Солнечные батареи производство: Производство солнечных батарей: пошагово.

Содержание

Производство солнечных батарей: пошагово.

Всё большей популярности набирает потребление энергии солнца, что неизменно влечет за собой увеличение спроса на оборудование, которое преобразует солнечное излучение в электроэнергию. Самым распространенным методом получения таковой считается фотовольтаика. Разумеется, одной из причин есть то, что производство солнечных батарей базируется на использовании кремния. Этот химический элемент – второй по численности на земном шаре.

Сейчас на рынке солнечных батарей функционируют огромные мировые компании, которые имеют многомиллионные обороты и многолетний опыт. Технологии, положенные в основу производства, из года в год совершенствуются. Вы с легкостью найдете солнечную батарею, которая вам нужна. Будь то устройство для автомобиля, микрокалькулятора или освещения дома. Если приобрести одиночный фотоэлемент, вы заметите, что у них очень маленькая мощность. Потому чаще их соединяют в солнечный модуль. Давайте разбираться, как.

Технология изготовления солнечных панелей.


Она делится на этапы, разберем каждый из них:

Конечно же, первое, с чего начинается абсолютно любое производство, и не только солнечных панелей, это с подготовки сырья (материала). Как говорилось ранее, в основном панели делают из кремния, а если быть точнее, то из кварцевого песка определенной породы. Технология подготовки материала включает два процесса:

  1. Высокотемпературное плавление.
  2. Синтез с добавлением разнообразных химических элементов.

После прохождения этих процессов можно достигнуть очищения кремния до 99,99 %.

Чаще всего для производства солнечных панелей берут поликристаллический или монокристаллический кремний. И хоть технология производства у них разная, тем не менее получение поликристаллического кремния считается более экономной. Поэтому, выбираю солнечную батарею из такого сырья, вы заплатите за нее меньше.

После очистки кремния, его режут тонкими пластинами, которые потом пройдут тестирование. Производится оно путем замера электропараметров с помощью световой вспышки ксеноновой лампы очень высокой мощности. По окончанию испытаний пластин, их отправляют на следующий этап.

  • На втором этапе пластины спаивают в секции, после чего из них формируют блоки на стекле. Чтобы перенести эти секции на стекло, используются держатели из вакуума. С их помощью исключается механическое воздействие на готовый солнечный элемент. Обычно секции состоят из 10 элементов, а блоки из 4 секций, реже – из 6.
  • Блоки, которые получили на втором этапе, ламинируются с помощью этиленвинилацетатной пленки и специального защитного покрытия. Компьютерное управление позволяет проследить за температурой, давлением и уровнем вакуума, а также запрограммировать условия для ламинирования.
  • Это последний этап производства солнечных панелей. Заключается он в монтировании алюминиевой рамы и соединительной коробки. Специальный клей-герметик обеспечивает надежное соединение модуля и коробки. Потом солнечные батареи тестируют, измеряя ток короткого замыкания, напряжение точки максимальной мощности  и напряжение холостого хода.

Оборудование для производства солнечных батарей.


В производстве солнечных панелей используют только лучшее оборудование. Благодаря высокому качеству оборудования достигается минимальная погрешность при тестировании и измерении показателей. Также это гарантирует более длительный срок эксплуатации, что в свою очередь снижает затраты на покупку нового оборудования. Низкое же качество влечет за собой нарушения в технологии производства.

Основное оборудование, которое используют при изготовлении  солнечных панелей:

  • Инструмент для резки ячеек. Ячейки режутся с помощью волоконного лазера. Размеры можно задать с помощью различных программ.
  • Ламинатор. Название говорит само за себя.С его помощью ламинируют солнечные элементы. Имеет специальные контроллеры для поддержки выбранных параметров. Ламинаторы работают в двух режимах: ручном и автоматизированном.
  • Столик для перемещения. Очень сложно обойтись без данного предмета. Именно на нем производят такие операции, как обрезка краев, укладка соединительной коробки и многие другие. Столешница имеет закрепленные шарики, с помощью которого можно открыть и переместить модуль, не боясь его повредить.
  • Машинка для очистки стекла. Ее используют при очистке стеклянных подложек. Стекло сначала очищают при помощи моющего средства, позже ополаскивают деионизированной водой два раза. Уже после подложки сушатся с помощью холодного и горячего воздуха.
Производители солнечных батарей.


Изготовление солнечных панелей из кремния – довольно перспективный и прибыльный бизнес. Спрос на солнечные панели растет каждый год. Соответственно, растут объемы продаж.

Безусловно, первое место по производству солнечных батарей занимают китайцы. Их главный козырь – очень низкая стоимость. Естественно, многие компании по всему миру не выдерживают напора и конкуренции китайских компаний. Это стало следствием закрытия, например, четырех немецких брендов за последние пару лет. Это такие гиганты, как Solon, Solarhybrid, Q-Cells и SolarMillennium. Вслед за ними закрыла свой филиал в Германии американская компания FirstSolar, а вслед за ней и компании Siemens, Bosch. И это неудивительно. Китайские солнечные панели стоят в два раза дешевле своих заграничных аналогов.

Топ компаний-производителей солнечных панелей:
  • YingliGreenEnergy. YGE за время своего существования установила солнечных батарей больше, чем на 2 ГВт.
  • FirstSolar. Несмотря на то, что компании пришлось закрыть свой завод в Германии, она не сдала свои позиции в топе. Профилем ее являются тонкопленочные панели, которых они выпустили более, чем на 4 ГВт.
  • SuntechPower Ко. Производитель выпустил на рынок около 13 миллионов батарей.
Российские популярные производители батарей:
  • Завод «Солнечный ветер».
  • Завод «Хевел».
  • Завод «Телеком-СТВ».
  • «Рязанский завод металлокерамических приборов».
  • «Термотрон-завод».

Страны СНГ также не пасут задних. Например, в Астане тоже запустили завод, выпускающий солнечные батареи из кремния. Для Казахстана это пионер в подобной отрасли. В качестве материалов там планируется использование кремния, которое находится в Казахстане. Оборудование, закупленное для производства, отвечает всем стандартам и отличается высоким качеством.

Высокие темпы строительства заводов свидетельствуют о высоком спросе на солнечные батареи. Потому в ближайшем будущем можно ожидать повсеместное использования солнечных модулей. И это, однозначно, положительно повлияет на нашу атмосферу, избавив ее от загрязнений и истощений запасов топлива.

Принцип работы и устройство солнечной батареи.

В этой статье мы рассмотрим устройство солнечной батареи. Современная солнечная батарея представляет собой соединение фотоэлементов, которое может преобразовывать солнечное электромагнитное излучение в электрическую энергию. Ее основными составляющими являются фотоэлементы, от количества которых зависит вырабатываемое напряжение и сила тока. Устройство солнечной батареи основано на явлении внутреннего фотоэлектрического эффекта, которое впервые было открыто ученым Эдмондом Беккерелем еще в 1839 году. В 1873 году другой ученый Уиллоуби Смит заметил такой эффект во время облучения солнечным светом пластины селена. Наибольшее распространение солнечные батареи получили, начиная с середины двадцатого века.

Виды солнечных батарей и их предназначение


В настоящее время используется несколько разновидностей солнечных батарей. Все они отличаются длительным сроком эксплуатации, который зачастую превышает 30 лет. Это достигается за счет отсутствия в конструкции механических компонентов и расходных частей.

Наибольшее распространение сегодня получили три вида фотоэлементов:

  1. Монокристаллические;
  2. Поликристаллические;
  3. Тонкопленочные;
  4. Аморфные.

Самым распространенным видом являются поликристаллические панели, которые отличаются оптимальным соотношением цены и эффективности. В большинстве случаев их КПД достигает 12-13 %. Эти батареи отличаются кристаллической структурой и синим цветом. Монокристаллические солнечные панели являются более эффективными, так как их КПД достигает 15-16%. Однако, с учетом стоимости одного ватта мощности, их использовании обходиться дороже.

Хотите экономить на электроэнергии? Тогда узнайте, как работают ветряные мельницы и где выгодно их устанавливать

Монокристаллические и поликристаллические батареи имеют схожие функции:

  • освещение жилых домов, хозяйств, тепличных комплексов;
  • освещение садовой, парковой зоны, улиц;
  • обеспечение электроэнергией медицинские и телекоммуникационные приборы;
  • энергоснабжение систем подачи и очистки воды;
  • подзарядка ноутбуков, мобильных телефонов.

Тонкопленочные обладают самым низким КПД, который не превышает 12%. В то же время, за счет низкой цены фотоэлементов, которые входят в конструкцию, один ватт мощности электроэнергии здесь обходиться дешевле, чем в остальных батареях. К тому же, тонкопленочные панели занимают в 2-3 раза большую площадь, чем моно- и поликристаллические. Поэтому, их лучше использовать для питания крупных систем мощностью более 10 кВт. Интересное: Солнечные батареи на 5 кВт.

Из какого материала изготавливаются солнечные батареи

Наиболее распространенным материалом для изготовления солнечных панелей является кристаллический кремний. Монокристаллический кремний изготавливается по методу Чохральского или тигельным способом. Более простым для изготовления считается поликристаллический кремний, который по структуре представляет собой совокупность кристаллов. Также в качестве материала для изготовления фотоэлементов может использоваться ленточный кремний. Для его производства два тонких слоя кремния накладываются друг на друга. Он более дешевый в изготовлении, но и менее эффективный.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

Устройство солнечной батареи: основные элементы

Современное устройство солнечной батареи предусматривает обязательное наличие прочного корпуса, в котором будут размещаться фотоэлементы. Это связано с хрупкостью панелей. Корпус представляет собой коробку небольшого размера с небольшими боковыми ребрами. При этом, ребра не должны мешать солнечному свету попадать на выходы элементов. Размер коробки определяется количеством солнечных элементов. Следующим элементом конструкции является подложка, которая располагается в корпусе прямо на панели. Перед установкой подложки корпус нужно обработать специальными красками, которые имеют стойкость к микроорганизмам и влаге. Кроме того, в корпусе должны быть вентиляционные отверстия, за счет которых будет поддерживаться определенная температура и выводиться газы, которые выделяются при работе батареи в незначительном количестве.

Технология изготовления

Вначале следует спаять фотоэлементы между собой. Если вы купили элементы с металлическими выступами, то тогда можно просто спаять ушки батарей между собой. Делать это нужно очень внимательно и аккуратно. После пайки соединенные компоненты необходимо приклеить к подложке в верхней части панели. Это лучше сделать при помощи специального силиконового клея, который никак не препятствует проникновению солнечных лучей. Кроме того, он способствует нормальному теплообмену. Однако, не переусердствуйте с клеем, так как это может привести к повреждению батарей. Клеить нужно только центр клеток. Далее все элементы нужно соединить с проводом, который подается в одной из заранее предусмотренных вентиляционных отверстий. Для закрепления провода к солнечным элементам лучше использовать силиконовую замазку. Интересное: Солнечная панель своими руками.

На следующем этапе поверх панелей устанавливается оргстекло. Однако, до этого следует подключить диод Шоттки от чувствительных теплопроводящих компонентов. Этот диод послужит блокирующим устройством, которое защитит фотоэлементы при перепадах напряжения. Кроме того, диод Шоттки будет отключать питание системы при маленькой мощности электросети. Так аккумуляторы, заряжаемые от солнца, не будут разряжаться при прекращении питания. Когда диод будет подключен, можно ставить оргстекло и закреплять его винтами. Технология изготовления солнечных панелей является достаточно простой и понятной. Единственное, важно правильно соблюдать последовательность соединения, иначе вся система не будет работать.

