Эффективность солнечных панелей: Эксплуатация солнечных батарей, срок службы, эффективность работы

Эксплуатация солнечных батарей, срок службы, эффективность работы

Эффективность работы солнечных панелей

Наша компания гарантирует генерацию наших солнечных электростанций, и если станция не выходит на расчетную мощность, то мы выплачиваем вам неустойку. Приятный бонус – мы страхуем все свои солнечные электростанции от стихийных бедствий, града, хулиганских действиий и кражи за свой счет.

Коэффициент преобразования солнечного света в электроэнергию называют эффективностью солнечной батареи.  Его определяют при стандартных условиях тестирования фотомодуля STC. Стандартными условиями являются температура окружающей среды 25⁰ С и 1000 Вт/м² светового потока спектра AM 1.5G. Для популярных поликристаллических солнечных панелей КПД составляет от 16% до 17,5%. У монокристаллических солнечных батарей этот параметр выше и составляет от 17% до 19%. Например для поликристаллического модуля размером 1650 мм х 991 мм с КПД 15,9% мощность составит 260 Вт, а при КПД 17,1% мощность будет 280 Вт в том же размере модуля.

Факторы влияющие на эффективность работы солнечных панелей

Кроме технических характеристик выбранного вами фотомодуля на эффективность работы солнечной панели будут влиять эксплуатационные и проектные решения. Производительность солнечной станции  зависит от:

• географическое положение;
• ориентация и угол наклона солнечных батарей;
• тип установки и температурные характеристики;
• затененость;

Правильная эксплуатация солнечных батарей и их долгий срок службы во многом зависит от качества проектных и монтажных работ, проведённых выбранной вами фирмой инсталлятором. Так, например, важно учитывать температурные режимы работы солнечной установки. Чем выше температура, тем больше падает производительность выработки электроэнергии солнечной панели в летние дни, что хорошо видно из графика вольт-амперной характеристики солнечной панели.

Поэтому для систем, смонтированных на скатную крышу важно оставлять зазор между панелью и кровлей, для обеспечения дополнительной вентиляции. Тем самым снижая температуру ячеек фотомодуля и уменьшая возможность преждевременной деградации солнечной панели.

Так же повышенная температура может привести к разрушению герметизирующих материалов, что в будущем скажется на качестве работы системы и эффективности работы солнечных панелей. Эта же проблема с разгерметизацией возможна и для панелей с некачественной сборкой, при использовании дешевых материалов или при суровых внешних условиях эксплуатации (сильные ультрафиолетовые лучи, град, частые дожди, резкие перепады температуры для дня и ночи). Особенно стоит обратить внимание на качество таких конструктивных элементов,  как EVA пленка между стеклом и фотоячейкой и ламинирующее покрытие солнечной панели. Преждевременное изнашивание этих элементов повлечет за собой помутнение поверхности фотомодуля и ухудшение защиты от влаги паяных контактов фотоячеек. Впрочем, качество самих паяных контактов — это залог долгой и беспроблемной работы и эксплуатации солнечной батареи.

Некачественная сборка дешевых солнечных батарей, может показать себя ужу на 2-3 год эксплуатации, тем что контакты начнут интенсивно перегреваться, пока не выведут из строя всю солнечную панель.

Срок службы солнечных батарей

Срок службы солнечных батарей определяется коэффициентом деградации солнечных фотомодулей, который зависит от производителя, точнее от технологичности и качества его продукции. Большинство производителей из топ-списка Tier 1 закладывают ежегодную потерю мощности солнечной панели в размере 0,8-1% (существуют и новые премиум модели с 0,3- 0,5% коэффициентом)

.

Это гарантирует покупателю то, что через 20-25 лет его солнечная установка будет вырабатывать 80-85% от установленного номинала мощности на год производства и инсталляции солнечных панелей. И даже после этого 25 летнего срока службы солнечная панель не выйдет сразу же из строя, она продолжит еще десятилетия работать, но уже с чуть худшими характеристиками производительности. За предполагаемый срок службы солнечных батарей, вы скорее всего поменяете 2, а то и 3 инвертора. Гарантия производителей на механические повреждения в среднем 5 лет для среднего ценового сегмента, и 10-12 лет для премиум класса.

Деградация поликристаллических солнечных панелей происходит немного быстрее чем монокристаллических. Исходя из ихней ценовой политики, срок окупаемости систем на поликристаллических фотомодулях наступит значительно быстрее, но и быстрее потребуют замены после 30 лет эксплуатации, особенно это касается солнечных панелей среднего и низкого ценового сегмента. Поэтому мы не рекомендуем их покупать и устанавливать.

Подробнее про возможные проблемы, ускоренную PID-деградацию и влияние качества производства на эффективность работы солнечных панелей в статье 

«Все нюансы покупки контрабандного, дешевого китайского и европейского б/у оборудования солнечной энергетики»

Обслуживание солнечных батарей

Эксплуатация солнечных батарей подразумевает несложный и не особо затратный процесс обслуживания солнечных панелей. Конечно это немного сложнее чем практически ничего не делать, когда ваш дом подключен к общим электрическим сетям, но и не сложнее чем с любой другой домашней техникой, которая требует технического ухода.

Если ваша установка была куплена у проверенных поставщиков, то вам, как клиенту доступен полный сервис обслуживания солнечных батарей и ремонта вашей покупки. А эксплуатация солнечных батарей не будет вызывать дополнительных проблем. Все что вам необходимо делать — это мониторить выходные параметры вашей солнечной станции, и в случае, если инвертор показывает ошибку, или отсутствие генерации на каком-либо стринге, то связаться с представителями фирмы-инсталлятора.

То, что мы рекомендуем делать владельцам солнечной станции для повышения эффективности работы солнечных панелей:

— при длительном налипании снега, по возможности очистить от него фотомодули. Но не стоит браться за это дело сразу же после первого снегопада, т.к. сама солнечная панель при работе зимой нагревается от солнца и способна растопить небольшое налипание снега.

— при долгом отсутствие дождей и сильной запыленности или загрязнении фотомодулей самостоятельно помыть их со шланга (но не в жаркое время, когда фотомодуль сильно нагрет).

— удалять любое крупное налипание мусора на солнечную панель.

На что надо обратить внимание при уходе за солнечной станции:

— Общее состояние солнечных панелей, контактов и изоляции соединения солнечного кабеля;

— Проверка и чистка инвертора от пыли, особенно для систем с вентиляторами;

— Осмотр систем креплений на наличие коррозии или ослабленных болтовых соединений;

— Проверка работоспособности заземления;

— Если есть, то проверка целостности системы АКБ, их контактов и изоляции;

Наша компания прописывает в договоре генерацию наших солнечных электростанций. Если генерация за год оказывается меньше прогнозируемой, то мы выплачиваем вам неустойку.

Так же мы страхуем за свой счет наши солнечные электростанции от стихийных бедствий, града, пожара, хулиганских действий и кражи.

Солнечная станция — это покупка, которая прослужит вам долгие годы!

Так же наша компания может обучить Вас или Ваших сотрудников монтажу и проектированию солнечных электростанций: курсы обучения монтажа и проектирования солнечных электростанций

Какая эффективность солнечных панелей

Когда вы решили установить солнечные панели, у вас возникает вопрос какая их эффективность. Она зависит от нескольких факторов: КПД, качество модулей и климатических условий.

КПД и качество модулей

В основном украинцы для своих солнечных электростанций выбирают поликристаллические солнечные панели. КПД таких батарей 13-17%. В монокристаллических КПД 18-22%.

Материал также влияет на эффективность солнечных панелей. У кадмиевых пластинах КПД — 11%, и их стоимость не большая. Если  фотоэлемент состоит из смесей солей галлия, меди, индия и селена  — 15%. Есть аналог этих панелей, которые состоят из органических полимеров — от 5%.

Есть кремниево-перовскитная панель, её эффективность — 26,3%. Она не запущена в массовое производство, хотя её создали ещё в 2018 году.

