КПД солнечных панелей — самые эффективные фотоэлементы, расчет и схемы

КПД у разных типов солнечных панелей

Существует несколько разновидностей солнечных модулей, которые изготавливаются по собственным технологиям и обладают определенными параметрами. КПД солнечных панелей определяет их способность преобразовать солнечную энергию в электрический ток. Расчет производится путем деления мощности энергии, вырабатываемой панелью, на мощность потока света, падающего на рабочую поверхность.

Показатели панелей изначально определялись при стандартных лабораторных условиях (STS):

• уровень инсоляции — 1000 вт/ м2
• температура — 25°

Большинство современных производителей производят тестирование каждой собранной батареи и прилагают результаты к документации при продаже. Это дает более полную и корректную информацию о каждой панели, поскольку в процессе изготовления возможны некоторые отклонения от технологических нормативов. Поэтому сравнение любых двух (или более) панелей всегда выявляет небольшое расхождение демонстрируемых параметров.

Практически любые отклонения в первую очередь отражаются на эффективности, т. е. на КПД солнечной батареи. Из-за этого все разновидности не имеют четко определенного значения. Обычно указывают довольно широкий диапазон, который может давать заметную разницу параметров солнечных модулей, изготовленных по одинаковой технологии.

Все виды фотоэлементов обладают определенными свойствами, определяющими эффективность солнечных батарей. Каждая разновидность имеет свои пределы возможностей, обусловленные строением и составом полупроводников.

Виды солнечных фотоэлементов и их КПД

Существуют разные виды солнечных батарей:

• кремниевые
• теллур-кадмиевые
• из арсенида галлия
• из селенида индия
• полимерные
• органические
• комбинированные, многослойные

Самые эффективные солнечные панели из тех, что находятся в серийном производстве — кремниевые.

Их выпускают в двух видах:

• монокристаллические. Изготавливаются из тонких пластинок, срезанных с цельного (монолитного) кристалла кремния. Считается, что это — лучшие солнечные панели, демонстрирующие КПД от 17 до 22 %
• поликристаллические. Заготовкой для этих элементов является брикет кремния, который был расплавлен и разлит по формам. Такие панели обладают немного сниженными показателями по всем позициям, чем монокристаллические. Их КПД находится в диапазоне 12-17 %

Есть еще одни современные солнечные батареи с высоким КПД — это панели на основе селенид-индия. Они способны выдать КПД 15-20 %. Несколько меньшими качествами обладают элементы из теллурида кадмия — не более 10-12 %.

Остальные виды значительно уступают лидерам — аморфные и полимерные элементы демонстрируют КПД не более 5-6 %. Необходимо учитывать, что приведенные показатели — усредненные. У разных производителей есть образцы, превышающие обычные нормы эффективности. Это не меняет общей картины, но демонстрирует необходимость совершенствования технологий, разработки новых методов производства фотоэлементов.

От чего зависит эффективность?

КПД солнечных фотоэлектрических установок составляет лишь малую часть от теоретически возможных показателей. Расчетный КПД доходит до 80-87 %, но изъяны технологии, недостаточная чистота материалов и неточность сборки элементов существенно снижают эти значения. Основная проблема кремниевых элементов заключается в способности поглощать лучи только инфракрасного спектра, а энергия ультрафиолетовых участков остается неиспользованной.

Проблема состоит в дороговизне процессов очистки, выращивания кристаллов и прочих тонких процедур, без которых ожидаемого эффекта не удастся добиться. Все солнечные панели с высоким КПД отличаются высокой стоимостью, что делает их недоступными для массового пользователя.

Необходимо учитывать также погодные и климатические условия. Самая производительная система не сможет демонстрировать высокие результаты, если источник энергии скрыт за тучами, или находится низко над горизонтом. Этот фактор не подлежит регулированию, единственным способом борьбы с ним может стать повышенная эффективность солнечных панелей.

Некоторые разновидности фотоэлементов способны вполне стабильно вырабатывать энергию в пасмурную погоду, например, тонкопленочные виды. Однако, их производительность невысока и не дает нужного количества энергии. Чем выше КПД батарей, тем сильнее падает количество вырабатываемой энергии при появлении облачности.

Ежегодно появляются заявления от различных компаний или групп ученых о разработке высокоэффективных образцов солнечных панелей, стабильно работающих в сложных условиях. Однако, в продаже до сих пор есть только привычные кремниевые или пленочные разновидности, а новинок не видно. Причиной этого является слишком высокая себестоимость производства и нестабильность результатов технологий, вынуждающие изготовителей пока отказываться от недоработанных новшеств.

Срок службы и окупаемость

Большинство солнечных панелей способны работать по 25 лет и более. Однако, первоначальные характеристики со временем ухудшаются, происходит падение производительности и, как следствие, уменьшение КПД. Факторы, влияющие не длительность эксплуатации фотоэлементов:

• тип конструкции. Чем выше изначальная производительность, тем более высокие результаты панель будет показывать после многолетней службы
• условия эксплуатации. В регионах с сильными среднесуточными и среднегодовыми перепадами температур ресурс панелей быстро уменьшается. Происходит физический износ полупроводников, нарушается прочность соединения слоев, образующих p-n переход. Все эти факторы отрицательно влияют на КПД солнечных модулей

Окупаемость панелей в первую очередь зависит от инсоляции — количества солнечной энергии, доступной фотоэлементам. Здесь необходимо учитывать следующие факторы:

• продолжительность светового дня
• положение солнца над горизонтом
• погодные условия в регионе

Практика показывает, что средний процент деградации солнечных батарей составляет 0,6 % в год. Однако, к естественным процессам прибавляются внешние воздействия — температурные, механические и т.п. Поэтому производители обычно гарантируют, что в течение 10 лет эксплуатации производительность не упадет больше, чем на 10 %.

Вопрос окупаемости солнечных панелей всерьез никем не рассматривается. Существуют приблизительные расчеты, показывающие количество выработанной энергии и ее среднюю стоимость в течение 10, 25 лет. Эти данные не способны показать реальной картины, поскольку все комплексы работают в собственных условиях, подвергаются тем или иным воздействиям и не могут гарантировать заданной производительности.

Специалисты утверждают, что для некоторых регионов окупаемость солнечных батарей никогда не наступает, в других местностях она составляет около 10 или 15 лет.

Подробные исследования не производятся, или ведутся только для данного района. Если необходимо узнать технико-экономические показатели СЭС, приходится каждый раз производить индивидуальный расчет для данных условий, моделей солнечных модулей и прочих факторов воздействия.

Самые эффективные солнечные батареи

Обычный пользователь не старается глубоко вникнуть в теорию, поэтому он чаще всего задает вопрос — хочу купить солнечные панели, какие лучше? Вопрос простой, но ответить на него однозначно крайне сложно. Все зависит от возможностей и потребностей покупателя.

Споры о том, какие солнечные батареи самые эффективные ведутся с самого начала их использования. Несмотря на приоритет кристаллических кремниевых конструкций, нередко впереди оказываются другие виды панелей. Есть рекордсмены в этой области, например, фирма Sharp объявила о создании панелей с КПД 44 %. Эта же фирма создала модули с эффективностью 37,9 %. Есть образцы от других разработчиков с КПД около 32 %. Все эти модели весьма дороги и в массовое производство пока не поступают. Нерентабельность — основная проблема развития солнечных модулей.

Исследования и разработки для повышения КПД

Наиболее перспективным направлением исследований считается создание многослойных панелей. Основной упор делается на возможность получения энергии от инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, которые во многом более активны, чем видимые части спектра. Работы ведутся и в области очистки кремниевых структур, создания наиболее однородных и чистых кристаллов.

Еще одним направлением является создание максимально плотных и ровных соединений полупроводников. Электрический ток возникает на границе двух материалов, и, если поверхность обоих изобилует впадинами и прочими изъянами, эти участки исключаются из общей рабочей зоны. Проблема технически сложная, поскольку речь идет о микронной точности шлифовки. Для промышленного производства эти методики пока слишком сложны, а цены на панели будут недоступны рядовым покупателям. Процесс исследований происходит непрерывно, поэтому ожидать положительных сдвигов можно в любой момент.

Видео-инструкция по сборке своими руками

Цены и где лучше купить солнечные батареи

11 лучших солнечных панелей — Рейтинг 2020

Обновлено: 19.09.2019 00:22:02

Эксперт: Давид Вайнберг

*Обзор лучших по мнению редакции expertology.ru. О критериях отбора. Данный материал носит субъективный характер, не является рекламой и не служит руководством к покупке. Перед покупкой необходима консультация со специалистом.

Альтернативные способы получения электроэнергии все больше интересуют жителей нашей страны. Одним из наиболее перспективных направлений является превращение энергии солнца в электричество. Серьезного прогресса в этом плане удалось добиться ученым благодаря получению полупроводниковых пластин. Сегодня производителей солнечных модулей становится все больше, цены на их продукцию неизменно падают. Наряду с большими стационарными панелями покупателям предлагаются мобильные переносные батареи. Поэтому выбор становится сложнее, найти наиболее эффективный источник тока помогут рекомендации наших экспертов.

Как выбрать солнечную панель

КПД. Одним из главных критериев эффективности преобразования солнечной энергии в электричество является КПД панели. Чем он выше, тем лучше работоспособность модуля. Максимальный КПД (44,7%) демонстрируют разработки немецких ученых, он становится своеобразным маяком для остальных производителей. Для любительского использования подойдет модуль, КПД которого находится в диапазоне 10-20%.

Тип панели. Сегодня все солнечные панели можно разделить на две группы.

1. Кремниевые батареи являются наиболее популярными, их доля в мире достигает 90%. Они имеют три подвида, которые отличаются КПД и ценой. Самыми доступными считаются поликристаллические панели. Основным элементом является кристалл, полученный охлаждением расплавленного кремния. Материал не самый чистый, его КПД достигает 15%. Монокристаллы представляют собой исключительно чистый кремниевый материал, который отличается высоким КПД (около 20%). Но цена таких панелей высока. Аморфные модули делаются из гидрида кремния (SiH
   4), их сильная сторона – высокая производительность в условиях ограниченной освещенности (дождь, запыленный воздух, сумерки, туман).
2. Пленочные модули постепенно завоевывают свои позиции за счет гибкости и удобства применения. Такие модули можно резать ножом, огибать неровные основания, они тоньше и весят меньше. К недостаткам пленочных панелей специалисты относят меньшую мощность, подверженность атмосферному воздействию, высокую цену.

Назначение. Модельный ряд солнечных батарей достаточно широкий. Поэтому отталкиваться при выборе необходимо от назначения панели.

1. Если ставится цель создания мини-электростанции, то предпочтение отдается мощным стационарным модулям с хорошей защитой от снега, дождя, мороза и т. д.
2. Для организации освещения в турпоходе или для подпитки аккумуляторов смартфонов и планшетов требуются мобильные панели, удобные в транспортировке. Они доступны по цене, но обладают небольшой мощностью.

Качество изготовления. Каждой солнечной панели присваивается класс, который демонстрирует качество сборки.

