Фотоэлектрические панели, которые могут работать ночью
Одно из известных «проблемных» свойств солнечных электростанций — неспособность вырабатывать электричество в темное время суток.
Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе опубликовали статью в журнале Американского химического общества ACS Photonics, в которой говорится, что «ночные фотоэлектрические элементы» (или «анти-солнечные элементы») могут генерировать электричество ночью.
В документе утверждается, что такое устройство может выдавать до 50 ватт на квадратный метр и вырабатывать ночью около четверти электроэнергии, которую обычная солнечная панель вырабатывает в течение дня.
Ученые рассмотрели «альтернативную фотоэлектрическую концепцию», где земля служит источником тепла, а ночное небо теплоотводом, в результате чего получается «ночная фотоэлектрическая ячейка», в которой используются терморадиационные (термоизлучающие) фотоэлектрические элементы и наработки из прогрессирующей области радиационного охлаждения.
Джереми Мандей, автор статьи и профессор кафедры электротехники и вычислительной техники в Калифорнийском университете в Дэвисе, поясняет:
«У вас есть тепловая энергия, идущая от Солнца к Земле, и обычный солнечный элемент улавливает эту энергию, когда она передается от Солнца на Землю, поэтому в основном вам нужны эти два разных температурных тела и какой-то способ преобразования этой энергии.
То, что делает ночное устройство, — это нечто подобное. Тоже есть два тела — тёплое и холодное, но теперь относительно горячее тело — это Земля, а космос — холодное. Тепло течет от Земли в космос, устройство отбирает его и преобразует в энергию».
Ученые рассматривают так называемые терморадиационные элементы для выработки электроэнергии, в отличие от фотоэлектрических элементов, используемых в привычных солнечных панелях. Обычные солнечные элементы, как правило, изготавливаются из кремния, который хорошо улавливает свет, находящийся в видимом спектре. Новое устройство должно быть сделано из чего-то, что может захватывать свет с очень длинной длиной волны.
Учёные в настоящее время подбирают сплавы ртути, которые были бы хороши для этого. «Вы должны использовать разные материалы, но физика одна и та же», — говорит автор.
Самое интересное, что устройство будет работать и днем, если принять меры, чтобы либо заблокировать прямой солнечный свет, либо направить его в сторону от солнца. Поскольку новый тип солнечных элементов потенциально может работать круглосуточно, это может открыть принципиально новые возможности для развития солнечной энергетики.
Впрочем, пока это всё теория. Мандей и его команда в настоящее время работают над созданием прототипов, чтобы оценить, насколько хорошо они могут заставить эту концепцию работать на практике.
Ранее мы публиковали материал о работе солнечных электростанций в ночное время. Однако в нём речь шла совсем о другом, не о выработке электроэнергии, а об оказании фотоэлектрическим станциями системных услуг в темное время суток.
Фотоэлектрическая панель для выработки электроэнергии и тепла
В мире давно ведутся попытки «скрестить» выработку солнечной энергии и тепла, предложить фотоэлектрическое устройство со встроенными трубками для теплоносителя.
На рынке есть соответствующие продукты, но нельзя сказать, чтобы они пользовались большой популярностью.
Компания Triple Solar BV, расположенная в Нидерландах, решила зайти несколько с другой стороны. Она выпустила фотоэлектрический тепловой (PVT) модуль для использования на крышах зданий, в которых установлены тепловые насосы, как геотермальные (грунт-вода), так и воздушные (воздух-вода). То есть вырабатываемое этой панелью тепло будет использоваться для обеспечения работы теплового насоса.
Модуль представляется собой, как видно на фотографии, солнечную панель под которой размещён теплообменник.
Поскольку солнечное тепло по трубкам отводится от устройства, это повышает эффективность фотоэлектрической панели (чем ниже температура, тем выше выработка) – дополнительный плюс такого модуля.
По данным, которые приводит PV Magazine со ссылкой на компанию, одна установленная панель PVT стоит 1000 евро, а установка площадью 16 м² может сэкономить около 2000 евро в год.
Для теплового насоса мощностью 6 кВт потребуется не менее восьми модулей площадью 16 м², которые соединяются с помощью гибких разъемов.
Лицевой стороной модулей выступают высокоэффективные монокристаллические фотоэлектрические панели от словенского производителя Bisol со стандартными размерами 1985 на 995 мм и 1668 на 995 мм. Толщина устройства равняется 6,5 см.
Для извлечения из панели тепла не нужно солнце, для работы теплового насоса подходит и тепло окружающей среды, и даже зимой. То есть устройство является источником тепловой энергии 24 часа в сутки в любое время года.
Не берусь судить о рыночных перспективах фотоэлектрических тепловых модулей Triple Solar, но, думаю, в европейских странах, в которых быстро растёт количество и рыночная доля тепловых насосов, они могут найти своего покупателя.
Дорогие читатели!
В эти тяжелые времена эпидемии Covid-19 и экономического кризиса мы продолжаем публиковать профессиональные новости и независимую энергетическую аналитику.
Рынок рекламы сегодня практически замер, а чтобы сводить концы с концами нужны средства. Поэтому, дорогие читатели, помогите чем можете, пожертвуйте по силам:
Яндекс Кошелёк или
Карта Сбербанка: 4276 3801 2452 1241
Источник высокого качества Фотоэлектрических Цена Панели производителя и Фотоэлектрических Цена Панели на Alibaba.com
Получите эффективные, надежные и высокопроизводительные. фотоэлектрических цена панели для ваших домов и офисов на Alibaba.com по разумным ценам. Эти. фотоэлектрических цена панели надежны с точки зрения качества и могут служить вашим целям с большей эффективностью. Эти замечательные. фотоэлектрических цена панели доступны в различных вариантах и гибки в использовании.
Панели достаточно эффективны, чтобы производить энергию в течение длительного времени и в больших масштабах. Покупайте эти невероятные товары на сайте у ведущих поставщиков и производителей.
фотоэлектрических цена панели и связанные с ними преимущества бесчисленны, и с каждым днем все больше людей склонны использовать их в своих домах и офисах для оптимальной экономии энергии. Файл. Доступные здесь фотоэлектрических цена панели изготовлены из монокристаллического кремния, поликристаллических кремниевых элементов и фотоэлектрических элементов для оптимального функционирования и постоянной долговечности. Эти. фотоэлектрических цена панели доступны в нескольких вариантах и состоят из высокополимеров.
Alibaba.com предлагает множество. фотоэлектрических цена панели различных форм, размеров, цветов и мощности. Эти невероятные. фотоэлектрических цена панели достаточно великолепны, чтобы точно осветить весь ваш дом и офис.
Эти. фотоэлектрических цена панели являются легкими и поставляются с различными типами панелей, такими как PERC, Flexible, BIPV, без стекла и т. д. Срок службы может варьироваться в зависимости от продуктов, но обычно составляет около 25 лет и более. После установки не требуется значительных затрат на техническое обслуживание.
Установите эти энергоэффективные продукты и сэкономьте деньги, изучив широкий спектр. фотоэлектрических цена панели на Alibaba.com. Эти продукты доступны как OEM-заказы, также предоставляются услуги по установке на месте. Они имеют сертификаты подлинности ISO, CE, RoHS.
фотоэлектрические панели | Экологический дайджест FacePla.net
Солнечные панели для… ослов
- Details
- Created on 13.07.2014 15:54
- Written by Natali
Могу поспорить, что практически у каждого из нас в самый неподходящий момент полностью разряжался телефон.
Особенно это невесело, когда вам срочно необходимо отправить или получить почту, а розетки на ближайшие пару сотен метров не предвидится.
Очень неприятная ситуация, согласитесь. А вот некоторые жители Турции нашли способ решить такую проблему. Им помогают ослы.
Read more…
Первая интегрированная солнечная система генерирует электричество и тепловую энергию
- Details
- Created on 24.06.2014 10:20
- Written by Natali
На покатой крыше одного из домов пригорода Сиднея, Глебе, находится то, что считается первой в мире интегрированной в здание системой преобразования солнечной энергии, которая генерирует одновременно электричество и тепло.
Массив объединяет тонкопленочные солнечные фотоэлектрические панели и солнечную тепловую технологию в одном стальном листе кровельного материала, произведенном Австралийской компанией BlueScope, при содействии Австралийского агентства по возобновляемым источникам энергии.