Климатические условия эксплуатации

Выработка солнечной энергии летом увеличивается. Но тут есть нюанс – жара, из-за которой производительность батареи падает. Например, если КПД заявлено 15%, то по факту будет 14-13%.

Зимой солнечного света на панель будет попадать намного меньше, чем летом. Уровень переработки может достичь 17-18%. 

Также запомните, что зимой солнечные панели необходимо немного приподнять, а летом опустить. Эта нужно делать из-за расположения Солнца, которое зимой находится низко над горизонтом, а летом наоборот.

Стандартная температура для нормальной производительности  – э +25°C. С каждым градусом эффективность или улучшается или наоборот – ухудшается на 0,41%.

Как правильно эксплуатировать вашу СЭС

Обслуживать СЭС легко. Обычно поставщики обеспечивают клиенту полный сервис обслуживания ремонта солнечных панелей.

Ваша задача мониторить выходные параметры и если вы заметите, что инвертор показывает ошибку, или отсутствие генерации на каком-либо стринге, то сообщите об это поставщику.

Также обращайте внимание на:

— состояние вашей СЭС в целом: панели, контакты и изоляция соединения солнечного кабеля;

— чистите инвертор от пыли;

— осматривайте системы креплений;

—проверяйте работоспособность заземления;

Ученые придумали, как увеличить эффективность солнечных батарей — Российская газета

Петербургские ученые предложили новую технологию производства солнечных батарей. Они смогут преобразовать энергию Солнца в электричество с более высоким кпд, чем классические кремниевые элементы.

О том, что солнечные электростанции могут стать основой энергетики будущего, не раз говорил нобелевский лауреат Жорес Алферов. Но для этого надо существенно повысить отдачу солнечных батарей. А для этого заменить в них кремний на более эффективные полупроводники.

Идея начала реализовываться, в частности, в солнечных элементах, созданных на основе арсенида галлия. На них возлагались большие надежды. Cчиталось, что теперь эффективность солнечной энергетики резко пойдет вверх, но прогнозы не оправдались. Причин несколько, в том числе высокая цена. Дело в том, что подложку из дешевого кремния, на которой выращиваются кристаллы для солнечных панелей, заменили на дорогие химические элементы, в частности, германий. Ученики Алферова из Санкт-Петербургского академического университета нашли вариант, который позволяет решить эту проблему.

— Наша идея — оставить кремниевую подложку, а на ней разместить полупроводники из разных химических элементов, — объясняет один из авторов разработки Иван Мухин. — Требовалось подобрать такую комбинацию полупроводников, чтобы оптика солнечной панели была максимальной. Тогда она будет поглощать и превращать в электричество наибольшее количество солнечного света.

Залог такой оптики — предельное совпадение кристаллической решетки кремниевой подложки и полупроводников, из которых выращиваются солнечные панели. Если совсем просто, одни атомы должны максимально точно упаковываться на другие. Оказалось, что кремний — плохой контактер. Ему непросто подобрать подходящие варианты. После тщательного перебора вариантов ученые остановились на квартете: галлий — фосфор — нитрит — мышьяк. Теоретики подсчитали, что кпд такой конструкции составит около 40 процентов, в то время как у кремниевых фотоэлементов — 20-25 процентов. Ученые создали прототип нового изделия, и впервые в мире показали, что с помощью такой технологии можно получать солнечные элементы с высоким кпд. Теперь дело за тем, чтобы выйти из стен лаборатории и попробовать перспективные идеи превратить в инновации.

Что не так с солнечной энергетикой

Тренды

Аталай Атасу , Люк Ван Вассенхов , Серасу Дюран

24 июня 2021 Фото: HollenderX2/Getty Images

Солнечная энергетика переживает солнечные времена. В США количество установок солнечных панелей вернулось на допандемический уровень, и аналитики прогнозируют, что общая мощность установок превысит 19 ГВт, в то время как в конце 2019 года этот показатель равнялся 13 ГВт. По данным отраслевых исследований, в течение следующих 10 лет общий объем мощности установок может вырасти в четыре раза. И это без учета возможного влияния новых норм и стимулов, вводимых администрацией Байдена, выступающей за зеленые инициативы.

Устойчивость отрасли во время пандемии в значительной степени обусловлена налоговым кредитом на инвестиции в солнечную энергетику, который покрывает 26% расходов, связанных с солнечной энергией, для всех бытовых и коммерческих потребителей (что составляет чуть менее 30% в период за 2006—2019 год). После 2023 года налоговая льгота снизится до 10% для коммерческих установщиков и больше не будет действовать для покупателей жилья. Таким образом, в ближайшие месяцы продажи солнечных панелей, вероятно, вырастут еще больше, поскольку покупатели будут гнаться за скидкой, пока она еще есть.

Налоговые субсидии не единственная причина солнечного бума. Эффективность конверсии панелей росла на целых 0,5% каждый год в течение 10 последних лет, и это несмотря на то, что производственные затраты (а следовательно, и цены) резко упали в результате нескольких волн инноваций, в основном запущенных доминирующими в отрасли китайскими производителями. Для конечных потребителей это означает намного меньшие первоначальные вложения в пересчете на киловатт генерируемой мощности.

Все это прекрасные новости не только для отрасли, но и для всех, кто осознает необходимость перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии во имя будущего нашей планеты. Однако есть серьезная загвоздка, о которой мало кто упоминает.

Панели, панели, везде панели

Экономические инициативы подгоняются под то, чтобы побуждать клиентов быстрее менять существующие панели на более новые, дешевые и эффективные образцы. В отрасли, где решения в сфере переработки и вторичного использования остаются глубоко неадекватными, огромный объем выброшенных панелей вскоре создаст риск разрушительного масштаба.

Разумеется, информацию об этом не получишь из официальных отраслевых и государственных источников. По официальным прогнозам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (International Renewable Energy Agency, или IRENA), «к началу 2030-х годов ожидается ежегодное накопление большого количества отходов», их объем к 2050-му может составить 78 млн тонн. Масштабы, конечно, впечатляют. Но поскольку у нас есть столько лет на подготовку, в документе это преподносится как возможность повторного использования ценных материалов на миллиард долларов, а не как страшная угроза. Угроза скрывается в том, что прогнозы IRENA основаны на предположении, что клиенты не будут менять свои панели в течение всего 30-летнего цикла. Они не берут в расчет вероятность повсеместной замены панелей на ранней стадии использования.

В нашем исследовании мы учли этот фактор. Используя реальные данные по США, мы смоделировали инициативы, влияющие на решения потребителей о замене панелей при различных сценариях. Мы предположили, что при принятии решения о замене панелей особенно важны три переменные: цена установки, уровень компенсации (то есть текущая ставка по солнечной энергии, продаваемой в сеть) и модульная эффективность. Если стоимость замены достаточно низка, а эффективность и уровень компенсации достаточно высоки, мы полагаем, что рациональные потребители осуществят замену независимо от того, прослужили ли их текущие панели положенные 30 лет или еще нет.

В качестве примера рассмотрим гипотетического потребителя (назовем ее г-жа Браун), проживающего в Калифорнии и установившего солнечные панели в своем доме в 2011 году. Теоретически она могла бы пользоваться этими панелями 30 лет, то есть до 2041-го. На момент установки общая стоимость панелей составила $40,8 тыс. , 30% которых подлежали налоговому вычету благодаря налоговой льготе для инвестиций в солнечную энергетику. В 2011 году г-жа Браун могла ожидать, что за год ее установка произведет 12 тыс. КВт энергии, что эквивалентно объему электроэнергии примерно на $2,1 тыс. Каждый следующий год эффективность панелей должна прогнозируемо снижаться примерно на один процент из-за деградации модуля.

