Сегодня солнечные панели предлагают надежное энергетическое решение. Они не только уменьшают вашу зависимость от сети, но также могут сэкономить вам много денег на счетах за электроэнергию.
В этой статье представлены основные концепции солнечных панелей, их классификация, тенденции и проблемы, а также советы о том, как выбрать лучший вариант для ваших нужд.
Содержание
Обзор солнечных панелей
Размер рынка и рост
Категории солнечных панелей
Тенденции и проблемы
Несколько советов перед покупкой
Обзор солнечных панелей
Солнечные панели использовать фотоэлектрические (PV) элементы для преобразования солнечного света в электричество, предоставляя пользователям возможность отключать свои дома или предприятия от сети, а также сокращать счета за электроэнергию.
Системы солнечных панелей состоят из нескольких отдельных фотоэлектрических ячеек, содержащих слой кремния, слой фосфора (который обеспечивает отрицательный заряд) и слой бора для возобновляемых источников энергии (который обеспечивает положительный заряд).
Между тем, фотоэлектрические элементы представляют собой тонкий лист фотоэлектрических полупроводников, которые генерируют электричество непосредственно от Солнца и выдают выходное напряжение, пока есть достаточно солнечного света.
Солнечные панели Обычно делятся на следующие типы: монокристаллические солнечные панели, поликристаллические солнечные панели, тонкопленочные солнечные панели, солнечные панели PERC и двусторонние солнечные панели. Солнечные панели могут быть установлены в разных частях объекта недвижимости в зависимости от типа солнечной панели.
Жилые солнечные панели обычно имеют размеры 1.6×1 метр (приблизительно 5.25×3.25 фута), и каждая панель обычно производит от 250 до 400 Вт мощности. Коммерческие солнечные панели могут быть больше и, соответственно, иметь большую мощность.
Солнечные панели Обычно срок службы составляет 25-30 лет, но это во многом зависит от бренда и качества. Большинство жестких солнечных панелей имеют гарантию минимум 20 лет.
Размер рынка и рост
Grandview По оценкам, глобальная рыночная стоимость солнечные панели достигла 170.25 млрд долларов США в 2023 году. Ожидается, что среднегодовой темп роста этой цифры составит 7.7% в годовом исчислении благодаря продолжающемуся росту спроса.
Спрос на солнечные панели в Китае вырос до 36.4%, тогда как спрос в Европе, Северной Америке, Азиатско-Тихоокеанском регионе и Индии вырос на 16.8%, 17.6%, 13.2% и 6.9% соответственно. На Европу и Северную Америку приходится 34.4% мирового спроса.
Спрос в Германии, Испании, Польше, Нидерландах и других европейских странах за последние годы даже увеличился вдвое. Соединенные Штаты, Германия и другие части Западной Европы сталкиваются со значительным увеличением расходов на электроэнергию и природный газ в жилых домах, что приводит к тому, что эти страны более быстрыми темпами внедряют солнечную энергию.
Категории солнечных панелей
Солнечные панели В основном подразделяются на солнечные панели из монокристаллического кремния, солнечные панели из поликристаллического кремния, солнечные панели из тонкопленочного (аморфного кремния), солнечные панели PERC и двусторонние солнечные панели.
Монокристаллические солнечные панели
Солнечные панели из монокристаллического кремния имеют непрерывную и однородную кристаллическую структуру, что означает, что электроны легче проходят через материал, что приводит к повышению эффективности.
Эти ячейки вырезаны из одного большого кристалла кремния, что придает им округлый и квадратный вид. Солнечные панели из монокристаллического кремния относительно дороги в производстве, во многом из-за меньшего использования кремниевых материалов при производстве и сложности самого производственного процесса.
Солнечные панели из монокристаллического кремния обычно имеют эффективность преобразования от 15% до 22%, что является одним из самых высоких показателей эффективности, доступных сегодня в коммерческих солнечных элементах.
Этот тип солнечной панели имеет следующие преимущества:
Высокая эффективность: солнечные панели из монокристаллического кремния обычно более эффективны, чем солнечные панели из поликристаллического кремния, поскольку они имеют лучшую подвижность электронов.
Долговечность: Монокристаллические панели обычно имеют более длительный срок службы, часто до 25 лет и более.
Работа при высоких температурах: солнечные панели из монокристаллического кремния демонстрируют меньшее снижение производительности в условиях высоких температур, чем солнечные элементы других типов.
Сценарий приложения:
Крыши жилых домов. Из-за своей высокой эффективности и эстетики монокристаллические панели обычно используются для солнечных систем на крышах жилых домов.
Коммерческие здания. Монокристаллические солнечные панели часто выбирают для тех проектов, которые предъявляют высокие требования к эффективности и использованию пространства.
