✖


Jump to content

Солнечная панель

(Перенаправлено с солнечных модулей )
О солнечных тепловых панелях см. Солнечный тепловой коллектор и Солнечная тепловая энергия .

Солнечная батарея установлена ​​на крыше

Солнечная панель — это устройство, которое преобразует солнечный свет в электричество с помощью фотоэлектрических (PV) элементов. Фотоэлектрические элементы изготовлены из материалов, которые производят возбужденные электроны под воздействием света. Электроны движутся по цепи и производят электричество постоянного тока , которое можно использовать для питания различных устройств или хранить в батареях . Солнечные панели также известны как панели солнечных батарей , солнечные электрические панели или фотоэлектрические модули .

Солнечные панели обычно располагаются в группах, называемых массивами или системами . Фотоэлектрическая система состоит из одной или нескольких солнечных панелей, инвертора , который преобразует электричество постоянного тока в электричество переменного тока (AC), а иногда и других компонентов, таких как контроллеры , счетчики и трекеры . Большинство панелей расположены на солнечных фермах , которые снабжают электросеть , как и некоторые солнечные панели на крышах .

Некоторые преимущества солнечных панелей заключаются в том, что они используют возобновляемый и чистый источник энергии, сокращают выбросы парниковых газов и снижают счета за электроэнергию. Некоторые недостатки заключаются в том, что они зависят от наличия и интенсивности солнечного света, требуют очистки и имеют высокие первоначальные затраты. Солнечные панели широко используются в жилых, коммерческих и промышленных целях, а также в космосе , часто вместе с батареями .

История

[ редактировать ]
См. Также: Солнечные элементы § История и Хронология солнечных элементов.

В 1839 году способность некоторых материалов создавать электрический заряд под воздействием света впервые наблюдал французский физик Эдмон Беккерель . [1] Хотя эти первоначальные солнечные панели были слишком неэффективны даже для простых электрических устройств, их использовали в качестве инструмента для измерения света. [2]

Наблюдение Беккереля не повторялось снова до 1873 года, когда английский инженер-электрик Уиллоуби Смит обнаружил, что заряд может быть вызван попаданием света на селен . После этого открытия Уильям Гриллс Адамс и Ричард Эванс Дэй в 1876 году опубликовали «Действие света на селен», описывая эксперимент, который они использовали для повторения результатов Смита. [1] [3]

В 1881 году американский изобретатель Чарльз Фриттс создал первую коммерческую солнечную панель, о которой Фриттс сообщил как «непрерывную, постоянную и значительную силу не только под воздействием солнечного света, но и тусклого, рассеянного дневного света». [4] Однако эти солнечные панели были очень неэффективны, особенно по сравнению с угольными электростанциями .

В 1939 году Рассел Ол создал конструкцию солнечного элемента, которая используется во многих современных солнечных панелях. Он запатентовал свою конструкцию в 1941 году. [5] В 1954 году эта конструкция была впервые использована Bell Labs для создания первого коммерчески жизнеспособного кремниевого солнечного элемента. [1]

В период с 2008 по 2013 год количество установщиков солнечных панелей продемонстрировало значительный рост. [6] Из-за этого роста у многих монтажников были проекты, которые не были «идеальными» солнечными крышами для работы, и им приходилось искать решения для затененных крыш и трудностей с ориентацией. [7] Первоначально эта проблема была решена путем повторной популяризации микроинверторов , а затем и изобретения оптимизаторов мощности.

Производители солнечных панелей сотрудничали с компаниями, производящими микроинверторы, для создания модулей переменного тока, а компании, занимающиеся оптимизаторами мощности, сотрудничали с производителями модулей для создания интеллектуальных модулей. [8] В 2013 году многие производители солнечных панелей анонсировали и начали поставки своих интеллектуальных модулей. [9]

Теория и конструкция

[ редактировать ]
См. Также: Солнечная батарея
От солнечной батареи к фотоэлектрической системе

Фотоэлектрические модули состоят из большого количества солнечных элементов и используют световую энергию ( фотоны ) Солнца для выработки электроэнергии посредством фотоэлектрического эффекта . В большинстве модулей используются пластин элементы на основе кристаллические кремниевые или тонкопленочные элементы . Конструктивным ( несущим ) элементом модуля может быть либо верхний, либо задний слой. Клетки необходимо беречь от механических повреждений и влаги. Большинство модулей являются жесткими, но доступны и полугибкие модули на основе тонкопленочных ячеек. Ячейки обычно соединяются электрически последовательно , одна с другой до нужного напряжения, а затем параллельно для увеличения тока. Мощность ( (в ваттах ) модуля — это напряжение (в вольтах ), умноженное на силу тока в амперах ), и зависит как от количества света, так и от электрической нагрузки, подключенной к модулю. Производственные характеристики солнечных панелей получены при стандартных условиях, которые обычно не соответствуют истинным условиям эксплуатации солнечных панелей на месте установки. [10]

фотоэлектрической панели Распределительная коробка прикреплена к задней части солнечной панели и выполняет функцию выходного интерфейса. Для внешних подключений большинства фотоэлектрических модулей используются разъемы MC4 , что упрощает подключение к остальной части системы, защищенное от атмосферных воздействий. интерфейс питания USB . Также можно использовать [11] В солнечных панелях также используются металлические каркасы, состоящие из стоечных компонентов, кронштейнов, отражателей и желобов, чтобы лучше поддерживать конструкцию панели. [ нужна ссылка ]

Методы сотового соединения

[ редактировать ]

Солнечные модульные элементы необходимо соединить вместе, чтобы сформировать модуль, при этом передние электроды слегка блокируют область передней оптической поверхности солнечного элемента. Чтобы максимизировать площадь фронтальной поверхности, доступную для солнечного света, и повысить эффективность солнечных элементов, производители используют различные методы подключения солнечных элементов с задним электродом:

  • Задний контакт пассивированного излучателя (PERC) содержит полимерную пленку для улавливания света.
  • Туннельный оксидно-пассивированный контакт (TOPCon) добавляет оксидный слой к пленке PERC для улавливания большего количества света. [12]
  • Взаимно-штыревой задний контакт (IBC) [13]

Массивы фотоэлектрических модулей

[ редактировать ]

Один солнечный модуль может производить лишь ограниченное количество энергии; большинство установок содержат несколько модулей, добавляющих свои напряжения или токи. Фотоэлектрическая система обычно включает в себя набор фотоэлектрических модулей, инвертор , аккумуляторную батарею для хранения энергии, контроллер заряда, соединительную проводку, автоматические выключатели, предохранители, разъединители, измерители напряжения и, опционально, механизм слежения за солнечной энергией . Оборудование тщательно выбирается для оптимизации выработки и хранения энергии, снижения потерь при передаче энергии и преобразования постоянного тока в переменный.

Умные солнечные модули

[ редактировать ]
Умный модуль

Интеллектуальные модули отличаются от традиционных солнечных панелей, поскольку силовая электроника, встроенная в модуль, предлагает расширенные функциональные возможности, такие как отслеживание максимальной мощности на уровне панели , мониторинг и повышенную безопасность. [ нужна ссылка ] Силовая электроника, прикрепленная к раме солнечного модуля или подключенная к фотоэлектрической цепи через разъем, не считается интеллектуальными модулями. [14]

Несколько компаний начали включать в каждый фотоэлектрический модуль различную встроенную силовую электронику, такую ​​как:

Технология

[ редактировать ]
Основные статьи: Кристаллический кремний и тонкопленочный солнечный элемент.
Доля рынка фотоэлектрических технологий с 1980 г.

Большинство солнечных модулей в настоящее время производятся из солнечных элементов из кристаллического кремния (c-Si), изготовленных из поликристаллического или монокристаллического кремния . В 2021 году на долю кристаллического кремния пришлось 95% мирового производства фотоэлектрических систем. [16] в то время как остальная часть рынка в целом состоит из тонкопленочных технологий с использованием теллурида кадмия (CdTe), селенида меди, индия, галлия (CIGS) и аморфного кремния (a-Si) . [17]

В новых солнечных технологиях третьего поколения используются передовые тонкопленочные элементы. Они обеспечивают относительно высокоэффективное преобразование при меньших затратах по сравнению с другими солнечными технологиями. дорогостоящие, высокоэффективные и плотноупакованные прямоугольные многопереходные элементы (MJ) обычно используются Кроме того, в солнечных батареях на космических кораблях , поскольку они обеспечивают самое высокое соотношение вырабатываемой энергии на килограмм, поднятый в космос. MJ-ячейки представляют собой сложные полупроводники и изготовлены из арсенида галлия (GaAs) и других полупроводниковых материалов. Еще одна новая фотоэлектрическая технология с использованием MJ-элементов — это фотоэлектрические концентраторы (CPV).