1. Ни одного дефекта не должны иметь модули с обозначением Grade A. Поэтому если продавец на АлиЭкспресс заявляет такой уровень качества, то при обнаружении незначительного дефекта можно открывать спор.
2. Чаще всего в интернет-магазине АлиЭкспресс продаются солнечные батареи с маркировкой класс В. Это означает, что незначительные дефекты, не влияющие на работоспособность, допускаются.
3. Если продукция позиционируется как класс С, то она может иметь сколы, неровные края или трещины.

Мы отобрали в обзор 11 лучших солнечных панелей. Приобрести их можно в российских магазинах или на китайской площадке АлиЭкспресс. При составлении рейтинга учитывалось мнение экспертов и отзывы потребителей.

Рейтинг лучших солнечных панелей

Лучшие солнечные панели на российском рынке

На российском рынке появляется все больше привлекательных по цене солнечных панелей. Отечественные производители на равных конкурируют с зарубежными компаниями. Эксперты выбрали несколько перспективных моделей.

Goal Zero Boulder 100 Briefcase

Рейтинг: 4.9

Новинкой в модельном ряду солнечных панелей американской компании Goal Zero является модель Boulder 100 Briefcase. Она представляет собой двухсоставную конструкцию на основе панелей Boulder 50. Соединены между собой элементы с помощью поворотных петель, позволяющих сложить панель пополам. Так как размер источника тока в сложенном виде сопоставим с габаритами дипломата, то его можно брать с собой в поход или на дачу. Производитель предусмотрел как стационарную, так и временную установку. С помощью специальной опоры можно регулировать угол наклона, обеспечивая приборы электроэнергией мощностью до 100 Вт.

Солнечная панель становится победителем нашего рейтинга за монокристаллическую структуру, легкость, компактность и удобство в применении. К минусам можно отнести только высокую цену.

Достоинства

• легкость и компактность;
• удобство пользования;
• влагостойкость;
• качественное изготовление.

Feron PS0303 150W

Рейтинг: 4.8

Портативная солнечная панель Feron PS0303 создана для зарядки автомобильных АКБ, аккумуляторов ноутбуков и смартфонов, осветительных приборов. Источник тока обеспечивает потребителей электроэнергией с напряжением до 17,6 В и мощностью 150 Вт. Производитель выбрал жесткую складную конструкцию, в рабочем состоянии она имеет длину 1340 мм и ширину 780 мм. Модель оснащена PWM контроллером заряда, в котором есть индикация уровня заряда. Свечение видно на расстоянии 20 м. Эксперты обращают внимание на функцию защиты аккумулятора от перезаряда, перегрузки и КЗ.

Пользователи довольны качеством российской солнечной панели, компактными размерами и небольшим весом (15,1 кг). Потенциальных покупателей волнует отсутствие в продаже контроллеров заряда и аккумуляторов.

Достоинства

• высокая мощность;
• складная конструкция;
• защитные функции;
• демократичная цена.

Недостатки

• нет в продаже аккумуляторов и контроллеров.

Sunways ФСМ-200F 200 ватт 24В

Рейтинг: 4.7

Гибкий солнечный модуль Sunways ФСМ-200F относится к премиум сегменту, что говорит о высоком качестве его изготовления. Панель попадает в призовую тройку нашего рейтинга за применение монокристаллических элементов марки Grade A. Они гарантируют длительный срок службы при неизменно высокой производительности. Эксперты выделили несколько преимуществ модели. Это автоматическая пайка монокристаллов, двойной контроль качества, высокий КПД (17,6%). Китайский производитель предусмотрел защиту своего изделия от затопления, контактные коробки залиты специальным герметиком.

Потенциальных покупателей подкупает 10-летняя гарантия производителя, высочайшее качество сборки, легкость (4 кг). Из недостатков отмечается высокая цена и низкая стойкость к механическим повреждениям.

Достоинства

• гибкость;
• легкость;
• высокое качество;
• 10-летняя гарантия.

Недостатки

• высокая цена;
• низкая стойкость к механическим повреждениям.

AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно

Рейтинг: 4.6

Высокоэффективные фотоэлектрические панели AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно состоят из 60 монокристаллических элементов. Источник тока имеет класс качества Grade A, что и позволило ему попасть в наш рейтинг. Эксперты по достоинству оценили большой гарантийный срок (12 лет) немецкого производителя, высокий КПД модуля (17,83%). Лицевая сторона сделана из закаленного мелкорифленного стекла толщиной 3,2 мм. С обратной стороны наклеена композитная пленка. Алюминиевая рамка обеспечивает надежность конструкции.

Пользователи в отзывах лестно высказываются по поводу высокого качества соединительных разъемов, распределительной коробки и влагозащищенности. К недостаткам можно отнести большой вес (18 кг), из-за чего ограничивается сфера применения.

Достоинства

• большой гарантийный срок;
• немецкое качество;
• 12-летняя гарантия;
• надежная алюминиевая рамка.

Недостатки

• большой вес;
• высокая цена.

SilaSolar (Double glass) 360 Вт

Рейтинг: 4.5

Для обеспечения автономного энергоснабжения частного дома подойдет панель SilaSolar (Double glass) 360 Вт. Она сделана из монокристаллических элементов, которые расположены между листами закаленного стекла. Благодаря такой конструкции солнечный свет беспрепятственно попадает внутрь здания. Эксперты увидели в образце ряд преимуществ, например, панель не требует заземления, в ней нет металлических рамок. Модуль попадает в наш рейтинг и за высокий КПД (20%). Китайский производитель подтверждает высокое качество (Grade A) 10-летней гарантией.

Многих потенциальных покупателей привлекают технические параметры и ценовая доступность солнечного модуля. Сдерживает их пыл большой вес панели (28 кг) и сложность подбора аккумуляторов, контроллеров и инверторов.

Достоинства

• прозрачная конструкция;
• высокий КПД;
• демократичная цена;
• гарантия 10 лет.

Недостатки

• большой вес;
• сложно купить дополнительное оборудование.

Delta BST 360-24 M

Рейтинг: 4.4

По самой доступной цене реализуется на отечественном рынке солнечная панель Delta BST 360-24 M. Эксперты объясняют низкую стоимость применением передовых технологий на производстве. Один модуль состоит из 36 моно- и поликристаллических фотоэлементов. Производитель рекомендует использовать источник тока для обеспечения электроэнергией оборудования с рабочим напряжением 250-750 В. Заявленный КПД фотоэлектрического модуля достигает 18,65%. Благодаря применению качественных материалов и инновационных технологий получился модуль, отвечающий требованиям класса качества Grade А. Китайский производитель дает гарантию 10 лет.

Панель попадает в наш рейтинг за хорошие технические параметры. Подняться выше модулю не удалось из-за недолговечных фотоэлементов и большого веса (23 кг).

Достоинства

• низкая цена;
• качественная сборка;
• высокий КПД;
• устойчивость к нагрузкам.

Недостатки

• большой вес;
• недолговечные кристаллы.

Лучшие солнечные панели с АлиЭкспресс

Самые вкусные цены на солнечные панели предлагают китайские производители, используя для продажи площадку АлиЭкспресс. Среди большого количества моделей можно найти действительно качественные модули. Специалисты проанализировали ассортимент солнечных панелей в популярном интернет-магазине, выбрав несколько интересных изделий.

DOKIO FFSP-320M (ru.aliexpress.com/item/Dokio-300-18-Hiqh/32878736954.html)

Рейтинг: 4.9

Гибкая складная панель DOKIO FFSP-320M предназначена для обеспечения электроэнергией приборов вдали от цивилизации. Ее мощность достигает 300 Вт, а максимальный показатель напряжения составляет 18 В. Модуль состоит из четырех частей, в развернутом положении он имеет длину 2000 мм при ширине 500 мм. Учитывая небольшой вес (7,1 кг), проблем с транспортировкой панели не будет. Качество китайской разработки подтверждено Европейским сертификатом. Эксперты отмечают монокристаллические фотоэлементы, надежно соединенные друг с другом, а также алюминиевую рамку, придающие конструкции прочность. Модель становится победителем нашего рейтинга.

Пока реальных покупателей солнечной панели не так уж много. Нареканий к качеству продукта нет, только не всем сразу понятны указанные в описании размеры.

Достоинства

• качественное изготовление;
• монокристаллические фотоэлементы;
• компактные размеры;
• небольшой вес.

ECO-WORTHY L02P100-N-2

Рейтинг: 4.8

Солнечный модуль ECO-WORTHY L02P100-N-2 представляет собой двухсоставную конструкцию мощностью 200 Вт. Габаритные размеры одной панели составляют 975х665 мм. За превращение солнечного света в электричество отвечают поликристаллические фотоэлементы. Они могут работать в широком диапазоне температур (-40…+80°С). Эксперты отмечают эффективность модели при низкой освещенности, надежную конструкцию с алюминиевым обрамлением. Производитель комплектует свое изделие удлинителем и дополнительной парой разъемов MC4 для подключения. Панель занимает второе место в нашем рейтинге, уступая победителю в производительности.

Реальных покупателей солнечного модуля на АлиЭкспресс пока мало, но товар может похвастаться средним рейтингом в 5 звезд.

Достоинства

• компактность;
• широкий рабочий диапазон температур;
• надежность;
• эффективность при низкой освещенности.

Недостатки

• высокая цена за поликристаллы.

BOGUANG 12001

Рейтинг: 4.7

Для зарядки 12-вольтных аккумуляторов подойдет солнечный модуль BOGUANG 12001. Эксперты отметили такие достоинства источника энергии, как гибкость, тонкость (3 мм), качественное соединение монокристаллических фотоэлементов. Даже в пасмурную погоду солнечная панель генерирует энергию с напряжением 15 В. Модуль состоит из двух частей, каждая из них обладает мощностью 100 Вт. Все соединения выполнены во влагозащитном исполнении, яркий светодиод сигнализирует о степени зарядки. Модель попадает в призовую тройку нашего рейтинга.

Более 200 человек приобрели солнечные панели BOGUANG 12001 на сайте АлиЭкспресс. Большинство отзывов носят положительный характер, заказ приходит быстро, редко бывают повреждения в процессе транспортировки. Только реальная мощность каждой панели меньше заявленной (75 Вт).

Достоинства

• доступная цена;
• гибкость;
• малая толщина;
• быстрая доставка.

Недостатки

• реальная мощность ниже заявленной.

EPSOLAR BPS 32-100

Рейтинг: 4.6

По самой привлекательной цене предлагается в китайском интернет-магазине солнечная панель EPSOLAR BPS 32-100. Заказать можно как один модуль мощностью 100 Вт, так и несколько панелей. Батарея создана на базе монокристаллов, которые обеспечивают эффективное преобразование энергии солнца в электрический ток. Производитель разработал уникальную технологию PECVD получения темно-синего нитрида кремния. Использование трафаретной печати помогло добиться точных размеров, надежное соединение фотоэлементов производится с помощью лазерной сварки. И передняя, и задняя поверхность сделаны из тончайшей пленки. Такая конструкция делает модуль гибким и водонепроницаемым.

Модель останавливается в шаге от призовой тройки, т. к. покупатели жалуются на повреждения панелей при транспортировке.

Достоинства

• передовые технологии изготовления;
• точные размеры;
• качественная сборка;
• доступная цена.

Недостатки

• есть случаи повреждения при транспортировке.