Articles tagged
Read more…
Автономные информационные терминалы на солнечной энергии в Нью-Йорке
- Details
- Created on 21.05.2014 11:55
- Written by Natali
Транспортное управление Нью-Йорка (The Metropolitan Transportation Authority) тестирует технологию солнечной энергетики, которая позволит клиентам получить доступ к информации о прибытии пригородных электропоездов, метро, железнодорожных поездов и автобусов в режиме реального времени без подключения к электрической сети.
Articles tagged
Read more…
Самая большая солнечная электростанция выдала 290 МВт
- Details
- Created on 10.05.2014 12:29
- Written by Александр Компанеец
Глобальные изменения уже здесь, и продолжаются, согласно последнему отчету Белого Дома, представленному в прошлый четверг.
Администрация Обамы продолжает стимулировать возобновляемую энергетику и снижение выбросов парниковых газов. Один из последних масштабных проектов Agua Caliente – огромная фотоэлектрическая электростанция в штате Аризона.
Более пяти миллионов солнечных панелей расположились на площади, сравнимой с двумя Центральными Парками, в пустыне Аризоны между Юмой и Фениксом. Вырабатываемой ей энергии достаточно для питания 230 тысяч домов соседней Калифорнии в пиковый момент потребления энергии.
Articles tagged
Read more…
Новый тип бумаги повысит эффективность фотоэлектрических панелей
- Details
- Created on 01.02.2014 11:51
- Written by Natali
Новый тип бумаги, произведенный из древесных волокон имеющих 96% прозрачность, может стать революционным материалом для солнечных панелей нового поколения.
Получаемая из растений, бумага является недорогой и экологичной альтернативой традиционно используемому при производстве солнечных панелей пластику.
Однако, наиболее важным преимуществом являются оптические свойства материала, практически идеальный компромисс между оптической прозрачностью и «дымчатостью» (мутностью, способностью рассеивать свет), так часто компрометирующей большинство материалов.
Articles tagged
Read more…
Пешеходные солнечные панели
- Details
- Created on 03.11.2013 11:42
- Written by Natali
Университет Джорджа Вашингтона завершил в этом месяце свой проект по разработке первой в мире дорожки из солнечных панелей, по которой можно смело ходить.
Дорожка расположена возле технологического кампуса и является частью экологического проекта «Solar Walk» (в пер. «солнечная прогулка»).
Пешеходная дорожка теперь может похвастаться 27 нескользкими, полупрозрачными фотоэлектрическими панелями по которым можно ходить и которые преобразуют солнечный свет в электричество.
Read more…
10 ГВт солнечной энергии в Японии
- Details
- Created on 31.10.2013 11:15
- Written by Александр Компанеец
Иногда складывается впечатление, что правительства Японии и Германии подглядывают друг за другом как недобросовестные школьники на уроке, так как их политические векторы в отрасли энергетики очень похожи. Обе страны практически одновременно отказываются от ядерной энергии и берут на себя повышенные обязательства по переводу энергосистемы страны на возобновляемые рельсы.
Фотоэлектрический сектор возобновляемой энергетики Страны Восходящего Солнца очень быстро вырос за последнее время. Сегодня Япония вошла в пятерку стран, которые достигли суммарной мощности солнечной электроэнергии 10ГВт, согласно исследованиям NPD Solarbuzz.
Read more…
Крупнейшие проекты солнечных электростанций на сегодняшний день
- Details
- Created on 02.
10.2013 12:15 - Written by Natali
10.2013 12:15
Техасский университет A&M (Texas A&M University) представил свой новый проект. На сумму $ 600 млн, университетский проект объявлен крупнейшим среди проектов по исследованию и разработке.
Электростанция сможет генерировать 50 мегаватт.
Солнечная электростанция, под названием «Центр солнечной энергии», которая расположена в округе Белл, штата Техас, занимает 800 гектар, она будет обеспечивать энергией здания университета, около 20 000 домов в округе и соседнюю базу Форт-Худ армии США.
Read more…
7 современных транспортных средств на солнечной энергии
- Details
- Created on 08.08.2013 10:00
- Written by Евгений
Солнечный денек для поездки
Представьте, что вам никогда больше не придется заполнять топливный бак. Учитывая сегодняшнюю стоимость бензина, это похоже на попытку выдать желаемое за действительное.
Но с развитием солнечной энергетики эта мечта может в скором времени стать явью.
На самом деле средства передвижения на фотоэлементах – не новинка. Первый солнечный автомобиль был построен в 1950-х годах. Те ранние модели были не очень практичны, но современные дизайнеры с тех пор шагнули далеко вперед.
Read more…
Первый военный эко-лагерь на Кипре
- Details
- Created on 17.12.2012 18:05
- Written by Natali
Всемирный день окружающей среды, который отмечается ежегодно во всем мире 5 июня, в этом году стал особенным днем для Кипра. Министр обороны страны заявил, что Кипр стал базой для Европейского эко военного лагеря. Армейский лагерь Деликипос (Delikipos), расположенный вблизи города Ларнака (Larnaca), является первым в своем роде, который принял Европейскую схему экологического менеджмента и аудита (EMAS) Комиссии Евросоюза. Основным мотивом для создания такого лагеря послужило стремление повысить осведомленность вооруженных сил о необходимости сохранения окружающей среды.
Эти экологически чистые военные лагеря получили большое одобрение на глобальном уровне, и, соответственно, Кипр.
Вестник «Европейская Дипломатия и оборона» (Europe Diplomacy & Defense) оценил Кипр за инициативу и создание экологически чистого военного лагеря. В большинстве случаев министерства обороны по всей Европе не выказывают большого беспокойства касательно вопроса безопасности окружающей среды, но Кипр отстоял идею о создании экологически чистого военного лагеря. Этот лагерь, созданный Кипром, является веским доказательством того, что оборонные и военные операции и деятельность по сохранению окружающей среды могут идти рука об руку. Ведь при разумном подходе к использованию природных ресурсов можно установить мощную защиту лагеря.
Read more…
Главная / Продукция / Фотоэлектрические панели KUOCERA
GreenTech
Зарядные устройства
|
8FФотоэлектрические панели + ночные фотоэлементы: революционные открытия
Весьма символично, что самая большая солнечная электростанция мощностью 2 ГВт будет запущена в Китае, ведь именно здесь сегодня происходят революционные открытия, направленные на свершение настоящего переворота в области фотоэлектрических панелей.
Сегодня командой, руководимой профессором Океанского университета Китая Тан Цунвэем, предлагается фотоэлектрическая панель, для «зарядки» использующая специальный слой люминофора, который в дневное время накапливает энергию солнца, а ночью и в сумерках отдает ее в виде монохроматического света, поглощаемого кремниевой подложкой.
Свое вдохновение и увлечение новым взглядом на оптимизацию панелей для солнечных электростанций профессор объясняет ограниченностью изысканий, направленных на совершенствование поглощающих способностей кремния в области только видимого спектра.
Реализация открытий на практике – фотоэлектрические панели нового поколения
Итак, исходным пунктом и идейным центром являлась задача использования инфракрасного излучения солнца. Для этого был разработан специальный люминофор длительного послесвечения, который накапливает энергию инфракрасного излучения, а после, длительно выдает ее в видимом диапазоне, штатно воспринимаемом кремниевыми элементами фотоэлектрического модуля.
Для более понятного восприятия рекомендуется представить фосфорную статуэтку, которая некоторое время сохраняет способность свечения после ее скрытия в тени.
Такая солнечная панель 10-кратное увеличение производительности не гарантирует, но способна решить проблему накопления «зеленой» энергии, то есть справиться с тезисом о «непостоянном» характере «зеленой» энергетики.
Солнечные электростанции, комплекты которых будут включать «всепогодные» фотоэлектрические панели станут настоящим прорывом в области альтернативной энергетики, а, учитывая коммерческую ценность изысканий, а также их локацию, можно утверждать, что это дело недалекого будущего.
Графен в производстве солнечных панелей
Ученые того же Океанского университета предложили и другую революционную технологию, адаптирующую работу солнечных панелей для успешного функционирования даже под дождем, вернее благодаря дождю.
Для этого они используют фотоэлектрическую ячейку гретцеля с покрытием в виде тончайшей пленки из графена.
Данный материал является великолепным проводником и содержит массу свободных электронов, к которым привязываются положительно заряженные ионы под воздействием кислотно-основного взаимодействия Льюиса в водных растворах. Именно эта особенность графена используется для получения энергии из капель дождя, которые по своим химическим свойствам являются водным раствором солей.
Соприкосновение капли дождя с графеном приводит к явлению «псевдоконденсации», а также разности потенциалов, которой оказывается достаточно для получения тока и напряжения.