Тонкая пленка

[ редактировать ]
Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Тонкопленочный солнечный элемент» . [ редактировать ]
Тонкопленочные солнечные элементы, второе поколение фотоэлектрических (PV) солнечных элементов :

Тонкопленочные солнечные элементы — это тип солнечного элемента, изготовленный путем нанесения одного или нескольких тонких слоев ( тонких пленок или TF) фотоэлектрического материала на подложку, такую ​​как стекло, пластик или металл. Тонкопленочные солнечные элементы обычно имеют толщину от нескольких нанометров ( нм ) до нескольких микрон ( мкм ), что намного тоньше, чем пластины, используемые в обычных солнечных элементах на основе кристаллического кремния (c-Si), толщина которых может достигать 200 мкм. Тонкопленочные солнечные элементы коммерчески используются в нескольких технологиях, включая теллурид кадмия (CdTe), диселенид меди, индия-галлия (CIGS) и аморфный тонкопленочный кремний (a-Si, TF-Si).

Солнечные элементы часто подразделяют на так называемые поколения на основе активных (поглощающих солнечный свет) слоев, используемых для их производства, при этом наиболее хорошо зарекомендовавшие себя солнечные элементы или элементы первого поколения изготавливаются из моно- или мультикристаллического солнечные кремния . Это доминирующая технология, используемая в настоящее время в большинстве солнечных фотоэлектрических систем . Большинство тонкопленочных солнечных элементов относятся к второму поколению и изготовлены с использованием тонких слоев хорошо изученных материалов, таких как аморфный кремний (a-Si), теллурид кадмия (CdTe), селенид меди, индия-галлия (CIGS) или арсенид галлия (GaAs). . Солнечные элементы, изготовленные из новых, менее известных материалов, классифицируются как солнечные элементы третьего поколения или новые. Сюда входят некоторые инновационные тонкопленочные технологии, такие как перовскит , сенсибилизированные красителем , квантовые точки , органические и CZTS тонкопленочные солнечные элементы .

Тонкопленочные элементы имеют ряд преимуществ перед кремниевыми солнечными элементами первого поколения, в том числе более легкие и гибкие благодаря своей тонкой конструкции. Это делает их пригодными для использования в фотоэлектрических системах, встроенных в здания, а также в качестве полупрозрачного фотоэлектрического материала для остекления, который можно ламинировать на окнах. В других коммерческих целях используются жесткие тонкопленочные солнечные панели (расположенные между двумя стеклянными панелями) на некоторых крупнейших в мире фотоэлектрических электростанциях . Кроме того, материалы, используемые в тонкопленочных солнечных элементах, обычно производятся с использованием простых и масштабируемых методов, более рентабельных, чем элементы первого поколения, что приводит к снижению воздействия на окружающую среду, например, выбросов парниковых газов (ПГ) во многих случаях . Тонкопленочные элементы также обычно превосходят возобновляемые и невозобновляемые источники для производства электроэнергии с точки зрения токсичности для человека и выбросов тяжелых металлов .

Несмотря на первоначальные проблемы с эффективным преобразованием света , особенно среди фотоэлектрических материалов третьего поколения, по состоянию на 2023 год некоторые тонкопленочные солнечные элементы достигли эффективности до 29,1% для однопереходных тонкопленочных элементов GaAs, что превышает максимальный КПД в 26,1%. для стандартных однопереходных солнечных элементов первого поколения. Ячейки многопереходного концентратора , в которых используются тонкопленочные технологии, по состоянию на 2023 год достигнут эффективности до 47,6%. [18]

было обнаружено, что многие тонкопленочные технологии имеют более короткий срок эксплуатации и более высокие скорости деградации, чем элементы первого поколения Тем не менее, в ходе ускоренных испытаний на срок службы , что способствовало их несколько ограниченному использованию. По состоянию на 2023 год доля на фотоэлектрическом рынке останется на уровне около 5%. тонкопленочных технологий [19] Тем не менее, тонкопленочная технология стала значительно более популярной в Соединенных Штатах, где на одни только ячейки CdTe приходилось почти 30% новых развертываний в масштабах коммунальных предприятий в 2022 году. [20]

Монтаж и отслеживание

[ редактировать ]
Основные статьи: Фотоэлектрическая монтажная система и солнечный трекер.
Солнечные модули, установленные на солнечных трекерах
Рабочие устанавливают солнечные панели на крыше жилого дома

Земля

[ редактировать ]

коммунального масштаба Крупные солнечные электростанции часто используют наземные фотоэлектрические системы. Их солнечные модули удерживаются на месте с помощью стоек или рам, прикрепленных к наземным монтажным опорам. [21] [22] Наземные монтажные опоры включают в себя:

  • Крепления для столбов, которые вбиваются непосредственно в землю или забетонируются.
  • Крепления для фундамента, такие как бетонные плиты или заливные фундаменты.
  • Балластные опоры, такие как бетонные или стальные основания, которые используют вес для фиксации системы солнечных модулей на месте и не требуют проникновения в землю. Этот тип системы крепления хорошо подходит для мест, где раскопки невозможны, например, на закрытых свалках, и упрощает вывод из эксплуатации или перемещение систем солнечных модулей.
Наземный монтаж солнечной батареи
Наземный монтаж солнечных панелей
Наземный монтаж солнечной батареи
Вертикальная двусторонняя солнечная батарея
[ редактировать ]
Агривольтаические вертикальные двусторонние солнечные панели
Вертикальная двусторонняя и выходная мощность солнечных батарей, обращенных на юг
  Вертикальный двусторонний
  Солнечная батарея на южной стороне

Вертикальные двусторонние солнечные элементы, ориентированные на восток и запад, чтобы более эффективно улавливать солнечное излучение утром и вечером. Область применения включает в себя агровольтаику , солнечные ограждения, шумоглушители на шоссе и железных дорогах, а также баррикады . [23]

Вертикальная двусторонняя солнечная батарея вдоль шоссе

Крыша

[ редактировать ]
Основная статья: Солнечная электростанция на крыше

Накрышные солнечные электростанции состоят из солнечных модулей, удерживаемых стойками или рамами, прикрепленными к монтажным опорам на крыше. [24] Монтажные опоры на крыше включают в себя:

  • Рельсовые крепления, которые крепятся непосредственно к конструкции крыши и могут использовать дополнительные рейки для крепления стеллажей или рам модулей.
  • Опоры с балластом, такие как бетонные или стальные основания, которые используют вес для фиксации панельной системы на месте и не требуют сквозного проникновения. Этот метод монтажа позволяет выводить из эксплуатации или перемещать системы солнечных батарей без негативного воздействия на конструкцию крыши.
  • Вся проводка, соединяющая соседние солнечные модули с оборудованием для сбора энергии, должна быть проложена в соответствии с местными электротехническими нормами и правилами и проложена в кабелепроводе, соответствующем климатическим условиям.

Солнечный навес

[ редактировать ]
под навесом на солнечных батареях Парковка в Нью-Хейвене у отеля Marcel. расположены зарядные устройства EV уровня 2 Под навесом , а сзади — нагнетатель Tesla Supercharger на 12 отсеков .

Солнечные навесы представляют собой солнечные батареи , которые устанавливаются поверх традиционного навеса . Эти навесы могут быть навесом для парковки, навесом для машины , беседкой , перголой или навесом для патио .

Портативный

[ редактировать ]

Портативные солнечные панели могут обеспечить электрический ток, достаточный для зарядки устройств (мобильных, радиоприемников и т. д.) через USB-порт или для зарядки зарядного устройства.

К особенностям панелей относятся высокая гибкость, высокая прочность и водонепроницаемость. Они хороши для путешествий или кемпинга.

Солнечная панель 5 В, 2 А, 10 Вт с USB-портом.