Крупные солнечные фермы: в этих проектах, хотя первоначальная стоимость может быть выше, монокристаллические панели обеспечивают лучшую окупаемость инвестиций в долгосрочной перспективе благодаря их высокой эффективности и долговечности.
Портативные и микроприложения: Монокристаллические панели также подходят для применений, связанных с солнечными зарядными устройствами и портативными энергосистемами, благодаря их высокой эффективности.
Поликристаллические солнечные панели
Солнечные панели из поликристаллического кремния Изготовлены из поликристаллического кремния — материала, состоящего из множества мелких кристаллов кремния. В этих ячейках имеются границы между кристаллами кремния, что несколько снижает подвижность электронов, что влияет на эффективность ячейки.
Поверхность солнечных панелей из поликристаллического кремния обычно синего цвета, и на ней можно увидеть неровный узор кристаллов. Поликристаллические панели обычно имеют эффективность от 13% до 16%, что ниже, чем у монокристаллических панелей.
Этот тип солнечной панели имеет следующие преимущества:
Экономичность: солнечные панели из поликристаллического кремния дешевле в производстве, чем панели из монокристаллического кремния, поскольку они имеют более простой производственный процесс и более высокий уровень использования кремниевого материала.
Поликристаллические солнечные панели обычно имеют срок службы от 20 до 25 лет, что немного короче, чем у монокристаллических панелей. Поликристаллические солнечные панели обычно дешевле монокристаллических, что делает их более популярными для проектов с ограниченным бюджетом.
Низкое загрязнение окружающей среды: благодаря более простому производственному процессу производство поликристаллических кремниевых панелей имеет относительно низкую нагрузку на окружающую среду.
Лучшая применимость: хотя они немного менее эффективны, они по-прежнему являются экономически эффективным вариантом для приложений большой площади, таких как солнечные фермы.
Сценарии применения:
Крупномасштабные проекты солнечной энергетики. Поликристаллические панели обычно используются для крупномасштабных энергетических проектов из-за их более низкой стоимости.
Крыши жилых и коммерческих помещений. Поликристаллические солнечные панели являются экономичным вариантом для жилых и коммерческих клиентов с ограниченным бюджетом.
Автономные системы: поликремниевые панели также являются популярным выбором для некоторых автономных приложений, таких как солнечные энергетические системы в отдаленных районах.
Тонкопленочные солнечные панели
Тонкопленочные солнечные панели из аморфного кремния. использовать аморфный кремний в качестве фотоэлектрического материала. В отличие от монокристаллического или поликристаллического кремния аморфный кремний не имеет четко выраженной кристаллической структуры.
Эти солнечные панели изготавливаются путем нанесения очень тонкого слоя аморфного кремния на подложку, например стекло или пластик, что делает их тонкими и гибкими. Благодаря своему уникальному внешнему виду и гибкости тонкопленочные солнечные панели из аморфного кремния имеют преимущества с точки зрения эстетики и универсальности дизайна.
Срок службы тонкопленочных солнечных панелей из аморфного кремния обычно составляет от 10 до 15 лет, что короче, чем у солнечных панелей из кристаллического кремния. Эффективность тонкопленочных панелей из аморфного кремния обычно составляет от 6% до 10%, что ниже, чем у панелей из кристаллического кремния.
Тонкопленочные солнечные панели из аморфного кремния обычно стоят дешевле, чем солнечные панели из кристаллического кремния, главным образом из-за более простой процедуры их производства.
Этот тип солнечной панели имеет следующие преимущества:
Тонкие, легкие и гибкие: тонкопленочные солнечные панели могут использоваться на самых разных поверхностях благодаря своим тонким и легким свойствам и подходят даже для тех конструкций, которые не могут выдерживать большие нагрузки.
Производительность при слабом освещении: тонкопленочные солнечные панели из аморфного кремния обычно работают лучше, чем солнечные панели из кристаллического кремния в условиях низкой освещенности (например, в пасмурные дни или зимой).
Сценарии применения:
Комплексная фотоэлектрическая система, интегрированная в здание (BIPV). Тонкопленочные солнечные панели особенно подходят для создания интегрированной фотоэлектрической системы, такой как солнечные окна или солнечная черепица на крыше.
Портативные и носимые устройства: благодаря своим тонким и гибким характеристикам они также подходят для портативных солнечных устройств и носимых солнечных технологий.
Крупные солнечные фермы. В некоторых случаях тонкопленочные панели из аморфного кремния также используются для крупных солнечных электростанций из-за их низких производственных затрат.
Пассивированный излучатель и солнечные панели с задними элементами
Солнечные панели с пассивным излучателем и задним элементом (PERC) имеют специальный слой материала, например оксида алюминия, на задней стороне солнечного элемента, повышающий эффективность. Такая конструкция помогает улавливать больше солнечного света и минимизировать потерю электронов.