DOKIO FFSP-80W

Рейтинг: 4.5

Доступной и компактной солнечной панелью является модель DOKIO FFSP-80W. Она складывается пополам, образуя сумку с ручками (подобно ноутбуку), что делает транспортировку удобной и безопасной. Модуль имеет компактные размеры (550х500х5 мм), небольшой вес (3,2 кг). Он создан на базе монокристаллов, закрытых закаленным стеклом с алюминиевым обрамлением. Максимальная мощность солнечной батареи ограничена 80 Вт, в комплекте идет контроллер на 12 и 24 В. Прибор может вырабатывать энергию при температуре окружающей среды -20…+40°С. Эксперты включили панель в наш рейтинг за мобильность и удобство использования.

Пользователи хвалят магазин за оперативную доставку, надежную упаковку, четкую обратную связь. Из недостатков отмечается небольшая мощность модуля.

Достоинства

• компактные размеры;
• небольшой вес;
• доступная цена;
• контроллер на 12 и 24 В.

Недостатки

• ограниченная мощность.

---

Внимание! Данный рейтинг носит субъективный характер, не является рекламой и не служит руководством к покупке. Перед покупкой необходима консультация со специалистом.

Созданы солнечные батареи с максимальным КПД — Российская газета

Ученые Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии (США) разработали солнечные батареи с максимальным на сегодняшний момент КПД. Он составляет 39,2 процента при естественной освещенности солнцем, и при концентрированном солнечном свете — более 47 процентов. Оба показателя побили мировой рекорд для солнечных батарей. Сообщение об этом появилось в издании Nature Energy.

Такого эффекта разработчикам удалось достигнуть за счет инновационной конструкции пластин. Фотоэлемент представляет собой слоеный пирог из шести слоев, каждый их которых изготовлен из отдельного материала. Это фосфид алюминия-галлия-индия, арсенид алюминия-галлия, арсенид галлия и три разновидности арсенидов галлия-индия. Подобное разнообразие материалов позволяет использовать для выработки электричества фотоны с самой разной энергией.

Помимо этого, между слоями размещены прослойки вспомогательных веществ. В итоге всего в «слоеном пироге» 140 уровней. Любопытно, что сама батарея при этом втрое тоньше человеческого волоса.

Подобные фотоэлементы имеют высокую стоимость из-за сложности их производства. Однако авторы разработки имеют ответ и на этот вопрос. Стоимость, считают они, можно существенно снизить, если уменьшить площадь фотоэлемента. Сделать это можно, фокусируя свет с помощью вогнутых зеркал.

Подобная разработка имеет перспективное значение как для энергетики в целом, так и для космической промышленности. Сейчас в космических аппаратах используются кремниевые фотоэлементы, КПД которых составляет всего около 20 процентов. Поэтому на спутниках для выработки энергии применяются фотопанели большой площади. Новые компактные и эффективные батареи — будущее космической отрасли.

Кстати, уже изобретен фотоэлемент, устойчивый к космической радиации. КПД у него невысокий, 24,1 процента, но состав — перовскит, соединения меди, индия, галлия и селена придает устойчивость перед протонным облучением, что важно в условиях космоса для межпланетных зондов, не защищенным магнитным полем Земли.

Новый рекорд КПД для солнечных элементов / Хабр

Калифорнийский стартап Alta Devices разработал фотоэлемент с КПД 28,2%, что является новым мировым рекордом для фотоэлектрических преобразователей (ФЭП). Это близко к фундаментальному пределу Шокли-Квейссера, который составляет 33,7% для ячейки с одним p-n переходом, 42% для двухслойной ячейки, 49% для трёхслойной и 68% для гипотетической ячейки с бесконечным количеством слоёв.

В течение последних двадцати лет максимальным КПД для фотоэлектрических преобразователей с одноступенчатым переходом был 26,1%, лишь недавно его удалось повысить до 26,4%, так что результат Alta Devices специалисты называют настоящим прорывом.

С точки зрения квантовой химии, внутри ФЭП происходит примерно следующее: электроны вещества поглощают пришедшие фотоны и переходят на новые энергетические уровни. В зависимости от энергии каждого отдельного фотона (то есть от частоты света), электрон может пойти на электричество (то есть покинуть ячейку), перейти в тепловое излучение и образовать новые фотоны с меньшей энергией (большей длиной волны). Эти вторичные фотоны запускают такую же реакцию, и так далее, пока длина волны фотона не опустится ниже красной границы фотоэффекта.

Приближение Alta Devices к пределу Шокли-Квайссера стало возможным благодаря значительному увеличению «утилизации» фотонов в фотоэлементе. Секрет — в добавлении на ФЭП плёнки из очень качественной решётки арсенида галлия (GaAs) толщиной 1 мкм. Структура такова, что утилизирует в фотоны до 99% «вторичных» рекомбинаций. Соучредитель компании Alta Devices изобрёл новый метод выращивания плёнки GaAs, с помощью которого можно получить более качественную кристаллическую решётку. Кроме того, Alta Devices повысила отражаемость покрытия фотоэлемента, так что фотоны не покидают ФЭП.

Свою разработку представители Alta Devices представили на конференции IEEE Photovoltaic Specialist Conference 20 июня 2011 года.

Улучшение эффективности солнечных батарей даже на несколько процентов позволяет заметно уменьшить срок их окупаемости. Хотя перечисленные результаты вплоть до 28,2% достижимы только в лабораторных условиях, а при сборке реальных модулей солнечных батарей КПД заметно снижается, но исполнительный директор компании Alta Devices Кристофер Норрис (Christopher Norris) вполне уверен, что они могут добиться в лаборатории показателя 30% и собрать готовые модули для коммерческого применения с КПД в районе 26% (в двухслойных ячейках — ещё выше). В этом случае солнечная энергия будет вполне конкурентоспособна с ископаемыми видами топлива.

Сейчас Alta Devices пытается построить сборочную линию для производства первой партии солнечных элементов. Компания уже собрала $72 млн инвестиций и грантов на совершенствование техпроцесса.

На диаграмме достижение Alta Devices обозначено как 27,6%, потому что именно эта цифра была в официальном отчёте на конференции IEEE Photovoltaic Specialist Conference (видимо, она уже проверена в независимой лаборатории), но на самом деле вскоре после конференции Alta Devices сообщила об увеличении КПД до 28,2%.

via IEEE Spectrum

КПД солнечных батарей: как рассчитать, повышение эффективности

Наверно, мало найдется сейчас людей, кто бы ни слышал о солнечных панелях и о домашних солнечных электростанциях. Мы сегодня поговорим об экономической целесообразности такового вида энергии, а в частности о том, какое кпд солнечных батарей.

Как устроена солнечная батарея

Все современные солнечные батареи работают благодаря открытию, сделанным физиком Александром Беккерелем в 1839 году — самого принципа работы полупроводников.

Если нагревать кремниевые фотоэлементы на верхней пластине, то атомы кремниевого полупроводника высвобождаются. Их стремятся захватить атомы нижней пластины. В полном соответствии с законами физики, электроны нижней пластины должны вернуться в первоначальное состояние. Этим электронам открывается один путь — по проводам. Сохранённая энергия передается аккумуляторам и возвращается вновь в верхнюю кремниевую пластину.

Где теряется производительность

В сами элементы заложены очень большие возможности. Теоретически, из расчета, КПД солнечной панели может составлять 80–87 %!

Но из практики мы знаем, что их эффективность крайне мала. Коэффициент полезного действия фактически находится в пределах 15–20 %. Именно такую часть электричества способны вырабатывать современные солнечные панели из всего солнечного потока, попадающего на принимающие фотоэлементы.

1. Несовершенство технологии производства.
2. Недостаточно чистые компоненты для изготовления.
3. Погрешности при сборке.

Это всего лишь малая часть тех составляющих причин, куда уходит энергоэффективность.

Также необходимо учитывать и погодные условия. Какая бы современная солнечная панель не была — она не будет эффективно работать, если солнце закрыто облаками или расположено над горизонтом. Эту причину сложно регулировать. Значит единственное средство — повышать эффективность самих панелей.

К этим перечисленным трудностям следует добавить и то, что процесс очистки и получения кристаллов сам по себе – достаточно дорогая процедура. Без этого необходимого комплекса высокотехнологичных работ, трудно добиться ожидаемого эффекта.

Конечно, есть солнечные панели с высоким КПД. Но их конечная стоимость настолько высока, что недоступна для массового покупателя.

Материал для панелей

Все современные системы преобразования солнечной энергии теоретически могут выдавать до 25 %. Эти показатели достигнуты при наиболее благоприятных условиях работы. В реальной жизни этот показатель еще меньше. Практика показывает, что для многих изделий считается хорошим коэффициент полезного действия до 15 %.

Поэтому для промышленного получения электричества, используются значительные площади элементов солнечных батарей.

Немаловажным фактором является сам материал, из которого изготавливаются панели.

В массовом производстве для создания панелей используется кремний. Но проблема как раз в том и состоит, что он работает от солнечного излучения, но воспринимает только инфракрасный спектр излучения. Ультрафиолетовая энергия ими не фиксируется и пропадет напрасно.

Мало того. На КПД солнечной батареи оказывает большое влияние и сам кремний. Вернее тот тип, который применяется в фотоэлементах.

Известно, все панели различаются на три вида, по типу строения кремния:

1. Монокристаллические. КПД таких элементов 10–15 %. По цене наиболее дороже других панелей, но наиболее эффективные. Именно метод, которым наносится кремний, определяет и стоимость конечного продукта.
2. Поликристаллические. Эффективность значительно ниже, но по критерию «цена/качество», конечная стоимость 1 Ватта энергии гораздо ниже. При этом некоторые модели по эффективности не уступают монокристаллам.
3. Тонкопленочные панели. В основе таких устройств — аморфный кремний. При их простоте в изготовлении и доступной цене — наверное, самый массовый вид устройств. Но большинство покупателей отмечают, что КПД таких конструкций очень мал. На уровне 5–6 %. Мало того. В процессе длительной работы этот показатель уменьшается, и отдача фотоэлементов становится еще меньше.

Солнечная погода — существенный фактор, влияющий на производительность. Те же тонкопленочные виды могут стабильно работать и в пасмурную погоду. Но при этом производительность настолько мала, что нужного эффекта трудно достигнуть. Необходим высокий уровень КПД, как у монокристаллов, но с облачностью этот показатель стремительно снижается.

Есть экспериментальная формула, которая наглядно показывает зависимость кпд солнечных батарей от угла, под которым солнечные лучи попадают на поверхность фотоэлементов.

Расчет производительности

Применение солнечной энергии и экономическую рациональность таких концепций обусловливает эффективность всех видов систем солнечных батарей. Прежде всего учитываются затраты, обращённые на преобразование энергии солнца в электрическую.

Насколько окупаемы и эффективны такие системы, определяют и такие факторы как:

• Тип гелиопанелей и сопутствующего оборудования;
• КПД фотоэлементов и их стоимость;
• Климатические условия. В разных регионах — разная солнечная активность. Она же влияет и на срок окупаемости.

Как подобрать нужную производительность

Перед покупкой панелей необходимо знать, какую необходимую эффективность сможет выдавать солнечная батарея.

Если ваш домашний уровень потребления составляет, к примеру, 100 кВт/месяц (по электросчетчику), то целесообразно чтобы гелиоэлементы вырабатывали столько же.