Отслеживание

[ редактировать ]

Солнечные трекеры увеличивают количество энергии, производимой на модуль, за счет усложнения механики и увеличения потребности в обслуживании. Они определяют направление Солнца и наклоняют или поворачивают модули по мере необходимости для максимального воздействия света. [25] [26]

Альтернативно, фиксированные стойки могут удерживать модули неподвижно в течение дня под заданным наклоном ( зенитным углом ) и в заданном направлении ( азимутальном угле ). Углы наклона, эквивалентные широте установки, являются обычным явлением. Некоторые системы могут также регулировать угол наклона в зависимости от времени года. [27]

С другой стороны, обычно используются массивы, обращенные на восток и запад (например, покрывающие крышу, обращенную с востока на запад). Несмотря на то, что такие установки не будут производить максимально возможную среднюю мощность от отдельных солнечных панелей, стоимость панелей сейчас обычно дешевле, чем механизм слежения, и они могут обеспечить более экономически ценную электроэнергию во время утренних и вечерних пиковых нагрузок, чем при ориентации на север или юг. системы. [28]

Концентратор

[ редактировать ]

Некоторые специальные солнечные фотоэлектрические модули включают концентраторы , в которых свет фокусируется линзами или зеркалами на более мелкие ячейки. Это позволяет экономически эффективно использовать высокоэффективные, но дорогие элементы (такие как арсенид галлия ) с компромиссом в виде использования более высокой площади солнечного воздействия. [ нужна ссылка ] Концентрация солнечного света также может повысить эффективность примерно до 45%. [29]

Захват света

[ редактировать ]

Количество света, поглощаемого солнечным элементом, зависит от угла падения прямых солнечных лучей. Частично это связано с тем, что количество света, попадающего на панель, пропорционально косинусу угла падения, а частично потому, что при большом угле падения отражается больше света. Чтобы максимизировать общую выработку энергии, модули часто ориентируют лицом на юг (в северном полушарии) или на север (в южном полушарии) и наклоняют с учетом широты. Слежение за Солнцем можно использовать, чтобы угол падения был небольшим.

Солнечные панели часто покрываются антибликовым покрытием , которое представляет собой один или несколько тонких слоев веществ с показателями преломления, промежуточными между показателями кремния и воздуха. Это вызывает деструктивную интерференцию отраженного света, уменьшая его количество. Производители фотоэлектрических устройств работают над уменьшением отражательной способности с помощью улучшенных антибликовых покрытий или текстурированного стекла. [30] [31]

Кривая мощности

[ редактировать ]
Типичная кривая напряжения/тока для отдельных незатененных солнечных панелей. Отслеживание точки максимальной мощности гарантирует сбор как можно большего количества энергии.
Основная статья: Солнечный инвертор

В целом, если в случае отдельных солнечных панелей потребляется недостаточно тока, мощность не будет максимальной. Если подается слишком большой ток, напряжение падает. Оптимальное потребление тока примерно пропорционально количеству солнечного света, попадающего на панель. Мощность солнечной панели определяется значением MPP (максимальная мощность) солнечных панелей при ярком солнечном свете.

Инверторы

[ редактировать ]

Солнечные инверторы преобразуют мощность постоянного тока, обеспечиваемую панелями, в мощность переменного тока .

Кривая мощности/напряжения частично затененного фотоэлектрического модуля с отмеченным локальным и глобальным MPP

MPP (точка максимальной мощности) солнечной панели состоит из напряжения MPP (V mpp ) и тока MPP (I mpp ). Выполняя отслеживание точки максимальной мощности (MPPT), солнечный инвертор измеряет выходную мощность (кривую IV) солнечного элемента и применяет соответствующую электрическую нагрузку для получения максимальной мощности.

Солнечная панель переменного тока ( переменного тока ) имеет небольшой микроинвертор постоянного тока в переменный на задней панели и производит переменный ток без внешнего разъема постоянного тока . Модули переменного тока определены Underwriters Laboratories как самая маленькая и наиболее полная система для сбора солнечной энергии. [32] [ нужна цитата для проверки ]

Микроинверторы работают независимо, позволяя каждой панели обеспечивать максимально возможную мощность при заданном количестве солнечного света, но могут быть более дорогими. [33]

Соединение модулей

[ редактировать ]
Пример подключения: блокировочный диод устанавливается последовательно с каждой цепочкой модулей, а байпасные диоды устанавливаются параллельно модулям.

Электрические соединения модулей выполняются с помощью проводящих проводов, которые отводят ток от модулей, и имеют размеры в соответствии с номинальным током и условиями неисправности и иногда включают линейные предохранители.

Панели обычно соединяются последовательно из одной или нескольких панелей, образуя цепочки для достижения желаемого выходного напряжения, а цепочки можно соединять параллельно, чтобы обеспечить желаемую токовую нагрузку (амперы) фотоэлектрической системы.

При цепном соединении напряжения модулей суммируются, но ток определяется панелью с наименьшей производительностью. Это известно как «эффект рождественского света». При параллельном соединении напряжения будут одинаковыми, а токи складываются. Массивы подключаются так, чтобы соответствовать требованиям к напряжению инверторов и не превышать пределы тока.

Блокирующие и обходные диоды могут быть встроены в модуль или использоваться снаружи для борьбы с частичным затенением массива, чтобы максимизировать выходную мощность. При последовательном соединении байпасные диоды размещаются параллельно модулям, чтобы ток мог обходить заштрихованные модули, которые в противном случае сильно ограничивали бы ток. Для параллельных соединений блокировочный диод может быть установлен последовательно с цепочкой каждого модуля, чтобы предотвратить протекание тока назад через заштрихованные цепочки, тем самым вызывая короткое замыкание других цепочек.

Разъемы

[ редактировать ]

Наружные солнечные панели обычно имеют разъемы MC4 . Автомобильные солнечные панели также могут включать в себя вспомогательную розетку и/или USB- адаптер. Внутренние панели (включая солнечные фотоэлектрические стекла, тонкие пленки и окна) могут быть оснащены микроинвертором (солнечные панели переменного тока).

Эффективность

[ редактировать ]
См. Также: Эффективность солнечных батарей.
Отчетный график лучших показателей эффективности преобразования энергии солнечных модулей с 1988 года ( Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии ) [34]

Каждый модуль рассчитан на выходную мощность постоянного тока в стандартных условиях испытаний (STC), поэтому выходная мощность в рабочем состоянии может варьироваться. Мощность обычно составляет от 100 до 365 Вт (Вт). Эффективность модуля определяет площадь модуля при той же номинальной мощности: модуль мощностью 230 Вт с КПД 8% будет иметь вдвое большую площадь, чем модуль мощностью 230 Вт с КПД 16%. Некоторые коммерчески доступные солнечные модули имеют эффективность, превышающую 24%. [35] [36] В настоящее время, [ нужно обновить ] наилучший достигнутый коэффициент преобразования солнечного света (эффективность солнечного модуля) составляет около 21,5% в новых коммерческих продуктах. [37] обычно ниже, чем эффективность их клеток по отдельности. Наиболее эффективные солнечные модули массового производства имеют значения удельной мощности до 175 Вт/м. 2 (16,22 Вт/фут 2 ). [38]

Кривая зависимости тока от напряжения модуля предоставляет полезную информацию о его электрических характеристиках. [39] Производственные процессы часто вызывают различия в электрических параметрах разных фотоэлектрических модулей, даже в элементах одного типа. Поэтому только экспериментальное измерение ВАХ позволяет точно установить электрические параметры фотоэлектрического устройства. Эти измерения предоставляют весьма важную информацию для проектирования, установки и обслуживания фотоэлектрических систем. Обычно электрические параметры фотоэлектрических модулей измеряются путем испытаний в помещении. Однако тестирование на открытом воздухе имеет важные преимущества, такие как отсутствие необходимости в дорогостоящем искусственном источнике света, отсутствие ограничений по размеру образца и более однородное освещение образца.

Коэффициент мощности солнечных панелей ограничен в первую очередь географической широтой и существенно варьируется в зависимости от облачности, пыли, продолжительности дня и других факторов. В Великобритании сезонный коэффициент мощности колеблется от 2% (декабрь) до 20% (июль) при среднегодовом коэффициенте мощности 10–11%, а в Испании значение достигает 18%. [40] В мировом масштабе коэффициент мощности фотоэлектрических ферм коммунального масштаба в 2019 году составил 16,1%. [41] [ ненадежный источник? ]

Перегрев является наиболее важным фактором эффективности солнечной панели. [42]

Радиационно-зависимая эффективность

[ редактировать ]

В зависимости от конструкции фотоэлектрические модули могут производить электроэнергию в диапазоне световых частот , но обычно не могут охватывать весь диапазон солнечного излучения (в частности, ультрафиолетовое , инфракрасное , а также слабый или рассеянный свет). Следовательно, большая часть падающей солнечной энергии тратится солнечными модулями впустую, и они могут обеспечить гораздо более высокую эффективность, если освещаются монохроматическим светом. Поэтому другая концепция дизайна состоит в том, чтобы разделить свет на шесть-восемь различных диапазонов длин волн, которые будут давать свет разного цвета, и направить лучи на разные ячейки, настроенные на эти диапазоны. [43]

Производительность и деградация

[ редактировать ]
Эта диаграмма иллюстрирует влияние облаков на производство солнечной энергии.