А теперь представьте, что в 2026 году, на полпути жизненного цикла оборудования, г-жа Браун возвращается к размышлениям о солнечной установке. Она слышала, что панели последнего поколения дешевле и эффективнее, и, проведя собственное исследование, она делает вывод, что это действительно так. Исходя из текущих прогнозов, к 2026 году г-жа Браун обнаружит, что расходы, связанные с покупкой и установкой солнечных панелей, упали на 70% по сравнению с 2011-м. Более того, панели нового поколения будут приносить $2,8 тыс. годового дохода, что на $700 больше, чем ее текущая установка в первый год использования. Получается, что, если модернизировать панели сейчас, а не через 15 лет, то чистая приведенная стоимость (NPV) солнечной установки вырастет более чем на $3 тыс. по покупательной способности доллара на 2011 год. Если г-жа Браун — рациональный потребитель, то она выберет вариант с ранней заменой. А если бы она была особенно прозорлива в денежных вопросах, то пришла к такому решению еще раньше: наши расчеты для сценария г-жи Браун показывают, что NPV замены превысит NPV сохранения текущих панелей в 2021 году.

Волна солнечного мусора

Согласно нашему исследованию, как показано на этом графике, кумулятивный уровень отходов вырастет быстрее и резче, чем предполагает большинство аналитиков. Зеленая линия «без отказов» отражает утилизацию панелей при условии, что за 30-летний жизненный цикл изделие не выйдет из строя; голубая линия отражает прогноз Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), который предполагает некоторое количество замен на более ранних этапах жизненного цикла; а красная линия отражает прогнозы по отходам, сделанные в результате нашего исследования.

Если панели будут заменяться на ранних стадиях жизненного цикла, как предсказывает наша модель, то за четыре года объем отходов может оказаться в 50 раз больше, чем прогнозируют в IRENA. Эта цифра соответствует примерно 315 тыс. метрических тонн отходов, исходя из оценки соотношения массы к мощности на уровне 90 тонн/МВт.

Как бы ни тревожили эти данные, они не могут в полной мере отразить масштабы кризиса, поскольку наш анализ ограничивается лишь установками на жилых домах. Если добавить к рассмотрению панели, установленные в коммерческом и промышленном секторах, объем замен может быть намного, намного больше.

Во что обойдется солнечный мусор

Имеющиеся у отрасли мощности по переработке и вторичному использованию ресурсов не предполагают такого наплыва отходов, который может случиться в будущем. Объем финансового стимулирования инвестиций в переработку вторичного сырья солнечной энергетики сложно назвать высоким. Несмотря на то что панели содержат небольшое количество таких ценных материалов, как серебро, по большей части они делаются из стекла — очень дешевого материала. Долгий срок службы солнечных панелей также сдерживает инновации в этой области.

В результате инфраструктура утилизации отходов не поспевает за стремительным ростом производства солнечной энергии. Чтобы дать вам некоторое представление о проблеме, First Solar — единственный известный нам производитель панелей США, активно занимающийся переработкой только собственных продуктов компании при глобальной производительности на уровне 2 млн панелей в год. Нынешние мощности позволяют перерабатывать одну панель за $20—30. Отправка той же панели на свалку обойдется всего лишь в $1—2.

Однако прямые затраты на переработку — это только часть проблемы, связанной с окончанием срока службы продукции. Панели — хрупкое и при этом громоздкое оборудование, которое обычно устанавливается на крышах жилых домов. Чтобы аккуратно их снять и в целости и сохранности перенести в грузовую машину, требуются специально обученные мастера. К тому же некоторые страны могут классифицировать солнечные панели как опасные отходы из-за небольшого количества содержащихся в них тяжелых металлов (кадмия, свинца и т. д.). Такая классификация влечет за собой ряд дорогостоящих ограничений: опасные отходы можно перевозить только в определенное время по специальным маршрутам и проч.

Совокупность непредвиденных затрат может подорвать конкурентоспособность отрасли. Если мы выстроим график будущих установок в соответствии с кривой логистического роста с предельным значением 700 ГВт в 2050 году (расчетный потолок для рынка жилой недвижимости США по данным Национальной лаборатории по изучению возобновляемых источников энергии США) и с кривой ранней замены оборудования, мы увидим, что объем отходов превысит объем новых установок уже в 2031 году. К 2035-му количество списанных панелей превысит количество проданных единиц товара в 2,56 раза. В свою очередь, это приведет к тому, что нормированная стоимость электроэнергии (мера стоимости актива, производящего энергию, в течение срока его эксплуатации) вырастет в четыре раза по сравнению с текущим прогнозом. Экономика солнечной энергии, столь яркая в 2021 году, быстро потемнеет, поскольку отрасль просто утонет в собственном мусоре.

Кому придется платить по счетам?

Почти наверняка решать, кто понесет расходы по утилизации мусора, будут государственные регулирующие органы. Поскольку в ближайшие несколько лет отходы первой волны досрочной замены панелей будут накапливаться, правительство США — начав с уровня штатов, но затем, несомненно, выйдя на федеральный уровень — введет закон об утилизации солнечных панелей. Вероятно, эти нормы будут разработаны по модели Директивы ЕС об отработавшем электрическом и электронном оборудовании (WEEE), которая служит правовой основой для переработки и утилизации электронных отходов в странах-членах ЕС. В основном штаты, принявшие закон об утилизации электроники, поддерживают модель WEEE. (В 2014 году в Директиву были внесены поправки по включению в список солнечных батарей.) В ЕС ответственность за переработку исторического мусора была распределена между производителями исходя из занимаемой ими доли рынка.

Вместо того, чтобы ждать, пока солнечные батареи начнут заполнять свалки, необходимо предпринять первый шаг на пути предотвращения катастрофы и немедленно начать лоббировать аналогичные законы для производителей солнечных батарей в США. Исходя из нашего опыта разработки и внедрения новой редакции Директивы ЕС об отработавшем электрическом и электронном оборудовании в конце 2000-х годов, мы можем сказать, что одной из самых больших проблем в те годы было определение, кто должен нести ответственность за огромное количество накопленных отходов, произведенных компаниями, которые больше не занимаются электроникой.

В случае солнечной энергетики проблема усугубляется новыми правилами, родом из Пекина, согласно которым субсидии для производителей солнечных панелей урезаются, в то время как обязательные тендеры на новые солнечные проекты становятся все более обязательными. В отрасли, где доминируют китайские игроки, это лишь увеличивает фактор неопределенности. Возможно, с уменьшением поддержки со стороны центрального правительства некоторые китайские производители уйдут с рынка. Одна из причин продвигать законы сейчас, а не потом, заключается в том, что важно гарантировать, что ответственность за переработку неизбежной первой волны отходов будет справедливо распределена между производителями соответствующего оборудования. Если закон будет принят слишком поздно, оставшиеся игроки должны будут разбираться с беспорядком, оставленным бывшими китайскими производителями, за свой счет.

Однако в первую очередь необходимо нарастить мощности по переработке солнечных панелей и вписать их в комплексную инфраструктуру переработки отходов, которая также подразумевает демонтаж, транспортировку и (на это время) адекватные хранилища для солнечных отходов. Если даже самые оптимистичные из наших прогнозов о досрочной замене панелей сбудутся, компаниям может не хватить времени на то, чтобы справиться с этой задачей в одиночку. Государственные субсидии, вероятно, являются единственным способом быстрого развития мощностей переработки, соизмеримых с масштабами надвигающейся проблемы. Корпоративные лоббисты могут привести убедительные доводы в пользу правительственного вмешательства, исходя из идеи о том, что отходы — это негативный внешний эффект быстрых инноваций, необходимых для внедрения таких новых энергетических технологий, как использование солнечной энергии. Стоимость создания инфраструктуры для переработки солнечных панелей является неотъемлемой частью пакета научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, сопровождающих развитие экологически чистой энергетики.

Это касается не только солнечной энергии

Та же проблема нависла и над другими технологическими областями, связанными с использованием возобновляемых источников энергии. Например, эксперты ожидают, что, если не произойдет значительного прироста мощностей по переработке, в течение следующих 20 лет на свалках США окажется 720 тыс. тонн гигантских лопастей ветряных турбин. Согласно большинству оценок, в настоящее время перерабатывается лишь 5% аккумуляторов электромобилей— отставание, которое автопроизводители стремятся нагнать, поскольку в годовом исчислении продажи электромобилей продолжают расти на 40%. Единственное существенное различие между этими зелеными технологиями и солнечными панелями состоит в том, что последние служат источником дохода для потребителя. Таким образом, для масштабного распространения переработка должна удовлетворять всех участников процесса, стремящихся к прибыли, — и производителей панелей, и конечных потребителей.

