現在、ソーラーパネルは信頼性の高いエネルギーソリューションを提供します。送電網への依存度が減るだけでなく、電気代も大幅に節約できます。
この記事では、ソーラー パネルの基本概念、その分類、傾向と課題、およびニーズに最適な種類を選択する方法のヒントを紹介します。
目次
ソーラーパネルの概要
市場規模と成長
ソーラーパネルのカテゴリー
トレンドと課題
購入前のヒント
ソーラーパネルの概要
ソーラーパネル 太陽光発電 (PV) 電池を使用して太陽光を電気に変換し、ユーザーが家庭や企業にオフグリッドで電力を供給すると同時に、電気料金を削減する機会を提供します。
ソーラーパネルシステムは、シリコン層、リン層（負電荷を与える）、再生可能エネルギー用のホウ素層（正電荷を与える）で構成される複数の個別の PV セルで構成されます。
一方、太陽電池は太陽から直接電気を生成し、十分な太陽光がある限り電圧を出力する太陽電池半導体の薄いシートです。
ソーラーパネル 一般に、単結晶ソーラーパネル、多結晶ソーラーパネル、薄膜ソーラーパネル、PERCソーラーパネル、および両面受光ソーラーパネルのタイプに分類されます。ソーラーパネルは、ソーラーパネルの種類に応じて、敷地内のさまざまなエリアに設置できます。
住宅用ソーラー パネルのサイズは通常 1.6 × 1 メートル (約 5.25 × 3.25 フィート) で、各パネルは通常 250 ～ 400 ワットの電力を生成します。市販のソーラーパネルはより大きく、それに応じて出力も高くなります。
ソーラーパネル 通常、寿命は 25 ～ 30 年ですが、これはブランドと品質によって大きく異なります。ほとんどの硬質ソーラー パネルは、最低 20 年間の性能保証を提供します。
市場規模と成長
グランドビュー の世界市場価値は 太陽電池パネル 170.25 年には 2023 億 7.7 万ドルに達しました。需要の急増が続いているため、この数字は前年比 XNUMX% の CAGR で見込まれます。
中国の太陽光パネル需要は最大36.4%となり、欧州、北米、アジア太平洋、インドの需要はそれぞれ16.8%、17.6%、13.2%、6.9%増加した。ヨーロッパと北米が世界の需要の 34.4% を占めています。
ドイツ、スペイン、ポーランド、オランダ、その他のヨーロッパ諸国での需要は、ここ数年でさらに2倍になっています。米国、ドイツ、および西ヨーロッパの他の地域は、家庭用の電気と天然ガスのコストの大幅な増加に直面しており、これらの国々では太陽エネルギーの導入が加速しています。
ソーラーパネルのカテゴリー
ソーラーパネル 主に単結晶シリコンソーラーパネル、多結晶シリコンソーラーパネル、薄膜（アモルファスシリコン）ソーラーパネル、PERCソーラーパネル、両面受光型ソーラーパネルに分類されます。
単結晶ソーラーパネル
単結晶シリコンソーラーパネル 連続的で均一な結晶構造を特徴とするため、電子が材料中をより容易に流れ、効率が向上します。
これらのセルは単一の大きなシリコン結晶から切り出されており、丸みを帯びた正方形の外観をしています。単結晶シリコンソーラーパネルは、製造時のシリコン材料の利用率が低いことと、製造プロセス自体が複雑であることが主な原因で、製造コストが比較的高くなります。
単結晶シリコン太陽電池パネルの変換効率は通常 15% ～ 22% であり、これは現在市販されている太陽電池の中で最も高い効率の XNUMX つです。
このタイプのソーラー パネルには次の利点があります。
高効率: 単結晶シリコン ソーラー パネルは、電子移動度が優れているため、通常、多結晶シリコン ソーラー パネルよりも効率的です。
耐久性: 単結晶パネルは通常、寿命が長く、25 年以上に及ぶ場合もあります。
高温性能: 単結晶シリコン太陽電池パネルは、他の種類の太陽電池に比べて高温環境下でも性能の低下が少ないです。
適用シナリオ
住宅の屋上: 単結晶パネルは、その高い効率と美しさにより、住宅の屋上太陽光発電システムに一般的に使用されています。
商業ビル: 単結晶ソーラー パネルは、効率とスペース利用に対する高い要件が求められるプロジェクトによく選ばれます。
大規模太陽光発電所: このようなプロジェクトでは、初期コストは高くなりますが、単結晶パネルは効率と耐久性が高いため、長期的にはより良い投資収益率をもたらします。