Срок службы солнечных панелей PERC обычно аналогичен сроку службы обычных солнечных панелей из кристаллического кремния и составляет от 25 до 30 лет. Однако себестоимость производства солнечных панелей PERC немного выше, чем у традиционных панелей из кристаллического кремния.
Однако с развитием техники и масштабностью производства стоимость постепенно снижается. Эффективность солнечных панелей PERC обычно составляет от 18% до 22%, что выше, чем у обычных панелей из кристаллического кремния.
Этот тип солнечной панели имеет следующие преимущества:
Высокая эффективность: солнечные панели PERC более эффективны, чем традиционные солнечные панели из кристаллического кремния, поскольку они более эффективно используют солнечный свет и уменьшают потери электронов.
Улучшенная производительность при слабом освещении: технология PERC позволяет панелям работать лучше в условиях низкой освещенности, например, ближе к вечеру или в пасмурные дни.
Сценарии применения:
Крыши жилых и коммерческих помещений: солнечные панели PERC хорошо подходят для жилых и коммерческих проектов на крышах, где пространство ограничено из-за их высокой эффективности.
Крупномасштабные солнечные фермы. Высокая эффективность также делает солнечные панели PERC популярными для крупных солнечных ферм, особенно там, где площадь земли ограничена.
Регионы с экстремальным климатом: солнечные панели PERC также хорошо подходят благодаря своим превосходным характеристикам в регионах с суровыми высокими температурами или условиями низкой освещенности.
Двусторонние солнечные панели
Двусторонние солнечные панели способны улавливать солнечный свет с обеих сторон и вырабатывать электроэнергию. Эти панели имеют фотоэлектрические элементы как на передней, так и на задней части панели, улавливая прямой солнечный свет, а также солнечный свет, отраженный на задней части панели.
Срок службы двусторонней солнечной панели сопоставим со сроком службы высококачественной обычной односторонней солнечной панели, обычно от 25 до 30 лет. Двусторонние солнечные панели обычно имеют более высокие производственные затраты, чем традиционные односторонние панели, в первую очередь из-за их сложного производственного процесса и использования двусторонних активных материалов.
При этом затраты на установку могут быть несколько выше, чем у традиционных односторонних панелей, особенно если есть требование максимизировать выработку электроэнергии с обеих сторон.
Общая эффективность двусторонних солнечных панелей зависит от множества факторов, включая угол установки, отражательную способность земли и условия окружающей среды. Теоретически они могут быть на 10–30 % эффективнее, чем отдельные панели.
Этот тип солнечной панели имеет следующие преимущества:
Более высокая выработка электроэнергии: благодаря способности улавливать солнечный свет с обеих сторон, двусторонние солнечные панели обычно производят больше электроэнергии, чем обычные одиночные панели.
Более высокая эффективность. Эффективность двусторонних панелей можно значительно повысить при определенных критериях, например, при установке на сильно отражающие поверхности (например, белые крыши или полы).
Лучшее использование пространства. Для приложений с ограниченным пространством, например, в городских условиях, двусторонние солнечные панели могут обеспечить более эффективное использование доступного пространства.
Сценарии применения:
Крупные солнечные электрические фермы: двусторонние солнечные панели могут увеличить выходную мощность на единицу площади, особенно в районах с высокой отражательной способностью земли.
Коммерческие системы на крыше: на крышах коммерческих зданий, особенно тех, которые имеют кровельные материалы с высокой отражающей способностью, такие компании, как двусторонние солнечные панели, могут обеспечить дополнительную выработку электроэнергии.
Навесы для парковок и крыши зданий: Двунаправленные солнечные панели также подходят для таких конструкций, как навесы для парковок, покрытия коридоров и т. д., и способны улавливать солнечный свет как с верхней, так и с нижней стороны.
Тенденции и проблемы
Тенденции
Эффективность солнечных панелей продолжает улучшаться
Технология PERC: Технология PERC уменьшает рекомбинационные потери электронов и повышает эффективность фотоэлектрического преобразования батарей за счет добавления пассивирующего слоя и отражающего слоя на обратной стороне обычных солнечных батарей из кристаллического кремния. Эта технология стала основным методом производства.
Двусторонние солнечные панели: используя отраженный солнечный свет от земли или других поверхностей, двусторонние панели могут улавливать дополнительный солнечный свет с обратной стороны. Эта технология особенно ценна в районах, где интенсивность солнечного излучения слаба, и позволяет значительно увеличить выходную мощность.
Солнечные элементы с гетеропереходом (HJT): Сочетая преимущества аморфного и кристаллического кремния, технология HJT улучшает подвижность электронов и общую эффективность элемента за счет добавления слоя аморфного кремния на поверхность кристаллического кремния. Аккумуляторы HJT хорошо работают при низких температурах и в условиях низкой освещенности.