***

Ничто из вышеизложенного не ставит под сомнение необходимость использования в будущем возобновляемых источников энергии. Наука бескомпромиссна: если мы будем продолжать полагаться на ископаемое топливо в той же мере, в какой делаем это сейчас, то будущим поколениям достанется сильно травмированная, если не умирающая, планета. Если сравнивать возможные перспективы, четыре десятилетия, которые понадобятся для того, чтобы экономика солнечной энергетики стабилизировалась до такой степени, что потребители не будут вынуждены сокращать эксплуатационный цикл своих панелей, кажутся не таким уж долгим сроком. Но в действительности эта благородная цель отнюдь не облегчает нам переход на возобновляемые источники энергии. Из всех секторов отрасль экологически чистых технологий меньше других может позволить себе недальновидно относиться к создаваемым ею отходам. Необходимо разработать стратегию вхождения в циркулярную экономику замкнутого цикла — и чем раньше, тем лучше.

Об авторах

Аталай Атасу (Atalay Atasu) — профессор технологий и операционного управления, а также заведующий кафедрой экологической устойчивости в INSEAD.

Серасу Дюран (Serasu Duran) — профессор Школы бизнеса Хаскейна при Университете Калгари, Альберта.

Люк Ван Вассенхов (Luk N. Van Wassenhove) — почетный профессор кафедры производства им. Генри Форда в INSEAD, возглавляет Группу гуманитарных исследований и Инициативу в области устойчивого развития.

Определение факторов влияющих на экономическую эффективность солнечных панелей

Мерганов Аваз Мирсултанович
Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта
преподаватель кафедры «Экономики и менеджмента»

Библиографическая ссылка на статью:
Мерганов А.М. Определение факторов влияющих на экономическую эффективность солнечных панелей // Экономика и менеджмент инновационных технологий. 2017. № 5 [Электронный ресурс]. URL: https://ekonomika.snauka.ru/2017/05/14700 (дата обращения: 25.01.2022).

Реализация долгосрочной стратегии развития, какой либо страны невозможно представить без роста конкурентоспособности производственного потенциала промышленных предприятии, что в свою очередь требует внедрять в производство новые способы использования энергетических ресурсов, как один из важных аспектов организаций производства.

Рост экономики и населения Республики Узбекистана позволяет сделать следующие выводы: При существующих условиях энергопотребления ускоренная индустриализация и рост населения в Узбекистане (по прогнозам ООН к 2030 году население страны увеличится до 37 миллионов человек) могут значительно увеличить потребность экономики в энергоресурсах и сузить возможности их использования в качестве сырья. В первую очередь речь идет об углеводородных ресурсах, которые ограничены. При сохранении нынешних тенденций и объемов потребления к 2030 году дефицит энергоресурсов может составить 65,4% от общей потребности [3].

Вышесказанное позволяет сделать вывод о необходимости широкого внедрения возобновляемых источников энергии в Узбекистане. Одним из источников модернизации может стать использование более дешевых источников энергии, применение более эффективных технологических процессов и оборудования, форм организации труда и управления в соответствии с достижениями НТП [4].

Одним из методов экономии энергоресурсов может стать выработка электроэнергий с помощью солнечных панелей. Энергия солнца – это возобновляемый источник энергии, удобный и простой в использовании, перспективный с точки зрения практического применения. Узбекистан обладает огромным потенциалом возобновляемых источников энергии. Климатические и географические условия Узбекистана позволяют активно использовать энергию солнца для получения электрической и тепловой энергии в промышленных масштабах. Солнечные панели можно использовать как для обеспечения электроэнергией города (строительство солнечных электростанции в промышленных масштабах) так и для установки их в частных домах (широкое применение солнечных батарей в частных домовладениях приведет к снижению нагрузки на ТЭЦ и ГРЭС).

Республика Узбекистан обладает огромным потенциалом для развития ВИЭ и в особенности солнечных электростанции, для дальнейшего развития и более широкого применения необходимо определить факторы влияющие на экономическую целесообразность установки солнечных электростанции, это позволит  определить проблемы и барьеры необходимые решить для развития ВИЭ, выявить наиболее экономически выгодные сегменты и определить план мер по их развитию.

Главной проблемой развития солнечных электростанции является их высокая себестоимость, первоначальные затраты слишком велики. Для снижения себестоимости солнечных электростанции необходимо введение так называемых «зеленых тарифов», которые известны по опыту стран Европейского союза. Так, доля ветровой и солнечной энергии в производстве электроэнергии в Германии по итогам 2016 года составляет 20%, но в 2000 году составляла лишь 1,8% [5], этому способствовала система льгот и поддержки государства в развитий ВИЭ. В 2015 году Президентом Республики Узбекистан было принято постановление  «О Программе мер по сокращению энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях экономики и социальной сфере на 2015–2019 годы» [1].

Согласно ему:

• предприятия и организации, использующие альтернативные источники энергии (имеющие соответствующее оборудование мощностью от 0,1 МВт и более), на 10 лет освобождаются от уплаты налога на имущество в части этого оборудования и от земельного налога по участкам под ним, а также от НДС и обязательных отчислений в фонды – в части излишков энергии, реализуемых структурным предприятиям АО «Узбекэнерго»;

• предприятия и организации, специализирующиеся на выпуске подобных установок (с долей выручки не менее 50% в общем объеме реализации), освобождаются от всех видов налогов, а также обязательных отчислений в фонды на 5 лет с даты госрегистрации;

• до 1 января 2020 года освобождаются от таможенных платежей (за исключением таможенных сборов) оборудование, сырье и материалы, комплектующие, приборы, технологическая документация и запасные части, не производимые в республике и ввозимые для реализации Программы мер по сокращению энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях экономики и социальной сфере на 2015–2019 годы, по перечням, утверждаемым Кабинетом Министров.

Исходя из постановления, можно сделать вывод: что для получения льготного периода на 10 лет необходимо установить солнечные электростанции мощностью минимум в 0,1 МВт, для этого потребуется около 1,4 – 1,5 млрд.сум. На сегодняшний день не все предприятия способны выделить столь крупную сумму, и необходимо учитывать что за 10 лет владелец потратится на комплектующие (самый дорогой компонент – аккумуляторы) которые необходимо или обновлять, или ремонтировать [6]. Но постановление президента все же дало толчок развитию ВИЭ. По данным ООО «Mir Solar» солнечные электростанции установили Госкомгеологии (10кВт), Лукойл, Бекабадский металлургический завод и Ферганаазот. Некоторые насосные станции работают так же на солнечной электростанции в Каракалпакстане, Бухаре и Фергане. Не говоря уже о большом количестве частных домовладении установивших солнечные электростанции. То есть на сегодняшнии день в Узбекистане имеется спрос на солнечные электростанции мощностью в 1 – 5 кВт, их в основном предпочитают устанавливать дома и организаций которые находятся в отдаленных районах (слишком далеко расположенные от линий электро – передач).

По опыту стран Европейского союза можно увидеть, что стоимость электроэнергии так же играет немаловажную роль в развитии ВИЭ, однако нельзя допустить увеличения тарифов на электроэнергию с одной лишь целью развитие и роста спроса на ВИЭ, как это сделали в некоторых странах ЕС [8, 9].