ポータブルおよびマイクロアプリケーション: 単結晶パネルは、効率が高いため、ソーラー充電器やポータブル電源システムに関連するアプリケーションにも適しています。
多結晶ソーラーパネル
多結晶シリコン太陽電池パネル は、複数の小さなシリコン結晶からなる材料である多結晶シリコンで作られています。これらのセルではシリコン結晶間に境界があり、電子の移動度がわずかに低下するため、セルの効率に影響を与えます。
多結晶シリコンソーラーパネルの表面は通常青色で、結晶の不規則な模様が見えます。多結晶パネルの効率は通常 13% ～ 16% で、単結晶パネルよりも低くなります。
このタイプのソーラー パネルには次の利点があります。
費用対効果が高い: 多結晶シリコン ソーラー パネルは、製造プロセスが単純でシリコン材料の利用率が高いため、単結晶シリコン パネルよりも製造コストが低くなります。
多結晶ソーラーパネルの寿命は通常約20～25年ですが、単結晶パネルに比べて若干短いです。多結晶ソーラーパネルは通常、単結晶パネルよりも安価であるため、予算が限られたプロジェクトでより人気があります。
低環境汚染: 製造プロセスが簡素化されているため、多結晶シリコンパネルの製造は環境負荷が比較的低くなります。
適用性の向上: 効率はわずかに劣りますが、太陽光発電所などの大規模な用途では依然として費用対効果の高いオプションです。
アプリケーションのシナリオ：
大規模太陽光発電プロジェクト: 多結晶パネルはコストが低いため、通常、大規模発電プロジェクトに使用されます。
住宅および商業の屋上: 多結晶ソーラー パネルは、予算が限られている住宅および商業の顧客にとって費用対効果の高いオプションです。
オフグリッド システム: ポリシリコン パネルは、遠隔地の太陽エネルギー システムなどの一部のオフグリッド アプリケーションでも人気の選択肢です。
薄膜ソーラーパネル
アモルファスシリコン薄膜太陽電池パネル 太陽電池材料としてアモルファスシリコンを使用します。単結晶シリコンまたは多結晶シリコンとは対照的に、アモルファスシリコンは明確な結晶構造を持ちません。
これらのソーラーパネルは、ガラスやプラスチックなどの基板上にアモルファスシリコンの非常に薄い層を堆積することによって製造され、薄くて柔軟になります。アモルファスシリコン薄膜ソーラーパネルは、その独特の外観と柔軟性により、美観とデザインの多様性の点で利点があります。
アモルファスシリコン薄膜ソーラーパネルの寿命は通常10年から15年で、結晶シリコンソーラーパネルの寿命よりも短いです。アモルファス シリコン薄膜パネルの効率は通常 6% ～ 10% であり、結晶シリコン パネルよりも低くなります。
アモルファスシリコン薄膜ソーラーパネルは、主に製造手順が単純であるため、通常、結晶シリコンソーラーパネルよりもコストが低くなります。
このタイプのソーラー パネルには次の利点があります。
薄型、軽量、および柔軟性: 薄膜ソーラー パネルは、薄くて軽量であるため、さまざまな表面で使用でき、重い荷重に耐えることができない構造にも適しています。
低照度性能：アモルファスシリコン薄膜ソーラーパネルは、通常、低照度条件（曇りの日や冬など）では結晶シリコンソーラーパネルよりも優れた性能を発揮します。
アプリケーションのシナリオ：
建物統合型太陽光発電 (BIPV): 薄膜ソーラー パネルは、ソーラー ウィンドウやソーラー屋根タイルなどの建物統合型太陽光発電に特に適しています。
ポータブルおよびウェアラブル デバイス: 薄くて柔軟な特性により、ポータブル ソーラー デバイスやウェアラブル ソーラー技術にも適しています。
大規模な太陽光発電所: アモルファス シリコン薄膜パネルは、生産コストが低いため、大規模な太陽光発電所にも使用される場合があります。
パッシベーションされたエミッターとリアセルのソーラーパネル
パッシブエミッタおよびリアセル（PERC）ソーラーパネル 太陽電池の背面に酸化アルミニウムなどの特殊な材料層を備えており、効率が向上します。この設計は、より多くの太陽光を取り込み、電子の損失を最小限に抑えるのに役立ちます。