Как работает солнечная батарея

Принцип работы солнечной батареи основан на наличии полупроводника в виде двух пластин, соединенных друг с другом. Каждая пластина изготавливается из кремния с использованием дополнительных примесей. Благодаря этому пластины обладают своими уникальными свойствами. Первая из них имеет избыток валентных электронов, а вторая имеет недостаток этих электронов. Эти полупроводники получили название n и p. Если эти полупроводники соединить в единое целое, то можно получить PN-переход в месте контакта между ними. В то время, когда на батарею попадают прямые солнечные лучи, на обеих сторонах этого перехода начинают накапливаться положительные и отрицательные плавающие нагрузки. В результате генерируется напряжение и возникает магнитное поле. Если подсоединить к такому элементу провод, по нему потечет электричество.

Выясняем: когда стоит устанавливать солнечные батареи и как быстро они окупаются?

Как подключить солнечную батарею

Как только вы изготовите солнечную панель, можно начинать заниматься ее подключением. Можно не подключать ее напрямую к сети, чтобы избежать потерь электроэнергии. То есть, желательно установить автономную систему с аккумуляторами. Они будут заряжаться от солнечных батарей каждый день и быстро разряжаться. При этом, глубина разрядки может быть довольно существенной. Поэтому, аккумуляторы могут быстро выйти из строя. Для того, чтобы этого не произошло, лучше оставить подключение к сети через гибридный батарейный инвертор. Это устройство будет отдавать фотоэлементам приоритет при распределении нагрузки. Инвертор не будет отдавать излишки электроэнергии в сеть, а будет передавать ее на аккумуляторы. Такой вариант является одним из наиболее оптимальных. Эта система состоит из гибридного инвертора, контроллера заряда солнечных панелей и аккумуляторов. Такой механизм сможет работать не только как основная, но и как резервная система электропитания.

новые технологии и особенности производства солнечных батарей

В этой статье мы расскажем о видах современных солнечных батарей и новейших технологиях производства фотоэлементов, предлагаемых ведущими производителями. Также перечислим некоторые наиболее новые популярные солнечные панели, с использованием этих инноваций, которые уже доступны к продаже.

Солнечные батареи с использованием новейших инноваций

Большинство производителей панелей предлагают ряд моделей, это могут быть монокристаллические и поликристаллические варианты продукции с различной номинальной мощностью. За последние несколько лет эффективность панелей существенно возросла благодаря многим достижениям в технологии и материалах, из которых делают солнечные батареи.

На текущий момент можно отметить 8 основных технологий, при производстве высокоэффективных солнечных батарей:

  • PERC (Passivated Emitter Rear Cell) — диэлектрический слой на обратной стороне ячейки;
  • Bifacial — Двухсторонние;
  • Multi Busbar — Многолинейные;
  • Split panels – Половинчатые;
  • Dual Glass — Безрамочные, с двойным стеклом;
  • Shingled Cells — Безразрывные элементы;
  • IBC (Interdigitated Back Contact cells) — переплетеные контакты сзади ячейки;
  • HJT (Heterojunction cells) — гетероструктурные ячейки.

Пять основных типов солнечных панелей с использованием новейших технологий солнечных фотоэлементов в 2020 году:


Применяя инновационные решения, в производстве солнечных модулей, постоянно происходят различные улучшения эффективности, уменьшения влияния затенения и повышения надежности, при этом несколько производителей в настоящее время дают гарантию производительности до 30 лет. Учитывая все новые доступные варианты выбора современных солнечных батарей, стоит провести некоторые исследования, прежде чем инвестировать в солнечную установку. В нашей полной обзорной статье о солнечных панелях мы расскажем, как выбрать надежную солнечную панель и на что обратить внимание.

Технология PERC, в чем особенность?

Профессор Мартин Грин, директор Австралийского центра передовой фотогальваники UNSW, изобрел концепцию PERC, которая в настоящее время широко используется многими ведущими производителями солнечных батарей во всем мире.

За последние два года PERC стал предпочтительной технологией для многих производителей как моно, так и поликристаллических ячеек. PERC буквально расшифровывается как «Пассивированный Эммитер Сзади Ячейки». Представляет собой более продвинутую архитектуру ячейки, использующую дополнительные слои на задней стороне ячейки для поглощения большего количества световых фотонов и увеличения «квантовой эффективности». Особенностью технологии PERC является алюминиевый задний слой Al-BSF — Local Aluminium Back Surface Field (см. Диаграмму ниже). Еще были разработаны несколько других вариантов, таких как PERT (Passivated Emitter Rear Totally Diffused) и PERL (Passivated Emitter and Rear Locally-diffused), но они пока не получили широкого применения.


LeTID — потенциальная проблема PERC

Обычные клетки PERC P-типа могут страдать от так называемого LeTID или деградации, вызванной светом и повышенной температурой. Явление LeTID похоже на хорошо известную деградацию, вызванную LID или светом, когда панель может потерять 2-3% от номинальной мощности в первый год воздействия УФ-излучения и от 0,5% до 0,8% в год после. К сожалению, потери из-за LeTID могут быть выше — до 6% в первые 2 года. Если эта потеря не будет полностью учтена производителем, это может привести к снижению производительности и потенциальным претензиям по гарантии.

К счастью, кремниевые элементы N-типа, не страдают от воздействия LeTID. Кроме того, некоторые производители поли и моно PERC ячееек P-типа, разработали процессы уменьшения или устранения LeTID. Некоторые производители заявили о применении технологии анти-LeTID на своей продукции и утверждают, что уменьшили или устранили эффекты LeTID.

Multi Busbar — Многолинейные солнечные элементы

Busbar или токоведущие шины представляют собой тонкие провода или ленты, которые проходят по каждой ячейке и переносят электроны (ток) от солнечных элементов. Поскольку фотоэлементы становятся более эффективными, они, в свою очередь, генерируют больше тока, и за последние годы большинство производителей перешли с 3 шин на 5 или 6 шин. Некоторые производители, сделали еще один шаг вперед и разработали многопроволочные системы, использующие до 12 очень тонких круглых проводов, а не плоских шин. Выгода заключается в том, что сборные шины фактически затеняют часть ячейки и поэтому могут немного снизить производительность, поэтому их необходимо тщательно проектировать. Несколько тонких шин обеспечивают более низкое сопротивление и более короткий путь перемещения электронов, что приводит к более высокой производительности.

Маленькие дорожки ( тонкие шины) на каждой ячейке передают ток на 5 ленточных шин:


Если в ячейке возникли микротрещины из-за ударов или высоких нагрузок, большее количество шин помогает снизить вероятность того, что трещина перерастет в горячую точку, поскольку они обеспечивают альтернативные пути прохождения тока.

В модулях LG Neon 2 впервые использовались 12 маленьких круглых проводных шин, LG называет свою технологию «Cello», которая означает соединение элементов, с низкими электрические потерями. Многопроволочная технология Cello снижает электрическое сопротивление, тем самым уменьшаются потери напряжения, а уменьшение площади и применение закругленных шин дает лучшее оптическое поглощение света, тем самым повышается эффективность.

Trina Solar вместе со многими другими производителями недавно начали предлагать тонкие круглые шинные ячейки под названием multi-bus (MBB) в качестве опции для ряда модулей на 2019 год. Как объяснялось ранее, еще одним преимуществом наличия большего количества шин является то, что при микротрещинах возникновение в ячейке из-за внешних напряжений, меньше вероятность того, что это создаст горячую точку, так как электроны имеют много альтернативных шин для протекания тока. Это показано на рисунке:


Split panels – Новые половинчатые солнечные батареи

Еще одно недавнее новшество — использование ячеек с половинным размером вместо квадратных ячеек полного размера и перемещение распределительной коробки в центр модуля. Тем самым разделяя солнечную панель на 2 меньшие панели по 50% площади, каждая из которых работает параллельно. Это имеет множество преимуществ, в том числе повышение производительности благодаря снижению резистивных потерь через шины (токосъемники). Поскольку каждая ячейка имеет половинный размер, она производит половину тока при одном и том же напряжении, что означает, что ширина шины может быть уменьшена наполовину, уменьшая затенение и потери ячейки. Снижение тока также приводит к снижению температуры в ячейке, что, в свою очередь, уменьшает потенциальное образование и серьезность горячих точек из-за локального затенения, загрязнения или повреждения ячейки.


Кроме того, более короткое расстояние до центра панели сверху и снизу повышает эффективность в целом, повышая выходную мощность панели аналогичного размера до 20 Вт. Другое преимущество заключается в том, что при частичном затенении верхней или нижней части панели, затененная часть не влияет на выработку электроэнергии от другой половины солнечной батареи.


Bifacial — Двухсторонние солнечные батареи

Технология двухсторонних солнечных батарей была известна уже нескольких лет, но сейчас начинает становиться популярной, поскольку стоимость производства монокристаллических элементов очень высокого качества продолжает снижаться. Двухсторонние элементы поглощают свет с обеих сторон панели и в таких условиях могут производить до 27% больше энергии, чем традиционные односторонние панели. В двухсторонних солнечных панелях обычно применяют стекло на передней стороне, а сзади, для герметизации ячеек — прозрачный полимерный слой. Он позволяет отраженному свету проникать с задней стороны панели. Двухсторонние модули также могут иметь стеклянный задний слой, который имеет больший срок службы и может значительно снизить риск отказа, поэтому некоторые производители теперь предлагают 30-летнюю гарантию на свою продукцию.


Традиционно двухсторонние солнечные панели использовались только в наземных установках, где солнечный свет легко отражался от окружающих поверхностей, в частности заснеженных районов. Хотя было доказано, что они хорошо работают и при монтаже на светлые поверхности, что позволяет увеличить выработку до 10%.

Двухсторонние модули поглощают отраженный солнечный свет обратной стороной панели:

Dual Glass – Солнечные батареи с двойным стеклом

Многие производители в настоящее время производят так называемые стеклянные или двойные стеклянные солнечные панели, которые не следует путать с двухсторонними. Задний традиционный белый EVA (пластиковый) слой заменяют стеклом. Таким образом получается сэндвич стекло-стекло, которое не реагирует и не портится со временем и не страдает от ультрафиолетового излучения. Из-за более длительного срока службы стеклянных панелей некоторые производители предлагают 30-летнюю гарантию производительности.

Безрамочные солнечные батареи


Многие двойные стеклянные панели являются безрамными (без алюминиевой рамы), что может усложнить монтаж панелей, так как требуются специальные системы креплений. Тем не менее, бескаркасные модули имеют ряд преимуществ, особенно в отношении очистки: отсутствует рама, которая создает ступеньку, об нее задерживается пыль и грязь. Соответственно, без ступеньки получается плоская поверхность, которую проще мыть и способствующая самоочищению с помощью дождя и ветра, что приводит к большей производительности. Однако без прочности алюминиевой рамы двойные стеклянные панели, хотя и более долговечные, не такие жесткие и могут изгибаться, особенно при горизонтальном монтаже.

Умные панели и оптимизаторы мощности

Технология, которая становится все более популярной — это добавление в солнечную панель оптимизаторов мощности постоянного тока. Оптимизаторы наряду с микроинверторами, обычно известны как MLPE (Module Level Power Electronics), которые состоят из небольших блоков преобразования энергии, прикрепленных непосредственно к солнечным батареям. Оптимизаторы предназначены для подачи оптимального напряжения для максимальной выработки электроэнергии. Если панель затенена, загрязнена или не работает, что приводит к низкому напряжению или току, оптимизаторы могут обойти или компенсировать плохую работу панели, чтобы обеспечить оптимальное напряжение для инвертора.