Производительность модуля обычно оценивается при стандартных условиях испытаний (STC): интенсивность излучения 1000 Вт/м. 2 , солнечный спектр AM 1,5 и температура модуля 25 °C. [44] Фактическое выходное напряжение и ток модуля изменяются по мере изменения условий освещения, температуры и нагрузки, поэтому никогда не существует одного конкретного напряжения, при котором работает модуль. Производительность варьируется в зависимости от географического положения, времени суток, дня года, количества солнечного излучения , направления и наклона модулей, облачности, затенения, загрязнения , состояния заряда и температуры. Производительность модуля или панели можно измерить в различные интервалы времени с помощью клещей постоянного тока или шунта, а также записать, построить график или составить диаграмму с помощью самописца или регистратора данных.

Для оптимальной работы солнечная панель должна состоять из одинаковых модулей, ориентированных в одном направлении, перпендикулярном прямому солнечному свету. Обходные диоды используются для обхода сломанных или затененных панелей и оптимизации выходного сигнала. Эти байпасные диоды обычно размещаются вдоль групп солнечных элементов для создания непрерывного потока. [45]

Электрические характеристики включают номинальную мощность (P MAX , измеряется в Вт ), напряжение холостого хода (В OC ), ток короткого замыкания (I SC , измеряется в амперах ), максимальное напряжение мощности (В MPP ), максимальную мощность тока (I MPP). ), пиковая мощность ( ватт-пик , Вт ) и эффективность модуля (%).

Напряжение холостого хода или V OC — это максимальное напряжение, которое модуль может производить, когда он не подключен к электрической цепи или системе. [46] V OC можно измерить вольтметром непосредственно на клеммах освещаемого модуля или на его отключенном кабеле.

Номинальная пиковая мощность, Вт p , представляет собой максимальную выходную мощность в стандартных условиях испытаний (а не максимально возможную выходную мощность). Типичные модули размером примерно 1 на 2 метра (3 х 7 футов) будут иметь мощность от 75 Вт до 600 Вт, в зависимости от их эффективности. Во время тестирования тестовые модули группируются в соответствии с результатами испытаний, и типичный производитель может оценивать свои модули с шагом 5 Вт и либо оценивать их как +/- 3%, +/- 5%, +3/ -0% или +5/-0%. [47] [48] [49]

Влияние температуры

[ редактировать ]

Производительность фотоэлектрического (PV) модуля зависит от условий окружающей среды, в основном от общей падающей освещенности G в плоскости модуля. Однако температура Т p–n-перехода влияет и на основные электрические параметры: ток короткого замыкания ISC, напряжение холостого хода VOC и максимальную мощность Pmax. В целом известно, что ЛОС обнаруживает значимую обратную корреляцию с Т, тогда как для ISC эта корреляция прямая, но более слабая, так что это увеличение не компенсирует снижение ЛОС. Как следствие, Pmax уменьшается с увеличением T. Эта корреляция между выходной мощностью солнечного элемента и рабочей температурой его перехода зависит от материала полупроводника и обусловлена ​​влиянием Т на концентрацию, время жизни и подвижность собственных носителей заряда, т. е. электронов и запрещенных зон. внутри фотоэлектрического элемента.

Температурная чувствительность обычно описывается температурными коэффициентами, каждый из которых выражает производную параметра, к которому он относится, по температуре перехода. Значения этих параметров можно найти в любом паспорте фотоэлектрического модуля; следующие:

- β: коэффициент вариации ЛОС по отношению к Т, определяемый как ∂ЛОС/∂Т.

- α: Коэффициент вариации ISC относительно T, определяемый как ∂ISC/∂T.

- δ: Коэффициент изменения Pmax относительно T, определяемый как ∂Pmax/∂T.

Методики оценки этих коэффициентов по экспериментальным данным можно найти в литературе. [50]

Деградация

[ редактировать ]

Способность солнечных модулей противостоять дождю, граду , сильной снеговой нагрузке и циклам жары и холода варьируется в зависимости от производителя, хотя большинство солнечных панелей на рынке США внесены в список UL, что означает, что они прошли испытания на устойчивость к граду. [51]

Потенциально-индуцированная деградация (также называемая ПИД) — это потенциально-индуцированное ухудшение характеристик кристаллических фотоэлектрических модулей, вызванное так называемыми блуждающими токами. [52] Этот эффект может привести к потере мощности до 30%. [53]

Достижения в области фотоэлектрических технологий привели к процессу «легирования» кремниевой подложки для снижения энергии активации, что делает панель более эффективной в преобразовании фотонов в возвращаемые электроны. [54]

Такие химические вещества, как бор (p-типа), применяются в кристалле полупроводника, чтобы создать донорные и акцепторные энергетические уровни существенно ближе к валентной и проводящей зонам. [55] При этом добавка примеси бора позволяет снизить энергию активации в 20 раз с 1,12 эВ до 0,05 эВ. Поскольку разность потенциалов (E B ) настолько мала, бор способен термически ионизироваться при комнатной температуре. Это позволяет использовать свободные носители энергии в зонах проводимости и валентной зоне, тем самым обеспечивая большее преобразование фотонов в электроны.

Выходная мощность фотоэлектрического (PV) устройства со временем уменьшается. Это уменьшение связано с воздействием солнечной радиации, а также других внешних условий. Индекс деградации, который определяется как годовой процент потери выходной мощности, является ключевым фактором, определяющим долгосрочную производительность фотоэлектрической установки. Чтобы оценить это ухудшение, процент снижения связан с каждым из электрических параметров. Индивидуальная деградация фотоэлектрического модуля может существенно повлиять на производительность всей цепочки. Более того, не все модули в одной установке снижают свою производительность с одинаковой скоростью. Учитывая набор модулей, подвергающихся длительному воздействию внешних условий, необходимо учитывать индивидуальную деградацию основных электрических параметров и увеличение их дисперсии. Поскольку каждый модуль имеет тенденцию к деградации по-разному, поведение модулей со временем будет все более различаться, что отрицательно скажется на общей производительности установки. [ нужна ссылка ]

В литературе имеется несколько исследований, посвященных анализу снижения мощности модулей на основе различных фотоэлектрических технологий. Согласно недавнему исследованию, [56] Деградация модулей кристаллического кремния очень регулярна и колеблется от 0,8% до 1,0% в год.

С другой стороны, если проанализировать работу тонкопленочных фотоэлектрических модулей, наблюдается начальный период сильной деградации (который может длиться от нескольких месяцев и даже до 2 лет), за которым следует более поздняя стадия, на которой деградация стабилизируется. тогда его можно сравнить с кристаллическим кремнием. [57] В таких тонкопленочных технологиях также наблюдаются сильные сезонные колебания, поскольку влияние солнечного спектра гораздо сильнее. Например, для модулей из аморфного кремния, микроморфного кремния или теллурида кадмия речь идет о годовых темпах деградации в течение первых лет от 3% до 4%. [58] Однако другие технологии, такие как CIGS, демонстрируют гораздо более низкие темпы деградации даже в те первые годы.

Обслуживание

[ редактировать ]
Генеральная очистка наземных солнечных панелей на золотом руднике Шанта в Танзании
Более глубокий уровень очистки с мойкой под давлением солнечных панелей навеса для автомобиля в Googleplex, Маунтин-Вью, Калифорния.