Солнечная панель 100 Вт с инновационным покрытием пока не демонстрирует ошеломительных результатов под дождем, но уже проходит многостадийную оптимизацию физических процессов, что предполагает скорый серийный выпуск таких фотоэлектрических модулей.
Фотоэлектрические панели
Компания «Тепло и Светло» произвела установку светодиодных светильников собственного производства в стоматологической клинике в г. Владивостоке.
Компания «Тепло и Светло» произвела установку светодиодных светильников собственного производства в магазине косметики в г. Хабаровске.
Компания «Тепло и Светло» произвела установку светодиодных светильников собственного производства в крупном супермаркете в новом торговом центре в г. Большой Камень.
Компания «Тепло и Светло» завершила изготовление и монтаж современных систем освещения на складе сборки заявок для розницы крупной оптово-розничной компании в г. Владивостоке.
Компания «Тепло и Светло» завершила изготовление и монтаж современных систем освещения на складе паллетного хранения крупной оптово-розничной компании в г.
Владивостоке.
В 2014 г. компания «Тепло и Светло» провела модернизацию системы освещения в сети магазинов «Счастливое детство» в Приморском крае и Хабаровском крае.
В ноябре 2014 г. компания «Тепло и Светло» провела модернизацию системы освещения в магазине «Зеленый Остров» на Варяге в г. Владивостоке.
05.02.2014 компания «Тепло и Светло» произвела замену люминесцентных светильников на светодиодные в бутике «PINK» в ТЦ «Максим» в г. Владивостоке.
26.05.2014 заменены люминесцентные светильники «Армстронг» на светодиодные в бутике «IGGI» в ТЦ «Максим» в г. Владивостоке.
Компания «Тепло и Светло» провела модернизацию системы освещения в многоквартирном жилом доме по адресу ул. Светланская 87В в г.
Владивостоке.
Компания «Тепло и Светло» провела модернизацию системы освещения в «Аптеке экономных людей» в ТЦ «Новая Березка» на ул. Русской в г. Владивостоке.
Компания «Тепло и Светло» произвела замену люминесцентных светильников на светодиодные в автосалоне «Hyundai» на остановке транспорта «ф. Заря» в г. Владивостоке.
В 2013 г. наша компания установила два тепловых насоса NIBE воздух/вода суммарной номинальной тепловой мощностью 40 кВт для отопления и горячего водоснабжения нового офисного здания в г. Владивостоке.
В декабре 2013 г. наша компания провела модернизацию системы освещения в тренажерном зале спорткомплекса «Гавань» в г. Владивостоке. Существующие люминесцентные светильники были модернизированы в светодиодные (в корпус заказчика).
15.11.2013 заменены люминесцентные светильники на светодиодные в магазине «Королева» в ТЦ «Гранд» в г. Владивостоке.
14.01.2014 заменены люминесцентные светильники «Армстронг» на светодиодные в бутике «Boom» в ТЦ «Максим» в г. Владивостоке.
Компания «Тепло и Светло» осуществила поставку оборудования и смонтировала котельную и систему отопления на низкотемпературных радиаторах Kermi в частном доме в с.Прохладное.
Компания «Тепло и Светло» осуществила поставку оборудования и смонтировала котельную, систему отопления водяной теплый пол, солнечную водонагревательную установку на базе 6 плоских солнечных коллекторов NIBE и воздушный тепловой насос NIBE…
Компания «Тепло и Светло» осуществила поставку оборудования и смонтировала солнечную водонагревательную установку на базе 6 плоских солнечных коллекторов NIBE в частной бане площадью 100 м.
кв. в г. Владивостоке.
В 2011 г. наша компания интегрировала заказчику 24 плоских солнечных коллектора NIBE в существующую систему отопления и ГВС (газовая котельная, водяной теплый пол) в здании общей площадью 700 кв.м. В процессе эксплуатации расходы на отопление в этом корпусе сократились вдвое в…
Компания «Тепло и Светло» смонтировала солнечную тепловую установку на базе 6 плоских солнечных коллекторов NIBE на частном доме площадью 200 м.кв. на Океанской.
Компания «Тепло и Светло» смонтировала солнечную тепловую установку на базе 12 плоских солнечных коллекторов NIBE на частном доме площадью 400 м.кв. на Океанской.
Компания «Тепло и Светло» осуществила поставку и монтаж оборудования для фотоэлектрической установки в Приморский Сафари-парк в с.
Шкотово.
В октябре 2013 г. компания «Тепло и Светло» провела модернизацию системы освещения в «Аптеке экономных людей» на остановке транспорта «Первая речка» в г. Владивостоке.
Компания «Тепло и Светло» осуществила поставку и монтаж оборудования для фотоэлектрической установки для автономного частного дома в г. Большой Камень.
Компания «Тепло и Светло» предлагает светодиодные светильники для освещения крупных промышленных объектов и складов ССВ 300-224 и ССВ 340-324. Специальная оптика позволяет устанавливать светильники на большой высоте (более 10 метров).
С 16.04.2015 снижены цены на оборудование NIBE: тепловые насосы, солнечные коллекторы, теплонакопители, баки косвенного нагрева.
Компания «Тепло и Светло» успешно прошла сертифицикацию светодиодной продукцию собственного производства на территории Таможенного союза.
Получен сертификат ЕАС.
Компания «Тепло и Светло» заключила договор на поставку тепловых насосов Jaspi Matrix (Финляндия). Преимущества тепловых насосов Jaspi Matrix: Модульная структура: система Jaspi Matrix состоит из внешнего блока, к которому подбираются подходящие внутренние блоки, косвенный…
Фотовольтаика | SEIA
Фотоэлектрические (PV) устройства вырабатывают электричество непосредственно из солнечного света посредством электронного процесса, который естественным образом происходит в определенных типах материалов, называемых полупроводниками. Электроны в этих материалах высвобождаются солнечной энергией, и их можно заставить двигаться по электрической цепи, питая электрические устройства или посылая электричество в сеть.
Фотоэлектрические устройства можно использовать для питания чего угодно, от небольшой электроники, такой как калькуляторы и дорожные знаки, до домов и крупных коммерческих предприятий.
Как сравнить солнечные инверторы | Как сравнить солнечные панели
Как работает фотоэлектрическая технология?
Фотоны ударяют и ионизируют полупроводниковый материал на солнечной панели, заставляя внешние электроны вырваться из своих атомных связей. Благодаря полупроводниковой структуре электроны движутся в одном направлении, создавая электрический ток. Солнечные элементы не на 100% эффективны в солнечных элементах из кристаллического кремния, отчасти потому, что только определенный свет в пределах спектра может быть поглощен.Часть светового спектра отражается, часть слишком слабая, чтобы создавать электричество (инфракрасный), а часть (ультрафиолет) создает тепловую энергию вместо электричества.
Схема типичного кристаллического кремниевого солнечного элемента. Для изготовления этого типа ячейки пластины из высокочистого кремния «легируют» различными примесями и сплавляют. Полученная структура создает путь для электрического тока внутри и между солнечными элементами .
Другие типы фотоэлектрической техники
Помимо кристаллического кремния (c-Si), существует два других основных типа фотоэлектрических технологий:
- Тонкопленочные фотоэлектрические панели — быстрорастущий, но небольшой сегмент коммерческого солнечного рынка.Многие фирмы, производящие тонкие пленки, представляют собой стартапы, разрабатывающие экспериментальные технологии. Как правило, они менее эффективны, но часто дешевле, чем модули c-Si.
- В США массивы концентрирующих устройств PV расположены в основном на юго-западе пустыни. Они используют линзы и зеркала для отражения концентрированной солнечной энергии на высокоэффективные элементы. Для их максимальной эффективности требуется прямой солнечный свет и системы слежения.
- Фотовольтаика, интегрированная в здание служит как внешним слоем конструкции, так и вырабатывает электроэнергию для использования на месте или экспорта в сеть. Системы BIPV могут обеспечить экономию материалов и затрат на электроэнергию, уменьшить загрязнение окружающей среды и добавить архитектурной привлекательности здания.
Системы BIPV могут обеспечить экономию материалов и затрат на электроэнергию, уменьшить загрязнение окружающей среды и добавить архитектурной привлекательности здания.История фотоэлектрической техники
Эффект PV наблюдался еще в 1839 году Александром Эдмундом Беккерелем и был предметом научных исследований в начале двадцатого века. В 1954 году Bell Labs в США представила первое солнечное фотоэлектрическое устройство, которое производило полезное количество электроэнергии, а к 1958 году солнечные элементы использовались в различных небольших научных и коммерческих приложениях.