С этим определились. Пойдем дальше.

Понятно, что гелиостанция работает только в дневное время суток. Мало того — паспортная мощность будет достигнута при наличии ясного неба. Кроме этого, пика мощности можно добиться при условии падения лучей солнца на поверхность под прямым углом.

При изменении положения солнца изменяется и угол панели. Соответственно, при больших углах будет наблюдаться заметное снижение мощности. Это только при условии ясного дня. В пасмурную погоду можно гарантировать падение мощности в 15–20 раз. Даже небольшое облачко или дымка вызывает падение мощности в 2–3 раза. Это тоже надо принимать во внимание.

Теперь — как рассчитать время работы панелей?

Рабочий период, при котором батареи смогут эффективно работать практически на всю мощность, составляет примерно 7 часов. С 9–00 до 4–00 вечера. В летнее время световой день больше, но и выработка электричества в утреннее и вечернее время совсем мала — в пределах 20–30 %. Остальная часть, это 70 %, будет вырабатываться, опять-же, в дневное время, с 9 до 16 часов.

Итак, получается, что если панели имеют паспортную мощность 1 кВт, то в самый летний, самый солнечный день выработают 7 кВт/час электроэнергии. При том условии, что проработают с 9 до 16 часов дня. То есть в месяц это составит 210 кВт/час электроэнергии!

Это комплект панелей. А одна панелька мощностью всего-навсего в 100 ватт? За день она даст 700 ватт/час. В месяц 21 кВт.

Плюсы

1. За счет того, что в панелях нет подвижных узлов и элементов, повышается долговечность. Производители гарантируют срок службы в 25 лет.
2. Если соблюдать все регламентные работы и правила эксплуатации работа таких систем увеличивается до 50 лет. Обслуживание довольно несложное — своевременно очищать фотоэлементы от пыли, снега и других естественных загрязнений.
3. Именно долговечность системы — определяющий фактор для покупки и монтажа панелей. После того как все затраты себя окупят, вырабатываемое электричество получится бесплатным.

Самое главное препятствие для широкого применения таких систем — их высокая стоимость. При низком КПД бытовых солнечных панелей, есть серьезные сомнения в экономической необходимости именно в таком способе добычи электроэнергии.

Но опять же, надо разумно оценивать возможности данных систем и, исходя из этого, рассчитывать ожидаемую отдачу. Полностью заменить традиционную электроэнергию не выйдет, но получить экономию, используя и солнечные системы, вполне реально.

Кроме того, сложно не заметить такие выгоды как:

• Получение электричества в самых удаленных от цивилизации районах;
• Автономность;
• Бесшумность.

Минусы

1. Энергетическая установка нуждается в периодическом обслуживании. То есть к ним должен быть постоянный и свободный доступ.
2. Чем выше энергоотдача, тем больше панелей требуется. Из этого вытекает вывод — чем больше элементов, тем больше места им нужно.
3. Выработанное электричество должен хранить аккумулятор. Уровень заряда необходимо постоянно контролировать. А сами аккумуляторы, по всем нормам безопасности, держать в отдельном и вентилируемом помещении.
4. Как уже говорилось, сами элементы в летнее время сильно нагреваются. А это практически вдвое снижает их производительность. Избежать потерь при нагреве можно, если оборудовать дополнительную приточную вентиляцию, или как минимум оставить пространство между панелями и теми поверхностями, на которых они смонтированы. Дополнительные потоки воздуха будут охлаждать работающие элементы.
5. Эффективная работа возможна только при идеальных погодных условиях.
6. Максимум электричества вырабатывается, если выдержан прямой угол падения лучей солнца на поверхность панели. Это условие можно выдержать если снабдить систему автоматическими поворотными механизмами, что накладывает дополнительные затраты на эксплуатацию и ремонт. Механические элементы неизбежно будут выходить из строя.
7. Со временем использования самих панелей, их КПД, естественным образом, уменьшается.
8. Место установки необходимо выбирать таким образом, чтобы все солнечные панели большую часть времени находились на солнце, а не в тени.

Если проектируется полновесное снабжение дома «энергией солнца», на всю систему денег надо много и сразу.

Заключение

Мы провели сравнительный анализ типов солнечных батарей. Насколько они эффективны и окупаемы. Их слабые и сильные стороны. Вывод о целесообразности их применения в быту остается, в конечном итоге, за потребителем.

Видео по теме

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Pinterest

Самые эффективные солнечные панели — обзор 2020 года

23.12.2019

Эффективность солнечной панели — ключевая характеристика, ориентируясь на которую, покупатели делают выбор. При этом под эффективностью принято понимать КПД. Действительно ли эффективность модуля ограничивается коэффициентом полезного действия и какие факторы на нее влияют? Разберем ниже. 

Факторы, влияющие на эффективность фотомодулей

Распространенное мнение, что на КПД влияет только используемый в производстве материал и от него напрямую зависит мощность батареи, но это не совсем так. Существует несколько технологических нюансов. 

Как оценивается КПД солнечных панелей

КПД — пусть не единственный, но все же ключевой параметр. Он показывает, какой процент солнечного света панель может трансформировать в электроэнергию. КПД измеряется в лабораторных условиях при следующих параметрах:

• Объем энергии солнечного света — 1000 Вт;
• Температура — 25 градусов; 
• Рабочая площадь модуля — 1 м2
• Угол наклона панели — 30 градусов.

И если производитель указывает КПД в 17%, это значит, что при указанных выше условиях из 1000 Вт батарея демонстрирует выходную мощность в 170 Вт на м2. 

Вообще, эталоном для кремниевых элементов является 20% КПД. Некоторым производителям удалось увеличить этот показатель за счет технологических решений, но в среднем полезное действие составляет 16-18%. При этом:

• Поликристаллические панели показывают 14-16%;
• Монокристаллические дотягивают до 17-20%. 

Влияние КПД на эффективность очевидно — чем больше солнечной энергии может преобразовать модуль, тем выше мощность на выходе. Также очевидно, что при эксплуатации достичь лабораторных условий невозможно, поэтому фактический КПД часто отличается от заявленного. 

Соединение и размеры пластин солнечных панелей

Солнечные панели состоят из многочисленных кремниевых пластин (36, 60, 72, 96 хотя возможно и другое количество). От размера и технологии соединения этих пластин напрямую зависит эффективность:

• Монокристаллические батареи, разделенные на 60 клеток, выдают до 19% КПД; 
• Панели, разделенные на шинглы — прямые горизонтальные линии — демонстрируют от 17% до 19% КПД;
• 120-клеточная панель, в которой размер клетки уменьшен вдвое, позволяет повысить производительность до 20%;
• Новейшие батареи с IBC-структурой на 60 или 96 клеток выдают до 22% эффективности, что пока является рекордом. 

При оценке соединения на первое место выходит количество шин или IBM. Шины — это вертикальные линии, проходящие сквозь всю панель, через которые передается выработанное электричество. Чем больше шин, тем меньше потерь при передаче. Наиболее эффективными на данный момент являются панели IBM 5 с 5-тью горизонтальными шинами. 

 

 

Хотите знать всё о солнечных электростанциях?

 

 

Мощность солнечных батарей на квадратный метр

Альтернативный способ оценки эффективности солнечной панели — измерение производственной мощности на м2 или на 1 модуль (по стандарту — 1,6 м2). В этом случае покупатель получает не абстрактные проценты, а конкретное количество вырабатываемой энергии. 

Мощность и КПД — взаимосвязанные величины и тестируются при одинаковых лабораторных условиях. Поэтому чтобы рассчитать мощность достаточно площадь умножить на КПД и на 1000 Вт (солнечное излучение при испытаниях). Например 1,6*20%*1000 = 320 Вт.

Однако производители добиваются и большей мощности при меньших КПД за счет оптимизации соединений и сокращении энергопотерь при передаче от фотомодуля непосредственно на распределительную коробку. Поэтому одинаковые по КПД панели могут на выходе давать разное количество энергии. 

 

Производство солнечных панелей: материалы и качество 

Вышеперечисленные факторы эффективности напрямую связаны с технологией производства панелей. От изготовителя напрямую зависит два важнейших параметра:

• Материал модуля — используется монокристалл или поликристалл, ведь КПД и степень очистки у этих материалов отличаются, что также влияет на эффективность;
• Общее качество сборки — включая целостность материала, степень его очистки, технологию соединения фотографических элементов и прозрачность защитной сборки. 

Если о моно- и поликристаллах и их влиянии на КПД мы поговорили выше, то общее качество сборки стоит рассмотреть подробнее. Различают 4 класса качества солнечных панелей: 

• Grid A — безупречное качество сборки и материалов. Как правило, это монокристаллические панели от ведущих брендов типа Solar Power, BenQ или LG. Стоят они соответственно своему качеству, но окупаются за счет высокого КПД и длительного срока эксплуатации. 
• Grid B — допускается незначительное изменение в цвете фотомодуля или несущественные повреждения корпуса, не влияющие на общую производительность — царапины, потертости. 
• Grid C — наблюдается нарушения структуры фотоэлемента (сколы, трещины) или повреждения вторичных компонентов батареи, некритичные для работы. Сюда же относятся батареи, изготовленные из отходов производства основных панелей — осколки и пластины малых размеров, которые спаиваются между собой. 
• Grid D — низкое общее качество сборки, дешевые материалы и как следствие быстрая деградация модуля с малым КПД. Класс D характерен для ноунеймов неизвестного происхождения, у которых даже технические характеристики часто отсутствуют. 

Соответственно, панели с самой высокой эффективностью изготавливаются из монокристалла кремния топовыми компаниями с многолетним опытом исследований в области солнечной энергетики. Такие компании часто разрабатывают и новые технологические решения для соединений, общей конструкции и передачи энергии, чем повышают качество и производительность своего продукта. 

 

 

В нашем интернет-магазине есть готовые решения под зеленый тариф

 

 

Обзор солнечных панелей

Чтобы читатель мог наглядно увидеть разницу между модулями различной эффективности проведем краткий обзор нескольких моделей от известных производителей. 

Самые мощные солнечные панели 

В этой категории панели будут размещены в порядке роста КПД: 

• LP72-375M PERC — продукт представлен LEAPTON SOLAR состоит из очищенного монокристалла, соединенного по стандарту IBM 5 и имеет КПД в 19,1%. При стандартном размере 1960 х 992 мм выдает 375 Вт энергии, что очень неплохо для батареи такого класса. Стоимость в Украине — 4000 грн*. 
• LG NeOn 340 W — одна из новейших моделей популярного производителя. Имеет 60 клеток, но при этом 12 токосъемных дорожек, то есть фактически соединение IBM 12. Размер стандартный — 1686 x 1016, а мощность на выходе 340 Вт, что несколько ниже, чем у первой модели. Зато КПД составляет 19,8%. Стоимость в Украине — 6100 грн*. 
• SunForte PM096B00 333W от BenQ — при относительно стандартных габаритах 1559 x 1046 мм модуль включает целых 96 клеток, способных выдавать на выходе 333 Вт мощности. При этом за счет технологии IBC производитель смог добиться КПД в 20,4%. Обойдется такая панель в 14 000 грн*. 
• JAM72S03-375/PR 375 от JA Solar — собрана из 144 клеток стандарта HalfCell и имеет соединение IBM 5. Производитель заявляет КПД до 19,5%, но что интересно при габаритах в 2000х991мм панель генерирует те же 375 Вт энергии, то есть фактически мощность на м2 ниже. Стоимость в Украине — 5200 грн*. 