Эффективность преобразования солнечной панели, обычно составляющая 20 %, снижается из-за накопления пыли, грязи, пыльцы и других частиц на солнечных панелях, что в совокупности называется загрязнением . «Грязная солнечная панель может снизить свою мощность до 30% в районах с высоким содержанием пыли/пыльцы или в пустынных районах», – говорит Шеймус Карран, доцент кафедры физики Хьюстонского университета и директор Института наноэнергетики, который специализируется на проектирование, проектирование и сборка наноструктур. [59] По оценкам, средние потери от загрязнения в мире в 2018 году составят не менее 3–4%. [60]

По состоянию на 2019 год оплата очистки солнечных панелей является хорошей инвестицией во многих регионах. [60] Однако в некоторых регионах уборка нерентабельна. В Калифорнии по состоянию на 2013 год финансовых потерь, вызванных загрязнением, редко было достаточно, чтобы оправдать затраты на мытье панелей. В среднем панели в Калифорнии теряли чуть менее 0,05% своей общей эффективности в день. [61]

Существуют также профессиональные риски при установке и обслуживании солнечных панелей . В ходе исследования 2015–2018 годов, проведенного в Великобритании, было изучено 80 случаев пожаров, связанных с фотоэлектрическими установками, из них более 20 «серьезных пожаров», непосредственно вызванных фотоэлектрическими установками, включая 37 жилых зданий и 6 солнечных электростанций. В 1/3 В инцидентов основная причина не была установлена, а в большинстве остальных причиной были некачественная установка, неисправность продукта или проблемы с конструкцией. Наиболее частым элементом, вызывающим пожары, были изоляторы постоянного тока. [62]

Исследование, проведенное компанией «KWh Analytics» в 2021 году, определило, что медианная годовая деградация фотоэлектрических систем составляет 1,09% для жилых домов и 0,8% для нежилых, что почти в два раза больше, чем предполагалось ранее. [63] Исследование надежности модулей, проведенное в 2021 году, выявило тенденцию к увеличению количества отказов солнечных модулей: 30% производителей сталкиваются с нарушениями безопасности, связанными с распределительными коробками (рост с 20%), а 26% — с ошибками в спецификациях (рост с 20%). [64]

Методы очистки солнечных панелей можно разделить на 5 групп: ручные инструменты, механизированные инструменты (например, щетки на тракторе), установленные гидравлические системы (например, разбрызгиватели), установленные роботизированные системы и развертываемые роботы. Ручные инструменты для очистки на сегодняшний день являются наиболее распространенным методом очистки, скорее всего, из-за низкой стоимости приобретения. Однако в исследовании, проведенном в Саудовской Аравии в 2014 году, было обнаружено, что «установленные роботизированные системы, механизированные системы и установленные гидравлические системы, вероятно, являются тремя наиболее многообещающими технологиями для использования при очистке солнечных панелей». [65]

Отходы и переработка

[ редактировать ]

В 2021 году было 30 тысяч тонн фотоэлектрических отходов, и, по оценкам Bloomberg NEF, годовой объем вырастет до более чем 1 миллиона тонн к 2035 году и более 10 миллионов к 2050 году. [66] 750 миллионов тонн летучей золы. Для сравнения, в 2022 году угольная энергетика произвела [67] В США около 90% выведенных из эксплуатации солнечных панелей по состоянию на 2023 год окажутся на свалках. [68] Большинство частей солнечного модуля могут быть переработаны, включая до 95% некоторых полупроводниковых материалов или стекла, а также большое количество черных и цветных металлов. [69] Некоторые частные компании и некоммерческие организации принимают обратно и перерабатывают модули с истекшим сроком службы. [70] Законодательство ЕС требует от производителей обеспечить правильную переработку своих солнечных панелей. Аналогичное законодательство принимается в Японии , Индии и Австралии . [71] В австралийском отчете за 2023 год говорится, что существует рынок качественных использованных панелей, и даны рекомендации по увеличению повторного использования. [72] : 33 

Возможности переработки зависят от типа технологии, используемой в модулях:

  • Модули на основе кремния: алюминиевые рамы и распределительные коробки демонтируются вручную в начале процесса. Затем модуль измельчается в мельнице и отделяются различные фракции – стекло, пластик и металлы. [73] Возможно восстановление более 80% от поступающего веса. [74] Этот процесс могут выполнять переработчики листового стекла, поскольку форма и состав фотоэлектрического модуля аналогичны листовому стеклу, используемому в строительной и автомобильной промышленности. Например, восстановленное стекло с готовностью принимается промышленностью по производству пеностекла и изоляционного стекла.
  • Модули, не основанные на кремнии: они требуют специальных технологий переработки, таких как использование химических ванн для разделения различных полупроводниковых материалов. [75] Для модулей из теллурида кадмия процесс переработки начинается с дробления модуля и последующего разделения различных фракций. Этот процесс переработки предназначен для восстановления до 90% стекла и 95% содержащихся полупроводниковых материалов. [76] Некоторые предприятия по переработке мусора коммерческого масштаба были созданы в последние годы частными компаниями. [77]

С 2010 года ежегодно проводится европейская конференция, объединяющая производителей, переработчиков и исследователей, чтобы посмотреть на будущее переработки фотоэлектрических модулей. [78] [79]

Производство

[ редактировать ]
См. Также: Список фотоэлектрических компаний.
Крупнейшие производители фотоэлектрических систем по отгруженной мощности в гигаваттах
Производитель модулей Отгрузки
в 2019 году
( ГВ ) [80]
Джинко Солар 14.2
Дж.А. Солар 10.3
Трина Солар 9.7
ЛОНГи Солнечная 9.0
Канадская солнечная энергия 8.5
Ханва Q-клетки 7.3
Восставшая Энергия 7.0
Первый солнечный 5.5
Система GCL 4.8
Фотоэлектрические системы Шуньфэн 4.0

Производство фотоэлектрических систем следует классическому эффекту кривой обучения : значительное снижение затрат происходит одновременно со значительным ростом эффективности и производительности. [81]

Благодаря более чем 100-процентному росту количества установок фотоэлектрических систем в 2019 году производители фотоэлектрических модулей резко увеличили поставки солнечных модулей. Они активно наращивали свои мощности и превратились в игроков в гигаваттные ГВт . [82] По данным Pulse Solar, пять из десяти крупнейших компаний по производству фотоэлектрических модулей в 2019 году добились роста производства солнечных панелей как минимум на 25% по сравнению с 2019 годом. [83]

В основе производства большинства солнечных панелей лежит использование кремниевых элементов. Эти кремниевые элементы обычно имеют КПД 10–20 %. [84] по преобразованию солнечного света в электричество, причем доля новых серийных моделей превышает 22%. [85]

В 2018 году в пятерку крупнейших производителей солнечных модулей в мире по отгруженной мощности в течение 2018 календарного года входили Jinko Solar , JA Solar , Trina Solar , Longi Solar и Canadian Solar . [86]

Цена

[ редактировать ]
Закон Суонсона, гласящий, что цены на солнечные модули падают примерно на 20% при каждом удвоении установленной мощности, определяет « скорость обучения » солнечной фотоэлектрической энергии . [87] [88]
См. также: Паритет сети.

Цена на солнечную электроэнергию продолжает падать, и с 2012 года во многих странах она стала дешевле, чем на ископаемом топливе электроэнергия, получаемая из энергосистемы . Это явление известно как сетевой паритет . [89] С ростом глобальной осведомленности такие учреждения, как IRS, приняли формат налоговых льгот, возвращая часть любой солнечной панели для частного использования. [90] Цена на солнечную батарею только продолжает падать.

Информация о средних ценах делится на три ценовые категории: покупатели небольших объемов (модули всех размеров в диапазоне киловатт в год), покупатели среднего уровня (обычно до 10 МВт в год) и покупатели больших объемов (не требует пояснений и с доступом). по самым низким ценам). В долгосрочной перспективе явно наблюдается систематическое снижение цен на элементы и модули. Например, в 2012 году было подсчитано, что себестоимость одного ватта составляла около 0,60 доллара США, что в 250 раз ниже, чем стоимость в 150 долларов США в 1970 году. [91] [92] Исследование 2015 года показывает, что цена за кВтч снижается на 10% в год с 1980 года, и прогнозирует, что солнечная энергия может составлять 20% от общего потребления электроэнергии к 2030 году, тогда как Международное энергетическое агентство прогнозирует 16% к 2050 году. [93]

Реальные затраты на производство энергии во многом зависят от местных погодных условий. В пасмурной стране, такой как Великобритания, стоимость произведенного кВтч выше, чем в более солнечных странах, таких как Испания.

Краткосрочное сравнение нормализованных затрат, демонстрирующее ценность различных технологий производства электроэнергии [94]
Долгосрочное сравнение нормализованных затрат, демонстрирующее ценность различных технологий производства электроэнергии. [94]

Согласно RMI , элементы Balance-of-System (BoS), то есть немодульные затраты на немикроинверторные солнечные модули (как проводка, преобразователи, стеллажные системы и различные компоненты), составляют около половины общей стоимости установок.

Для коммерческих солнечных электростанций, где электроэнергия продается в сеть передачи электроэнергии, стоимость солнечной энергии должна соответствовать оптовой цене на электроэнергию. Эту точку иногда называют «оптовой четностью сети» или «паритетом шин». [89]

Стандарты

[ редактировать ]

Стандарты, обычно используемые в фотоэлектрических модулях:

Приложения

[ редактировать ]
Основная статья: Применение фотоэлектрических систем
См. Также: Список продуктов, работающих на солнечной энергии.