Энергетический кризис 1970-х годов привел к появлению большого интереса к использованию солнечных элементов для производства электроэнергии в домах и на предприятиях, но непомерно высокие цены (почти в 30 раз превышающие текущую цену) сделали крупномасштабные приложения непрактичными.
Промышленные разработки и исследования в последующие годы сделали фотоэлектрические устройства более осуществимыми, и начался цикл увеличения производства и снижения затрат, который продолжается и сегодня.
Затраты на солнечную фотовольтаику
Быстро падающие цены сделали солнечную энергию более доступной, чем когда-либо.Средняя цена готовой фотоэлектрической системы упала на 59 процентов за последнее десятилетие.
Для получения дополнительной информации о состоянии рынка солнечных панелей в США посетите нашу страницу данных по солнечной промышленности.
Современная фотогальваника
Стоимость фотоэлектрических панелей резко упала, поскольку промышленность увеличила производство и постепенно улучшила технологию с использованием новых материалов. Стоимость установки также снизилась благодаря более опытным и обученным установщикам. Во всем мире U.S. имеет третий по величине рынок фотоэлектрических установок и продолжает быстро расти.
Большинство современных солнечных элементов изготавливаются либо из кристаллического кремния, либо из тонкопленочного полупроводникового материала. Кремниевые элементы более эффективны при преобразовании солнечного света в электричество, но, как правило, имеют более высокие производственные затраты.
Тонкопленочные материалы обычно имеют меньшую эффективность, но могут быть проще и дешевле в производстве. Специализированная категория солнечных элементов, называемых многопереходными или тандемными элементами, используется в приложениях, требующих очень малого веса и очень высокой эффективности, таких как спутники и военные приложения.Все типы фотоэлектрических систем сегодня широко используются в самых разных областях.
На сегодняшний день доступны тысячи индивидуальных моделей фотоэлектрических панелей от сотен компаний. Сравните солнечные панели по их эффективности, выходной мощности, гарантиям и многому другому на EnergySage.
Что такое фотоэлектрические панели? | GreenMatch
Как фотоэлектрические панели могут привести ваш дом в действие
Фотоэлектрические панели, также известные как солнечные панели, улавливают энергию солнца , и преобразуют ее в электричество .Электроэнергия, вырабатываемая фотоэлектрическими панелями, в основном используется для питания бытовой техники и оборудования.
Наиболее типичной системой фотоэлектрических панелей является подключенная к сети система , которая, как следует из названия, подключена к национальной сети. Это означает, что ночью, когда солнечные батареи не работают, вы можете использовать электричество из сети.
Более того, если ваша солнечная система производит больше электроэнергии, чем вам нужно, вы можете продать излишки обратно в сеть, и эффективно заработает деньги, имея дома солнечные панели , если вы используете гранты на солнечные панели, такие как Smart Export Гарантия (SEG).
Второй тип фотоэлектрических панелей — это автономная система , которая не подключена к сети. В этом случае вы можете добавить в систему солнечные батареи, чтобы иметь электричество, когда стемнеет. Эта система может быть действительно удобна в удаленных районах , где нет альтернативы другим источникам электроэнергии. В настоящее время тысячи людей снабжают свои дома и предприятия электроэнергией с помощью фотоэлектрических панелей.
Если вы хотите перейти на возобновляемые источники энергии и инвестировать в фотоэлектрические панели для своего дома в Великобритании, все, что вам нужно сделать, это заполнить контактную форму, чтобы получить до четырех предложений от поставщиков в вашем районе.Сравните лучшие предложения на рынке с помощью нашей бесплатной, ни к чему не обязывающей услуги!
Как работают фотоэлектрические панели?
PV в солнечных панелях означает «фотоэлектрические», потому что панели состоят из небольших фотоэлектрических элементов, соединенных вместе. Фотоэлементы изготовлены из полупроводникового материала , причем чаще всего используется силикон.
Фотоэлементы обычно очень малы, но при их объединении в солнечные панели и солнечные батареи они могут быть очень эффективными .Когда солнце светит над клетками, создается электрическое поле. Чем сильнее солнце, тем больше электроэнергии вырабатывается. Тем не менее, для работы элементам не нужен прямой солнечный свет, и они все еще могут производить электричество в пасмурный день.
доступны в различных формах и размерах и могут быть легко установлены на крышу .
Альтернативой солнечным панелям, занимающим меньше места на крыше, но более дорогим, является солнечная черепица.
Преимущества использования фотоэлектрических панелей
Использование фотоэлектрических панелей в качестве источника электроэнергии может оказаться действительно полезным. После покупки солнечных панелей и преодоления затрат на установку вы можете начать экономить деньги за счет снижения затрат на электричество.
Помимо этой экономии, есть также возможность заработать на солнечных батареях. Текущая интеллектуальная экспортная гарантия позволяет вам зарабатывать деньги, экспортируя излишки солнечной энергии обратно в сеть, что означает, что вы можете выйти из строя еще быстрее.
Еще одно из многих преимуществ солнечной энергии — это то, что они экологически чистые .
Их использование способствует сокращению углеродного следа.
Какие бывают 3 типа фотоэлектрических панелей?
фотоэлектрических панелей можно разделить на три распространенных типа бытовых солнечных фотоэлектрических панелей:
- Монокристаллические фотоэлектрические панели
- Поликристаллические фотоэлектрические панели
- Тонкопленочные фотоэлектрические панели
Какие из этих фотоэлектрических панелей лучше всего подходят для вашего дома, зависит от ваших потребностей в энергии и бюджета .Есть и другие типы солнечных панелей, но эти три являются наиболее распространенными отечественными фотоэлектрическими панелями.
Монокристаллические панели являются наиболее эффективными панелями , поскольку они сделаны из цельного куска кремния, что облегчает прохождение электричества через элемент. По этой причине они также являются самыми дорогими солнечными панелями типа .
Поликристаллические панели на менее эффективны, чем монокристаллические, , потому что они сделаны путем плавления вместе нескольких частей кремния, что затрудняет прохождение электричества через кремний.Поликристаллические панели производить проще, поэтому они на дешевле .
С другой стороны, тонкопленочные— это самый дешевый, но наименее эффективный тип фотоэлектрических панелей. Если вы ищете гибкие солнечные панели, то тонкая пленка — отличный вариант для вас.
Фотоэлектрические панелине следует путать с солнечными тепловыми панелями, которые используются для производства горячей воды.
Обслуживание и очистка фотоэлектрических панелей
Очистить солнечные панели достаточно просто: их просто нужно содержать в чистоте и не заслонять деревьями.Если пыль или снег стали проблемой, их необходимо смыть теплой водой. Если вам не хочется делать это самостоятельно, вы всегда можете обратиться в компанию по мойке окон, и они сделают всю работу.
фотоэлектрических панелей, вероятно, прослужат 25-30 лет, или более, но инвертор солнечных панелей необходимо заменить через десять-пятнадцать лет. Тем не менее, всегда полезно перестраховаться и узнать у установщика, каковы конкретные требования к обслуживанию вашей системы, а также соответствующие страховки.
Существует множество фактов, указывающих на то, что солнечные панели являются отличным источником возобновляемой энергии, и есть множество причин, по которым вам следует начать пользоваться преимуществами, которые они приносят. Помимо , уменьшающей ваш углеродный след , вы также сократите свои счета за электроэнергию . Более того, фотоэлектрические панели просты в обслуживании и прослужат долго.
Если вы хотите сделать следующий шаг и инвестировать в солнечную энергию сегодня, то GreenMatch будет рад вам помочь.Заполнив контактную форму выше, вы получите до четырех индивидуальных предложений от ближайших к вам поставщиков.
Эта услуга занимает всего несколько секунд, является бесплатной и ни к чему не обязывает!
Фотовольтаика и электричество — Управление энергетической информации США (EIA)
Фотоэлементы преобразуют солнечный свет в электричество
Фотоэлектрический (PV) элемент, обычно называемый солнечным элементом, — это немеханическое устройство, которое преобразует солнечный свет непосредственно в электричество.Некоторые фотоэлементы могут преобразовывать искусственный свет в электричество.
Фотоны переносят солнечную энергию
Солнечный свет состоит из фотонов или частиц солнечной энергии. Эти фотоны содержат разное количество энергии, которое соответствует разным длинам волн солнечного спектра.