Как можно видеть, стоимость растет пропорционально КПД и известности производителя и борьба тут идет буквально за каждую десятую процента. 

	leapton lp72-375m perc 5bb	LG NeOn 340 W	BenQ SunForte PM096B00 333W	JA Solar JAM72S03-375/PR 375 Wp
Основные
Производитель	Leapton	LG	BenQ	JA Solar
Страна производитель	Китай	Южная Корея	Тайвань	Китай
Тип панели	Монокристаллическая	Монокристаллическая	Монокристаллическая	Монокристаллическая
Материал изготовления модуля	Чистый кремний	Чистый кремний	Чистый кремний	Чистый кремний
Материал рамки	Алюминий	Алюминий	Алюминий	Алюминий
Мощность (Вт)	375	340	333	375
Ток при максимальной мощности (А)	9.39	9.86	6,13	9,48
Напряжение при максимальной мощности (В)	39.4	34.5	54,7	39,58
Ток короткого замыкания (А)	9.92	10.53	6.27	10,03
Напряжение холостого хода (В)	48.09	41.1	64.8	47,78
Количество элементов (шт.)	72.0	60	96	144
Минимальная рабочая температура (град.)	-40.0	-40.0	-40.0	-40.0
Максимальная рабочая температура (град.)	85.0	90.0	80.0	85.0
Степень защиты IP	IP67	IP68	IP67	IP67
КПД, не менее (%)	19.1	19.8	19.6	18,92
Гарантийный срок (мес)	60	300	120	144
Габаритные размеры
Вес (кг)	21.5	17.1	18,6	22,5
Длина (мм)	1960.0	1686.0	1559.0	2 000.0
Ширина (мм)	992.0	1016.0	1046.0	991.0
Толщина (мм)	40.0	40.0	46.0	40.0
Температурные коэфициенты
Температурный коэффициент тока	0.06	0.03	0.05	0.051
Температурный коэффициент напряжения	-0.3	-0.27	-0.33	-0.289
Температурный коэффициент мощности	-0.4	-0.36	-0.26	-0,36

Самые дешевые солнечные панели 

Теперь рассмотрим несколько бюджетных моделей для сравнения стоимости и технологических характеристик: 

• AS-6P30 280W — модель компании Amerisolar. При стандартном размере 1640х992 выдает 280 Вт мощности и имеет соединение IBM 4. Материал — поликристалл, а коэффициент полезного действия 17,4%, что для такой модели неплохо. Интересно, что производитель дает гарантию на 2 года, хотя для панелей более характерно 4-5 лет. Зато стоит всего 2800 грн*.
• RS 280 POLY — поликристаллическая панель малоизвестного китайского производителя Runda. Состоит из 60 клеток, с четырьмя токопроводящими дорожками. Выдает на стандартном размере 280 Вт, а заявленная эффективность составляет до 17,2%. Цена — 2400 грн*. 
• RSM60-6-280P — поликристаллическая модель от Risen с пятью токопроводящими дорожками на 60 клеток. Мощность и размеры такие же, как и у предыдущих представителей. Можно купить за 2700 грн*. 
• Energy AXP120-12-156-290 от AXIOMA — пожалуй уникальная модель. Оснащена 12-тью токопроводящими шинами с мощностью на выходе в 290 Вт. Номинальный КПД — 17,5%, что тоже немало. В основе поликристалл. Уникальна тем, что при таких характеристиках в Украине стоит от 2400 грн*. Как производитель смог снизить цену настолько при сложной технологии производства, остается только догадываться. 

Таким образом на малоэффективные солнечные сетевые электростанции цена в 2-4 раза меньше, чем более производительные, однако и выдают они при этом на 25-20% меньше энергии. Если вы к примеру закупите 10 LP72, то за 40 000 грн* получите 3,7 кВт мощности, а установив на ту же сумму RSM60 (16 штук) 4,4 кВт. Однако при этом потребуется больше площади для монтажа, да и скорость деградации последних будет выше.

 

 

Хотите знать, как работают различные типы солнечных электростанций?

 

 

Лучшие солнечные панели в мире 2019

Если уже говорить о мощности, то хочется упомянуть еще одну модель — MAXEON-3 от SUNPOWER. За счет уникального параллельного соединения, чистейшего монокристалла и минимизации площади проводников на поверхности, компании удалось получить КПД в 22,1%, что можно назвать рекордом среди серийных солнечных батарей. Именно поэтому MAXEON-3 претендует на звание если не мощнейшей, то одной из мощнейших в 2019-м году. Обойдется, кстати, этот рекордсмен в 480 долларов, что дешевле, чем SunForte.

И еще в 2019-м SunPower анонсировала новые панели с увеличенными пластинами на основе производственной технологии MAXEON 3. По заявке они должны выдавать 400-415 Вт энергии, что стало бы абсолютным рекордом среди бытовых солнечных батарей. К сожалению, нам не удалось найти эту модель в онлайн-магазинах. 

Кстати, в сравнение брались только кремниевые модели, производителям комбинированных, в т.ч. и гибких модулей, удавалось добиться и эффективности и в 43%. Однако в серийное производство такие панели не пошли из-за сложной технологии изготовления и дороговизны.

 

Почему эффективность имеет значение 

Эффективность важна в первую очередь при ограниченной площади под установку модуля, ведь высокий КПД позволяет при малом количестве панелей получить нужную мощность на выходе. Кроме того, высокая эффективность свидетельствует об использовании качественных материалов и новых технологичных решений, что в свою очередь увеличивает эксплуатационный период и снижает скорость деградации модуля. 

Чтобы купить электростанцию на солнечных батареях нужно учитывать все эти факторы в совокупности, а также свой бюджет и ожидания от домашней СЭС. Так, если цель — заработать на зеленом тарифе, то возможно выгоднее закупить панели с меньшим КПД, а вот если нужна долговечная и надежная электростанция, стоит обратить внимание на передовые модели.

*Все цены представлены на момент написания статьи.

эффективность панелей, мощность на квадратный метр

Если вы хотите самостоятельно себя обслуживать электричеством, тогда идеальным вариантом является установка солнечной системы. При помощи размещения солнечных батарей вы сможете перерабатывать солнечный свет на электричество и тем самым покрывать все свои нужды, не прибегая к услугам общей сети. Но здесь одной или двух батарей будет недостаточно. Придется обзавестись целым комплектом. Чтобы в полном объеме покрывать электрорасходы своего дома, необходимо перед покупкой солнечных батарей ознакомиться с основными техническими характеристиками, а в особенности с показателем чистой выработки (КПД).

Содержание статьи

Показатель КПД солнечных панелей

КПД – это коэффициент полезного действия, который измеряется в процентах. Для солнечных батарей – это показатель, который определяет, сколько электричества на выходе мы получим при попадании на поверхность панелей солнечного света. Другими слова – это экономическая целесообразность работы солнечной батареи. В данный показатель уже включены все затраты, которые направляются на переработку солнечного света в электричество с учетом работы и других дополнительных технических устройств.

Сегодня средний показатель КПД для качественных солнечных панелей находится в пределах от 17 до 21%.

Важно понимать, что эта цифра на выходе не всегда будет в рамках заявленной производителем. Процент эффективности работы панели указывается с учетом соблюдения всех правил, то есть угла наклона солнечных лучей и уровня радиации. В случае облачной погоды или изменения траектории солнечных лучей в зависимости от времени года показатель КПД будет снижаться. Поэтому, чтобы не терять электричество, приходится покупать больше солнечных батарей, чтобы исключить риски нехватки энергии на покрытие всех потребностей.

От чего зависит КПД

На высокий процент эффективной выработки электроэнергии батареями влияет множество факторов. Основными из них являются:

• Угол падения солнечного света на поверхность панелей.
• Температурный коэффициент.
• Погодные условия.
• Наличие тени, грязи, снега.
• Затемнение элементов.

Максимальная эффективность солнечных панелей достигается при попадании солнечного света на поверхность модулей под углом 90 градусов, то есть перпендикулярно. При этом, даже если батарея располагается с учетом всех требований угла наклона, поверхность фотоэлементов должна быть чистой и не заслоняться деревьями или другими постройками.

Сегодня можно приобрести солнечную батарею, которая уже оснащена функцией слежения и контроля расположения солнца. То есть панель сама подстраивается под угол падения солнечных лучей. Но подобные устройства достаточно дорого стоят и применяются на промышленных объектах.

При установке солнечных модулей следуйте рекомендациям специалистов. Во-первых, выбирайте южную сторону для размещения конструкций, чтобы избежать попадания тени на них, а во-вторых, соблюдайте угол наклона согласно времени года и региона проживания. Ведь чем больше солнечного света попадает на поверхность, тем выше КПД, а соответственно, и выработка электроэнергии. Учитывайте, что в зимнее время показатель эффективности может подать в половину, а то и больше. И не забывайте очищать модули от снега и грязи, так как это становится препятствием для попадания света.

Еще одним важным препятствием, снижающим общую эффективность выработки батареями электрического тока, выступает температурный коэффициент. В результате попадания солнечных лучей на поверхность модулей они нагреваются, температура может доходить до 80 градусов. Критические температурные значения напрямую отражаются на уровне КПД. Показатель снижается. Необходимо проводить мероприятия, направленные на уменьшение потери эффективности. Например, это можно сделать за счет свободного пространства между батареями, из-за чего воздушные массы смогут охлаждать модули, а также путем периодического протирания их.

Как увеличить КПД панелей

Можно ли повысить эффективность солнечных батарей? Чтобы получить максимальный эффект от установки солнечной системы необходимо соблюдать все правила эксплуатации панелей: контролировать угол наклона, правильно разместить с возможностью проветривания, очищать поверхность фотоэлементов и исключать затемненные участки. Кроме того, отдавайте предпочтение тем батареям, которые изготовлены из высококлассного кремния. Именно они смогут обеспечить наивысший КПД.

Повысить КПД солнечной панели

Сегодня этим вопросом занимаются научно-исследовательские центры, и данное направление является приоритетным. Инженерами предпринимаются попытки производить такую солнечную систему, которая будет состоять из модулей разных материалов. Смысл такой задумки заключается в том, чтобы разные материалы и несколько слоев могли впитывать в себя все типы энергии: как инфракрасное излучение, так и ультрафиолетовое. Подобное решение сможет повысить КПД в два, а то и в три раза. Ученые предполагают, что такие современные модули смогут производить до 90% эффективности. Более высокий процент производительности позволяет не только вырабатывать больше энергии, но и сократить срок окупаемости.

Максимальные показатели КПД

Стандартной для хороших дорогих монокристаллических панелей является выработка энергии на уровне 20-25%. Если взять во внимание отдельные высококачественные панели, то максимальное значение зафиксировано на уровне 30% для домашних условий и 25% для промышленных объектов. Также на рынке есть модели с показателями КПД до 47%. На сегодняшний день это самые высокие значения. Они производятся торговой маркой «Шарп» и состоят из трех слоев на основе специальных линз Френеля, благодаря чему больше фокусируют света на своей поверхности. Между слоями находится диэлектрическая прослойка, которая служит туннелем. Здесь также в преобразовании энергии участвуют световые частицы, за счет чего мощность батареи используется на полную.