Оптимизаторы мощности от таких компаний, как Tigo и SolarEdge, были доступны в качестве дополнительного компонента в течение многих лет, но теперь и SolarEdge, и Tigo разрабатывают панели со встроенными оптимизаторами в распределительной коробке на задней панели. SolarEdge отличается от Tigo тем, что оптимизаторы SolarEdge должны использоваться вместе с инверторами SolarEdge, а оптимизаторы Tigo могут быть подключены к любым существующим панелям в качестве дополнительного оптимизатора.

Большим преимуществом «дополнительных» оптимизаторов, таких как Tigo и SolarEdge, является возможность контролировать производительность каждой солнечной панели в отдельности, что также может помочь выявить любые неисправности и проблемы в солнечной батарее. Микроинверторы также предлагают это преимущество перед обычными сетевыми инверторами.

Maxim Integrated пошли еще дальше и разработали чипы для оптимизации подмодулей. Эти интеллектуальные чипы от Maxim Integrated выходят за рамки традиционного дополнительного оптимизатора и разделяют панель на 3 ряда ячеек, что позволяет панели работать при оптимальном напряжении MPPT при частичном затенении или загрязнении. Стоит отметить, что некоторые установщики сообщают о том, что клиенты сталкиваются с проблемами помех RFI (ТВ и радио), используя эту новую технологию, однако чипы Maxim следующего поколения, как утверждается, решили проблему.


Shingled Cells — Безразрывные солнечные элементы

Безразрывные ячейки — это новая технология, в которой для солнечных панелей используются перекрывающиеся узкие ячейки, которые группируются горизонтально или вертикально по всему модулю. Безразрывная ячейка изготавливается путем лазерной резки нормального полноразмерного элемента на 5 или 6 полос и наслоения их друг с другом, с использованием специального клея. Небольшое перекрытие каждой полосы ячеек скрывает одну шину, которая соединяет полосы ячеек. Применение такого новшества позволяет покрывать большую площадь поверхности панели, ведь так не требуются располагать соединительные шины поверх элемента, которые частично затеняют ячейку. Таким образом увеличивается эффективность панели так же, как ячейки IBC, описанные ниже.


Другое преимущество состоит в том, что длинные безразрывные ячейки обычно соединяются параллельно, что значительно снижает эффект затенения — каждая длинная ячейка эффективно работает независимо.Кроме того, ячеистые ячейки относительно дешевы в изготовлении, поэтому они могут быть очень экономически эффективным вариантом, особенно если частичное затенение является проблемой.


Seraphim был одним из первых производителей, выпустивших ячейки с гибкой ячейкой с высокопроизводительными панелями Eclipse. Серия SunPower P — это новейшее дополнение к линейке SunPower, предлагающее более дешевый вариант, прежде всего для крупномасштабных станций. Другие производители, производящие безразрывные солнечные панели Yingli Solar и Znshine.

Прочность солнечных ячеек

Наряду с многочисленными усовершенствованиями элементов для повышения эффективности, существуют также новые технологии для повышения надежности и производительности в течение ожидаемого 25-летнего срока службы солнечного модуля. Солнечные панели могут подвергаться экстремальным нагрузкам из-за сильного ветра, вибраций, сильной жары и морозов, вызывающих расширение и сжатие. Это может привести к появлению микротрещин, горячих точек и деградации PID (Potential induced degradation) элементов, что приводит к снижению производительности и ускорению отказа.


Производители, такие как Winaico и LG energy, разработали чрезвычайно прочные алюминиевые рамы, чтобы помочь уменьшить нагрузку на элементы и модули. Win Win Technology, материнская компания Winaico, сделала еще один шаг вперед и разработала так называемую технологию «HeatCap», которая, по сути, представляет собой упрочняющую структуру элемента, которая помогает предотвращать образование микротрещин и горячих точек, когда элементы находятся в условиях экстремальных нагрузок. Эта технология также имеет дополнительное преимущество улучшенной производительности при более высоких температурах ячейки.

Солнечные элементы IBC — высокая прочность и долговечность

IBC не только более эффективны, но и прочность намного выше, чем у обычных элементов, так как задние слои укрепляют весь элемент и помогают предотвратить микротрещины, которые в конечном итоге могут привести к выходу из строя. Sunpower использует высококачественный задний слой IBC из твердой меди на своей запатентованной ячейке Maxeon вместе с высокоотражающей металлической зеркальной поверхностью, чтобы отражать любой свет, который проходит обратно в ячейку. Задняя сторона ячейки IBC Maxeon, показанная ниже, чрезвычайно устойчива к нагрузкам и изгибам, в отличие от обычных ячеек, которые по сравнению с ними относительно хрупкие.


Высокоэффективные солнечные элементы N-типа

В то время как PERC и Bifacial появились в солнечном мире, самой эффективной и надежной технологией по-прежнему остается монокристаллическая ячейка N-типа. В первом типе солнечных элементов, разработанном в 1954 году лабораториями Bell, использовалась кремниевая пластина N-типа, но со временем более экономичный кремний P-типа стал доминирующим типом элементов: в 2017 году более 80% мирового рынка с использованием P-типа клетки. Поскольку большой объем и низкая стоимость являются основным движущим фактором, стоящим за P-типом, ожидается, что N-тип станет более популярным, так как производственные затраты снижаются, а эффективность увеличивается.


Гетероструктурная технология HJT

Технология HJT используется несколькими производителями солнечных батарей. В настоящее время и российская компания Хевел производит серийные панели с использованием гетеропереходных элементов, а так же Panasonic и ряд других компаний. Группа компаний REC недавно анонсировала новые панели серии Alpha, в которых используются ячейки HJC с 16 микро шинами для достижения впечатляющей эффективности в 21,7%. Вслед за первоначальной разработкой HJC, проделанной UNSW и Sanyo, Panasonic создала эффективную серию панелей ‘HIT’ и уже много лет является лидером в технологии ячеек HJT.


Солнечные элементы HJT используют основу из обычного кристаллического кремния с дополнительными тонкопленочными слоями аморфного кремния по обе стороны ячейки, образуя так называемый гетеропереход. В отличие от обычных P-N-соединительных ячеек, многослойные гетеропереходные ячейки могут значительно повысить эффективность. В лабораторных испытаниях достигается эффективность до 26,5% в сочетании с технологией IBC.

В Panasonic разработали ячейку HIT, с использованием высокопроизводительной кремниевой основы N-типа для производства солнечных батарей с КПД более 20,0% и превосходными характеристиками при высоких температурах. Кремниевые элементы N-типа также обеспечивают исключительную долговременную производительность, гарантирующую 90,76% остаточной мощности через 25 лет, что является вторым по величине из доступных после SunPower.

HJT лидер при высоких температурах

Наиболее впечатляющей характеристикой ячеек Panasonic HIT является невероятно низкий температурный коэффициент, который на 40% меньше, чем у обычных поли и монокристаллических ячеек. Выходная мощность панелей приводится при температуре на элементах 25 градусов Цельсия, при стандартных условиях STC (Standard Test Conditions), и каждый градус выше немного снижает выходную мощность.

Температурный коэффициент влияет на снижение мощности при увеличении температуры на солнечных элементах.

В обычных поли и моноэлементах это значение составляет от 0,38% до 0,42% на градус C, что может привести к снижению общей производительности на 20% или более в очень жаркие безветренные дни. Для сравнения, у HIT от Panasonic очень низкий температурный коэффициент 0,26% на градус, что является самым низким показателем среди всех производимых сегодня элементов.

На температуру панели и ячейки также влияют цвет крыши, угол наклона и скорость ветра, поэтому установка плоских панелей на очень темной крыше обычно снижает производительность панели по сравнению с крышами более светлого цвета.

Уникальные панели Panasonic HIT доступны только в Японии и Северной Америке и, к сожалению, в настоящее время недоступны в России, но не стоит расстраиваться на этот счет, ведь стоимость таких панелей пока очень высока и благо существуют альтернативные варианты.

Купить солнечные батареи по новым технологиям, можно у нас в магазине, пройди по ссылке: https://mywatt.ru/solnechnie_batarei/

О чем умалчивают производители солнечных батарей

«Зеленая» энергетика последние годы развивается достаточно стремительно. В Китае в прошлом году построили крупнейшую в мире солнечную электростанцию (в 5 раз больше площади Манхеттена). Так же хорошо растет солнечная энергетика и в России.

Но рассчитывая, что наше будущее будет состоять сплошь из солнечных электростанций нужно не забывать следующее…

Производство солнечных панелей является энергоемким процессом. В настоящее время большая часть энергии, используемой для создания солнечных панелей, связана с переработкой ископаемого сырья, поэтому даже производство этих экологически полезных продуктов может способствовать загрязнению и глобальному потеплению.Приблизительно 600 кВтч энергии используется для производства каждого квадратного метра солнечных батарей, чего достаточно для освещения 1000 лампочек мощностью 60 Вт в течение десяти часов. Средняя энергосистема использует около двух или трех панелей, каждая из которых имеет площадь около 2 м2. При установке в выгодном месте солнечная панель может производить до 200 кВтч на квадратный метр электроэнергии в год.

Поэтому энергия, используемая в процессе производства панели, компенсируется только через несколько лет эксплуатации.

Исходным материалом для изготовления солнечных батарей служит трихлорсилан, ядовитый и взрывоопасный продукт. При его перегонке и восстановлении при помощи водорода, получают чистый кремний. Побочным продуктом, на этом этапе производства, является соляная кислота. Далее, кремний плавят и получают слитки, из которых делают элементы солнечных батарей. Для производства солнечных панелей требуется использование многих опасных химических веществ. Яды, такие как мышьяк, хром и ртуть, также являются побочными продуктами производственного процесса. Эти химические вещества могут нанести серьезный ущерб окружающей среде, если их правильно не утилизировать.

При соблюдении технологий улавливания и очистки токсичных газов и жидкостей, производство не будет вредным, но часто, особенно в развивающихся странах, такое оборудование не устанавливается на предприятиях, что приводит к загрязнению окружающей среды. Энергия, используемая в производстве солнечных панелей, не является единственной энергетической затратой. Необходимо также учитывать энергию, используемую для их транспортировки, особенно если панели импортируются из другой части мира. Утилизация солнечных батарей — большая проблема. Многие из материалов, используемых для их изготовления, трудно перерабатывать, а сам процесс рециркуляции требует большого количества энергии.

Недостатки использования солнечной энергии:
1.- Неравномерное распределение энергии Солнца по поверхности планеты. Одни области более солнечные, чем другие;
2. — В пасмурные дни и ночью солнечная энергия недоступна;
3. — Необходимость использования больших площадей под солнечные источники энергии;
4. — Содержание токсичных веществ в фотоэлементах;
5. — Низкий КПД солнечных батарей, среднее значение эффективности не превышает 20%;
6. — Высокая стоимость солнечных фотоэлементов;
7. — Поверхность солнечных панелей и зеркал (для термовоздушных ЭС) нужно очищать от попадающих загрязнений;
8. — При нагреве солнечных элементов, значительно падает эффективность их работы;
9. — Сложная утилизация солнечных панелей.

Так можно ли считать солнечную энергетику не добавочной, а перспективной в глобальных масштабах?