PERC ソーラー パネルの寿命は通常、従来の結晶シリコン ソーラー パネルの寿命と同様で、約 25 ～ 30 年の範囲です。ただし、PERC ソーラー パネルの製造コストは、従来の結晶シリコン パネルよりもわずかに高くなります。
しかし、技術の成熟と大規模生産に伴い、コストは徐々に低下しています。 PERC ソーラー パネルの効率は通常 18% ～ 22% であり、従来の結晶シリコン パネルの効率よりも高くなります。
このタイプのソーラー パネルには次の利点があります。
高効率: PERC ソーラー パネルは、太陽光をより効率的に利用し、電子損失を低減するため、従来の結晶シリコン ソーラー パネルよりも効率的です。
低照度でのパフォーマンスの向上: PERC テクノロジーにより、午後遅くや曇りの日などの低照度条件でもパネルのパフォーマンスが向上します。
アプリケーションのシナリオ：
住宅用および商業用屋上: PERC ソーラー パネルは、効率が高いため、スペースが限られている住宅用および商業用屋上プロジェクトに最適です。
大規模太陽光発電所: PERC ソーラーパネルは効率が高いため、特に地上スペースが限られている大規模太陽光発電所で人気があります。
極端な気候地域: PERC ソーラー パネルは、厳しい高温または低照度条件の地域でも優れたパフォーマンスを発揮するため、最適です。
両面受光型ソーラーパネル
両面受光型ソーラーパネル 両面から太陽光を取り込んで発電することができます。これらのパネルにはパネルの前面と背面の両方に太陽電池があり、直射日光だけでなくパネルの背面に反射された太陽光も捕捉します。
両面受光型ソーラーパネルの寿命は、従来の高品質の片面型ソーラーパネルの寿命と同等で、通常は約 25 ～ 30 年です。両面受光型ソーラーパネルは、主に複雑な製造プロセスと両面受光型活物質の利用により、通常、従来の片面パネルよりも製造コストが高くなります。
同時に、特に両面での発電量を最大化する必要がある場合、設置コストが従来の片面パネルよりも若干高くなる可能性があります。
両面受光型ソーラーパネルの全体的な効率は、取り付け角度、地面の反射率、環境条件などのさまざまな要因に依存します。理論的には、単一パネルよりも効率が 10% ～ 30% 向上する可能性があります。
このタイプのソーラー パネルには次の利点があります。
より高い発電量: 両面受光型ソーラーパネルは、両面から太陽光を捉える能力があるため、通常、従来の単一パネルよりも多くの電力を生成します。
効率の向上: 両面受光パネルの効率は、反射性の高い表面 (白い屋根や床など) に設置した場合など、特定の基準の下で大幅に向上できます。
スペースの有効活用: 都市環境など、スペースに制約のある用途では、両面受光型ソーラー パネルを使用すると、利用可能なスペースをより効率的に利用できます。
アプリケーションのシナリオ：
大規模な太陽光発電所: 両面受光型ソーラー パネルは、特に地面の反射率が高い地域で、単位面積あたりの電力出力を増加させることができます。
商業用屋上システム: 商業用建物の屋根、特に企業などの反射率の高い屋根材を使用した建物では、両面受光型ソーラー パネルで追加の発電を行うことができます。
駐車場および建物の屋根: 双方向ソーラー パネルは、駐車場や廊下のカバーなどの構造物にも適しており、上面と下面の両方から太陽光を捉えることができます。
トレンドと課題
トレンド
ソーラーパネルの効率は向上し続ける
PERC技術：PERC技術は、従来の結晶シリコン太陽電池の裏面にパッシベーション層と反射層を追加することで、電子の再結合損失を低減し、電池の光電変換効率を向上させます。この技術は現在では主流の製造方法となっています。
両面受光型ソーラーパネル: 地面や他の表面からの反射太陽光を利用することで、両面受光型パネルは裏面からの太陽光をさらに取り込むことができます。この技術は太陽光放射の強度が弱い地域で特に価値があり、発電出力を大幅に向上させることができます。
ヘテロ接合 (HJT) 太陽電池: アモルファスシリコンと結晶シリコンの利点を組み合わせた HJT 技術は、結晶シリコンの表面にアモルファスシリコン層を追加することにより、電子移動度および全体的なセル効率を向上させます。 HJT バッテリーは、低温や暗い環境でも良好に機能します。