Тип батарей с показания КПД выше 40% является особым видом последних разработок и не находится в свободном доступе для широкого круга потребителей.

Среди доступных вариантов с максимальной эффективностью лидером является солнечная батарея от мировой компании «Солар Сити». Уже несколько лет она выпускает панели с КПД более 22%. Однако сразу стоит отметить высокую стоимость таких конструкций, и позволить себе целую солнечную станцию минимум из 10 панелей сможет не каждый. Но лабораторные опыты не заканчиваются, поэтому в скором времени и в данной сфере будут свои особые технологии, которые позволят быстрее окупить затраты и получить максимум от солнца. Так же добиться максимального КПД позволяет установка правильных креплений для солнечных панелей, которые обеспечат нужный угол наклона.

Эффективность панели солнечных батарей

: какие панели наиболее эффективны?

Время чтения: 6 минут

Последнее обновление данных 12 июля 2020 г.

Для тех, кто ищет наиболее эффективные солнечные панели для своей солнечной энергетической системы, первое, что вам нужно знать, это как сравнить показатели эффективности для различных брендов производителей , Эффективность солнечной панели — это полезный показатель, используемый для определения того, сколько энергии производит солнечная панель по сравнению с другими продуктами.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2020 г.

Ключевые выводы об эффективности солнечных панелей

• Самые эффективные солнечные панели, доступные сегодня, составляют примерно 23%
• SunPower, LG и REC Solar делают наиболее эффективными солнечные панели
• Начните сравнивать цены на солнечную батарею с высокоэффективным оборудованием на EnergySage Marketplace

Эффективность солнечной панели: что вам нужно знать

Эффективность солнечной панели — это измерение способности солнечной панели преобразовывать солнечный свет в полезную электроэнергию ,Учитывая одинаковое количество солнечного света, светящего в течение одного и того же времени на две солнечные панели с разными показателями эффективности, более эффективная панель будет производить больше электроэнергии, чем менее эффективная. Эффективность солнечных панелей определяется производством электроэнергии солнечными элементами , что, в свою очередь, зависит от их состава, электрической конфигурации, окружающих компонентов и т. Д.

При одинаковом количестве солнечного света, сияющем в течение одинакового времени на двух солнечных панелях с разными показателями эффективности, более эффективная панель будет производить больше электроэнергии, чем менее эффективная.Эффективность солнечных панелей определяется производством электроэнергии солнечных элементов , на которые, в свою очередь, влияют состав, электрическая конфигурация, окружающие компоненты и многое другое.

На практике, для двух солнечных панелей одинакового физического размера, если одна имеет рейтинг эффективности 21%, а другой — 14%, панель с эффективностью 21% будет производить на 50% больше киловатт-часов (кВтч). электроэнергии при тех же условиях, что и панель с КПД 14%. Таким образом, максимальное использование энергии и экономия средств во многом зависят от эффективности солнечных панелей высшего уровня.

Многие потребители и люди в солнечной отрасли считают эффективность солнечных панелей самым важным критерием при оценке качества солнечных панелей. Хотя это важный критерий, он не единственный, на который следует обращать внимание при оценке того, устанавливать ли конкретную солнечную панель. Эффективность солнечной панели связана со способностью панели преобразовывать энергию при низкой стоимости и высокой скорости подачи.

Насколько эффективны солнечные панели?

Большинство солнечных панелей имеют КПД от 15% до 20% , с отклонениями по обе стороны диапазона.Эффективность высококачественных солнечных панелей в некоторых случаях может превышать 22% (и почти достигать 23%!), Но большинство доступных фотоэлектрических панелей имеют КПД не выше 20%.

Самые эффективные солнечные панели: 5 лучших

Вот пятерка лучших производителей солнечных панелей в 2019 году, составленная на основе наиболее эффективных солнечных панелей, которые они могут предложить:

1. SunPower (22,8%)
2. LG (22,0%) )
3. REC Solar (21,7%)
4. CSUN (21,2%)
5. Solaria (20.5%)

Самые эффективные солнечные панели на рынке сегодня имеют рейтинг эффективности до 22,8% , тогда как у большинства панелей рейтинг эффективности составляет от 15% до 17%. Панели SunPower известны как самый эффективный бренд солнечных панелей на рынке. Несмотря на то, что они будут иметь более высокую цену, SunPower часто становится фаворитом потребителей для всех, кого интересует эффективность как основной показатель. Тем не менее, ознакомьтесь с Приложением 1, чтобы узнать обо всех ведущих брендах и самых эффективных солнечных панелях, которые вы можете найти.

Максимальное производство или максимальное смещение: Если ваша цель — максимизировать количество электроэнергии, производимой вашей системой, или вы хотите гарантировать, что вы покупаете наименьшее количество электроэнергии у коммунального предприятия, но количество места на крыше, доступное для установки солнечной энергии Панели ограничены по размеру, вы можете установить более эффективные солнечные панели. Это обеспечит максимальную производительность вашей системы солнечных батарей.

Стоимость и ценность: Более эффективные солнечные панели обычно стоят больше, чем их менее эффективные аналоги.Возможно, вы захотите проанализировать, оправдана ли эта разница в первоначальных расходах увеличением экономии, достигаемой за счет выработки большего количества электроэнергии в течение срока службы вашей солнечной энергетической системы. Увеличение производства электроэнергии означает, что вам придется покупать меньше электроэнергии у коммунального предприятия, а в некоторых штатах это также может принести более высокий доход SREC. EnergySage Solar Marketplace позволяет вам легко сравнивать свои сбережения от солнечных панелей, которые различаются по показателям эффективности, и оправдана ли их повышенная цена.

От чего зависит эффективность солнечных панелей?

Есть несколько факторов, которые определяют, насколько эффективна солнечная панель. По сути, эффективность солнечной панели определяется тем, сколько поступающего солнечного света солнечная панель может преобразовать в полезную электроэнергию. Но что влияет на конечный коэффициент конверсии? Исследователи и производители солнечных элементов учитывают несколько факторов при разработке и производстве эффективных солнечных панелей:

• Материал — тип материала (монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, теллурид кадмия и т. Д.)) влияет на то, как свет преобразуется в электричество
• Проводка и шины — организация проводов и «шин» на солнечной панели, которые фактически захватывают и передают электричество, влияет на эффективность
• Отражение — если свет отражается от солнечной панели, его эффективность может быть пониженным. Вот почему так важен стеклянный слой поверх кремниевых солнечных элементов.

Кроме того, такие факторы, как способность поглощать свет с обеих сторон элемента (двусторонние солнечные панели) и способность поглощать свет с переменной длиной волны (многопереходные солнечные панели), изменяют уравнение эффективности для солнечных панелей.В общем, есть множество рычагов, которые могут использовать ученые и исследователи, работая над повышением эффективности солнечных панелей. В конце концов, все дело в преобразовании большего количества поступающего солнечного света в электричество.

Насколько эффективны солнечные панели? Таблицы сравнения эффективности

В двух таблицах ниже представлены различные взгляды на характеристики эффективности солнечных панелей ведущих производителей, продающих солнечные панели в США. Большинство производителей панелей выпускают несколько моделей солнечных панелей с разной степенью эффективности.Ведущими брендами в этой категории будут те, которые используют высокоэффективные солнечные элементы, такие как LG и SunPower (которые постоянно боролись за мировой рекорд эффективности использования солнечной энергии), которые широко считаются ведущими брендами панелей на рынке солнечной энергии. эффективность. Однако важно понимать разницу между установлением максимального показателя эффективности и поддержанием высоких и постоянных средних показателей эффективности солнечной энергии. Поэтому в следующей таблице эффективности представлены лучшие способы сравнения различных вариантов солнечных панелей по показателям эффективности модулей.

Рейтинг эффективности солнечных панелей для фотоэлектрических моделей по производителям

Производитель солнечных панелей	Минимальный КПД (%)	Максимальный КПД (%)	Средняя эффективность (%)
Amerisolar	14,75 %	17,01%	15,97%
Astronergy	18,10%	19,10%	18,62%
Axitec	18,96%	20.45%	19,78%
BenQ Solar (AUO)	15,50%	18,30%	17,19%
Boviet Solar	16,50%	17,5012%			Канадский Солнечная энергия	15.88%	19.91%	17.88%
CentroSolar	15.30%	17.80%	16.21%
CertainTeed Solar	% 15.411	90%	18,53%
CSUN	19,88%	21,17%	20,53%
ET Solar	15,67%	19,07% 900,24		16,8109%	16,8109% %	15,58%	15,03%
Hansol	14,97%	18,05%	16,49%
Heliene	15,60%		19,3011 90.31%
Hyundai	16.20%	19,40%	18,49%
JA Solar	15.80%	19.80%	17.92%	900oSolar			J7	17.50%
Kyocera	14.75%	16.11%	15.42%
LG Solar	18.40%	22.00%	9010 Mission	9010 Mission	%	19,35%	18,73%
Mitsubishi Electric	16,30%	16,90%	16,60%
Neo Solar Power	16,00%						Panasonic	19,10%	20,30%	19,66%
Peimar	19,05%	19,05%	19,05%
Peimar Group	16.60%	19,36%	17,84%
Phono Solar	15,66%	18,44%	17,04%
Q CELLS	17,1012			17,1012		REC Group	16,50%	21,70%	19,02%
Renogy Solar	15,30%	18,50%	17,30%
RGS Energy	15,60% 90.10%	16,35%
Risen	16,30%	19,60%	18,12%
S-Energy	15,61%	19,80%						19,810ra %	17,52%	16,55%
Silfab	17,60%	19,40%	18,69%
Solaria	19,40%			19,40%	90,5011	19.00%	19,90%	19,45%
SunPower	16,50%	22.80%	20,72%
Trina Solar	16,20%										18,83%	19,40%	19,11%

Чтобы узнать больше об эффективности солнечных панелей, а также о других критериях оценки солнечных панелей, см. Исследование EnergySage под названием «Как оценить солнечные панели».Если вам интересно, почему вам вообще нужно заботиться об эффективности солнечных батарей, посмотрите наше видео ниже:

Три совета для покупателей солнечной энергии

1. Домовладельцы, получившие несколько предложений, экономят 10% или больше

As При любой дорогостоящей покупке покупка установки солнечной панели требует тщательного исследования и рассмотрения, включая тщательный анализ компаний в вашем районе. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США рекомендовалось, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной отрасли.

Чтобы найти более мелких подрядчиков, которые обычно предлагают более низкие цены, вам потребуется сеть установщиков, например EnergySage. Вы можете получить бесплатные расценки от проверенных установщиков, проживающих в вашем регионе, когда вы зарегистрируете свою собственность на нашем рынке солнечных батарей — домовладельцы, получившие 3 или более предложений, могут рассчитывать сэкономить от 5000 до 10 000 долларов на установке солнечных панелей.