Вот вам еще Крупнейшая термальная солнечная электростанция, а вот Крупнейшая плавучая солнечная электростанция

Принцип работы солнечной батареи: как устроена панель

Эффективное преобразование бесплатных лучей солнца в энергию, которую можно использовать для электроснабжения жилья и иных объектов, – заветная мечта многих апологетов зеленой энергетики.

Но принцип работы солнечной батареи, и ее КПД таковы, что о высокой эффективности таких систем пока говорить не приходится. Было бы неплохо обзавестись собственным дополнительным источником электроэнергии. Не так ли? Тем более что уже сегодня и в России с помощью гелиопанелей “дармовой” электроэнергией успешно снабжается немалое количество частных домохозяйств. Вы все еще не знаете с чего начать?

Ниже мы расскажем вам об устройстве и принципах работы солнечной панели, вы узнаете, от чего зависит эффективность гелиосистемы. А размещенные в статье видеоролики помогут собственноручно собрать солнечную панель из фотоэлементов.

Содержание статьи:

Солнечные батареи: терминология

В тематике «солнечной энергетики» достаточно много нюансов и путаницы. Часто новичкам разобраться во всех незнакомых терминах поначалу бывает трудно. Но без этого заниматься гелиоэнергетикой, приобретая себе оборудование для генерации “солнечного” тока, неразумно.

По незнанию можно не только выбрать неподходящую панель, но и попросту сжечь ее при подключении либо извлечь из нее слишком незначительный объем энергии.

Галерея изображений

Фото из

Установка из солнечных панелей позволяет рационально использовать бесплатную, к тому же неисчерпаемую энергию солнечных лучей

Миниатюрные электростанции, собранные из солнечных батарей, обеспечат энергией неэлектрифицированные объекты и дома, расположенные в регионах с перебоями в поставке электричества

Установки, перерабатывающие УФ излучение в электроэнергию, занимают минимум места. их располагают на крышах домов, хозпостроек, гаражей, беседок, веранд. Реже их располагают на открытых, не занятых постройками и насаждениями площадках

Солнечные батареи — незаменимое оборудование для любителей путешествий. Оно обеспечит энергией вдали от источников электропитания

Использование солнечной энергии предоставит возможность существенно сократить затраты на содержание дач и загородных домов. собрать и установить экономически полезную систему без затруднений можно собственными руками

Расположенные на корме яхты, палубе корабля или носу катера солнечные батареи обеспечат электроэнергией, благодаря которой можно поддерживать стабильную связь с берегом

Портативная солнечная панель с аккумулятором исключит возникновение экстремальных ситуаций вдали от населенных пунктов, гарантирует зарядку мобильных устройств для общения с близкими

Выпускаемые специально для походов легкие компактные зарядные устройства на основе солнечных батарей обеспечат энергией телефоны, рации, планшеты и медиа-технику

Рациональное использование природных ресурсов

Обеспечение энергией неэлектрифицированных объектов

Монтаж солнечных панелей на крыше

Мобильная солнечная батарея в кемпинге

Самостоятельный монтаж на дачном участке

Генератор энергии в морских прогулках

Портативная солнечная панель с аккумулятором

Занимающий минимум места прибор

Вначале следует разобраться в существующих разновидностях оборудования для гелиоэнергетики. Солнечные батареи и солнечные коллекторы – это два принципиально разных устройства. Оба они преобразуют энергию лучей солнца.

Однако в первом случае на выходе потребитель получает энергию электрическую, а во втором тепловую в виде нагретого теплоносителя, т.е. солнечные панели используют для .

Максимум отдачи от солнечной панели можно будет получить, только зная, как она работает, из каких компонентов и узлов состоит и как все это правильно подключается

Второй нюанс – это понятие самого термина «солнечная батарея». Обычно под словом «батарея» понимается некое аккумулирующее электроэнергию устройство. Либо на ум приходит банальный отопительный радиатор. Однако в случае с гелиобатареями ситуация кардинально иная. Они ничего в себе не накапливают.

Солнечной панелью генерируется постоянный электроток. Чтобы преобразовать его в переменный (используемый в быту), в схеме должен присутствовать инвертор

Солнечные батареи предназначены исключительно для генерации электрического тока. Он, в свою очередь, накапливается для снабжения дома электричеством ночью, когда солнце опускается за горизонт, уже в присутствующих дополнительно в схеме энергообеспечения объекта аккумуляторах.

Батарея здесь подразумевается в контексте некой совокупности однотипных компонентов, собранных в нечто единое целое. Фактически это просто панель из нескольких одинаковых фотоэлементов.

Внутреннее устройство гелиобатареи

Постепенно солнечные батареи становятся все дешевле и эффективней. Сейчас они применяются для подзарядки аккумуляторов в уличных фонарях, смартфонах, электроавтомобилях, частных домах и на спутниках в космосе. Из них стали даже строить полноценные солнечные электростанции (СЭС) с большими объемами генерации.

Гелиобатарея состоит из множества фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей ФЭП), преобразующих энергию фотонов с солнца в электроэнергию

Каждая солнечная батарея устроена как блок из энного количества модулей, которые объединяют в себе последовательно соединенные полупроводниковые фотоэлементы. Чтобы понять принципы функционирования такой батареи, необходимо разобраться в работе этого конечного звена в устройстве гелиопанели, созданного на базе полупроводников.

Виды кристаллов фотоэлементов

Вариантов ФЭП из разных химических элементов существует огромное количество. Однако большая их часть – это разработки на начальных стадиях. В промышленных масштабах сейчас выпускаются пока что только панели из фотоэлементов на основе кремния.

Кремниевые полупроводники используются при изготовлении солнечных батарей из-за своей дешевизны, особо высоким КПД они похвастаться не могут

Обычный фотоэлемент в гелиопанели – это тонкая пластина из двух слоев кремния, каждый из которых имеет свои физические свойства. Это классический полупроводниковый p-n-переход с электронно-дырочными парами.

При попадании на ФЭП фотонов между этими слоями полупроводника из-за неоднородности кристалла образуется вентильная фото-ЭДС, в результате чего возникает разность потенциалов и ток электронов.

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

  1. Монокристаллические.
  2. Поликристаллические.

Первые имеют более высокий КПД, но и себестоимость их производства выше, нежели у вторых. Внешне один вариант от другого на солнечной панели можно различить по форме.

Галерея изображений

Фото из

Гелио-электростанция на загородном участке

Солнечные монокристаллические батареи

Внешний вид солнечных батарей на монокристаллах

Монокристаллическая единица солнечной батареи

Поставка готовой к монтажу солнечной батареи

Поликристаллический фотоэлемент для солнечной батареи

Гелио-батарея из поликристаллических фотоэлементов

Изготовление солнечной батареи своими руками

У монокристаллических ФЭП однородная структура, они выполняются в виде квадратов со срезанными углами. В отличие от них поликристаллические элементы имеют строго квадратную форму.

Поликристаллы получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Метод этот предельно прост, поэтому такие фотоэлементы и стоит недорого.

Но производительность в плане выработки электроэнергии из солнечных лучей у них редко превышает 15%. Связано это с “нечистотой” получаемых кремниевых пластин и внутренней их структурой. Здесь чем чище p-слой кремния, тем более высокий выходит КПД у ФЭП из него.

Чистота монокристаллов в этом отношении гораздо выше, нежели у поликристаллических аналогов. Их делают не из расплавленного, а из искусственно выращенного цельного кристалла кремния. Коэффициент фотоэлектрического преобразования у таких ФЭП уже достигает 20-22%.

В общий модуль отдельные фотоэлементы собираются на алюминиевой раме, а для защиты их сверху закрывают прочным стеклом, которое нисколько не препятствует солнечным лучам

Обращенный к солнцу верхний слой пластинки-фотоэлемента делается из того же кремния, но уже с добавлением фосфора. Именно последний будет источником избыточных электронов в системе p-n-перехода.

Настоящим прорывов в области использования солнечной энергии стала разработка гибких панелей с аморфным фотоэлектрическим кремнием:

Галерея изображений

Фото из

Гибкий вариант солнечной батареи

Наклейка гибкого фотоэлемента на жалюзи

Зарядка для мобильников на гибкой батарее

Устойчивая к механическим воздействиям панель

Принцип работы солнечной панели

При падении солнечных лучей на фотоэлемент в нем генерируются неравновесные электронно-дырочные пары. Избыточные электроны и «дырки» частично переносятся через p-n-переход из одного слоя полупроводника в другой.

В итоге во внешней цепи появляется напряжение. При этом на контакте p-слоя формируется положительный полюс источника тока, а на n-слоя – отрицательный.

Разность потенциалов (напряжение) между контактами фотоэлемента появляется из-за изменения числа «дырок» и электронов с разных сторон p-n-перехода в результате облучения n-слоя солнечными лучами

Подключенные к внешней нагрузке в виде аккумулятора фотоэлементы образуют с ним замкнутый круг. В результате солнечная панель работает, как своеобразное колесо, по которому вместе белки “бегают” электроны. А аккумуляторная батарея при этом постепенно набирает заряд.

Стандартные кремниевые фотоэлектрические преобразователи являются однопереходными элементами. Переток в них электронов происходит только через один p-n-переход с ограниченной по энергетике фотонов зоной этого перехода.

То есть каждый такой фотоэлемент способен генерировать электроэнергию только от узкого спектра солнечного излучения. Вся остальная энергия пропадает впустую. Поэтому-то и эффективность у ФЭП так низка.

Чтобы повысить КПД солнечных батарей, кремниевые полупроводниковые элементы для них в последнее время стали делать многопереходными (каскадными). В новых ФЭП переходов уже несколько. Причем каждый из них в этом каскаде рассчитан на свой спектр солнечных лучей.

Суммарная эффективность преобразования фотонов в электроток у таких фотоэлементов в итоге возрастает. Но и цена их значительно выше. Здесь либо простота изготовления с невысокой себестоимостью и низким КПД, либо более высокая отдача вкупе с высокой стоимостью.

Солнечная батарея может работать как летом, так и зимой (ей нужен свет, а не тепло) – чем меньше облачность и ярче светит солнце, тем больше гелиопанель сгенерирует электрического тока

При работе фотоэлемент и вся батарея постепенно греется. Вся та энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло. Часто температура на поверхности гелиопанели поднимается до 50–55 °С. Но чем она выше, тем менее эффективно работает фотогальванический элемент.

В итоге одна и та же модель солнечной батареи в жару генерирует тока меньше, нежели в мороз. Максимум КПД фотоэлементы показывают в ясный зимний день. Тут сказываются два фактора – много солнца и естественное охлаждение.

При этом если на панель будет падать снег, то электроэнергию она генерировать все равно продолжит. Более того, снежинки даже не успеют на ней особо полежать, растаяв от тепла нагретых фотоэлементов.

Эффективность батарей гелиосистемы

Один фотоэлемент даже в полдень при ясной погоде выдает совсем немного электроэнергии, достаточной разве что для работы светодиодного фонарика.

Чтобы повысить выходную мощность, несколько ФЭП объединяют по параллельной схеме для увеличения постоянного напряжения и по последовательной для повышения силы тока.

Эффективность солнечных панелей зависит от:

  • температуры воздуха и самой батареи;
  • правильности подбора сопротивления нагрузки;
  • угла падения солнечных лучей;
  • наличия/отсутствия антибликового покрытия;
  • мощности светового потока.

Чем ниже температура на улице, тем эффективней работают фотоэлементы и гелиобатарея в целом. Здесь все просто. А вот с расчетом нагрузки ситуация сложнее. Ее следует подбирать исходя из выдаваемого панелью тока. Но его величина меняется в зависимости от погодных факторов.