Учитывая вышесказанное, можно определить следующие факторы, влияющие на экономическую эффективность:

1. Количество и качество солнечных дней в году
2. Отдаленное расположение потребителя от линий электро – передач (отсутствие физической возможности подключения к городским электросетям)
3. Высокая себестоимость солнечных панелей (сегодня солнечные электростанции являются одной из наиболее дорогих используемых технологий производства электроэнергии. Однако, по мере увеличения КПД и введения налоговых льгот солнечные панели станут более привлекательными в экономическом плане)
4. Совершенствование нормативно правовой базы и введение дополнительных льгот для потребителей и производителей солнечных электростанции (необходима государственная поддержка в развитии ВИЭ. Наличие законодательно установленных экономических стимулов солнечной энергетики оказывает решающее значение на ее развитие)
5. Баланс спроса и предложения электроэнергии (реализация существующих амбициозных планов в области строительства, реконструкции и модернизаций существующих электросетевых мощностей осуществляемые АО «Узбекэнерго» приведет к увеличению предложения электроэнергии)
6. Развитие собственного производства (развитие производства готовых к монтажу солнечных электростанции оказывает положительное влияние на развитие потребления солнечной энергетики)

Анализ всех вышеперечисленных факторов позволяет сделать вывод, как и ожидалось, что самым веским фактором развития солнечных электростанции является экономический фактор. Экономический фактор – это совокупность институциональных норм и внутреннего механизма работы предприятия, включающего в себя как внешние силы в виде регламентирующих деятельность предприятия законов, конкуренции, инвестиционного климата, цены ресурсов и т. д., так и внутренние закономерности формирования и функционирования, вытекающие из основных задач предприятия как субъекта хозяйствования.

Поскольку одним из основных экономических показателей предприятия является прибыль, а при внедрении новых технологий руководствуются желанием её максимизировать, то аргументы в пользу только экологической целесообразности, без экономического обоснования и расчёта предполагаемых экономических эффектов имеют малую ценность при принятии решения о внедрении данной инновации [7].

Выводы

Как было отмечено выше, главным сдерживающим фактором развития ВИЭ (в особенности солнечных электростанции) является их высокая стоимость установки, и не достаточно высокий КПД. Однако, несмотря на все недостатки солнечных электростанции и существующих проблем их внедрения и развития, ВИЭ являются единственным способом покрытия дефицита электроэнергии в будущем. Считаем, что определение методов оценки экономической эффективности солнечных электростанции (с учетом условий и законодательства Республики Узбекистан), применение «зеленых тарифов» и налоговые льготы (налоговые льготы должны распространятся так же и для малых потребителей – производителей электроэнергии 1 кВт) позволит обеспечить более ускоренное развитие ВИЭ.

Библиографический список

1. Постановление Президента Республики Узбекистан «О Программе мер по сокращению энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях экономики и социальной сфере на 2015–2019 годы» от 5 мая 2015 года №ПП-2343
2. Солнечная энергетика России: перспективы и проблемы развития. Экспертный портал по вопросам энергосбережения (https://gisee.ru/articles/solar-energy/24510/)
3. Узбекистан на пути к 2030: Переход к ресурсоэффективной модели роста. Центра экономических исследований. http://www.cer.uz
4. Перспективы энергетических технологий 2006: Сценарии и стратегии до 2050 г. URL: http://www.iea.org.; Справочник по Возобновляемой Энергетике. URL: http://www.intersolar.ru
5. Мировая энергетическая статистика Ежегодник 2016. Enerdata – consulting company. https://yearbook.enerdata.ru
6. Место под солнцем. Газета налоговые и таможенные вести. № 41-2015 год. Технологии
7. Факторы, влияющие на инновационное развитие солнечной электроэнергетики на предприятиях Ю. В. Тащеев. Інноваційний розвиток та конкурентоспроможність підприємств і секторів економіки. Одесский национальный экономический университет
8. Presentation “Alternative policies for PV deployment”, PV Parity workshop, SUER – Stiftung Umweltenergierecht EU PVSEC, Paris, France, 4th October 2013
9. PV Parity project. (IEE/10/307 / SI2.592205). Electricity prices scenarios until at least the year 2020 inselected EU countries.P 34.

---

Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Мерганов Аваз Мирсултанович»

Трекеры — системы ориентации солнечных батарей

Ключ к повышению эффективности солнечных батарей лежит в уменьшении необратимых потерь солнечной энергии в процессе взаимодествия солнечного света и вещества, из которого изготовлены фотоэлементы.

Современные солнечные фотоэлементы и панели из них, солнечные энергетические установки, солнечные электростанции удовлетворяют комплексу требований:

— высокая надёжность при сроке эксплуатации до 30 лет;
—  доступность сырья и возможность организации массового производства;
—  приемлемые сроки окупаемости инвестиций на создание солнечных электростанций;
—  минимальные расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание гелиоэнергетических мощностей;
—  высокая эффективность работы.

На эффективность фотоэлементов и солнечных панелей из них влияют целый ряд факторов. В числе основных можно назвать следующие:

— погодные и климатические условия
—  смена дня и ночи
—  неравномерность освещения
—  рост температуры
—  загрязнение
—  необратимые потери.

Мощность солнечных энергетических систем зависит от интенсивности солнечного излучения. Понятно, что если интенсивность солнечного излучения мала или отсутствует вовсе, то мощность солнечных панелей снижается. Для того, чтобы уменьшить влияиние этого недостатка, гелиосистемы снабжают аккумуляторами, которые, накопив энергию днем, в ночное время отдают свою энергию потребителю. Как правило, в ночное время суток потребление электроэнергии снижается и, если речь идет об автономных гелиосистемах обеспечения электроэнергией, запаса энергии вполне хватает для обеспечения потребностей в электроэнергии ночью.

Равномерная освещенность солнечной батареи обеспечивает высокую её эффективность. Если какой-то фотоэлемент, входящий в состав солнечной панели освещен менее интенсивно, чем соседний, то он становится паразитной нагрузкой и снижает общую энергоотдачу солнечных панелей. Для того, чтобы уменьшить влияние этого фактора, иногда удобно отключить затененный фотоэлемент. Для обеспечения максимальной эффективности солнечная панель должна быть ориентирована точно на солнце. Чтобы это достичь иногда используют поворотные системы с системой автоматического слежения за положениям Солнца.

Рост температуры солнечного элмента негативно сказывается на его способности генерировать электрический ток. Солнечные панели, особенно для больших гелиоэнергетических систем необходимо охлаждать. Пыль и влага, оседая на поверхности солнечных панелей также негативно сказываются на их эффективности. Поэтому необходимо регулярно проводить мероприятия по очистке поверхности солнечных батарей от пыли и грязи. Иногда поверхность солнечных панелей покрывают специальным составом, уменьшающим степень загрязнения поверхности солнечной батареи.

Солнечные панели подключаются к нагрузке с помощью специального контроллера управления фотоэлектрическими системами. Главная функция этого устройства — согласование внутренних сопротивлений .нагрузок. Применение этого устройства обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей

Ключ к повышению эффективности солнечных батарей лежит в уменьшении необратимых потерь солнечной энергии в процессе взаимодествия солнечного света и вещества, из которого изготовлены фотоэлементы. Уменьшение необратимых потерь в фотоэлементах приведет к увеличению их КПД. В среднем, КПД солнечных эксплуатируемых сейчас панелей не превышает 15-20%. В лабораториях ведутся работы по увеличению этого показателя. Увеличение КПД всего на один или два процента уже считаются хорошим результатотм. В средствах массовой информации можно найти информацию о том, что КПД отдельных фотоэлментов, измеренный в лабораторных условиях, приближается к 45%. alterenergy.info

Покрытие из стеклянных микрочастиц увеличивает эффективность солнечных батарей

Сотрудники Университета ИТМО разработали особое покрытие для солнечных батарей на основе аморфного кремния, которое одновременно захватывает свет, фокусирует его в заданном слое и выступает в роли проводника. Это позволяет минимизировать потери, вызванные отражением, избежать вредного нагрева электродов и повысить эффективность батарей на 20%. При этом такой способ создания солнечных батарей может быть адаптирован для промышленного производства. Результаты опубликованы в Optics Letters.