2. Крупнейшие установщики обычно не предлагают лучшую цену

Мантра «больше — не всегда лучше» — одна из основных причин, по которой мы настоятельно рекомендуем домовладельцам рассматривать все варианты солнечных батарей, а не только бренды, достаточно крупные, чтобы платить за самую рекламу. Недавний отчет правительства США показал, что крупные установщики на 2000-5000 долларов дороже, чем небольшие солнечные компании . Если у вас есть предложения от некоторых крупных установщиков солнечной энергии, убедитесь, что вы сравниваете эти предложения с предложениями местных установщиков, чтобы не переплачивать за солнечную энергию.

3. Не менее важно сравнивать все варианты оборудования.

Специалисты по установке в национальном масштабе не просто предлагают более высокие цены — они также, как правило, имеют меньше вариантов солнечного оборудования, что может существенно повлиять на производство электроэнергии в вашей системе.Собирая разнообразные предложения по солнечной энергии, вы можете сравнить затраты и экономию на основе различных пакетов оборудования, доступных вам.

При поиске лучших солнечных панелей на рынке следует учитывать несколько факторов. Хотя одни панели будут иметь более высокие показатели эффективности, чем другие, инвестирование в самое современное солнечное оборудование не всегда приводит к более высокой экономии. Единственный способ найти «золотую середину» для вашей собственности — это оценить расценки с различным оборудованием и предложениями финансирования.

Для любого домовладельца, который только начинает делать покупки для солнечной энергии и хочет приблизительную оценку установки, попробуйте наш солнечный калькулятор, который предлагает предварительную стоимость и оценку долгосрочной экономии в зависимости от вашего местоположения и типа крыши. Для тех, кто хочет получить расценки от местных подрядчиков сегодня, посетите нашу платформу сравнения расценок.

ПРИМЕЧАНИЕ: данные в этом разделе последний раз обновлялись в январе 2020 года и обновляются каждые 6 месяцев.

Содержание солнечной энергии в ядре

Узнайте, сколько будет стоить солнечная энергия в вашем регионе в 2020 г.

.

КПД панели солнечных батарей | Solar.com

Вы можете часто слышать термин «эффективность», когда читаете о солнечных батареях. Звучит неплохо, но что такое эффективность солнечных панелей? Как это измеряется?

Мы рассмотрим некоторые из основных факторов, влияющих на эффективность солнечных панелей, факторы окружающей среды, которые играют роль, а также некоторые из самых эффективных солнечных панелей на рынке сегодня.

Какова эффективность солнечных панелей?

Эффективность солнечной панели — это показатель того, сколько солнечной энергии определенная панель может преобразовать в полезную электроэнергию. Это делается путем улавливания электрического тока, генерируемого при взаимодействии солнечного света с солнечными элементами в панели, и передается через проводку и шины для преобразования в энергию переменного тока. Затем энергия переменного тока отправляется на вашу главную панель и распределяется по всему дому.Вы можете узнать больше о том, как производятся солнечные панели, в этом посте.

Эффективность измерения довольно проста. Если солнечная панель имеет КПД 20 процентов, это означает, что она способна преобразовывать 20 процентов падающего на нее солнечного света в электричество. Солнечные панели с наивысшей эффективностью на рынке сегодня могут достигать эффективности почти 23%. Средняя эффективность солнечных панелей находится в диапазоне от 17 до 19 процентов.

Факторы, влияющие на эффективность солнечных панелей

Эффективность солнечных панелей постоянно увеличивается примерно на.5% ежегодно с 2010 года. Многочисленные научные факторы влияют на эффективность солнечных элементов. Три основных компонента:

• Компоненты листового материала
• Коэффициент отражения
• Термодинамический КПД

Монокристаллический по сравнению с Поликристаллический относится к составу солнечных элементов в каждом типе панели.Монокристаллический относится к солнечным элементам, вырезанным из единого источника кремния, в отличие от поликристаллических солнечных элементов, которые состоят из многочисленных кристаллов кремния, сплавленных вместе.

Монокристаллические панели имеют тенденцию быть более эффективными из-за их однородного состава. Кроме того, они имеют тенденцию достигать превосходных характеристик в менее оптимальных условиях, таких как высокая температура и слабое освещение. Сегодня почти все жилые панели монокристаллические. Поликристаллические панели обычно менее эффективны из-за их более фрагментированного состава.В результате эти панели, как правило, дешевле, чем более эффективные монокристаллические панели.

Эффективность отражения определяется тем, сколько солнечного света отражается обратно, а не поглощается и используется. Чем меньше отражений в солнечных элементах, тем лучше. Стекло, один из важнейших компонентов солнечной панели, отражает очень небольшую часть падающего на него света.

Есть способы уменьшить отражательную способность, например, антибликовое покрытие, которое используют почти все солнечные панели, представленные сегодня на рынке.

Термодинамический КПД — максимально возможный КПД. Это высота, на которой солнечная энергия может быть преобразована в электричество. Это число составляет около 86 процентов, предел термодинамической эффективности.

Поскольку фотоны взаимодействуют с солнечными элементами, они могут генерировать электричество только из солнечной энергии до определенного момента. После этого (86 процентов) создается тепловая энергия или тепло.

Одним из способов повышения термодинамической эффективности является создание многопереходных или тандемных солнечных элементов.Это повышает эффективность за счет разделения солнечного спектра на более мелкие области, что повышает предел эффективности для каждой части.

Топ-5 самых эффективных панелей на рынке сегодня

Многие производители панелей сегодня соревнуются за право похвастаться самой эффективной солнечной панелью. Ниже приведен список из 5 производителей, которые выведут на рынок одни из самых эффективных солнечных панелей для жилых домов в 2020 году:

SunPower, не только регулярно устанавливает и переустанавливает планку для единственной панели с наивысшей эффективностью на рынке, но и позиционирует себя как производитель оборудования премиум-класса по всем направлениям.Благодаря множеству предложений с эффективностью выше 20% вы всегда знаете, что рассматриваете панель высшего уровня при покупке Sunpower. Ознакомьтесь с линейкой премиальных панелей SunPower.

Компания LG, с момента выхода на рынок солнечной энергии должна была поставлять продукцию высокого качества. И хотя с самого начала они, безусловно, оправдали эти ожидания, недавно они действительно подняли планку, выпустив серии NeON 2 и NeON R, в которых используются модули, эффективность которых превышает 21%.

REC Компания REC Group, основанная в Норвегии в 1996 году, является ведущим европейским брендом солнечных панелей и уже более 20 лет предоставляет экологически чистые и высокоэффективные продукты, услуги и инвестиции для солнечной энергетики . Панели REC проходят строгие внутренние испытания и сертификаты сторонних организаций, благодаря чему компания заявляет, что она установила отраслевой эталон качества. REC производит широкий спектр панелей, различающихся как по эффективности, так и по мощности.Тем не менее, серия Alpha от REC предлагает 5 вариантов панелей в диапазоне от 360 до 380 Вт, все с эффективностью более 20% и максимальной мощностью 21,7%. REC использует уникальную гибридную технологию производства, называемую гетеропереходом , которая сочетает в себе кристаллический и тонкопленочный материал для производства панелей на 60 ячеек с высокой плотностью питания.

Solaria стремится выделиться с помощью передовых технологий. В отличие от большинства солнечных панелей, панели Solaria не имеют сборных шин, которые помогают избежать точек отказа и потери эффективности, параллельных подстрочных цепей для повышения эффективности в менее оптимальных условиях и запатентованной технологии, которая разрезает солнечные элементы на перекрывающиеся полосы, что приводит к гладкой и непревзойденной эстетике черного цвета.Ознакомьтесь с передовой технологией панелей Solaria, чтобы узнать больше.

Panasonic ставит во главу угла качество, а не количество. С 1975 года Panasonic находится в авангарде исследований и разработок в области солнечной энергетики. Они начали свою работу с аморфными солнечными элементами, которые представляют собой разновидности тонкопленочных солнечных элементов. Теперь предложения Panasonic по солнечной энергии подпадают под торговую марку HIT, в которой используются кремниевые солнечные элементы с гетеропереходом. Имея меньшее количество панелей для жилых помещений, чем у других производителей, потребители могут быть уверены, что любая панель от Panasonic получит высокий рейтинг эффективности.Panasonic проектирует свои панели с использованием уникальной пирамидальной структуры с двусторонними ячейками и инновационной системой отвода воды; все для максимальной эффективности. Будь то их хорошо известные панели мощностью 330 Вт с эффективностью 19,7% или недавно выпущенные панели мощностью 340 Вт с эффективностью 20,3%, при выборе Panasonic никогда не возникает вопроса о качестве.

Факторы окружающей среды, влияющие на эффективность солнечных элементов

Затенение ближайших зданий и деревьев — один из самых больших факторов, влияющих на эффективность солнечных батарей.Если вы имеете дело с тенью от соседнего здания, у вас может быть вариант установки солнечного навеса, чтобы переставить панели для получения большего количества прямого солнечного света.

Деревья часто можно обрезать или даже удалить, чтобы увеличить яркость солнечной батареи. Хотя удаление дерева может показаться нелогичным по сравнению с положительным воздействием установки солнечной энергии на окружающую среду, просто помните, что компенсация выбросов CO2, достигаемая вашей солнечной системой, будет намного превышать способность этого дерева поглощать углерод!

При переходе на солнечную батарею важно убедиться, что разработчик вашей системы использует соответствующее программное обеспечение или другие методы для точного моделирования и измерения затенения.Например, Aurora — это программное обеспечение для моделирования премиум-класса, которое точно учитывает все соответствующие факторы окружающей среды при проектировании системы.

Значительное количество грязи и пыли также может снизить эффективность. По большей части солнечные панели самоочищаются. Дождевой душ может восстановить эффективность вашей панели всего за несколько минут. Если вы живете в особенно засушливом регионе и сильные пыльные бури являются проблемой, вы можете очистить панели самостоятельно.Вот как узнать, нужно ли чистить панели, и как это сделать.

Снег — еще одна область путаницы с эффективностью солнечных батарей. Тонкий слой снега не сильно повредит солнечной эффективности. Узнайте больше о снегопаде с солнечной батареей и решениях для сильного снегопада с солнечной батареей здесь.

Важность эффективности в домашних солнечных решениях

Сама по себе эффективность не всегда является самым важным фактором при выборе правильных панелей для вашего проекта. Возможно, вам не понадобятся самые эффективные солнечные панели, если у вас достаточно места на крыше для менее эффективных, но более экономичных панелей.

Направление вашей крыши, наклон, стиль и площадь вашей крыши — все это влияет на то, какие панели могут лучше всего подойти для вас.

,

Что вам нужно знать о высокоэффективных солнечных панелях

Когда дело доходит до солнечных проектов, главная цель — производить как можно больше энергии на минимальном пространстве. Вот почему высокоэффективные солнечные панели процветают на рынке жилой недвижимости, где идеальное пространство на крыше иногда ограничено.

В то время как традиционные солнечные панели имеют средний КПД от 16 до 17%, модули с маркировкой «высокоэффективные» имеют КПД не менее 19%. Многие бренды, включая SunPower, увеличивают эффективность своих модулей до 22% и выше.Основное преимущество модулей с более высоким КПД — большая и надежная выработка электроэнергии. Эффективные элементы производят больше энергии в течение более длительного периода времени, а передовые методы производства, используемые производителями панелей для повышения эффективности, часто приводят к созданию более надежного продукта.

Модули Solaria на жилой дом.