Фотоэлемент изготовлен из полупроводникового материала. Когда фотоны попадают на фотоэлектрическую ячейку, они могут отражаться от нее, проходить через нее или поглощаться полупроводниковым материалом.Только поглощенные фотоны дают энергию для выработки электричества.
Когда полупроводниковый материал поглощает достаточно солнечного света (солнечной энергии), электроны вытесняются из атомов материала. Специальная обработка поверхности материала во время производства делает переднюю поверхность ячейки более восприимчивой к перемещенным или свободным электронам, так что электроны естественным образом мигрируют на поверхность ячейки.
Поток электроэнергии
Движение электронов, каждый из которых несет отрицательный заряд, к передней поверхности элемента создает дисбаланс электрического заряда между передней и задней поверхностями элемента.Этот дисбаланс, в свою очередь, создает потенциал напряжения, подобный отрицательному и положительному полюсу батареи. Электрические проводники на ячейке поглощают электроны. Когда проводники соединены в электрической цепи с внешней нагрузкой, такой как батарея, в цепи течет электричество.
Эффективность фотоэлектрических систем зависит от типа фотоэлектрических технологий.
Эффективность, с которой фотоэлементы преобразуют солнечный свет в электричество, зависит от типа полупроводникового материала и технологии фотоэлементов.
Эффективность имеющихся в продаже фотоэлектрических модулей в среднем составляла менее 10% в середине 1980-х годов, увеличилась примерно до 15% к 2015 году, а в настоящее время приближается к 20% для современных модулей. Экспериментальные фотоэлементы и фотоэлементы для нишевых рынков, таких как космические спутники, достигли почти 50% эффективности.
Как работают фотоэлектрические системы
Фотоэлектрическая ячейка является основным строительным блоком фотоэлектрической системы. Размер отдельных ячеек может варьироваться от примерно 0,5 дюйма до примерно 4 дюймов в поперечнике.Однако одна ячейка производит только 1 или 2 Вт, что достаточно для небольших нужд, например, для питания калькуляторов или наручных часов.
Фотоэлементы электрически соединены в корпусном, водонепроницаемом фотоэлектрическом модуле или панели. Фотоэлектрические модули различаются по размеру и количеству электроэнергии, которую они могут производить. Производительность фотоэлектрического модуля по выработке электроэнергии возрастает с увеличением количества ячеек в модуле или площади поверхности модуля.
Фотоэлектрические модули могут быть соединены в группы, чтобы сформировать фотоэлектрический массив.ФЭ-массив может состоять из двух или сотен фотоэлектрических модулей. Количество фотоэлектрических модулей, подключенных к фотоэлектрической матрице, определяет общее количество электроэнергии, которое может генерировать массив.
Фотоэлектрические элементы вырабатывают электричество постоянного тока (DC). Это электричество постоянного тока можно использовать для зарядки батарей, которые, в свою очередь, питают устройства, использующие электричество постоянного тока. Практически вся электроэнергия поставляется в виде переменного тока (AC) в системах передачи и распределения электроэнергии. Устройства, называемые инверторами , используются на фотоэлектрических модулях или в массивах для преобразования электричества постоянного тока в электричество переменного тока.
фотоэлементов и модулей производят наибольшее количество электроэнергии, когда они обращены прямо к солнцу.
В фотоэлектрических модулях и массивах можно использовать системы слежения, которые перемещают модули так, чтобы они постоянно смотрели на солнце, но эти системы дороги. Большинство фотоэлектрических систем имеют модули в фиксированном положении, при этом модули обращены прямо на юг (в северном полушарии — прямо на север в южном полушарии) и под углом, который оптимизирует физические и экономические характеристики системы.
Солнечные фотоэлектрические элементы сгруппированы в панели (модули), и панели могут быть сгруппированы в массивы разных размеров для производства небольшого или большого количества электроэнергии, например, для питания водяных насосов для воды для скота, для электроснабжения домов или коммунальных услуг. -масштабное производство электроэнергии.
Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (защищено авторским правом)
Применение фотоэлектрических систем
Самые маленькие калькуляторы мощности и наручные часы для фотоэлектрических систем.
Более крупные системы могут обеспечивать электричеством перекачку воды, питание коммуникационного оборудования, электроснабжение отдельного дома или предприятия или формировать большие массивы, которые поставляют электроэнергию тысячам потребителей электроэнергии.
- Фотоэлектрические системы могут поставлять электроэнергию в местах, где отсутствуют системы распределения электроэнергии (линии электропередач), а также они могут поставлять электроэнергию в электрическую сеть. Фотоэлектрические массивы
- могут быть установлены быстро и могут быть любого размера.
- Воздействие фотоэлектрических систем на здания на окружающую среду минимально.
Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (защищено авторским правом)
Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (защищено авторским правом)
История фотовольтаики
Первый практический фотоэлектрический элемент был разработан в 1954 году исследователями Bell Telephone.
Начиная с конца 1950-х годов, фотоэлементы использовались для питания U.С. Космические спутники. К концу 1970-х фотоэлектрические панели обеспечивали электроэнергией удаленные или автономные места, где не было линий электропередач. С 2004 года большинство фотоэлектрических панелей, установленных в Соединенных Штатах, находились в системах, подключенных к сети, в домах, зданиях и на объектах электростанций. Технологический прогресс, снижение затрат на фотоэлектрические системы, а также различные финансовые стимулы и государственная политика помогли значительно расширить использование фотоэлектрических систем с середины 1990-х годов. Сотни тысяч подключенных к сети фотоэлектрических систем сейчас установлены в Соединенных Штатах.
Управление энергетической информации США (EIA) оценивает, что электроэнергия, вырабатываемая на фотоэлектрических электростанциях коммунального масштаба, увеличилась с 76 миллионов киловатт-часов (кВтч) в 2008 году до 69 миллиардов (кВтч) в 2019 году.
Электростанции коммунального масштаба имеют мощность не менее 1000 киловатт ( или один мегаватт) генерирующей мощности. По оценкам EIA, в 2019 году маломасштабными фотоэлектрическими системами, подключенными к сети, было произведено 35 миллиардов кВтч по сравнению с 11 миллиардами кВтч в 2014 году. Маломасштабные фотоэлектрические системы — это системы, мощность которых составляет менее одного мегаватта.Большинство из них расположены в зданиях и иногда называются фотоэлектрическими системами на крыше и .
Последнее обновление: 25 августа 2020 г.
Основы солнечных фотоэлектрических элементов | Министерство энергетики
Кремний
Кремний, безусловно, является наиболее распространенным полупроводниковым материалом, используемым в солнечных элементах, составляя примерно 95% модулей, продаваемых сегодня. Это также второй по распространенности материал на Земле (после кислорода) и самый распространенный полупроводник, используемый в компьютерных микросхемах.
Кристаллические кремниевые ячейки состоят из атомов кремния, соединенных друг с другом, чтобы сформировать кристаллическую решетку. Эта решетка обеспечивает организованную структуру, которая делает преобразование света в электричество более эффективным.
Солнечные элементы, изготовленные из кремния, в настоящее время обеспечивают сочетание высокой эффективности, низкой стоимости и длительного срока службы. Ожидается, что модули прослужат 25 или более лет, и по истечении этого срока все еще будут вырабатывать более 80% своей первоначальной мощности.
Тонкопленочная фотогальваника
Тонкопленочный солнечный элемент изготавливается путем нанесения одного или нескольких тонких слоев фотоэлектрического материала на поддерживающий материал, такой как стекло, пластик или металл.Сегодня на рынке представлены два основных типа тонкопленочных фотоэлектрических полупроводников: теллурид кадмия (CdTe) и диселенид меди, индия, галлия (CIGS). Оба материала можно наносить непосредственно на переднюю или заднюю поверхность модуля.
CdTe является вторым по распространенности фотоэлектрическим материалом после кремния, и элементы CdTe могут быть изготовлены с использованием недорогих производственных процессов. Хотя это делает их рентабельной альтернативой, их эффективность все еще не так высока, как у кремния. Ячейки CIGS имеют оптимальные свойства для фотоэлектрического материала и высокую эффективность в лаборатории, но сложность, связанная с объединением четырех элементов, делает переход от лаборатории к производству более сложным.И CdTe, и CIGS требуют большей защиты, чем кремний, чтобы обеспечить длительную работу на открытом воздухе.