Гелиопанели выпускаются с расчетом на выходное напряжение, кратное 12 В – если на аккумулятор надо подать 24 В, то две панели к нему придется подсоединить параллельно

Постоянно отслеживать параметры солнечной батареи и вручную корректировать ее работу проблематично. Для этого лучше воспользоваться , который в автоматическом режиме сам подстраивает настройки гелиопанели, чтобы добиться от нее максимальной производительности и оптимальных режимов работы.

Идеальный угол падения лучей солнца на гелиобатарею – прямой. Однако при отклонении в пределах 30-ти градусов от перпендикуляра эффективность панели падает всего в районе 5%. Но при дальнейшем увеличении этого угла все большая доля солнечного излучения будет отражаться, уменьшая тем самым КПД ФЭП.

Если от батареи требуется, чтобы она максимум энергии выдавала летом, то ее следует сориентировать перпендикулярно к среднему положению Солнца, которое оно занимает в дни равноденствия по весне и осени.

Для московского региона – это приблизительно 40–45 градусов к горизонту. Если максимум нужен зимой, то панель надо ставить в более вертикальном положении.

И еще один момент – пыль и грязь сильно снижают производительность фотоэлементов. Фотоны сквозь такую “грязную” преграду просто не доходят до них, а значит и преобразовывать в электроэнергию нечего. Панели необходимо регулярно мыть либо ставить так, чтобы пыль смывалась дождем самостоятельно.

Некоторые солнечные батареи имеют встроенные линзы для концентрирования излучения на ФЭП. При ясной погоде это приводит к повышению КПД. Однако при сильной облачности эти линзы приносят только вред.

Если обычная панель в такой ситуации будет продолжать генерировать ток пусть и в меньших объемах, то линзовая модель работать прекратит практически полностью.

Солнце батарею из фотоэлементов в идеале должно освещать равномерно. Если один из ее участков оказывается затемненным, то неосвещенные ФЭП превращаются в паразитную нагрузку. Они не только в подобной ситуации не генерируют энергию, но еще и забирают ее у работающих элементов.

Панели устанавливать надо так, чтобы на пути солнечных лучей не оказалось деревьев, зданий и иных преград.

Схема электропитания дома от солнца

Система солнечного электроснабжения включает:

  1. Гелиопанели.
  2. Контроллер.
  3. .
  4. Инвертор (трансформатор).

Контроллер в этой схеме защищает как солнечные батареи, так и АКБ. С одной стороны он препятствует протеканию обратных токов по ночам и в пасмурную погоду, а с другой – защищает аккумуляторы от чрезмерного заряда/разряда.

Аккумуляторные батареи для гелиопанелей следует подбирать одинаковые по возрасту и емкости, иначе зарядка/разрядка будут происходить неравномерно, что приведет к резкому снижению срока их службы

Для трансформации постоянного тока на 12, 24 либо 48 Вольта в переменный 220-вольтовый нужен . Автомобильные аккумуляторы применять в такой схеме не рекомендуется из-за их неспособности выдерживать частые перезарядки. Лучше всего потратиться и приобрести специальные гелиевые AGM либо заливные OPzS АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Принципы работы и не слишком сложны для понимания. А с собранными нами ниже видеоматериалами разобраться во всех тонкостях функционирования и установки гелиопанелей будет еще проще.

Доступно и понятно, как работает фотоэлектрическая солнечная батарея, во всех подробностях:

Как устроены солнечные батареи смотрите в следующем видеоролике:

Сборка солнечной панели из фотоэлементов своими руками:

Каждый элемент в коттеджа должен быть подобран грамотно. Неизбежные потери мощности происходят на аккумуляторах, трансформаторах и контроллере. И их обязательно надо сократить до минимума, иначе и так достаточно низкая эффективность гелиопанелей окажется сведена вообще к нулю.

В ходе изучения материала появились вопросы? Или вы знаете ценную информацию по теме статьи и можете сообщить ее нашим читателям? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Производство и применение солнечных батарей

Основная идея солнечных батарей

 


Принцип действия солнечной батареи заключается в прямом преобразовании света от Солнца в электрический ток. И при этом происходит генерация постоянного тока. Эта энергия может быть использована напрямую разными нагрузками постоянного тока или может запасаться в аккумуляторных батареях для использования в будущем при необходимости. Использование солнечных батарей – отличная бизнес-идея. Но к сожалению, в России солнечная энергетика практически не развита из-за отсутствия политики поддержки в этой области. И поэтому большое количество крыш и других открытых солнцу территорий не приносят электричества и прибыли. Заняться освоением данной сферы – выгодное решение.

В первую очередь, нужно связаться с владельцами и лицами, которые заинтересованы в получении дополнительной прибыли с арендуемых крыш и других подходящих поверхностей.

Хозяевам предоставляется специально разработанный бизнес план с полным расчётом всех расходов на монтаж солнечных батарей и прибыли, получаемой в форме электроэнергии.

В бизнес-плане стоит учитывать также расчёты солнечной активности, скорости ветра, метеорологической ситуации региона. Риск такого бизнеса совсем мал.

Солнечная энергетика будет успешной, потому что зависит только от активности солнца, которого на ближайшие годы уж точно хватит. В будущем можно рассчитывать и на поддержку со стороны государства, потому что солнечная энергетика – эта отрасль будущего. Альтернативные источники энергии пользуются все большей популярностью, они незаменимы в частных домах, на тех объектах, где часто происходят сбои в поставке электрической энергии. Надежное, качественное и проверенное временем оборудование даст возможность производить солнечные батареи и расширить возможности и горизонты для своего бизнеса.

 

 

 

Производство солнечных батарей

 


На сегодня есть несколько основных технологий производства солнечных батарей, которые основаны на применении какого-либо материала при создании пластины. Базируется это на разном поглощении различными материалами солнечного излучения.

Наибольшей популярностью среди используемых материалов пользуются поли- и монокристаллический кремний, CdTe, GaAs, аморфный кремний и другие. В зависимости от выбранного материала используется определенная технология, отличающаяся стадиями производства и комплексом оборудования.

Чаще всего как сырье применяется поли- и монокристаллический кремний. КПД пластин из данного материала колеблется в диапазоне от 12 до 19%. Данные пластины довольно хрупкие, им необходима дополнительная защита, но они намного дешевле, чем пластины из других материалов. Тонкопленочная технология базируется на применении таких материалов: GaAs, аморфный кремний и CdTe. КПД этих пластин тоже не выше 20%, хотя в будущем есть планы повышения его до 22%. В зависимости от подложки, которая используется, эти батареи могут гнуться, герметичны, устойчивы к механическим воздействиям. Но и их стоимость превышает стоимость кремниевых систем.

Сегодня производство солнечных батарей в масштабе промышленности наиболее рентабельно осуществлять по кремниевой технологии, эта технология производства – самая изученная и дающая самый большой выход. Цепочка производства на основе мультикристаллического кремния включает в себя такие стадии:

 

 

 

 

  • Подготовка пластины из кремния, очистка и промывка ее после резки;
  • Структурирование всей поверхности пластины, создание топологии на поверхности, ее травление;
  • Нанесение фосфора, легирование;
  • Вжигание, диффузия фосфора;
  • Создание P-n-перехода, изолирование, удаление лишних слоев;
  • Нанесение антиотражающего слоя;
  • Металлизация;
  • Сушка;
  • Создание контактов на лицевой стороне пластины;
  • Выравнивание пластины;
  • Проверка и тестирование.

 

 

 

 

Применение солнечных батарей

 


С недавнего времени солнечные батареи пользуются популярностью во всем мире. Применение солнечных батарей в микроэлектронике: (как зарядное устройство) для обеспечения электричеством аккумуляторов разной бытовой электроники — плееров, калькуляторов, фонариков и других, для подзарядки электромобилей. Например в автомобиле Skoda Superb в одной из комплектаций можно установить солнечную батарею на крышу автомобиля — и тогда в жаркие дни, салон автомобиля будет проветриваться встроенным вентилятором, работающим от этой батареии, пока автомобиль находится на стоянке. Применение солнечных батарей для энергообеспечения зданий – большие батареи работают как солнечные коллекторы, особенно популярны в субтропических и тропических регионах с большим числом солнечных дней.

Пользуются большим спросом в Средиземноморских странах, там их размещают на крышах домов. Очень много применяют солнечные батареи на крышах домов в Турции. Новые здания Испании оборудованы солнечными водонагревателями. Применение солнечных батарей в космосе: является один из главных способов получения электроэнергии на космических аппаратах, они длительное время работают без расхода материалов, и при этом экологически безопасные.

 

 

 

 

Солнечные батареи в России

 


В России солнечные батареи уже не новинка, существуют заводы по их производству в Москве, Краснодаре, Зеленограде, Новочебоксарске и Брянске. Их используют как в электронике, так и в быту и других сфера жизнедеятельности. Но они всё ещё слабодоступны из-за высокой стоимости: базовый элемент солнечной батареи – это дорогой монокристаллический кремний, и поэтому цена киловатт-часа этой электроэнергии больше, чем полученной из каких-либо других источников.

 

 

 

 

Производство солнечных батарей — видео

 

 

 

 

Производство солнечных батарей


В этом видео показан технологический процесс производства и сборки солнечных батарей

 

 

 

 

Как изготавливаются солнечные панели? Части солнечной панели

Время чтения: 3 минуты

Солнечная энергия вошла в массовое производство как самый дешевый источник энергии в мире, заставляя многих людей задумываться, как солнечные фотоэлектрические системы могут быть такими эффективными и недорогими, при этом обеспечивая «зеленую» энергию. Ответ на этот вопрос означает понимание того, как работает солнечная энергия, как производятся солнечные панели и из каких частей состоит солнечная панель. Большинство панелей, представленных на рынке, изготовлены из монокристаллического, поликристаллического или тонкопленочного («аморфного») кремния.В этой статье мы расскажем о различных способах изготовления солнечных элементов и о том, какие детали необходимы для производства солнечных батарей.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2020 году

Основные выводы о производстве солнечных панелей

  • Солнечные панели обычно изготавливаются из нескольких ключевых компонентов: кремния, металла и стекла
  • Стандартные панели либо производятся из монокристаллического или поликристаллического кремния
  • Начните сравнивать расценки на солнечные батареи на EnergySage Marketplace, чтобы увидеть варианты оборудования бок о бок

Как изготавливаются солнечные панели? Моно против поли против тонкой пленки

Солнечные фотоэлектрические элементы состоят из нескольких частей, наиболее важными из которых являются кремниевые элементы.Кремний, атомный номер 14 в периодической таблице, представляет собой неметалл с проводящими свойствами, которые дают ему способность преобразовывать солнечный свет в электричество. Когда свет взаимодействует с кремниевой ячейкой, он приводит в движение электроны, что инициирует электрический ток. Это известно как «фотоэлектрический эффект».

Однако кремниевые элементы сами по себе не могут обеспечить электричеством ваш дом. Они соединены с металлическим корпусом и проводкой, которые позволяют электронам солнечного элемента улетучиваться и обеспечивать полезную мощность.Кремний имеет несколько различных структур ячеек: одноклеточные (монокристаллические), поликристаллические или аморфные формы, чаще всего ассоциируются с тонкопленочными солнечными панелями.