TopCon: トンネル酸化不動態化コンタクト (TopCon) 技術は、太陽電池を製造する高度な方法です。結晶シリコンセルの裏面にトンネル酸化層と不動態化されたコンタクト層を形成することにより、セルの効率と安定性が大幅に向上します。 TopCon テクノロジーは、高効率と高信頼性を必要とするアプリケーションに特に適しています。
ペロブスカイト太陽電池: ペロブスカイト技術は、低コストと高効率で知られる新興の太陽電池技術です。これらのセルは光吸収層としてペロブスカイト材料（金属ハロゲン化物の一種）を使用しており、再生可能エネルギーの高い変換効率を維持しながら製造上のコスト面で有利になります。ペロブスカイトセルは、フレキシブルで印刷可能なソーラーパネルの分野で大きな可能性を示しています。
コストは下がり続けます
生産技術の向上により、ソーラーパネルの製造コストは下がり続けています。たとえば、自動生産、より優れたシリコン結晶成長技術により、原材料の使用量とエネルギー消費を削減できます。
課題
技術とコストのバランス: 効率を向上させるための新技術の開発には、太陽光発電製品の市場競争力を確保するためのコスト管理を伴う必要があります。
持続可能性と環境汚染: 原材料の抽出、製造プロセス、最終的なリサイクル処分を含む、太陽電池の製造プロセス全体を検討する必要があります。
たとえば、シリコンの精製やパネルの製造時のエネルギー消費と廃棄物の処理が重要な問題です。
エネルギー貯蔵と送電網：効率的で低コストの再生可能エネルギー貯蔵技術の開発は、太陽光発電の断続的な特性に対処する鍵となります。同時に、大量の分散型太陽光発電へのアクセスに対応できるようにグリッド インフラストラクチャを最適化する必要があります。
市場と政策のサポート: 政府の政策、補助金、税制上の優遇措置は、太陽光発電技術の促進にとって重要です。同時に、官民の研究開発投資は技術革新を促進する重要な要素です。
サプライチェーン: 大規模生産を達成しながら、高い製品品質基準を維持します。同時に、シリコンや銀の入手可能性の問題など、原材料コストの変動や世界的なサプライチェーンの混乱のリスクもあります。
購入前のヒント
エネルギー需要を評価する
地理的位置と地域の気候 (平均日照時間、気象パターンなど) を考慮して、理論上の発電量を推定します。特定の場所での太陽光の角度と方向を選択して、最適なパネル配置角度を決定します。
適切なタイプのソーラーパネルを選択してください
スペースが限られており、高効率が必要で、予算が十分な場合、住宅所有者は単結晶を選択する必要があります。 太陽電池パネル。ただし、予算が限られている場合、または利用可能なスペースが大きい場合は、効率が若干劣るものの、多結晶パネルの方が適している可能性があります。
薄膜ソーラーパネル (CIGS、CdTe など) は、表面が凹凸のある用途や柔軟な取り付けが必要な用途に適しています。両面受光型ソーラーパネルは、地面や他の構造物からの反射光を利用できる場所で、より高い再生可能エネルギー収量を提供する可能性があります。
費用対効果を分析する
- パネル、インバーター、ラックなどの機器のコストと設置コストを含む、ソーラー パネルの初期設置コストを計算します。
- 予想される再生可能エネルギーの出力と、メンテナンスやパネル交換の可能性のあるコストを含む長期的な運用コストを評価します。
- 利用可能な政府補助金、税制優遇措置、その他の政策支援を考慮してください。
- システムの年間再生可能エネルギー出力を推定し、回収期間と収益率を計算します。
経験豊富で信頼できる太陽光発電システム設置業者を選択してください
- 設置チームが地域の建築規制と送電網へのアクセス要件を認識していることを確認してください。
- 定期的な検査と清掃を手配して、ソーラーパネルの最適なパフォーマンスを確保します。
- スマート監視システムを利用して、システムのパフォーマンスを追跡し、問題を適時に特定します。
- ソーラーパネルの清掃や電気接続のチェックなど、定期的なメンテナンススケジュールを設定してください。
- 大規模なプロジェクトの場合は、リモート監視システムの使用を検討して、システムのパフォーマンスをリアルタイムでチェックします。
最後に、ソーラー パネルの購入に興味がある場合は、信頼できるサプライヤーから適切な製品が何千も見つかります。 Alibaba.com.