Perovskite Photovoltaics Перовскитные солнечные элементы представляют собой тип тонкопленочных элементов, названных в честь их характерной кристаллической структуры. Ячейки из перовскита состоят из слоев материалов, которые напечатаны, покрыты или нанесены вакуумным осаждением на нижележащий опорный слой, известный как подложка. Обычно их легко собрать, и они могут достигать эффективности, аналогичной эффективности кристаллического кремния.
В лаборатории эффективность перовскитных фотоэлементов повышается быстрее, чем у любого другого фотоэлектрического материала, с 3% в 2009 году до более 25% в 2020 году. Чтобы быть коммерчески жизнеспособными, перовскитные фотоэлементы должны стать достаточно стабильными, чтобы выдерживать 20 лет эксплуатации вне помещений, поэтому исследователи работают над тем, чтобы сделать их более долговечными, и разрабатывают крупномасштабные и недорогие технологии производства.
Organic Photovoltaics
Органические фотоэлектрические элементы, или OPV, состоят из богатых углеродом (органических) соединений и могут быть адаптированы для улучшения определенных функций фотоэлектрических элементов, таких как ширина запрещенной зоны, прозрачность или цвет.Элементы OPV в настоящее время примерно вдвое менее эффективны, чем элементы из кристаллического кремния, и имеют более короткий срок службы, но могут быть дешевле в производстве в больших объемах. Их также можно наносить на различные вспомогательные материалы, такие как гибкий пластик, благодаря чему OPV может использоваться в самых разных областях.
PV
Типы солнечных панелей: каковы ваши варианты?
Последнее обновление 15.07.2020
Большинство доступных в настоящее время солнечных панелей подходят к одному из трех типов: монокристаллический , поликристаллический (также известный как поликристаллический) и тонкопленочный .Эти солнечные панели различаются по способу изготовления, внешнему виду, производительности, стоимости и установке, для которой каждая из них лучше всего подходит.
В зависимости от типа установки, которую вы рассматриваете, один вариант может быть более подходящим, чем другие.
Основные типы солнечных батарей
Существует три основных типа солнечных панелей: монокристаллические , поликристаллические и тонкопленочные .
Каждый тип имеет свои уникальные преимущества и недостатки, и тип солнечной панели, наиболее подходящий для вашей установки, будет зависеть от факторов, специфичных для вашей собственности и желаемых характеристик системы.
| Солнечная панель типа | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
| Монокристаллический |
| |
| поликристаллический |
| |
| Тонкопленочный |
|
|
Ниже мы разберем некоторые общие вопросы и проблемы, связанные с солнечными панелями и тем, как разные типы панелей имеют разные характеристики.
Из чего сделаны разные солнечные панели?
Для производства электричества солнечные элементы изготавливаются из полупроводникового материала, преобразующего свет в электричество. Наиболее распространенным материалом, используемым в качестве полупроводника в процессе производства солнечных элементов, является кремний.
Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели
Как монокристаллические, так и поликристаллические солнечные панели имеют элементы, изготовленные из кремниевых пластин. Чтобы построить монокристаллическую или поликристаллическую панель, пластины собираются в ряды и столбцы, чтобы сформировать прямоугольник, покрытый стеклянным листом и обрамленный вместе.
В то время как оба этих типа солнечных панелей имеют элементы, сделанные из кремния, монокристаллические и поликристаллические панели различаются по составу самого кремния. Монокристаллические солнечные элементы вырезаны из одного чистого кристалла кремния.
В качестве альтернативы поликристаллические солнечные элементы состоят из фрагментов кристаллов кремния, которые плавятся вместе в форме перед тем, как разрезать их на пластины.
Солнечные панели тонкопленочные
В отличие от монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, тонкопленочные панели изготавливаются из различных материалов.Наиболее распространенный тип тонкопленочных солнечных панелей изготавливается из теллурида кадмия (CdTe). Чтобы изготовить этот тип тонкопленочной панели, производители помещают слой CdTe между прозрачными проводящими слоями, которые помогают улавливать солнечный свет. Этот тип тонкопленочной технологии также имеет стеклянный слой сверху для защиты.
Тонкопленочные солнечные панели также могут быть изготовлены из аморфного кремния (a-Si), который аналогичен составу монокристаллических и поликристаллических панелей. Хотя в составе этих тонкопленочных панелей используется кремний, они не состоят из твердых кремниевых пластин.
Скорее, они состоят из некристаллического кремния, помещенного на стекло, пластик или металл.
Наконец, панели из селенида меди, индия, галлия (CIGS) являются еще одним популярным типом тонкопленочной технологии. Панели CIGS имеют все четыре элемента, размещенные между двумя проводящими слоями (например, стеклом, пластиком, алюминием или сталью), а электроды размещаются спереди и сзади материала для улавливания электрических токов.
Как выглядят разные типы солнечных панелей?
Различия в материалах и производстве вызывают различия во внешнем виде для каждого типа солнечных панелей:
Монокристаллические солнечные панели
Если вы видите солнечную панель с черными элементами, скорее всего, это монокристаллическая панель.Эти ячейки кажутся черными из-за того, как свет взаимодействует с чистым кристаллом кремния.
Хотя сами солнечные элементы черные, у монокристаллических солнечных панелей есть различные цвета для их задних панелей и рам.
Задний лист солнечной панели чаще всего бывает черным, серебристым или белым, а металлические рамки — черным или серебристым.
Панели солнечные поликристаллические
В отличие от монокристаллических солнечных элементов, поликристаллические солнечные элементы имеют тенденцию иметь голубоватый оттенок из-за того, что свет отражается от кремниевых фрагментов в элементе иначе, чем от чистой монокристаллической кремниевой пластины.
Как и монокристаллические, поликристаллические панели имеют разные цвета для задних листов и рам. Чаще всего обрамление поликристаллических панелей бывает серебристым, а задние листы — серебристыми или белыми.
Солнечные панели тонкопленочные
Самым большим эстетическим фактором отличия тонкопленочных солнечных панелей является их тонкость и низкий профиль. Как следует из названия, тонкопленочные панели часто тоньше, чем другие типы панелей.Это связано с тем, что ячейки внутри панелей примерно в 350 раз тоньше, чем кристаллические пластины, используемые в монокристаллических и поликристаллических солнечных батареях.
Важно помнить, что, хотя сами тонкопленочные элементы могут быть намного тоньше традиционных солнечных элементов, вся тонкопленочная панель может быть такой же по толщине, как монокристаллическая или поликристаллическая солнечная панель, если она включает в себя толстую рамку. Есть клеящиеся тонкопленочные солнечные панели, которые располагаются как можно ближе к поверхности крыши, но есть более прочные тонкопленочные панели с рамой толщиной до 50 миллиметров.
Что касается цвета, тонкопленочные солнечные панели могут быть как синего, так и черного оттенка, в зависимости от того, из чего они сделаны.
Что такое двусторонние солнечные панели?
Двусторонние солнечные панели могут улавливать солнечный свет как с передней, так и с задней стороны панели, тем самым производя больше электроэнергии, чем традиционные солнечные панели сопоставимого размера. Многие двусторонние солнечные панели будут иметь прозрачный задний лист, чтобы солнечный свет мог проходить через панель, отражаться от поверхности земли и обратно вверх к солнечным элементам на задней стороне панели.
Эти солнечные панели обычно производятся из монокристаллических солнечных элементов, но существуют также и поликристаллические двусторонние солнечные панели.
Мощность и эффективность солнечных панелей
Каждый тип солнечных панелей различается по мощности, которую они могут произвести.
Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели
Из всех типов панелей монокристаллические обычно имеют наивысший КПД и мощность. Монокристаллические солнечные панели могут достигать эффективности более 20 процентов, в то время как поликристаллические солнечные панели обычно имеют эффективность от 15 до 17 процентов.
Монокристаллические солнечные панели, как правило, вырабатывают больше энергии, чем другие типы панелей, не только из-за их эффективности, но и потому, что они входят в состав модулей с более высокой мощностью. Большинство монокристаллических солнечных панелей имеют мощность более 300 Вт (Вт), а некоторые в настоящее время даже превышают 400 Вт.
С другой стороны, поликристаллические солнечные панели, как правило, имеют меньшую мощность.
Это не означает, что монокристаллические и поликристаллические солнечные панели физически не одинакового размера — на самом деле, оба типа солнечных панелей имеют тенденцию поставляться с 60 кремниевыми элементами каждая, с вариантами 72 или 96 элементов (обычно для крупномасштабных установок ).Но даже при том же количестве ячеек монокристаллические панели способны производить больше электроэнергии.