Существует множество практических применений использования солнечных панелей или фотоэлектрических систем. Впервые его можно будет использовать в сельском хозяйстве в качестве источника энергии для орошения. В здравоохранении солнечные панели можно использовать для охлаждения медикаментов. Его также можно использовать для инфраструктуры. Фотоэлектрические модули используются в фотоэлектрических системах и включают в себя большое разнообразие электрических устройств :

Ограничения

[ редактировать ]

Влияние на электросеть

[ редактировать ]

С увеличением количества фотоэлектрических систем на крышах поток энергии становится двусторонним. Когда местное производство превышает потребление, электроэнергия экспортируется в сеть. Однако электрическая сеть традиционно не предназначена для двусторонней передачи энергии. Поэтому могут возникнуть некоторые технические проблемы. Например, в Квинсленде, Австралия, к концу 2017 года более 30% домохозяйств использовали фотоэлектрические системы на крышах. Начиная с 2015 года, утиная кривая часто появлялась во многих сообществах. Проблема с перенапряжением может возникнуть, поскольку электроэнергия течет от фотоэлектрических домов обратно в сеть. [95] Существуют решения для решения проблемы перенапряжения, такие как регулирование коэффициента мощности фотоэлектрических инверторов, новое оборудование для контроля напряжения и энергии на уровне распределителя электроэнергии, замена электропроводки, управление спросом и т. д. Часто существуют ограничения и затраты, связанные с этим решениям.

Чтобы солнечная батарея на крыше могла обеспечить достаточное резервное питание во время отключения электроэнергии, батарея . часто также требуется [96]

Гарантия качества

[ редактировать ]

Обеспечение качества солнечных модулей включает в себя тестирование и оценку солнечных элементов и солнечных панелей для обеспечения соблюдения требований к их качеству. Ожидается, что солнечные модули (или панели) будут иметь длительный срок службы от 20 до 40 лет. [97] Они должны постоянно и надежно передавать и доставлять ожидаемую мощность. Солнечные модули можно тестировать с помощью сочетания физических испытаний, лабораторных исследований и численного анализа . [98] Кроме того, солнечные модули необходимо оценивать на разных этапах их жизненного цикла . Различные компании, такие как Southern Research Energy & Environment, SGS Consumer Testing Services, TÜV Rheinland , Sinovoltaics, Clean Energy Associates (CEA), CSA Solar International и Enertis, предоставляют услуги по обеспечению качества солнечных модулей. Внедрение последовательных, отслеживаемых и стабильных производственных процессов. становится обязательным для защиты и обеспечения качества фотоэлектрических модулей» [99]

Этапы тестирования

[ редактировать ]
См. Также: Методы анализа фотоэлектрических модулей.

Этапы жизненного цикла тестирования солнечных модулей могут включать: этап разработки концепции, этап производства , транспортировку и установку, этап ввода в эксплуатацию и этап эксплуатации. В зависимости от этапа тестирования могут применяться разные принципы тестирования.

Концептуальный этап

[ редактировать ]

Первый этап может включать проверку конструкции , при которой ожидаемые выходные данные модуля тестируются посредством компьютерного моделирования. Кроме того, способность модулей противостоять природным условиям окружающей среды, таким как температура , дождь , град , Протестированы эффекты снега , коррозии , пыли , молнии , горизонта и тени. На этом этапе также можно проверить схему проектирования и изготовления модуля, а также качество компонентов и монтажа.

Этап производства

[ редактировать ]

Проверка производителей комплектующих осуществляется путем выезда. Проверка может включать проверку сборки, контроль испытаний материалов и неразрушающий контроль (NDT). Сертификация осуществляется по стандартам ANSI/UL1703, IEC 17025, IEC 61215, IEC 61646, IEC 61701 и IEC 61730-1/-2.

См. также

[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы по теме солнечных батарей .