TopCon: Технология туннельных оксидно-пассивированных контактов (TopCon) — это передовой метод производства солнечных батарей. Он значительно повышает эффективность и стабильность элемента за счет формирования туннельного оксидного слоя и пассивированного контактного слоя на задней стороне кристаллического кремниевого элемента. Технология TopCon особенно подходит для приложений, требующих высокой эффективности и высокой надежности.
Солнечные элементы на основе перовскита. Технология перовскита — это новая технология солнечных элементов, известная своей низкой стоимостью и высокой эффективностью. В этих элементах в качестве светопоглощающего слоя используются перовскитные материалы (разновидность галогенидов металлов), что обеспечивает экономическое преимущество при производстве, сохраняя при этом высокую эффективность преобразования возобновляемой энергии. Перовскитовые элементы демонстрируют большой потенциал в области гибких солнечных панелей, пригодных для печати.
Затраты продолжают снижаться
Благодаря более совершенным технологиям производства стоимость производства солнечных панелей продолжает снижаться. Например, автоматизированное производство и более совершенные методы выращивания кристаллов кремния могут сократить использование сырья и энергопотребление.
Вызовы
Баланс между техникой и стоимостью. Разработка новых технологий для повышения эффективности должна сопровождаться контролем затрат, чтобы обеспечить рыночную конкурентоспособность фотоэлектрической продукции.
Устойчивое развитие и загрязнение окружающей среды: необходимо изучить весь процесс производства солнечных батарей, включая добычу сырья, производственный процесс и окончательную утилизацию.
Например, ключевыми вопросами являются потребление энергии и утилизация отходов при переработке кремния и производстве панелей.
Хранение энергии и электросети. Разработка эффективных и недорогих технологий хранения возобновляемой энергии является ключом к решению проблемы прерывистого характера производства солнечной энергии. В то же время сетевая инфраструктура должна быть оптимизирована для обеспечения доступа к значительным объемам распределенной солнечной энергии.
Рыночная и политическая поддержка: государственная политика, субсидии и налоговые льготы имеют решающее значение для продвижения солнечных технологий. В то же время государственные и частные инвестиции в НИОКР являются ключевым фактором содействия технологическим инновациям.
Цепочка поставок: поддержание высоких стандартов качества продукции при достижении крупномасштабного производства. В то же время существует риск колебаний цен на сырье и сбоев в глобальной цепочке поставок, таких как проблемы с доступностью кремния и серебра.
Несколько советов перед покупкой
Оцените потребности в энергии
Оцените теоретическую выработку электроэнергии, учитывая географическое положение и местный климат (например, среднее количество часов солнечного света, погодные условия). Выберите угол и ориентацию солнечного света в конкретном месте, чтобы определить оптимальный угол размещения панели.
Выберите правильный тип солнечной панели
Если пространство ограничено, необходима высокая эффективность и имеется достаточный бюджет, домовладельцам следует выбирать монокристаллические. солнечные панели. Однако если бюджет ограничен или доступное пространство больше, поликристаллические панели могут оказаться более подходящими, хотя и немного менее эффективными.
Тонкопленочные солнечные панели (например, CIGS, CdTe) подходят для применений с неровными поверхностями или там, где требуется гибкий монтаж. Двусторонние солнечные панели могут обеспечить более высокий выход возобновляемой энергии в местах, где можно использовать отраженный свет от земли или других конструкций.
Анализ экономической эффективности
- Рассчитайте первоначальную стоимость установки солнечных панелей, включая стоимость оборудования, такого как панели, инверторы и стеллажи, а также затраты на установку.
- Оцените ожидаемую выработку возобновляемой энергии и долгосрочные эксплуатационные расходы, включая затраты на техническое обслуживание и возможную замену панелей.
- Примите во внимание доступные государственные субсидии, налоговые льготы и другую политическую поддержку.
- Оцените годовую выработку возобновляемой энергии в системе и рассчитайте период окупаемости и норму прибыли.
Выберите опытного и надежного установщика солнечных систем.
- Убедитесь, что монтажная группа ознакомлена с местными строительными нормами и требованиями к доступу к сети.
- Организуйте регулярные проверки и чистку, чтобы обеспечить оптимальную работу солнечных панелей.
- Используйте интеллектуальную систему мониторинга для отслеживания производительности системы и своевременного выявления проблем.
- Установите график регулярного технического обслуживания, который включает очистку солнечных панелей и проверку электрических соединений.
- Для более крупных проектов рассмотрите возможность использования системы удаленного мониторинга для проверки производительности системы в режиме реального времени.
Наконец, если вы заинтересованы в покупке солнечных панелей, вы найдете тысячи подходящих продуктов от надежных поставщиков на сайте. Alibaba.com.