На сегодняшний день в качестве генерирующего слоя для солнечных батарей используются разнообразные материалы, в том числе аморфный кремний. Солнечная батарея на его основе представляет собой тонкую пленку, которую можно нанести практически на любую поверхность: например, на оконное стекло. Основная задача при создании таких солнечных батарей заключается в том, чтобы минимизировать отражение света и его поглощение в электродах. Кроме того, важно использовать оптимальную толщину слоя полупроводника, чтобы каждый фотон, попавший в солнечную батарею, участвовал в генерации электричества.

Для решения этих задач ученые из Университета ИТМО изменили структуру верхнего электрода. В него погрузили стеклянные сферы микронного размера, которым впоследствии придали форму капли. Такой электрод послужил одновременно проводником электричества и светозахватывающим покрытием. Своеобразная форма стеклянных микрочастиц помогает фокусировать свет в слое полупроводника и снижает отражение солнечных лучей с поверхности. Таким образом можно достичь максимальной эффективности, сохранив оптимальную толщину активного слоя аморфного кремния.

В качестве материала для электрода используется оксид цинка с добавлением алюминия, который наносится на поверхность солнечной батареи методом атомарно-слоевого осаждения.

«Этот метод позволяет сформировать структуру электрода, буквально выстраивая его по атомам. Образуется очень качественное покрытие, дающее хорошую проводимость, ‒ объясняет Михаил Омельянович, ведущий автор статьи. ─ В результате общая эффективность солнечной батареи увеличивается на 20%.Такой электрод со стеклянными вкраплениями можно использовать для тонких солнечных батарей на основе не только аморфного кремния, но и любых других материалов».

Над созданием эффективной солнечной батареи, которая могла бы быть интересна производителям, ученые работали несколько лет.

Михаил Омельянович

«Три года назад мы попробовали покрыть поверхность батареи микросферами. Они существенно улучшали поглощение, но, к сожалению, отражали довольно много света. Мы решили убрать верхнюю часть сферы и сделать своеборазную линзу, которая будет фокусировать свет в батарее. Пытаясь сделать такую линзу, мы нашли более изящное решение. В итоге конечная структура превзошла наши ожидания, основанные на теоретических расчетах», ‒ рассказывает Михаил.

По словам авторов, создание солнечных батарей с таким покрытием не требует сложных технологических решений и больших затрат времени. Этот процесс может быть легко адаптирован для промышленности.

Статья: «Wide-angle light-trapping electrode for photovoltaic cells», Mikhail Omelyanovich and Constantin  Simovski Optics Letters Sep. 19, 2017

Перейти к содержанию

Эффективность солнечной панели | Насколько эффективна солнечная энергия

Учитывая, что солнечная энергия ежедневно бомбардирует планету еще в течение как минимум 4-5 миллиардов лет, использование солнечной энергии для производства электроэнергии может стать одним из лучших вариантов для тех, кто ищет более чистые источники энергии.

Хотя перспектива сокращения ежемесячных расходов на электроэнергию за счет последних разработок в области солнечных технологий может показаться отличной идеей, первоначальные инвестиции могут заставить вас задуматься, действительно ли солнечная энергия того стоит.

Чтобы лучше понять, какую непосредственную выгоду вы и многие другие люди можете получить от установки солнечных энергетических систем, следует учитывать эффективность выбранной вами панели, но это не означает, что более эффективная панель принесет вам большую экономическую выгоду. лично.

Множество факторов, включая размещение панелей, географическое положение, архитектурный дизайн вашей крыши, температуру и степень затенения вашего здания, определят, подходит ли переход на солнечную энергетическую систему для вашего бизнеса или дома.

Эффективность солнечных панелей — это просто измерение выработки энергии на заданной площади поверхности. Чем эффективнее панель, тем меньше места она займет на вашей крыше. Однако выбор более эффективной солнечной панели не всегда может быть наиболее рентабельным решением.

Стоимость установки зависит от местоположения. Аризона является одним из ведущих штатов в области солнечной энергетики и предлагает ряд стимулов для поощрения потребителей. Штат Гранд-Каньон также является одним из лучших штатов для использования систем солнечной энергии, поскольку Юма считается самым солнечным городом в стране по версии NOAA.

Эффективность солнечных панелей

Чем эффективнее фотогальваническая солнечная панель, тем больше энергии она будет вырабатывать на количество световой энергии, попадающей на элемент, что, в свою очередь, будет занимать меньшую площадь поверхности для удовлетворения ваших потребностей в энергии.

Сегодня большинство солнечных панелей обеспечивают рейтинг энергоэффективности от 11 до 15 процентов, что представляет собой процент солнечной энергии, преобразуемой в полезную электроэнергию.

Хотя это может показаться небольшим процентом, достижения в технологиях солнечной энергии постоянно совершенствуются, и современные панели могут более чем покрыть энергетические потребности большинства коммерческих и жилых нужд.

Сегодня исследователи постоянно пытаются повысить эффективность фотоэлектрических технологий. Ученые достигли рекордной 40-процентной эффективности, используя многопереходные элементы, настроенные на улавливание различных частот света в электромагнитном спектре. Хотя в настоящее время это самые эффективные из когда-либо созданных солнечных элементов, они еще не доступны широкой публике.

Если у вас небольшая крыша и ограниченное пространство, вам может подойти более эффективная солнечная панель.Из-за более высокой эффективности эти панели могут быть немного дороже, но они по-прежнему будут соответствовать вашим потребностям в энергии.

Однако, если у вас больше места, вы можете удовлетворить свои потребности в энергии с менее эффективными и менее дорогими панелями, чтобы сэкономить на затратах на установку. Принимая во внимание общую стоимость панелей и выработку киловатт, вы можете выбрать, что лучше всего подходит для вашей установки.

Фотогальваника и типы солнечных панелей

Промышленный стандарт для солнечных электрических систем основан на фотогальванической или фотоэлектрической технологии, которая преобразует солнечный свет в электричество. Несколько солнечных элементов соединены между собой, образуя модуль, из которого состоит панель.

Каждая панель обычно объединяется в систему, в которой электричество подается на инвертор для обеспечения мощности, необходимой для работы бытовых электрических устройств. Эффективность часто зависит от конструкции панели и от того, как она спроектирована для улавливания различных частот световой энергии. Рассмотрим следующие конструкции:

• Монокристаллические кремниевые панели — наиболее эффективным типом фотогальванических солнечных панелей, доступных сегодня, является монокристаллическая или одинарная кремниевая панель.Из-за более высокого содержания кремния, используемого в конструкции, они дороже, чем альтернативные типы панелей. Больше энергии преобразуется в электричество, поэтому для большинства кровельных установок требуется меньше панелей для удовлетворения тех же требований к мощности. Эти типы панелей квадратной формы идеально подходят для монтируемых на крыше солнечных электрических систем.
• Панели из поликристаллического кремния — Поскольку в поликристаллических или многослойных кремниевых панелях используется меньшее количество кремния, они часто дешевле, чем их более эффективные аналоги.Они реализуют конструкцию, помогающую уменьшить эту потерю эффективности, что позволяет использовать их в системах, устанавливаемых на крыше. Это делает их идеальными для более крупных проектов и установок, поскольку они стоят дешевле. Панели из поликристаллического кремния также более устойчивы к нагреву.
• Встроенные в здание фотоэлектрические панели — Внешний вид является важным аспектом здания. Как и во многих исторических зданиях или зданиях с уникальным архитектурным дизайном, владельцы могут не решиться изменить отличительный характер строения, установив солнечную электрическую систему.Чтобы помочь смягчить эстетические изменения, которые могут принести солнечные батареи, доступны интегрированные в здания фотоэлектрические элементы. Хотя они могут сохранить внешний вид традиционной кровли, эти типы панелей более дороги и менее эффективны, чем альтернативы.
• Технология тонкопленочных солнечных элементов – Тонкопленочные элементы представляют собой новую фотоэлектрическую технологию, которая состоит из одного или нескольких слоев тонких пленок фотоэлектрических элементов, ламинированных на существующем материале, таком как металлическая кровля или стеклянные окна.Эти фотогальванические пленки очень тонкие, что делает их более легкими и гибкими по сравнению с другими фотоэлектрическими системами. Хотя тонкопленочная технология чрезвычайно универсальна, она имеет свою цену. Тонкопленочные системы менее эффективны и могут разрушаться быстрее, чем обычные солнечные системы, но улучшаются с развитием технологий.