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с «25 апреля 1954 года: Bell Labs демонстрирует первый практический кремниевый солнечный элемент» . Новости АПС . 18 (4). Американское физическое общество. Апрель 2009 года.
  2. ^ Кристиан, М. «Краткое содержание истории изобретения солнечной панели» . Engergymatters.com . Energymatters.com . Проверено 25 января 2019 г.
  3. ^ Адамс, Уильям Гриллс; День, RE (1 января 1877 г.). «IX. Действие света на селен». Философские труды Лондонского королевского общества . 167 : 313–316. дои : 10.1098/rstl.1877.0009 . ISSN   0261-0523 .
  4. ^ Мейерс, Гленн (31 декабря 2014 г.). «Фотоэлектрические мечты 1875–1905 годов: первые попытки коммерциализации фотоэлектрических систем» . Cleantechnica.com . Устойчивые предприятия Media Inc. CleanTechnica . Проверено 7 сентября 2018 г.
  5. ^ Оль, Рассел (27 мая 1941 г.). «Светочувствительное электрическое устройство» . Проверено 7 сентября 2018 г.
  6. ^ «Данные солнечной промышленности» . СЭИА . Проверено 13 января 2014 г.
  7. ^ «Оценка фотоэлектрических (PV) ресурсов на крыше Калифорнии и потенциал роста по округам» (PDF) . Калифорнийская энергетическая комиссия . Сентябрь 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 13 декабря 2013 г. . Проверено 28 сентября 2022 г.
  8. ^ «Производители солнечных модулей ищут преимущества с помощью инверторной электроники» . Гринтек Медиа. 23 октября 2012 года . Проверено 13 января 2014 г.
  9. ^ «Ведущие производители солнечных модулей продемонстрируют энергетическую технологию Tigo следующего поколения во время PV Expo Japan» . Тиго Энерджи. 28 февраля 2012 года. Архивировано из оригинала 12 августа 2012 года . Проверено 13 января 2014 г.
  10. ^ Кифилидин, Осаньинпеджу; Адеволе, Адеринлево; Адетунджи, Олайиде; Эммануэль, Аджисегири (2018). «Оценка характеристик монокристаллических фотоэлектрических панелей в Фунаабе, Алабата, штат Огун, Нигерия, погодные условия». Международный журнал инноваций в области инженерных исследований и технологий . 5 (2): 8–20.
  11. ^ Кинселла, Пэт (3 июня 2021 г.). «Стоят ли солнечные зарядные устройства: полезный инструмент или просто трюк?» . advnture.com . Проверено 16 февраля 2022 г.
  12. ^ Чан, Кенг Сью (21 ноября 2019 г.). «Что такое солнечный элемент TOPCON? -» . Проверено 11 ноября 2022 г.
  13. ^ «Технология солнечных батарей BSF PERC TOPCON HJT IBC — Знания» . ДС Новая Энергия . Проверено 11 ноября 2022 г.
  14. ^ «Солнечная электроника, интеграция панелей и проблема рентабельности» . Гринтек Медиа. 23 августа 2012 года . Проверено 13 января 2014 г.
  15. ^ «Работают ли солнечные панели в тени? Полное руководство по затенению солнечных панелей, его эффекту и решениям | RenewableWise» . www.renewablewise.com . 15 октября 2021 г. Проверено 11 ноября 2022 г.
  16. ^ «ОТЧЕТ О ФОТОВОЛЬТАИКЕ» (PDF) .
  17. ^ «Отчет о фотогальванике» (PDF) . Фраунгофера ИСЭ . 28 июля 2014 г. стр. 18, 19.
  18. ^ «Лучшая диаграмма эффективности исследовательских ячеек» . www.nrel.gov . Проверено 5 апреля 2023 г.
  19. ^ «ОТЧЕТ О ФОТОВОЛЬТАИКЕ» (PDF) . Институт Фраунгофера систем солнечной энергии, ISE.
  20. ^ Фельдман, Дэвид; Черт возьми, Криста; Джаретт, Зубой; Марголис, Роберт (12 июля 2022 г.). «Обзор солнечной индустрии летом 2022 года» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии .
  21. ^ «Наземные фотоэлектрические стеллажи» . SolarProfessional.com . Март 2013. Архивировано из оригинала 15 мая 2013 года . Проверено 19 октября 2014 г.
  22. ^ «Наземные солнечные фотоэлектрические системы» (PDF) . Департамент энергетических ресурсов штата Массачусетс . Декабрь 2012.
  23. ^ «Неужели мы все время неправильно поступали с Solar? - Не определились с Мэттом Ферреллом» . 6 февраля 2024 г.
  24. ^ «Руководство по проектированию и установке фотоэлектрических систем» . ecodiy.org . Проверено 26 июля 2011 г.
  25. ^ Шинглтон, Дж. «Одноосные трекеры – повышенная надежность, долговечность, производительность и снижение затрат» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . Проверено 30 декабря 2012 г.
  26. ^ Мусазаде, Хоссейн; и др. «Обзор принципов и методов отслеживания солнца для максимизации» (PDF) . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 13 (2009) 18:00–18:18 . Эльзевир . Проверено 30 декабря 2012 г.
  27. ^ «Оптимальный наклон солнечных панелей» . Лаборатория МАКС . Проверено 19 октября 2014 г.
  28. ^ Перри, Кейт (28 июля 2014 г.). «Большинство солнечных панелей ориентированы в неправильном направлении, — говорят ученые» . «Дейли телеграф» . Архивировано из оригинала 11 января 2022 года . Проверено 9 сентября 2018 г.
  29. ^ Пол Маркс (13 февраля 2016 г.). «Космическая солнечная энергия: глобальная гонка за получением солнечной энергии с орбиты» . Новый учёный .
  30. ^ Раджиндер Шарма (июль 2019 г.). «Влияние наклона падающего света на характеристики кремниевых солнечных элементов» . Гелион . 5 (7): e01965. Бибкод : 2019Heliy...501965S . дои : 10.1016/j.heliyon.2019.e01965 . ПМК   6611928 . ПМИД   31317080 .
  31. ^ Джанакираман, Сурьянараяна Васантха (май 2013 г.). Анализ угла падения и снижения мощности фотоэлектрических модулей (PDF) (MSt). Университет штата Аризона . Проверено 1 мая 2023 г.
  32. ^ UL1741, стр. 17, раздел 2.2.
  33. ^ «Микроинверторы для бытовых солнечных батарей» . Проверено 10 мая 2017 г.
  34. ^ НРЕЛ (1 апреля 2022 г.). «График эффективности фотоэлектрического модуля Champion» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . Проверено 6 апреля 2022 г.
  35. ^ Уланов, Лэнс (2 октября 2015 г.). «Илон Маск и SolarCity представляют «самую эффективную» солнечную панель в мире» . Машаемый . Проверено 9 сентября 2018 г.
  36. ^ да Силва, Уилсон (17 мая 2016 г.). «Достигнута важная веха в повышении эффективности солнечных батарей» . ScienceDaily . Проверено 9 сентября 2018 г. Новая конфигурация солнечных батарей, разработанная инженерами Университета Нового Южного Уэльса, позволила повысить эффективность преобразования солнечного света в электричество до 34,5%, установив новый мировой рекорд по несфокусированному солнечному свету и приблизив теоретические пределы для такого устройства.
  37. ^ «Модуль SunPower e20» . 25 июля 2014 года. Архивировано из оригинала 1 июля 2014 года . Проверено 6 июня 2014 г.
  38. ^ «Фотоэлектрический модуль HIT» (PDF) . Саньо/Панасоник . Проверено 25 ноября 2016 г. .
  39. ^ Пилюжин, М.; Карретеро, Дж.; Мора-Лопес, Л.; Сидрач-де-Кардона, М. (2011). «Экспериментальная система для измерения вольт-амперных характеристик фотоэлектрических модулей в уличных условиях» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 19 (5). Прогресс в фотоэлектрической энергетике: 591–602. дои : 10.1002/pip.1073 . S2CID   96904811 .
  40. ^ Мирнс, Юан (20 октября 2015 г.). «Статистика солнечной фотоэлектрической энергии Великобритании» . Энергия имеет значение . Проверено 14 июля 2021 г.
  41. ^ «Коэффициент мощности солнечных фотоэлектрических систем в мире в 2020 году» . Статистика . Проверено 14 июля 2021 г.
  42. ^ Элькади, Хешам И.; Эль-Шазли, Ах; Елкади, МФ (31 октября 2022 г.). «Параметрическое исследование для оптимизации двухслойного микроканального радиатора для управления температурой солнечных панелей» . Научные отчеты . 12 (1): 18278. Бибкод : 2022NatSR..1218278E . дои : 10.1038/s41598-022-23061-8 . ISSN   2045-2322 . ПМЦ   9622875 . ПМИД   36316376 .
  43. ^ Оркатт, Майк. «Управление светом для повышения эффективности использования солнечной энергии» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Архивировано из оригинала 20 февраля 2016 года . Проверено 14 марта 2018 г.
  44. ^ Данлоп, Джеймс П. (2012). Фотоэлектрические системы . Национальный объединенный комитет по ученичеству и обучению в электротехнической промышленности (3-е изд.). Американского технического издательства, Inc. Орланд-Парк, Иллинойс: ISBN  978-1-935941-05-7 . OCLC   828685287 .
  45. ^ Боуден, Стюарт; Хонсберг, Кристиана. «Обходные диоды» . Фотоэлектрическое образование . Проверено 29 июня 2021 г.
  46. ^ «Напряжение холостого хода (аккумулятор)» . Электротехническая школа . 13 июня 2018 года . Проверено 30 июня 2021 г.
  47. ^ «Информационный бюллетень о серии REC Alpha Black» (PDF) .
  48. ^ «Техническое описание TSM PC/PM14» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 октября 2013 года . Проверено 4 июня 2012 г.
  49. ^ «Технический паспорт LBS Poly 260 275» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 января 2019 года . Проверено 9 января 2018 г.
  50. ^ Пилюжин, М.; Укая, А.; Сидрач-де-Кардона, М.; Спаньоло, Г. (2021). «Температурные коэффициенты деградированных фотоэлектрических модулей из кристаллического кремния в условиях открытого воздуха» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 29 (5). Прогресс в фотоэлектрической энергетике: 558–570. дои : 10.1002/pip.3396 . S2CID   233976803 .
  51. ^ «Влияет ли погода на солнечные панели?» . Энергетическая информативность . Проверено 14 марта 2018 г.
  52. ^ «Потенциальная деградация Solarplaza: борьба со скрытой угрозой» . Solarplaza.com . Проверено 4 сентября 2017 г.
  53. ^ (www.inspire.cz), INSPIRE CZ sro «Что такое PID? – eicero» . eicero.com . Архивировано из оригинала 4 сентября 2017 года . Проверено 4 сентября 2017 г.