Процесс производства солнечных панелей

Монокристаллические солнечные панели производятся из одного большого кремниевого блока и изготавливаются в формате кремниевых пластин. Производственный процесс включает в себя вырезание отдельных кремниевых пластин, которые можно прикрепить к солнечной панели.Монокристаллические кремниевые элементы более эффективны, чем поликристаллические или аморфные солнечные элементы. Производство отдельных монокристаллических пластин является более трудоемким и, следовательно, более дорогим в производстве, чем поликристаллические ячейки. Монокристаллические ячейки имеют отчетливый черный эстетический вид и часто ассоциируются с гладким внешним видом панелей премиум-класса SunPower.

Поликристаллические солнечные элементы также являются кремниевыми элементами, но вместо того, чтобы формироваться в виде большого блока и разрезаться на пластины, они производятся путем плавления нескольких кристаллов кремния вместе.Многие молекулы кремния плавятся, а затем повторно соединяются вместе в самой панели. Поликристаллические ячейки менее эффективны, чем монокристаллические, но они также менее дороги. Они имеют голубоватый оттенок, который часто ассоциируется с эстетикой солнечных панелей SolarWorld.

Наконец, аморфные кремниевые элементы создают гибкие материалы для солнечных панелей, которые часто используются в тонкопленочных солнечных панелях. Ячейки из аморфного кремния не являются кристаллическими и вместо этого прикреплены к подложке, такой как стекло, пластик или металл.По этой причине тонкопленочные солнечные панели верны своему названию: они тонкие и гибкие, в отличие от стандартных. Несмотря на то, что аморфные солнечные элементы являются идеальным вариантом использования для универсальности, они очень неэффективны по сравнению с моно- или поликристаллическими элементами. First Solar наиболее известна производством тонкопленочных панелей в США.

После создания уникального типа солнечных элементов производители солнечных панелей завершают процесс, подключая электрические системы, добавляя антибликовое покрытие к элементам и корпусу. вся система в металлическом и стеклянном корпусе.

Из каких частей состоит солнечная панель?

Материалы, из которых изготовлены элементы для солнечных панелей, являются лишь частью самой солнечной панели. Процесс производства солнечных панелей обычно включает шесть различных компонентов. Если вы интересуетесь материалами для солнечных панелей и хотите сделать это своими руками, возможно, вам даже понадобится гипотетический список «ингредиентов» для самостоятельного производства. Вот общие части солнечной панели:

  1. Кремниевые солнечные элементы
  2. Металлический каркас (обычно алюминий)
  3. Стеклянный лист для корпуса
  4. Стандартный провод 12 В
  5. Провод шины
  6. Оргстекло

В дополнение к солнечному Сами элементы, стандартная солнечная панель включает в себя стеклянный кожух на передней части панели, чтобы добавить прочность и защиту кремниевым фотоэлектрическим элементам.Под стеклянной внешней стороной панели есть кожух для изоляции и защитный задний лист, который помогает ограничить рассеивание тепла и влажность внутри панели. Изоляция особенно важна, потому что повышение температуры приведет к снижению эффективности, что приведет к снижению мощности солнечной панели. Таким образом, производители фотоэлектрических элементов должны прилагать все усилия, чтобы обеспечить улавливание света без перегрева технологии.

Стоит ли делать солнечные панели самостоятельно?

Для тех, кто хочет установить солнечную батарею и рассматривает вариант «сделай сам», следует учитывать ряд факторов, таких как гарантии, долговечность продукции, эффективность и общая стоимость.Чтобы получить полное представление об этой поломке, ознакомьтесь с нашей статьей о плюсах и минусах солнечных батарей. Если вы ищете индивидуальную оценку стоимости солнечной установки в зависимости от вашего местоположения и типа крыши, попробуйте наш солнечный калькулятор. Для домовладельцев, заинтересованных в получении предложений от местных предварительно проверенных установщиков, посетите EnergySage Solar Marketplace.

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

Лучшие солнечные панели в 2020 г. [Полный список]

Время чтения: 6 минут

Поиск лучших солнечных панелей для вашего дома может показаться сложной задачей.В любой момент на рынке представлено более сотни различных марок солнечных панелей и другого солнечного оборудования. В этой статье мы обсудим, как производители солнечных панелей сочетаются друг с другом и кто делает лучшие солнечные панели.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем регионе в 2020 году

Лучшие солнечные панели: основные выводы

  • LG, Panasonic и Sunpower широко считаются ведущими компаниями по производству солнечных панелей.
  • Обязательно учитывайте эффективность, цену, и гарантия при сравнении вариантов панелей
  • Зарегистрируйтесь на EnergySage Marketplace, чтобы сравнить расценки на солнечные батареи с высококачественными солнечными панелями

Лучшие солнечные панели для домашней установки

Есть много солнечных панелей, доступных для покупки и установки.Из всех компаний, которые в настоящее время производят солнечные панели, вот некоторые из ведущих имен, которые чаще всего ассоциируются с лучшими солнечными панелями на рынке:

  • SunPower
  • LG
  • Panasonic
  • Silfab
  • Q CELLS
  • Canadian Solar
  • JinkoSolar
  • Trina Solar
  • REC Solar

В целом, SunPower, LG и Panasonic производят лучшие солнечные панели в 2020 году благодаря высокой эффективности, конкурентоспособным ценам и великолепной 25-летней гарантии, предлагаемой каждой. бренд.Эти компании сочетают долговечность и надежность с премиальной защитой и разумными ценами, что делает их брендами с лучшими доступными солнечными батареями.

Практически во всех случаях лучшие солнечные панели производятся из монокристаллических солнечных элементов премиум-класса. Монокристаллические ячейки состоят из монокристалла кремния, а не множества кремниевых фрагментов, сплавленных вместе, как в случае с поликристаллическими ячейками. Это означает, что клетки более эффективно преобразуют солнечный свет в электричество, а также имеют гладкий черный оттенок.Однако важно помнить, что солнечные панели премиум-класса с монокристаллическими элементами обычно имеют более высокую первоначальную цену.

Лучшие солнечные панели по эффективности

Эффективность солнечной панели является мерой того, насколько хорошо она преобразует солнечный свет в электричество. Основываясь только на максимальной эффективности модулей, вот пять ведущих производителей, которые производят лучшие солнечные панели:

Лучшие солнечные панели по эффективности

Лучшие солнечные панели, ранжированные по температурному коэффициенту

Температурный коэффициент солнечной панели является мерой того, насколько или Немного снижается производительность панели при высоких температурах.Основываясь только на самом низком температурном коэффициенте, доступном для панели, вот четыре лучших производителя солнечных панелей:

Лучшие солнечные панели по температурному коэффициенту

Лучшие солнечные панели по гарантии на материалы

Гарантия на материалы для солнечных панелей (или на оборудование) ) защищает оборудование от выхода из строя из-за факторов окружающей среды или производственных дефектов. Основываясь только на самых длительных гарантиях на материалы, доступных от компаний, производящих солнечную энергию, вот лучшие производители солнечных панелей:

Как показано выше, все шесть ведущих производителей солнечных панелей, ранжированные по гарантии на материалы, предлагают одинаковый срок гарантии, устанавливая этот уровень компаний Кроме.Для справки, отраслевой стандарт гарантии на панельные материалы — 10 лет .

Хотите знать, стоят ли лучшие солнечные панели? Посмотрите наше видео ниже о том, как взвесить все «за» и «против» высококачественного солнечного оборудования:

Какие солнечные компании сегодня являются лучшими? Какие производители делают лучшие панели?

Как определить, какие модели панелей ведущих компаний предлагают оптимальное сочетание цены и качества для ваших нужд? Чтобы решить эту проблему, EnergySage проанализировала подробные технические характеристики каждой панели, производимой наиболее популярными компаниями на EnergySage Solar Marketplace.Всего мы оценили более тысячи панельных моделей.

Ведущие производители солнечных панелей
19165,173 10 лет 14,7170 15,37 до -0,26% до
Производитель Диапазон эффективности Диапазон температурных коэффициентов Гарантия на материалы
Amerisolar От 14,75% до 17,01% лет
Astronergy от 18,1% до 19,1% от -0,38 до -0,38 10 лет
Axitec 18.От 96% до 20,45% от -0,39 до -0,39 15 лет
Canadian Solar 15,88% до 19,91% -0,41 до -0,37 10 лет
Centro 17,8% -0,44 до -0,42 10 лет
CertainTeed Solar 15,4% до 19,9% -0,45 до -0,37 10 лет
Китай% Sunergy -0.От 42 до -0,42 10 лет
ET Solar от 15,67% до 19,07% от -0,44 до -0,41 10 лет
Green Brilliance от 14,24% до 15,58% от 14,24% до 15,58% -0,45 5 лет
Hansol от 14,97% до 18,05% от -0,45 до -0,41 10 лет
Гелиен от 15,6% до 19160,316%
JA Solar 15.От 8% до 19,8% от -0,4 до -0,36 12 лет
JinkoSolar от 15,57% до 19,88% от -0,4 до -0,36 10 лет
Kyo % -0,45 до -0,45 10 лет
LG Solar от 18,4% до 22% от -0,4 до -0,3 25 лет
Mission Solar Energy 18,05% до -0,38 до -0.38 12 лет
Neo Solar Power от 16% до 17% от -0,42 до -0,42 10 лет
Panasonic 19,1% до 20,3% -0,26 от -0,26 до -0,26 до 25 лет
Phono Solar от 15,66% до 18,44% от -0,45 до -0,4 12 лет
Q CELLS от 17,1% до 20,1% -0,3 лет
Группа РЭК 16.От 5% до 21,7% от -0,37 до -0,26 20 лет
RECOM от 16,29% до 19,36% от -0,4 до -0,39 12 лет Солнечная энергия 18,5% от -0,44 до -0,44 10 лет
S-Energy 15,61% до 19,8% от -0,4 до -0,39 10 лет
Серафим 15,67% Серафим -0,43 до -0,42 10 лет
Silfab 17.От 6% до 19,4% от -0,38 до -0,36 25 лет
Solaria от 19,4% до 20,5% от -0,39 до -0,39 25 лет
Solartech9 Universal 19,9% от -0,26 до -0,26 15 лет
SunPower от 16,5% до 22,8% от -0,38 до -0,29 25 лет
Trina Solar% от -0,41 до -0.37 10 лет
Winaico от 18,83% до 19,4% -0,38 до -0,38 15 лет

Как EnergySage разработала рейтинг «лучших солнечных панелей»

Когда солнечные панели для вашего дома, вы должны принять во внимание производительность панели , качество, долговечность, гарантии и . Существует три основных технических характеристики, которые могут помочь вам при принятии решения: эффективность панели, температурный коэффициент и гарантия на материалы.Чтобы составить наш рейтинг лучших солнечных панелей, EnergySage провела оценку этих показателей для всех солнечных панелей, предлагаемых ведущими производителями на EnergySage Solar Marketplace.

Эффективность солнечной панели

Эффективность солнечной панели означает, насколько хорошо ваша солнечная панель может преобразовывать солнечный свет в полезную электроэнергию. Чем выше рейтинг эффективности, тем лучше, потому что это означает, что ваша солнечная панель способна преобразовывать больше солнечного света, который она улавливает, в электричество. Лучшими солнечными панелями, доступными на рынке сегодня, являются солнечные панели SunPower для жилых помещений серии A, которых 22.Максимальный КПД 8%.

Температурный коэффициент

Температурный коэффициент показывает, насколько хорошо ваши солнечные панели будут работать в неидеальных условиях. Солнечные панели похожи на любое другое электронное оборудование: они работают наиболее эффективно, когда они хранятся в прохладном месте (в идеале около 25 ° C или 77 ° F). Температурный коэффициент дает вам представление о том, как ухудшатся характеристики вашей панели в жаркие летние дни. На каждый градус выше 25 ° C (или 77 ° F) выработка электроэнергии вашей солнечной панелью будет уменьшаться на температурный коэффициент.Чем ниже температурный коэффициент, тем лучше.