Факторы, влияющие на эффективность

Эффективность солнечной энергии зависит от множества факторов, включая правильную установку и оценку конструкции.Наем профессионала для осмотра конструкции и местоположения вашего здания имеет важное значение для определения того, какой тип установки лучше всего соответствует вашим требованиям и обеспечит вам долгосрочные экономические выгоды от солнечной энергии. Empire Renewable Energy предлагает ряд услуг для коммерческих и жилых помещений:

• Большинство солнечных панелей имеют слой защитного стекла поверх ячеек, через который должен проходить солнечный свет.Количество используемой энергии зависит от угла, под которым проходит свет, а также от уменьшения отражательной способности стекла.

• Правильная установка солнечной панели имеет важное значение для захвата максимального количества солнечного света. Угол наклона панели и количество падающего на нее света являются важными факторами, которые помогут вам добиться максимальной эффективности.

• Для панелей, монтируемых на крыше, уклон крыши будет влиять на то, сколько солнечного света попадает на панели в течение дня.Крупные коммерческие установки могут компенсировать движение Земли за счет установки систем слежения за солнцем, но из-за дороговизны их обычно не устанавливают для жилых помещений.

• Температура может влиять на общую мощность солнечной батареи. Более высокие температуры могут снизить производительность и снизить эффективность. Некоторые солнечные панели предназначены для более теплого климата, где необходимо поддерживать эффективность при повышении температуры. Убедитесь, что вы выбрали правильную панель, которая лучше всего подходит для вашего климата, чтобы вы могли получить большую отдачу от своих инвестиций.

• Даже небольшой затененный участок на солнечных панелях может значительно снизить их мощность. Поскольку панели часто соединены вместе в системе, даже небольшая тень на одной панели может резко снизить общее производство энергии системой. Идеально устанавливать панели таким образом, чтобы ни на одну из них не падала тень. В некоторых ситуациях этого может быть трудно избежать, поэтому доступны альтернативы для поддержания эффективности.

Типы солнечных установок, предлагаемых Empire

Выбор типа установки для вашего бизнеса или дома также важен, если вы хотите получить максимальную отдачу от своих инвестиций. Так как пространство и архитектурные решения различаются для каждого клиента, доступно множество вариантов:

• Солнечная установка на крыше — Установка на крыше является популярным вариантом как для коммерческих, так и для жилых помещений. Они предлагают способ улавливать солнечную энергию, которая естественным образом попадает на вашу крышу каждый день.
• Солнечная установка для крепления на столбе — Для тех, у кого ограниченное пространство на крыше, можно установить системы на столбе, но для правильной установки им требуется специально отведенный участок земли.
• Солнечная установка с наземным креплением — Подобно креплению на столбах, наземные системы размещаются во дворах и полях. Они полезны для тех, кто имеет ограниченное пространство на крыше или владеет большим количеством земли, необходимой для максимизации преимуществ систем солнечной энергии.
• Укрытия Солнечная установка — Для тех, кто хочет сократить расходы на электроэнергию, альтернативные наружные конструкции, такие как беседки и структурные навесы, могут быть оснащены системами солнечной энергии.
• Установка навесов для парковок — Для установок, в которых расположены большие парковочные места, можно использовать солнечную энергию для сокращения расходов на электроэнергию и обеспечения тени для клиентов на специально отведенных стоянках.
• Теневые навесы — Для зданий с ограниченным пространством замена традиционных навесов солнечными панелями — отличный способ снизить ежемесячные расходы на электроэнергию, сохраняя при этом ту же функцию.
• Солнечная установка для отдельного гаража — Для многих пространство на крыше и парковочное место могут быть ограничены.Однако отдельные гаражные установки могут по-прежнему приносить экономические выгоды жилым домам, где установка на крыше невозможна.
• Интегрированные в здания фотоэлектрические системы — Для некоторых зданий историческая или общая эстетика имеет жизненно важное значение для архитектурного характера конструкции. Солнечные установки, интегрированные в конструкцию здания, могут помочь свести к минимуму изменения внешнего вида, сохраняя при этом преимущества систем солнечной энергии.

Самые эффективные солнечные панели, предлагаемые Empire

Чтобы обеспечить жителей Аризоны самыми эффективными солнечными панелями на рынке, Empire Renewable Energy заключила партнерское соглашение с SunPower.

Модули

SunPower имеют срок службы 40 лет, а их солнечные элементы обеспечивают лучшую производительность на рынке с эффективностью работы до 24 процентов. Если вы используете солнечные элементы SunPower, вы увидите более быструю окупаемость своих инвестиций с примерно на 20 процентов большей выходной мощностью по сравнению с аналогичными продуктами.

Имея одни из самых высоких рейтингов в отрасли, панели SunPower обеспечивают превосходную производительность и долговечность по сравнению с панелями аналогичного размера. SunPower также является мировым рекордсменом по кремниевой солнечной панели с самой высокой эффективностью.

Преимущества солнечной энергии

Для большинства владельцев бизнеса и домовладельцев солнечная энергия является отличным способом сократить ежемесячные расходы на электроэнергию и повысить стоимость недвижимости.

Аризона предлагает многочисленные стимулы для тех, кто хочет установить системы солнечной энергии. Кроме того, федеральное правительство также поощряет альтернативы экологически чистой энергии и предлагает налоговые льготы и кредиты тем, кто хочет перейти на солнечную систему.

По мере роста спроса на солнечную энергию технологии развивались, а цены резко снизились с конца 1970-х годов.Теперь дешевле, чем когда-либо прежде, установить солнечную энергетическую систему для вашего дома или бизнеса.

Хотя первоначальные инвестиции в установку солнечной электрической системы будут сильно зависеть от размера установки, общая экономия стоит того для большинства клиентов.

В дополнение к сокращению ежемесячных расходов, большинство монтируемых на крыше систем рассчитаны на длительный срок службы и требуют минимального обслуживания.

Осмотры следует проводить регулярно, особенно в холодном климате, где лед может повредить панели.Очистка также может потребоваться для поддержания эффективности, но большинство солнечных крыш рассчитаны на срок службы в среднем 25 лет.

Вопросы, которые следует задать себе перед установкой системы солнечной энергии:

• Какой тип установки лучше всего подходит для моего здания/собственности?
• Какой размер системы может поддерживать моя крыша?
• Сколько прямых солнечных лучей ежедневно попадает на мою крышу?
• Каковы мои потребности в энергии?
• Сколько я ежегодно трачу на электроэнергию?
• Сколько лет моей крыше, и будет ли солнечная электрическая система повышать ценность моего дома или бизнеса?
• Какие существуют местные, государственные и федеральные стимулы?
• Предлагает ли мой местный поставщик энергии скидки на солнечные системы?

Как Империя может мне помочь?

Очень важно нанять профессионала для оценки вашего здания и собственности на предмет оптимальной эффективности.

При выполнении установки необходимо установить вспомогательную инфраструктуру и преобразователи, чтобы безопасно использовать свет и преобразовывать его в энергию, которую можно использовать в вашем бизнесе или дома.

Угол наклона панели, размещение, архитектурный дизайн здания и тень могут влиять на эффективность солнечной электрической системы. Empire Renewable Energy предлагает бесплатную оценку, чтобы определить, какой тип установки лучше всего подходит для ваших потребностей в электроэнергии.

В течение 65 лет компания Empire предлагает продукцию высочайшего качества и обслуживает различные отрасли промышленности по всей Аризоне, включая образование, складирование, розничную торговлю, отдых, здравоохранение, общественное питание и производство.