  54. ^ «Как работают солнечные батареи» . Как все работает . Апрель 2000 года . Проверено 9 декабря 2015 г.
  55. ^ «Связь в металлах и полупроводниках» . 2012books.lardbucket.org . Проверено 9 декабря 2015 г.
  56. ^ Пилюжин, М.; Укая, А.; Санчес-Фриера, П.; Петроне, Г.; Санчес-Пачеко, JF; Спаньоло, Г.; Сидрак-де-Кардона, М. (2021). «Анализ деградации модулей монокристаллического кремния после 21 года эксплуатации» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 29 (8). Прогресс в фотоэлектрической энергетике: 907–919. дои : 10.1002/pip.3409 . hdl : 10630/29057 . S2CID   234831264 .
  57. ^ Пилюжин, М.; Укая, А.; Сидрач-де-Кардона, М.; Спаньоло, Г. (2022). «Анализ деградации модулей на основе аморфного кремния после 11 лет воздействия с помощью процедуры 3 IEC60891:2021» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 30 (10). Прогресс в фотоэлектрической энергетике: 1176–1187 гг. дои : 10.1002/pip.3567 . hdl : 10630/24064 . S2CID   248487635 .
  58. ^ Пилюжин, М.; Санчес-Фриера, П.; Петроне, Г.; Санчес-Пачеко, JF; Спаньоло, Г.; Сидрак-де-Кардона, М. (2022). «Новая модель для изучения деградации тонкопленочных фотоэлектрических модулей под открытым небом». Возобновляемая энергия . 193 : 857–869. Бибкод : 2022REne..193..857P . дои : 10.1016/green.2022.05.063 . hdl : 10630/29061 . S2CID   248926054 .
  59. ^ Кроуфорд, Майк (октябрь 2012 г.). «Самоочищающиеся солнечные панели повышают эффективность» . Американское общество инженеров-механиков . АСМЭ . Проверено 15 сентября 2014 г.
  60. ^ Перейти обратно: а б Ильзе К., Микели Л., Фиггис Б.В., Ланге К., Дасслер Д., Ханифи Х., Вольфертштеттер Ф., Науманн В., Хагендорф К., Готтшалг Р., Багдан Дж. (2019). «Технико-экономическая оценка потерь от загрязнения и стратегии смягчения последствий для производства солнечной энергии» . Джоуль . 3 (10): 2303–2321. Бибкод : 2019Джоуль...3.2303I . дои : 10.1016/j.joule.2019.08.019 . hdl : 11573/1625631 .
  61. ^ Патрингенару, Иоана (август 2013 г.). «Очистка солнечных панелей часто не стоит затрат, считают инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего» . Центр новостей Калифорнийского университета в Сан-Диего . Проверено 31 мая 2015 г.
  62. ^ «Пожары с участием солнечных батарей» . GOV.UK. ​19 марта 2019 года . Проверено 22 июня 2021 г.
  63. ^ «Исследования показывают, что построенные солнечные объекты «хронически неэффективны», а модули деградируют быстрее, чем ожидалось» . ПВ Тех . 8 июня 2021 г. Проверено 22 июня 2021 г.
  64. ^ «Частота отказов солнечных модулей продолжает расти, поскольку рекордное количество производителей признано в системе показателей надежности модулей PVEL» . ПВ Тех . 26 мая 2021 г. Проверено 22 июня 2021 г.
  65. ^ Альшехри, Али; Пэрротт, Брайан; Ута, Али; Амер, Айман; Абделлатиф, Фадл; Триги, Хасан; Карраско, Пабло; Патель, Сахеджад; Тайе, Ихсан (декабрь 2014 г.). «Уменьшение запыленности в пустыне: механизмы очистки солнечных батарей в засушливых регионах» . Конференция по интеллектуальным сетям Саудовской Аравии, 2014 г. (SASG) . стр. 1–6. дои : 10.1109/SASG.2014.7274289 . ISBN  978-1-4799-6158-0 . S2CID   23216963 .
  66. ^ Хольгер, Дитер (5 мая 2022 г.). «Солнечный бум приведет к образованию миллионов тонн мусорных панелей» . Уолл Стрит Джорнал . ISSN   0099-9660 . Проверено 14 октября 2022 г.
  67. ^ «Экологически эффективный цемент может проложить путь к более экологичному будущему: ученые из Университета Райса «выделяют» токсичные тяжелые металлы из летучей золы и делают более прочный бетон» . ScienceDaily . Проверено 17 мая 2023 г.
  68. ^ «Поскольку миллионы солнечных панелей устаревают, переработчики надеются заработать» . Йель E360 . Проверено 7 мая 2023 г.
  69. ^ Крюгер, Лиза. «Обзор программы сбора и переработки модулей компании First Solar» (PDF) . Брукхейвенская национальная лаборатория . п. 23 . Проверено 17 марта 2017 г.
  70. ^ Вамбах, К. «Схема добровольного возврата и промышленная переработка фотоэлектрических модулей» (PDF) . Брукхейвенская национальная лаборатория . п. 37 . Проверено 17 марта 2017 г.
  71. ^ Стоун, Мэдди (22 августа 2020 г.). «Солнечные панели начинают умирать, оставляя после себя токсичный мусор» . Проводной . Проверено 2 сентября 2020 г.
  72. ^ «Отчет об оценке рынка вторичного фотоэлектрических панелей» (PDF) .
  73. ^ Синтия, Латунусса (9 октября 2015 г.). «Солнечные панели можно перерабатывать – BetterWorldSolutions – Нидерланды» . BetterWorldSolutions – Нидерланды . Проверено 29 апреля 2018 г.
  74. ^ Латунусса, Синтия Э.Л.; Арденте, Фульвио; Бленджини, Джан Андреа; Манчини, Люсия (2016). «Оценка жизненного цикла инновационного процесса переработки фотоэлектрических панелей из кристаллического кремния» . Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 156 : 101–11. Бибкод : 2016SEMSC.156..101L . дои : 10.1016/j.solmat.2016.03.020 .
  75. ^ Вамбах. 1999. с. 17
  76. ^ Крюгер. 1999. с. 23
  77. ^ Вамбах. 1999. с. 23
  78. ^ «Первый прорыв в переработке солнечных фотоэлектрических модулей, говорят эксперты» . Европейская ассоциация фотоэлектрической промышленности . Архивировано из оригинала 12 мая 2013 года . Проверено 1 января 2011 г.
  79. ^ «3-я Международная конференция по переработке фотоэлектрических модулей» . ФЭ ЦИКЛ. Архивировано из оригинала 10 декабря 2012 года . Проверено 1 октября 2012 года .
  80. ^ «LONGi: кто они и почему мы их используем» . Импульсная солнечная энергия . 5 августа 2020 года. Архивировано из оригинала 5 марта 2021 года . Проверено 5 августа 2020 г.
  81. ^ Харфорд, Тим (11 сентября 2019 г.). «Может ли солнечная энергия встряхнуть энергетический рынок?» . Проверено 24 октября 2019 г.
  82. ^ «Отчет о проекте солнечной фотоэлектрической энергии | Спиральная энергия» . www.helicalpower.com . Архивировано из оригинала 6 августа 2019 года . Проверено 12 августа 2022 г.
  83. ^ «LONGi: кто они и почему мы их используем» . Импульсная солнечная энергия . Архивировано из оригинала 5 марта 2021 года . Проверено 18 июня 2020 г.
  84. ^ «Большие вызовы делают солнечную энергию экономичной» . Engineeringchallenges.org .
  85. ^ «Пресс-релиз SolarCity» . 2 октября 2015 г. Проверено 20 апреля 2017 г.
  86. ^ «10 крупнейших поставщиков солнечных модулей в 2018 году» . ПВ Тех . 23 января 2019 года . Проверено 24 октября 2019 г.
  87. ^ «Цены на солнечные (фотоэлектрические) панели в зависимости от совокупной мощности» . OurWorldInData.org . 2023. Архивировано 29 сентября 2023 года. OWID предоставил исходные данные: Nemet (2009); Фермер и Лафонд (2016); Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA).
  88. ^ «Закон Свонсона и превращение США в солнечную энергию, как в Германии» . Гринтек Медиа . 24 ноября 2014 г.
  89. ^ Перейти обратно: а б Морган Базилиана; и др. (17 мая 2012 г.). Переосмысление экономики фотоэлектрической энергии . ООН-Энергетика (Отчет). Объединенные Нации. Архивировано из оригинала 16 мая 2016 года . Проверено 20 ноября 2012 г.
  90. ^ «Налоговые льготы на электроэнергию для дома | Налоговая служба» . www.irs.gov . Проверено 4 декабря 2023 г.
  91. ^ ООО «ЭНФ» (8 января 2013 г.). «Малые китайские производители солнечной энергии сократились в 2012 году | Бизнес-новости солнечной фотоэлектрической энергетики | Справочник компаний ENF» . Enfsolar.com . Проверено 29 августа 2013 г.
  92. ^ Использование Света . Национальный исследовательский совет. 1997. с. 162. дои : 10.17226/5954 . ISBN  978-0-309-05991-6 .
  93. ^ Фармер, Дж. Дойн; Лафонд, Франсуа (2016). «Насколько предсказуем технологический прогресс?». Исследовательская политика . 45 (3): 647–65. arXiv : 1502.05274 . дои : 10.1016/j.respol.2015.11.001 . S2CID   154564641 .
  94. ^ Перейти обратно: а б Макдональд, Александр Э.; Клак, Кристофер ТМ; Александр, Аннелиза; Данбар, Адам; Вильчак, Джеймс; Се, Юаньфу (2016). «Будущие конкурентоспособные электроэнергетические системы и их влияние на выбросы CO 2 в США ». Природа Изменение климата . 6 (5): 526–531. Бибкод : 2016NatCC...6..526M . дои : 10.1038/nclimate2921 .
  95. ^ Миллер, Венди; Лю, Аарон; Амин, Закария; Вагнер, Андреас (2018). «Качество электроэнергии и фотоэлектрические системы на крыше: анализ данных измерений в точке подключения потребителя» . Устойчивость . 10 (4): 1224. дои : 10.3390/su10041224 .
  96. ^ Паулос, Бентам; Барбоз, Гален; Горман, Уилл (28 сентября 2022 г.). «Могут ли солнечные батареи и батареи питать ваш дом, когда отключится электросеть?» . Разговор . Проверено 16 сентября 2023 г.
  97. ^ Дикки, премьер-министр (1999). Региональный семинар по производству солнечной энергии с использованием фотоэлектрических технологий . Издательство ДИАНА. п. 120. ИСБН  9780788182648 .
  98. ^ Хаф, ТП (2006). Тенденции в исследованиях солнечной энергетики . Новая звезда. п. 98. ИСБН  9781594548666 .
  99. ^ Парра, Висенте; Гомес, Руперто (сентябрь 2018 г.). «Реализация стратегий снижения рисков посредством заводских и производственных проверок модулей» . ПВ Тех . 16 :25–28.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Solar_panel&oldid=1237804950"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 13ff4367bcf8a01b798fc3bbc056907b__1722427500
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/13/7b/13ff4367bcf8a01b798fc3bbc056907b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Solar panel - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)