-16 %). Такие панели немного дороже чем панели из поликристаллического кремния. Так же ячейки имеют форму многоугольника и из-за этого не полностью заполняют пространство солнечной батареи, что приводит к более низкой эффективности всей батареи по отношению к одной ячейки.

Солнечные батареи из аморфного кремния имеют наименьшую эффективность ( 6-8 %), но в то же время имеют наиболее низкую себестоимость производимой энергии.

Солнечные батареи на основе Теллурид Кадмия (CdTe) представляют собой тонкопленочную технологию производства солнечных проебразователей. Полупроводниковые слои наносят на панель толщиной всего в несколько сотен микрон. Производство является менее вредным для окружающей среды. Эффективность солнечных батарей на основе Теллурид Кадмия составляет порядка 11-12 %.

Солнечные батареи на основе смеси Индия, Галлия, Меди, Селена (CIGS) так же является тонкопленочной технологией производства фотоэлементов.  Эффективность варьируется от 10 до 15 %. Эта технология еще мало распространена на рынке, однако очень быстро развивается.

Немного видеоматериала о том как именно происходит процесс производства солнечной батареи