Тонкопленочные солнечные панели
Тонкопленочные солнечные панели, как правило, имеют более низкий КПД и мощность, чем монокристаллические или поликристаллические разновидности. Эффективность будет варьироваться в зависимости от конкретного материала, используемого в ячейках, но обычно они имеют КПД около 11 процентов.
В отличие от монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, которые выпускаются в стандартизированных вариантах с 60, 72 и 96 элементами, тонкопленочная технология не имеет единых размеров.
Таким образом, мощность передачи от одной тонкопленочной панели к другой в значительной степени зависит от ее физического размера. Вообще говоря, мощность на квадратный фут монокристаллической или поликристаллической солнечной панели будет превосходить технологию тонкопленочных панелей.
Есть ли в каких-либо солнечных панелях более 96 ячеек?
Хотя это и не так распространено, как панели на 60, 72 или 96 элементов, некоторые производители солнечных панелей производят солнечные панели с половинными ячейками, что по существу удваивает количество солнечных элементов в панели.Половинные солнечные элементы — это монокристаллические или поликристаллические солнечные элементы, разрезанные пополам с помощью лазерного резака. Урезав солнечные элементы пополам, солнечные панели могут получить незначительный выигрыш в эффективности и долговечности.
Различные типы солнечных панелей имеют разную стоимость
Производственные процессы различаются между монокристаллическими, поликристаллическими и тонкопленочными; Таким образом, каждый тип панелей имеет свою цену.
Монокристаллические солнечные панели
Из всех типов солнечных панелей монокристаллические панели, вероятно, будут самым дорогим вариантом.Во многом это связано с производственным процессом — поскольку солнечные элементы сделаны из монокристалла кремния, производители должны нести расходы на создание этих кристаллов. Этот процесс, известный как процесс Чохральского, является энергоемким и приводит к потере кремния (который впоследствии может быть использован для производства поликристаллических солнечных элементов).
Поликристаллические солнечные панели
Поликристаллические солнечные панели обычно дешевле, чем монокристаллические солнечные панели.Это связано с тем, что ячейки изготовлены из фрагментов кремния, а не из одного чистого кристалла кремния. Это позволяет значительно упростить процесс производства ячеек, что снижает затраты производителей и, в конечном итоге, конечных пользователей.
Тонкопленочные солнечные панели
Сколько вы платите за тонкопленочные солнечные панели, во многом будет зависеть от типа тонкопленочной панели; CdTe, как правило, является самым дешевым типом солнечных панелей в производстве, в то время как солнечные панели CIGS намного дороже в производстве, чем CdTe или аморфный кремний.
Независимо от стоимости самой панели, общая стоимость установки тонкопленочной солнечной панели может быть ниже, чем установка системы монокристаллических или поликристаллических солнечных панелей из-за дополнительных трудозатрат. Установка тонкопленочных солнечных панелей менее трудоемка, поскольку они легче и более маневренны, что упрощает монтажникам возможность поднимать панели на крышу и закреплять их на месте. Это означает снижение затрат на рабочую силу, что может способствовать снижению общей стоимости солнечной установки.
Тип панели, наиболее подходящий для вашей установки
Когда вы выбираете тип солнечной панели для своей системы, большая часть вашего решения будет зависеть от особенностей вашей собственности и ситуации. Монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные панели имеют свои преимущества и недостатки, и решение, к которому вы должны двигаться, зависит от вашей собственности и ваших целей для солнечного проекта.
Владельцы недвижимости, у которых достаточно места для солнечных панелей, могут заранее сэкономить деньги, установив менее эффективные и недорогие поликристаллические панели.
Если у вас ограниченное пространство и вы хотите максимально сэкономить на счетах за электроэнергию, вы можете сделать это, установив высокоэффективные монокристаллические солнечные панели.
Что касается тонкопленочных панелей, то чаще всего выбирают этот тип солнечных панелей, если вы устанавливаете их на большую коммерческую крышу, которая не может выдержать дополнительный вес традиционного солнечного оборудования. Эти типы крыш также могут позволить себе более низкую эффективность тонкопленочных панелей, потому что у них больше места для их размещения.Кроме того, тонкопленочные панели иногда могут быть полезным решением для портативных солнечных систем, например, на жилых автофургонах или лодках.
Начните свое путешествие по солнечной энергии сегодня с EnergySage
EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям.
Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее.Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.
Как работают солнечные панели | Союз неравнодушных ученых
Решения для высоких уровней солнечной энергии
Достижение высоких уровней использования фотоэлектрических модулей желательно, учитывая все преимущества, которые предлагает солнечная энергия, но это также создает проблемы. Однако эти проблемы не являются непреодолимыми; модернизация технологий и обновления способов покупки и продажи электроэнергии могут помочь повысить уровень проникновения солнечной энергии.
Одна из проблем для солнечных панелей на крышах заключается в том, что передача энергии от потребителей, а не к ним, является относительно новой ситуацией для коммунальных предприятий. Районы, где во многих домах используется солнечная энергия, могут приблизиться к точке, в которой системы на крышах могут производить больше, чем район может использовать в течение дня.
Тем не менее, «питающие» линии, обслуживающие таких потребителей, могут быть не готовы обрабатывать потоки электроэнергии в обратном направлении.
Крупномасштабные фотоэлектрические проекты сталкиваются со своими собственными проблемами, поскольку они могут быть расположены далеко от городских центров, часто требуя, чтобы линии электропередачи несли электричество туда, где оно будет фактически использоваться.Это требует инвестиций в строительство самих линий и приводит к «потерям в линиях», поскольку часть энергии преобразуется в тепло и теряется.
Изменчивость солнечной генерации, связанная с фотоэлектрической системой в обоих масштабах, представляет новые проблемы, поскольку сетевые операторы не могут контролировать мощность этих систем одним щелчком переключателя, как они могут это сделать со многими невозобновляемыми электростанциями. Количество генерации от фотоэлектрических систем зависит от количества солнечного света в любой момент времени. Когда облака закрывают солнце, генерация солнечной батареи может внезапно прекратиться.
И наоборот, в особенно солнечные дни с большим количеством солнечной энергии в сети, если мощность электростанций невозобновляемых источников энергии не снижается, чтобы обеспечить производство солнечной энергии, поставки электроэнергии могут превысить спрос. Обе ситуации могут привести к нестабильности сети.
Но проблемы, связанные с добавлением фотоэлектрических модулей в сеть, в высшей степени решаемы. Устранение проблем с передачей и фидером в основном носит экономический, а не технический характер. И проблемы изменчивости хорошо понятны отчасти потому, что операторы сетей уже управляют колебаниями, вызванными постоянно меняющимся спросом на электроэнергию и падениями поставок электроэнергии, когда крупные электростанции или линии передачи неожиданно выходят из строя.
Большая часть изменчивости, присущей солнечной генерации, также предсказуема и управляема, и с ней можно справиться несколькими способами, включая:
- Использование более совершенных инструментов прогнозирования для более точного прогнозирования того, когда выработка солнечной энергии может снизиться
- Установка солнечной энергии на большой географической территории для минимизации любого воздействия изменчивости генерации из-за местного облачного покрова
- Переключение подачи электроэнергии и сохранение избыточной энергии для дальнейшего использования
- Изменение спроса на электроэнергию путем поощрения потребителей к использованию электроэнергии, когда она становится более доступной
- Сотрудничество с соседними регионами для расширения возможностей импорта / экспорта электроэнергии и совместного использования ресурсов
В целом, возобновляемые источники энергии, включая солнечную, помогают стабилизировать U.
Система электроснабжения S. более устойчива как с экономической, так и с экологической точки зрения.
Артикул:
[1, 2, 3] Институт Фраунгофера. 2015. Отчет по фотоэлектрической технике.
[4] Международное энергетическое агентство (МЭА). 2014. Технологическая дорожная карта: Концентрация солнечной энергии. Париж, Франция.
[5] Burger, B. 2011. Солнечные электростанции работают при пиковой нагрузке. Фрайбург, Германия: Институт систем солнечной энергии им. Фраунгофера ISE.
[6, 7] Берд, Л., Дж. Макларен, Дж.Хитер, К. Линвилл, Дж. Шенот, Р. Седано и Дж. Мигден-Острандер. 2013. Нормативные аспекты, связанные с расширением внедрения распределенной солнечной энергии. Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.
Солнечные фотоэлектрические модули
Фотоэлектрическая (PV) мощность
PV становится основным источником энергии, постоянно становясь более доступным и надежным, чем коммунальные услуги.