Например, модель LG LG350Q1C-A5 имеет температурный коэффициент -0,3% / ° C. Это означает, что если температура вашей солнечной панели увеличивается на один градус Цельсия (с 25 ° C до 26 ° C), ее электричество производство упадет на 0,3%. Если температура повысится на десять градусов по Цельсию до 35 ° C (или 95 ° F), панель будет производить на три процента меньше электроэнергии. Хотя 95 ° F может показаться вам высоким, помните, что поверхность вашей крыши может быть намного горячее, чем воздух вокруг нее, когда на нее падает солнце.

Гарантия на материалы

Если вы покупаете новый телевизор, автомобиль или солнечные панели для крыши, вы должны ожидать, что производитель предоставит надежную гарантию на свой продукт. Гарантия на материалы для солнечной панели (иногда называемая гарантией на продукт или оборудование) защищает вас от сбоев оборудования из-за производственных дефектов или проблем с окружающей средой.

Большинство компаний предлагают как минимум 10-летнюю гарантию на материалы, но лучшие производители солнечных панелей дадут гарантию от отказов оборудования в течение 15 или даже 25 лет.Многие производители в нашем рейтинге предлагают гарантию на материалы более 10 лет.

Имейте в виду, что, хотя солнечные панели не учитываются в этом рейтинге, они также имеют 25-летнюю гарантию производительности. Производители обычно гарантируют, что их панели будут производить электроэнергию на 80-90% от их первоначальной мощности в конце этого гарантийного периода.

Как найти лучшую цену на свои солнечные панели

Если вам нужны лучшие солнечные панели на рынке, вы заплатите более высокую цену.Перечисленные выше панели получили наивысший рейтинг, но «лучшие» солнечные панели не всегда подходят для вашего дома. Если ваша крыша невелика и у вас мало места для вашей системы, инвестирование в самые эффективные и высокопроизводительные панели может обеспечить вам необходимую производительность. Однако, если у вас достаточно места для более крупной системы, установка чуть менее эффективных панелей может дать вам необходимую производительность по более конкурентоспособной цене. Давайте рассмотрим наш:

Три совета для любителей солнечных батарей

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

Как и любая дорогостоящая покупка, покупка установки солнечных батарей требует тщательного изучения и рассмотрения, включая тщательный анализ компаний в вашем районе. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США рекомендовалось, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной отрасли.

Чтобы найти более мелких подрядчиков, которые обычно предлагают более низкие цены, вам потребуется сеть установщиков, например EnergySage. Вы можете получить бесплатные предложения от проверенных установщиков, проживающих в вашем регионе, когда вы зарегистрируете свою собственность на нашем рынке солнечных батарей — домовладельцы, получившие 3 или более предложений, могут рассчитывать сэкономить от 5000 до 10000 долларов на установке солнечных панелей.

2. Крупнейшие установщики обычно не предлагают лучшую цену

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

3. Не менее важно сравнивать все варианты оборудования.

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

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

Для любого домовладельца, только начинающего покупать солнечную батарею и желающего получить приблизительную оценку установки, можно попробовать наш солнечный калькулятор, который предлагает предварительную стоимость и оценку долгосрочной экономии в зависимости от вашего местоположения и типа крыши. Для тех, кто хочет получить расценки от местных подрядчиков сегодня, ознакомьтесь с нашей платформой сравнения расценок.

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

основных солнечных элементов

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

Как производятся солнечные панели?

Производство кристаллических солнечных модулей

Солнечный фотоэлектрический модуль состоит из солнечных элементов, стекла, EVA, заднего листа и рамы.Узнайте больше о компонентах и ​​процессе изготовления солнечной панели.

На рынке доступны 3 типа солнечных панелей:

Таким образом, на уровне структуры ячеек существуют различные типы материалов для производства, такие как монокремний, поликремний или аморфный кремний (AnSi). Первые два типа ячеек производятся примерно одинаково. Читайте ниже об этапах производства кристаллической солнечной панели.

Шаг 1: Песок

Все начинается с сырья, которым в нашем случае является песок.Большинство солнечных панелей изготовлено из кремния, который является основным компонентом природного пляжного песка. Кремний широко доступен, что делает его вторым наиболее доступным элементом на Земле. Однако преобразование песка в высокосортный кремний требует больших затрат и является энергоемким процессом. Кремний высокой чистоты получают из кварцевого песка в дуговой печи при очень высоких температурах.

Шаг 2: Слитки

Кремний собирается, как правило, в виде твердых пород. Сотни этих пород плавятся вместе при очень высоких температурах, чтобы сформировать слитки в форме цилиндра.Для достижения желаемой формы используется стальная цилиндрическая печь. В процессе плавления уделяется внимание тому, чтобы все атомы были идеально выровнены в желаемой структуре и ориентации. В процесс добавляется бор, который придает силикону положительную электрическую полярность.

Монокристаллические элементы изготовлены из монокристалла кремния. Mono Silicon имеет более высокую эффективность преобразования солнечной энергии в электричество, поэтому цена монокристаллических панелей выше.

Полисиликоновые элементы изготавливаются путем плавления нескольких кристаллов кремния вместе. Вы можете узнать их по виду разбитого стекла, который создают различные кристаллы кремния. После остывания слитка производят шлифовку и полировку, оставляя слиток с плоскими сторонами.

Шаг 3: Вафли

Вафли представляют собой следующий шаг в производственном процессе. Слиток кремния разрезается на тонкие диски, также называемые пластинами. Проволочная пила используется для точной резки.По толщине пластина аналогична листу бумаги.

Поскольку чистый кремний блестящий, он может отражать солнечный свет. Чтобы уменьшить количество потерянного солнечного света, на силиконовую пластину нанесено антибликовое покрытие.

Шаг 4: Солнечные элементы

Следующие процессы превратят пластину в солнечный элемент, способный преобразовывать солнечную энергию в электричество.

Каждая пластина обрабатывается, и на каждую поверхность добавляются металлические проводники. Проводники придают пластине решетчатую матрицу на поверхности.Это обеспечит преобразование солнечной энергии в электричество. Покрытие будет способствовать поглощению солнечного света, а не его отражению.

В камере, похожей на печь, фосфор рассеивается тонким слоем по поверхности пластин. Это зарядит поверхность отрицательной электрической ориентацией. Комбинация бора и фосфора дает переход между положительным и отрицательным полюсами, который имеет решающее значение для правильного функционирования фотоэлемента.

Шаг 5: от солнечной батареи к солнечной батарее

Солнечные элементы спаяны вместе с использованием металлических соединителей для соединения элементов.Солнечные панели состоят из солнечных элементов, объединенных в матричную структуру. Текущие стандартные предложения на рынке:

  • Панели с 48 ячейками — подходят для крыш небольших жилых домов.

  • 60-ячеечные панели — это стандартный размер.

  • 72-секционные панели — используются для крупномасштабных инсталляций.

Наиболее распространенной системой с точки зрения кВтч для домов в Великобритании является солнечная система 4 кВтч.

После сборки ячеек на лицевую сторону, обращенную к солнцу, добавляется тонкий слой (около 6-7 мм) стекла. Задний лист изготовлен из высокопрочного материала на полимерной основе. Это предотвратит попадание воды, грязи и других материалов на панель сзади. Впоследствии добавляется распределительная коробка, чтобы обеспечить соединения внутри модуля.

После сборки рамы все складывается в единое целое. Рама также обеспечит защиту от ударов и погодных условий.Использование рамы также позволит установить панель различными способами, например, с помощью монтажных зажимов.

EVA (этиленвинилацетат) — это клей, который связывает все вместе. Очень важно, чтобы качество герметика было высоким, чтобы он не повредил клетки в суровых погодных условиях.

Шаг 6: Тестирование модулей

Когда модуль готов, проводится тестирование, чтобы убедиться, что элементы работают должным образом. STC (Стандартные условия испытаний) используются в качестве точки отсчета.Панель помещается во флэш-тестер на заводе-изготовителе. Тестер обеспечивает мощность излучения, эквивалентную 1000 Вт / м2, температуру ячейки 25 ° C и массу воздуха 1,5 г. Электрические параметры записываются, и вы можете найти эти результаты в технических характеристиках каждой панели. Рейтинги покажут выходную мощность, эффективность, напряжение, ток, ударную нагрузку и температурную стойкость.

Помимо STC, каждый производитель использует NOCT (номинальная рабочая температура ячейки).Используемые параметры более близки к «реальному» сценарию: рабочая температура разомкнутого модуля при освещенности 800 Вт / м2, температура окружающей среды 20 ° C, скорость ветра 1 м / с. Опять же, рейтинги NOCT можно найти в листе технических характеристик.

Очистка и осмотр — это заключительные этапы производства перед тем, как модуль будет готов к отправке домой или на предприятие.

Исследования и разработки в области солнечной энергетики направлены на снижение стоимости солнечных панелей и повышение эффективности.Отрасль производства солнечных панелей становится все более конкурентоспособной и, по прогнозам, станет более популярной, чем традиционные источники энергии, такие как ископаемое топливо.

Получите предложения от проверенных поставщиков сегодня, заполнив контактную форму вверху страницы! Услуга бесплатна и ни к чему не обязывает!

типов солнечных панелей (2020)

Найдите солнечную панель, подходящую для вашего дома

Знаете ли вы, что потребности мира в энергии на один год могут быть покрыты за счет энергии Солнца всего за одну минуту? Фактически, в течение 24 часов Солнце способно произвести больше энергии, чем все население потребило бы за 27 лет.

Таким образом, солнечная энергия — это не только надежный и долговечный источник энергии , но также очень экономичный и эффективный , если выбранные типы солнечных панелей и окружающая среда идеально подходят друг к другу. Такие многообещающие перспективы выросли в отрасли, которая приложила много усилий для разработки эффективных методов генерирования, использования и хранения солнечной энергии с помощью различных типов солнечных панелей и преобразования солнечного света в ценную электроэнергию.

Глядя на приведенный ниже график, становится легко увидеть быстрый рост производства солнечной фотоэлектрической энергии , который произошел в течение последних двух лет в Соединенном Королевстве. За год (2014-2015) производство солнечной фотоэлектрической энергии увеличилось почти на 87% .

Лишь немногие знают о различных технологиях, существующих на рынке солнечной энергии, таких как солнечное тепловое и солнечное нагревание воды.

В то время как эти альтернативы классическим типам солнечных панелей в основном используются для нагрева воды, в следующих параграфах дается более подробное введение в различные типы солнечных панелей, которые используются для производства зеленой электроэнергии.Несколько десятилетий исследований, работ и разработок привели к появлению на рынке широкого ассортимента различных типов солнечных панелей для солнечных панелей.

Чтобы дать более широкий обзор, GreenMatch собрал некоторую полезную информацию о наиболее распространенных и специальных типах солнечных панелей .