Повышенная мощность и эффективность также означают увеличение цены на панели, но Суви Шарма, генеральный директор производителя высокоэффективных панелей Solaria, сказал, что более мощные модули действительно могут сэкономить деньги в более широком смысле.

«Модули Solaria PowerXT производят больше энергии на квадратный метр площади», — сказал Шарма. «Это снижает затраты на установку за счет меньшего количества сбалансированных компонентов системы.

«Стоимость системы сильно зависит от удельной мощности солнечных панелей», — продолжил он. «Другие системные расходы, такие как оплата труда, земли и инверторов, со временем не снижаются, поэтому наиболее важным рычагом снижения затрат является повышение эффективности панелей».

Производители повышают эффективность несколькими способами.Solaria не использует сборные шины или ленточные соединения и размещает свои ячейки ближе друг к другу, уменьшая неактивное пространство между ячейками. Это приводит к более высокой мощности и эффективности. SunPower и LG используют технологию обратного контакта, которая создает все электрические контакты на задней стороне элемента и создает максимальное пространство на передней панели для захвата большего количества энергии. Panasonic использует 5-дюйм. солнечные элементы вместо 6-дюймовых. ячейки (которые чаще встречаются в промышленности). Это позволяет Panasonic использовать 96 ячеек на той же площади, что и традиционный 60-элементный модуль.Ячейки меньшего размера более надежны, а вероятность возникновения микротрещин и снижения производительности со временем снижается.

Если высокоэффективные модули настолько хороши, почему они не используются повсеместно? Мукеш Сетхи, генеральный менеджер подразделения солнечной энергии и накопления энергии в Panasonic, сказал, что в более крупных проектах обычно не используются высокоэффективные модули, поскольку заинтересованные стороны больше озабочены общими затратами.

Модуль Panasonic N340 HIT

«Они не стали бы тратить лишние деньги на высокоэффективные модули», — сказал Сетхи о коммерческих установках на крыше и больших наземных установках.«Если места более чем достаточно, им не нужны высокоэффективные модули».

Когда затенение или другие препятствия мешают постоянному потоку солнечного света, производительность должна быть увеличена в тех немногих местах, где панели могут быть успешно установлены. На сложных наклонных крышах, где могут работать только четыре солнечные панели, более дорогие высокоэффективные бренды могут генерировать больше энергии.

«Обычно сбои в работе традиционных модулей случаются через 10 лет», — сказал Сетхи. «Все дают 25-летнюю гарантию, но [будет ли этот производитель] через 25 лет? Экономия X долларов [с использованием традиционных модулей] даже не стоит того.”

Сетхи сказал, что высокоэффективные модули Panasonic имеют такую ​​же номинальную мощность на паспортной табличке, что и традиционные модули, но высокоэффективные модули имеют лучшую производительность и меньшую деградацию, поэтому они будут производить больше, более высокую мощность в течение длительного периода времени.

«Этикетка [ватт] — это еще не все», — сказал он. «[Высокоэффективные модули] имеют гораздо большую экономию в долгосрочной перспективе».

,

Насколько эффективны солнечные панели? (2020)

Какие факторы определяют эффективность солнечных панелей?

Панели солнечных батарей обычно способны преобразовывать от 15% до 22% солнечной энергии в полезную энергию, в зависимости от факторов , таких как размещение, ориентация, погодные условия и т. Д. Количество солнечного света, которое системы солнечных панелей могут преобразовать в фактическое электричество, называется , производительность , и результат определяет эффективность солнечных панелей.

Чтобы определить эффективность солнечных панелей , панели испытываются в стандартных условиях испытаний (STC). STC указывает температуру 25 ° C и энергетическую освещенность 1000 Вт / м ² . Это эквивалентно солнечному дню, когда падающий свет падает на обращенную к солнцу поверхность под углом 37 °. В этих условиях испытаний эффективность солнечной панели составляет 15%. с площадью поверхности 1 м ² будет производить 150 Вт.

Помимо стандартных условий испытаний, солнечные панели тщательно проверяются на работоспособность в экстремальных условиях .

Обширные испытания солнечных панелей в экстремальных условиях

Расширенные испытания солнечных панелей в экстремальных условиях

Ни один заказчик не хочет получать солнечные панели, которые технически не годятся. У солнечной энергии есть основные преимущества, но важно, чтобы в вашем доме была установлена ​​солнечная панель правильного типа. Чтобы гарантировать качество солнечной панели, она тщательно тестируется в экстремальных условиях.

Ветер

Ветер — одна из наиболее прогнозируемых причин повреждения солнечных элементов. Производители солнечных панелей проводят обширные испытания в аэродинамической трубе, чтобы уменьшить потенциальные повреждения.

град

Град испытание состоит из искусственного града со скоростью от 20 до 30 м / с . Солнечные элементы остаются неповрежденными на этих скоростях.

Снег

Толстый слой снега может быть слишком тяжелым для солнечной панели. Солнечные элементы перестают работать, когда на солнечной панели накапливается более 5 см снега, что снижает эффективность солнечной панели на 100%.

Лед

Лед накапливается на поверхности солнечных элементов, когда не нанесено силиконовое покрытие . Накопление льда может потенциально снизить эффективность солнечных панелей с 25 до 100% .

Химический остаток

Для растворения химического остатка необходимо, чтобы на поверхность солнечных элементов выпало не менее 20 мм осадков. Исследования показали снижение эффективности солнечных панелей на на 0,2% , когда они покрыты слоем химических отложений.

УФ-деградация

Структура солнечного элемента может отслаиваться из-за деградации, вызванной УФ-излучением . Еще одним следствием может быть изменение цвета отдельных солнечных элементов.

Испытание на влажное тепло

Испытание на влажное тепло проводится для проверки долговечности солнечных панелей в условиях высокой влажности . Влажность может привести к коррозии и нарушению подключения модуля, а также к общему снижению эффективности солнечной панели.

Сопротивление изоляции

Сопротивление изоляции определяется прочностью материала.В слабых материалах утечка тока может произойти по краям солнечной панели.

Термоциклирование

Температурный цикл может вызвать отказ компонентов солнечной панели. Эти компоненты включают солнечные элементы, межсоединения, паяные соединения и соединения модулей.

При установке важно учесть все факторы, которые могут повлиять на эффективность солнечной панели . Кроме того, важно, чтобы максимально увеличил выпуск с самого начала.

Зачем проводить всесторонние испытания эффективности солнечных панелей в экстремальных условиях?

Тестирование эффективности солнечных панелей проводится для предотвращения продажи на рынке низкокачественных солнечных панелей. Производитель должен доказать, что солнечные элементы имеют долговечность и долговечность . Солнечные панели, доступные на рынке Великобритании, сертифицированы путем предварительного прохождения всестороннего тестирования.

Обычно солнечные элементы тестируются на современных, полностью автоматизированных испытательных установках.Этот высокий стандарт при тестировании позволяет классифицировать эффективность солнечных панелей в группах с аналогичной выходной мощностью .

Какие типы солнечных панелей наиболее эффективны?

Существует множество типов солнечных панелей. Наиболее распространенные типы солнечных панелей:

Важно понимать, что эффективность отдельного солнечного элемента не равна эффективности солнечных панелей (модулей) как системы.В то время как эффективность солнечных батарей обычно составляет около 15-20%, эффективность солнечных батарей в некоторых случаях может достигать 42%.

Однако, если не указано иное, производительность солнечных элементов измеряется в лабораторных условиях. Таким образом, хотя 42% — это впечатляющая производительность, лабораторные условия отличаются от реальных, и это неприменимо к бытовым пользователям.

Монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические солнечные панели, также называемые монокристаллическими элементами , производятся из чистейшего кремния.Кристалл кремния этого типа выращивается в сложном процессе для получения длинного стержня. Затем стержень разрезают на пластины, из которых будут образовываться солнечные элементы. Известно, что монокристаллические солнечные панели обеспечивают наивысшую эффективность в стандартных условиях испытаний по сравнению с двумя другими типами солнечных элементов. Текущая эффективность монокристаллических солнечных панелей составляет 22-27%. Монокристаллическую панель можно узнать по закругленным краям и темному цвету.

Поликристаллические солнечные панели

Солнечные панели, изготовленные из поликристаллических солнечных батарей , также называемые многокристаллическими элементами , немного менее эффективны, чем панели, состоящие из монокристаллических солнечных элементов.Это связано с характером производства. Кремний выращивают не как отдельную ячейку, а как блок кристаллов. Эти блоки затем разрезаются на пластины для производства индивидуальных солнечных элементов. Текущий КПД поликристаллических солнечных панелей составляет 15-22%. Поликристаллические солнечные панели можно распознать по квадратному сечению и синим крапинкам.

Тонкопленочные солнечные панели

Тонкопленочные солнечные панели изготавливаются путем покрытия подложки из стекла, пластика или металла одним или несколькими тонкими слоями фотоэлектрического материала.Тонкопленочные солнечные панели обычно гибкие и имеют небольшой вес. Известно, что тонкопленочные солнечные панели разрушаются несколько быстрее, чем моно- и поликристаллические солнечные панели. Производство таких панелей менее сложно, поэтому их выход на 5% меньше КПД монокристаллических солнечных панелей. Обычно тонкопленочные элементы обеспечивают КПД солнечных панелей от 15 до 22%.

Технология тонкопленочных солнечных панелей сокращает разрыв в эффективности с более дорогими типами солнечных панелей, поэтому тонкопленочные солнечные панели устанавливаются на крупномасштабных проектах и ​​на солнечных электростанциях, побивающих рекорды.

4 ключевых атрибута при выборе солнечных батарей

• Стоимость установки ваших солнечных панелей за квадратный метр.

• КПД солнечной панели всего модуля солнечной панели.

• Срок службы индивидуальных солнечных элементов.

• Эстетика и стиль вашей солнечной панели.

Тенденции солнечных панелей

Существует огромная конкуренция на рынке солнечной энергии.Новые гиганты, такие как Китай и Индия, являются крупнейшими загрязнителями, а также мировыми лидерами в развитии солнечных электростанций. Эта явная конкурентоспособность приведет к снижению цен на солнечные панели и более эффективные решения для хранения.

Все эти разработки в конечном итоге выйдут на рынок солнечных панелей для жилых домов . Это изменение приведет к появлению менее дорогих и на более эффективных модулей солнечной энергии , которые можно легко установить для ваших домов.

Мы понимаем, что поиск подходящего поставщика солнечных батарей требует вашего драгоценного времени.Мы делаем процесс выбора наиболее эффективной солнечной панели менее трудоемким и простым, предоставляя вам бесплатных и необязательных предложений от разных поставщиков. Как? Просто заполните контактную форму вверху страницы, указав свои потребности и предпочтения, и мы свяжемся с вами с самыми точными цитатами.

Написано Арис Вурвулиас Начальник отдела содержания Арис Вурвулиас — руководитель отдела контента GreenMatch.Арис — увлеченный писатель и маркетолог с образованием в области журналистики. Он постоянно пишет, анализирует и получает образование в области бизнеса, финансов и возобновляемых источников энергии. Он имеет управленческий опыт на многих европейских рынках, включая Великобританию, Данию, Швецию и Финляндию. Он и его команда по контенту были представлены на авторитетных сайтах, таких как GreenPeace, Guardian, iNews, Gizmodo и других. ,