Фотоэлектрическая энергия обещает нашим детям более светлое и чистое будущее.
Используя сегодняшнюю технологию, мы могли бы уравнять все производство электроэнергии в Соединенных Штатах с фотоэлектрическими электростанциями, занимающими всего около 12 000 квадратных миль.
В 1839 году Эдмунд Беккерель открыл процесс использования солнечного света для создания электрического тока в твердом материале, но только столетие спустя ученые в конечном итоге узнали, что фотоэлектрический эффект заставляет определенные материалы преобразовывать световую энергию в электрическую.
Фотоэлектрический эффект — это основной процесс, с помощью которого фотоэлемент преобразует солнечный свет в электричество. Когда свет падает на фотоэлемент, он может отражаться, поглощаться или проходить сквозь него. Поглощенный свет генерирует электричество.
В начале 1950-х годов фотоэлектрические элементы (ФЭ) были разработаны как побочный продукт транзисторной технологии.
Очень тонкие слои чистого кремния пропитаны небольшим количеством других элементов. Под воздействием солнечного света вырабатывается небольшое количество электричества.Первоначально эта технология была дорогостоящим источником энергии для спутников, но она постоянно снижалась в цене, что сделало ее доступной для электроснабжения домов и предприятий.
| Ячейки | Полупроводниковое устройство, преобразующее солнечный свет в электричество постоянного тока (DC) | |
|---|---|---|
| Модули | Фотоэлектрические модули | состоят из цепей фотоэлементов, герметизированных экологически безопасным ламинатом, и являются основным строительным блоком фотоэлектрических систем |
| Панели | Фотоэлектрические панели | включают в себя один или несколько фотоэлектрических модулей, собранных как предварительно смонтированный, устанавливаемый на месте блок |
| Массив | ФЭ-массив — это законченный энергоблок, состоящий из любого количества фотоэлектрических модулей и панелей |
Фотоэлектрический элемент |
Одиночный фотоэлемент — это тонкая полупроводниковая пластина, состоящая из двух слоев, обычно сделанных из высокоочищенного кремния (фотоэлементы могут быть сделаны из множества различных полупроводников, но кристаллический кремний является наиболее широко используемым).
Слои были легированы бором с одной стороны и фосфором с другой стороны, создавая избыток электронов с одной стороны и недостаток электронов с другой стороны.
Когда пластина облучается солнечным светом, фотоны солнечного света сбивают часть избыточных электронов, это создает разницу в напряжении между двумя сторонами, поскольку избыточные электроны пытаются перейти на сторону дефицита. В кремнии это напряжение составляет 0,5 вольт.
Металлические контакты сделаны с обеих сторон полупроводника.Если к контактам подключена внешняя цепь, электроны могут вернуться туда, откуда пришли, и по цепи течет ток. Этот фотоэлемент не имеет емкости, он просто действует как электронный насос.
Сила тока определяется количеством электронов, которые выбивают солнечные фотоны. Более крупные клетки, более эффективные клетки или клетки, подвергающиеся более интенсивному воздействию солнечного света, доставляют больше электронов.
Фотоэлектрические модули |
Фотоэлектрический модуль состоит из множества фотоэлементов, соединенных параллельно для увеличения тока и последовательно для получения более высокого напряжения.
Модули на 36 ячеек являются отраслевым стандартом для производства большой энергии.
Модуль покрыт закаленным стеклом (или другим прозрачным материалом) на передней поверхности и защитным и водонепроницаемым материалом на задней поверхности. Края герметизированы для защиты от атмосферных воздействий, и часто есть алюминиевая рама, удерживающая все вместе в монтируемом блоке. В задней части модуля есть распределительная коробка или провода, обеспечивающие электрические соединения.
В настоящее время существует четыре коммерческие технологии производства фотоэлектрических модулей:
Монокристаллический
Это старейшая и более дорогая технология производства, но также и самая эффективная из доступных технологий преобразования солнечного света.Эффективность модуля в среднем составляет от 10% до 12% *
Поликристаллический или мультикристаллический
Он имеет немного более низкую эффективность преобразования по сравнению с монокристаллическим, но производственные затраты также ниже.
Эффективность модуля в среднем составляет от 10% до 11% *
Струнная лента
Это усовершенствованный вариант поликристаллического производства, в котором меньше работы, поэтому затраты еще ниже. КПД модуля в среднем от 7% до 8% *
Аморфная или тонкая пленка
Кремний испаряется и осаждается на стекле или нержавеющей стали.Стоимость ниже, чем у любого другого метода. Эффективность модуля в среднем составляет от 5% до 7% *
* Уточните у производителя точную эффективность преобразования модуля.
Фотоэлектрические панели |
Фотоэлектрические панели включают в себя один или несколько фотоэлектрических модулей, собранных в виде предварительно смонтированного блока, устанавливаемого на месте. Модульная конструкция фотоэлектрических панелей позволяет системам расти по мере изменения потребностей. Модули разных производителей можно без проблем смешивать, если все модули имеют номинальное выходное напряжение в пределах 1.
0 вольт разница.
Фотоэлектрическая матрица |
Фотоэлектрическая матрица состоит из ряда отдельных фотоэлектрических модулей или панелей, которые соединены вместе последовательно и / или параллельно для обеспечения напряжения и силы тока, необходимых для конкретной системы. Массив может быть таким маленьким, как одна пара модулей, или достаточно большим, чтобы покрыть акры.
Модуль на 12 В является отраслевым стандартом для зарядки аккумуляторов. Системы, обрабатывающие до 2000 ватт-часов, должны работать при напряжении 12 вольт.Системы обработки 2000 — 7000 ватт-часов будут лучше работать при 24 вольтах. Системы, потребляющие более 7000 ватт-часов, вероятно, должны работать от 48 вольт.
Перейдите по ссылке ниже, чтобы увидеть образцы полных фотоэлектрических электрических систем: Настроенные солнечные электрические системы
Производительность фотоэлектрического модуля |
Производительность фотоэлектрических модулей и массивов обычно определяется в соответствии с их максимальной выходной мощностью постоянного тока (ватты) в стандартных условиях испытаний (STC).
Стандартные условия испытаний определяются рабочей температурой модуля (ячейки) 25 ° C (77 F), уровнем падающего солнечного излучения 1000 Вт / м2 и спектральным распределением воздушной массы 1,5. Поскольку эти условия не всегда типичны для работы фотоэлектрических модулей и массивов в полевых условиях, фактическая производительность обычно составляет от 85 до 90 процентов от номинала STC.
Современные фотоэлектрические модули — это чрезвычайно безопасные и надежные изделия с минимальным количеством отказов и предполагаемым сроком службы от 20 до 30 лет.Большинство крупных производителей предлагают гарантию на двадцать или более лет для поддержания высокого процента начальной номинальной выходной мощности. При выборе фотоэлектрических модулей обращайте внимание на перечень продуктов (UL), квалификационные испытания и информацию о гарантии в спецификациях производителя модуля.
Фотоэлектрические приложения |
Фотоэлектрические системы обычно используются для придорожных аварийных телефонов и многих временных строительных знаков, где стоимость и проблемы с подачей электроэнергии перевешивают более высокие первоначальные затраты на фотоэлектрические установки, и где мобильные генераторные установки представляют больше проблем с заправкой и обслуживанием.
Более 100 000 домов в Соединенных Штатах, в основном в сельской местности, теперь зависят от фотоэлектрических систем в качестве основного источника энергии, и эта цифра быстро растет, поскольку люди начинают понимать, насколько чистым и надежным является этот источник энергии, и насколько глубоко современные энергетические практики заимствуются у наших детей.
Стоимость фотоэлектрических модулей снизилась до уровня, который делает их очевидным выбором не только для удаленных приложений, но и для тех, кто ищет более безопасные для окружающей среды решения и независимость от постоянно растущих затрат на электроэнергию.
Фотоэлектрические преимущества |
- Солнечная энергия, обеспечиваемая фотоэлектрическими системами, снижает ваши счета за коммунальные услуги и защищает вас от повышения тарифов на коммунальные услуги и нестабильности цен из-за колебаний цен на энергию
- Установка солнечной системы увеличивает стоимость недвижимости и увеличивает возможности перепродажи дома
- Покупка солнечной энергосистемы позволяет вам воспользоваться доступными налоговыми и финансовыми льготами
- Поскольку они не полагаются на километры оголенных проводов, фотоэлектрические системы в жилых помещениях более надежны, чем коммунальные, особенно в плохую погоду.