Тип солнечного элемента Коэффициент полезного действия Преимущества Недостатки
Монокристаллические солнечные панели (Mono-SI) ~ 20% Высокий КПД; оптимизирован для коммерческого использования; высокая жизненная ценность Дорого
Поликристаллические солнечные панели (p-Si) ~ 15% Цена ниже Чувствителен к высоким температурам; меньший срок службы и немного меньшая экономия места
Тонкопленочные солнечные панели из аморфного кремния (A-SI) ~ 7-10% Сравнительно низкая стоимость; простота изготовления и гибкость более короткие гарантии и срок службы
Концентрированная фотоэлектрическая ячейка (CVP) ~ 41% Очень высокая производительность и эффективность Требуется солнечный трекер и система охлаждения (для достижения высокого КПД)


Как классифицировать различные типы солнечных панелей

Различные типы солнечных панелей служат разным потребностям и целям.Для быстрого и общего обзора ознакомьтесь с нашим полным руководством по солнечным панелям, для подробное описание о различных типах солнечных панелей, продолжайте читать.

Учитывая, что солнечный свет можно использовать по-разному, будь то на Земле или в космосе, указывает на тот факт, что местоположение само по себе является значимым фактором , когда дело доходит до , выбирая один из типов солнечных панелей над другим .

Различие между различными типами солнечных панелей часто означает различие между однопереходными и многопереходными солнечными панелями или первого, второго или третьего поколений .Однопереходные и многопереходные различаются количеством слоев на солнечной панели, которые будут наблюдать солнечный свет, тогда как классификация по поколению фокусируется на материалах и эффективности различных типов солнечных панелей.

Солнечные панели 1-го поколения

Это традиционных типов солнечных панелей , изготовленных из монокристаллического кремния или поликремния, и наиболее часто используются в в обычных условиях.

Монокристаллические солнечные панели (Mono-SI)

Этот тип солнечных батарей (из монокристаллического кремния) самый чистый . Их легко узнать по равномерному темному цвету и закругленным краям . Высокая чистота кремния приводит к тому, что этот тип солнечных панелей имеет один из самых высоких показателей эффективности , а новейшие достигают более 20% .

Монокристаллические панели обладают высокой выходной мощностью, занимают меньше места и служат дольше всего.Конечно, это также означает, что они самые дорогие из всех. Еще одно преимущество, которое следует учитывать, заключается в том, что они, как правило, немного меньше подвержены воздействию высоких температур по сравнению с поликристаллическими панелями.

Поликристаллические солнечные панели (Poly-SI)

Вы можете быстро отличить эти панели, потому что у этого типа солнечных панелей есть квадраты, углы не срезаны, а — синий пестрый вид . Они изготовлены из путем плавления сырого кремния , что на быстрее и дешевле, чем процесс , используемый для монокристаллических панелей.

Это приводит к более низкой конечной цене, но также к снижению эффективности (около 15%) , меньшей эффективности использования пространства и более короткому сроку службы , поскольку они в большей степени подвержены влиянию высоких температур. Однако различия между моно- и поликристаллическими типами солнечных панелей не столь значительны, и выбор будет сильно зависеть от вашей конкретной ситуации. Первый вариант предлагает немного более высокую эффективность использования пространства при немного более высокой цене, но выходная мощность в основном такая же.

Солнечные панели 2-го поколения

Эти элементы представляют собой различные типы тонкопленочных солнечных элементов и в основном используются для фотоэлектрических электростанций, встроенных в здания или небольших солнечных систем.

Тонкопленочные солнечные элементы (TFSC)

Если вы ищете менее дорогой вариант , возможно, вам стоит обратить внимание на тонкопленочные. Тонкопленочные солнечные панели производятся путем размещения одной или нескольких пленок фотоэлектрического материала (такого как кремний, кадмий или медь) на подложке.Эти типы солнечных панелей наиболее просты в производстве, а экономия на масштабе делает их дешевле, чем альтернативы, из-за меньшего количества материала, необходимого для их производства.

Они также гибкие — что открывает множество возможностей для альтернативных приложений — и меньше подвержен влиянию высоких температур. Основная проблема в том, что они занимают много места, что обычно делает их непригодными для установки в жилых помещениях . Более того, они имеют самые короткие гарантии , потому что их срок службы короче, чем у моно- и поликристаллических типов солнечных панелей.Однако они могут быть хорошим вариантом для выбора среди различных типов солнечных панелей, где доступно много места.

Солнечный элемент из аморфного кремния (A-Si)

Вы когда-нибудь пользовались карманным калькулятором на солнечных батареях? Да? Тогда вы наверняка уже видели эти типы солнечных батарей раньше. Солнечные элементы из аморфного кремния относятся к разным типам солнечных панелей и используются в основном в таких карманных калькуляторах. Этот тип солнечных батарей использует трехслойную технологию , которая является лучшей из разновидностей тонких пленок.

Чтобы дать краткое представление о том, что означает «тонкий», в данном случае мы говорим о толщине 1 микрометр (одна миллионная метра). Имея КПД всего 7%, эти элементы на менее эффективны, чем на , чем кристаллические кремниевые, которые имеют КПД около 18%, но преимуществом является то, что элементы A-Si относительно невысоки.

Солнечные панели 3-го поколения

Солнечные панели 3-го поколения включают в себя множество тонкопленочных технологий, но большинство из них все еще находится на стадии исследований или разработок .Некоторые из них вырабатывают электричество, используя органические материалы, другие — неорганические вещества (например, CdTe).

Биогибридный солнечный элемент

Биогибридный солнечный элемент — один из типов солнечных панелей, который все еще находится в стадии исследования. Это было обнаружено группой экспертов из Университета Вандербильта. Идея новой технологии состоит в том, чтобы использовать преимущества фотосистемы 1, и, таким образом, имитировать естественный процесс фотосинтеза . Если вы хотите узнать больше о том, как работает биогибридный солнечный элемент, прочтите об этом в Американском журнале оптики и фотоники.В нем более подробно объясняется, как работают эти клетки. Многие из материалов, используемых в этой ячейке, аналогичны традиционным методам, но только путем объединения нескольких слоев фотосистемы 1 преобразование химической энергии в электрическую становится намного более эффективным (до 1000 раз более эффективным, чем типы 1-го поколения солнечные панели).

Солнечный элемент из теллурида кадмия (CdTe)

Среди множества различных типов солнечных панелей, в этой фотоэлектрической технике используется теллурид кадмия , который позволяет производить солнечные элементы по относительно низкой цене и, таким образом, на меньше срок окупаемости (менее года).Из всех технологий использования солнечной энергии эта технология требует наименьшего количества воды для производства. Принимая во внимание короткое время окупаемости энергии, солнечные элементы CdTe сохранят ваш углеродный след на минимальном уровне . Единственным недостатком использования теллурида кадмия является его характеристика: токсичен при проглатывании или вдыхании. В частности, в Европе это одно из самых серьезных препятствий, которое необходимо преодолеть, поскольку многие люди очень обеспокоены использованием технологий, лежащих в основе этого типа солнечных панелей.

Концентрированная фотоэлектрическая ячейка (CVP и HCVP)

Концентрированные фотоэлементы вырабатывают электроэнергию так же, как и обычные фотоэлектрические системы. Эти многопереходные солнечные панели типа имеют КПД до 41%. , что среди всех фотоэлектрических систем является самым высоким на данный момент.

Название таких ячеек CVP связано с тем, что делает их такими эффективными по сравнению с другими типами солнечных панелей: изогнутые зеркальные поверхности , линзы и иногда даже системы охлаждения используются для объединения солнечных лучей и, таким образом, повышения их эффективности. .

Таким образом, элементы CVP стали одной из самых эффективных солнечных панелей с высокой производительностью и КПД до 41%. Остается только тот факт, что такие солнечные панели CVP могут быть столь же эффективными, только если они обращены к солнцу под идеальным углом. Чтобы достичь таких высоких показателей эффективности, солнечный трекер внутри солнечной панели отвечает за , следующий за солнцем .

Если вы хотите узнать больше о различных типах солнечных панелей и других вариантах экологически чистой энергии, просто заполните необязательную форму вверху и воспользуйтесь нашей простой и бесплатной услугой.Greenmatch может предоставить вам до 4 предложений от проверенных и высококачественных поставщиков.

Источники:

Аскари Мохаммад Багер, Мирзаи Махмуд Абади Вахид, Мирхабиби Мохсен. Типы солнечных батарей и их применение. Американский журнал
Оптика и фотоника. Vol. 3, № 5, 2015, с. 94-113. DOI: 10.11648 / j.ajop.20150305.17

Министерство энергетики и изменения климата Великобритании. нет данных Производство солнечной фотоэлектрической энергии в Великобритании с 2004 по 2015 год (в гигаватт-часах).Statista. По состоянию на 12 июля 2017 г. Доступно по адресу https://www.statista.com/statistics/223332/uk-solar-power-generation/.

Лучшие солнечные панели для вашего дома (Руководство 2020)

Последнее обновление: 12 ноября 2020 г.

Почему солнечные панели в Великобритании — отличный вариант

Солнечные панели используют один из самых мощных, но бесплатных ресурсов природы : энергию, производимую солнцем.Солнечные панели, также известные как фотоэлектрические системы, используют полупроводниковую технологию, чтобы преобразовывать энергию солнечного света в электричество , которое может бесплатно обеспечивать электроэнергией ваш дом.

Чтобы помочь вам перейти на солнечную энергию, GreenMatch собрал самую полезную информацию о солнечных панелях, в том числе:

  • Всего цены солнечных панелей в Великобритании
  • Финансовые стимулы , чтобы помочь вам получить максимальную отдачу от ваших инвестиций
  • Практическая информация об установке Порядок действий и стоимость
  • Солнечная панель Особенности, влияющие на эффективность и лучшие модели

Цены на солнечные панели неуклонно снижались на протяжении многих лет, поскольку эксперты постоянно находили способы сделать компоненты солнечной энергии более эффективными.

Солнечные панели мощностью 4 кВт — это обычный размер для среднего дома в Великобритании. Его мощность составляет 3400 кВт / ч в год и стоит около 6000 фунтов стерлингов . Если вы сравните это со средним годовым потреблением электроэнергии домохозяйством, которое составляет около 3 200–4 100 кВт / ч , солнечные панели могут покрыть 83-106% вашего спроса на электроэнергию в идеальных условиях. Однако это зависит от количества солнечных часов и потребления энергии. Более подробную разбивку по сезонности и ежемесячной выработке энергии можно найти ниже.

Кроме того, с помощью таких стимулов, как Smart Export Guarantee (SEG), вы можете даже заработать деньги за излишки энергии, экспортируемые обратно в сеть!

Заинтересованы в покупке солнечных батарей?

Если вас интересуют солнечные панели для вашего дома в Великобритании и вы хотите узнать больше о том, как перейти на возобновляемые источники энергии, то GreenMatch здесь, чтобы помочь вам. Просто заполните необязательную форму вверху этой страницы, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.Наш сервис простой и бесплатный !

Как работают солнечные панели?

Говоря о солнечных батареях, важно различать два основных типа :

  1. Фотоэлектрические панели , вырабатывающие электроэнергии
  2. Солнечные тепловые панели , используемые для отопления для целей

Глобальная база данных солнечных батарей | Каталог фотоэлектрических станций ENF

От € 0.194 / Wp

Узнать

Тип: Монокристаллический Эффективность панели: 16.94 ~ 18,48%
Диапазон мощности: 275 ~ 300 Вт Вес: 17 кг
Область: Китай Размер панели (В / Ш / Г): 1640x990x40 мм

● Максимальное использование ограниченного пространства, модуль на 60 ячеек Выходная мощность до 300 Вт
● Высокая эффективность модуля благодаря инновационной технологии производства
● Сертифицирован, чтобы выдерживать: ветровые нагрузки 2400 Па и снеговые нагрузки 5400 Па
● Улучшенное текстурирование стекла и поверхности солнечных элементов обеспечивают отличную производительность в условиях низкой освещенности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.