Когда вы обратитесь в компанию Empire для оценки объекта, квалифицированный инженер определит конкретную и наиболее оптимальную систему, которая поможет вам сократить расходы на электроэнергию. Оценка определит необходимый размер фотогальванической системы, где она должна быть размещена и под каким углом будут расположены панели, чтобы захватить максимальное количество солнечного света.

Кроме того, инженеры Empire определят, какой тип системы и варианты установки потребуются, сколько вы сэкономите и как быстро окупятся ваши первоначальные инвестиции.Это будет включать оценку затрат на установку, доступные финансовые стимулы и оценки производства за первый год, а также прогнозы годовой экономии.

Свяжитесь с Empire Renewable Energy, чтобы начать сегодня.

Запросить цену

Самые эффективные солнечные панели – Forbes Advisor

Примечание редакции. Мы получаем комиссию за партнерские ссылки в Forbes Advisor. Комиссии не влияют на мнения или оценки наших редакторов.

Сравните предложения от лучших установщиков солнечных панелей

Бесплатные оценки без обязательств

Установка солнечных панелей — отличный способ сэкономить энергию и снизить счета за коммунальные услуги.Однако важно понимать различия в производстве солнечных панелей, чтобы выбрать наиболее эффективные солнечные панели для вашей коммерческой или жилой установки.

Как определяется эффективность солнечных панелей

Эффективность солнечных панелей определяется количеством солнечного света, который отражается на поверхности панелей и затем преобразуется в электрическую или тепловую энергию. Раньше средний КПД солнечных панелей составлял около 15%, но благодаря достижениям в области фотогальванических технологий КПД теперь превышает 20%.В результате типичная номинальная мощность панели составляет 370 Вт, а не 250 Вт.

Эффективность солнечной панели определяется двумя факторами: эффективностью фотоэлектрических элементов и общей эффективностью панели. Эффективность фотоэлемента определяется конструкцией элемента и типом кремния, в то время как компоновка и конфигурация элемента, а также размер панели являются основой общей эффективности панели. Общий КПД панели определяется максимальной номинальной мощностью при стандартных условиях испытаний, деленной на общую площадь панелей (в метрах).

Существует ряд факторов, которые могут повлиять на эффективность, например, температура, тип ячейки и уровень излучения, то есть скорость, с которой солнечный свет попадает на панели. Цвет подложки, защищающей панели, также может влиять на эффективность. Например, хотя черный цвет может выглядеть более привлекательным для защитного черного листа, этот цвет поглощает больше тепла. Это приводит к более высоким температурам и, следовательно, снижению общей эффективности преобразования, поэтому другие цвета, такие как темно-синий, зеленый или даже узоры, могут быть лучшим вариантом для ваших солнечных панелей.

Основные типы солнечных панелей

Существует три типа солнечных панелей, которые чаще всего используются в коммерческих или жилых установках: монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные. Вот краткое объяснение каждого, а также для каких приложений они наиболее полезны:

Монокристаллический: лучший по эффективности

Монокристаллические солнечные панели

часто рекламируются как наиболее эффективный вариант, и поэтому их лучше всего устанавливать для больших энергетических систем в коммерческих и жилых помещениях.Однако размеры панелей различаются; следовательно, монокристаллы могут использоваться и в небольших установках.

Плюсы

• Изготовлены из кремния высокой чистоты, что повышает их эффективность на 15–22 %
• Не требуют столько места, как поликристаллические и тонкопленочные панели
• Монокристаллические панели могут служить до 25 лет благодаря стабильным и инертным свойствам кремния
.

Минусы

• Высокая цена из-за сложной конструкции
• Не лучший выбор для холодного климата, так как снегопад может повредить солнечные элементы и привести к отказу системы.

Лучшие бренды монокристаллических солнечных панелей: SunPower, LG и Panasonic

Поликристаллический: лучший по цене

Как следует из названия, поликристаллические солнечные панели состоят из нескольких кристаллов чистого кремния, которые сплавляются вместе. Однако больше кристаллов не всегда лучше. Поликристаллические панели на самом деле менее эффективны, чем их монокристаллические аналоги. Однако они изготавливаются с различными параметрами мощности от 5 Вт до 250 Вт и выше, что делает их хорошим выбором как для небольших, так и для крупных установок.

Плюсы

• Процесс их создания проще, поэтому они дешевле, чем монокристаллические
• Меньше отходов после процесса плавки, что делает их более безопасными для окружающей среды
• Прочные и долговечные, как и монокристаллические солнечные панели, поэтому они являются хорошим выбором для домовладельцев с ограниченным бюджетом

Минусы

• Более низкая эффективность (от 13% до 17%) из-за более низкой чистоты кремния, используемого для их изготовления.
• Занимайте больше места, чтобы производить тот же уровень мощности, что и у монокристаллических элементов.

Лучшие бренды поликристаллических фотоэлектрических панелей: TrinaSolar и YingliSolar

Тонкопленочные: лучше всего подходят для питания транспорта

Хотя тонкопленочные фотоэлементы легкие и их легко перемещать, они не сделаны из кремния и являются наименее эффективным типом солнечных панелей. Используйте их только для установки, которая не требует слишком большой мощности; гибкость и портативность являются двумя главными факторами с ними.

Плюсы

• Производство проще и дешевле
• Отлично подходит для солнечных транспортных средств, таких как панели, устанавливаемые на крышах автобусов, и холодильные установки для грузовиков-рефрижераторов

Минусы

• Не лучший выбор для крыш, так как они требуют большого пространства для использования достаточного количества солнечной энергии для выработки энергии
• Слабее, поэтому разрушаются быстрее, чем кристаллические панели.Для установки тонкопленочных панелей доступны только короткие гарантии, и домовладельцы должны особенно учитывать это в зависимости от того, как долго они планируют оставаться в своих домах.

Лучшие марки тонкопленочных солнечных панелей: Stion и Solopower

Что следует учитывать при покупке панелей солнечной энергии

Стоимость

Солнечные панели могут быть дорогостоящими авансом, поэтому многие домовладельцы не решаются легкомысленно перейти на солнечную энергию. Центр устойчивой энергетики сообщает, что установка может стоить в среднем от 15 000 до 25 000 долларов .Поликристаллические солнечные панели считаются наиболее экономичным выбором для установки солнечных панелей, но это зависит от типа панелей и их количества, необходимого для установки.

Хотя ваши первоначальные инвестиции в солнечные батареи могут окупиться в течение многих лет, вам может потребоваться больше времени, чтобы вернуть свои деньги в зависимости от ряда факторов, включая потребление энергии и погодные условия; последнее может повлиять на функциональность солнечной панели.

Местоположение

Солнечная энергия, что неудивительно, более эффективна в местах, где больше солнечного света.Например, жилые и коммерческие здания в Южной Калифорнии, скорее всего, получат больше преимуществ от солнечной энергии, чем в облачном тихоокеанском северо-западе. Тем не менее, даже не самые солнечные места могут извлечь выгоду из солнечной энергии, поскольку более низкие температуры заставят панели вырабатывать больше энергии.

Энергопотребление

Если ваши счета за электроэнергию высоки, имеет смысл установить солнечные панели, чтобы сократить расходы и со временем окупить первоначальные инвестиции. Однако, если ваше потребление энергии минимально, установка солнечной панели может не стоить затрат.Также важно отметить, что максимальная эффективность достигается только в наилучших условиях и только в начале срока службы панели. По мере того, как солнечные панели стареют и подвергаются воздействию элементов, они начинают работать менее эффективно.

Сравните предложения от лучших установщиков солнечных панелей

Бесплатные оценки без обязательств

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можете ли вы сделать установку солнечной батареи своими руками?

Заманчиво сэкономить деньги и установить солнечные панели самостоятельно, особенно если у вас за плечами множество успешных проектов «сделай сам».Но установка солнечных батарей — это проект, который лучше доверить профессионалам. В зависимости от типа панели, которую вы выберете, для установки могут потребоваться сложные конфигурации, которые в противном случае трудно установить правильно без опыта обучения.

Кроме того, для сохранения гарантии может потребоваться профессиональная установка. Как и во многих других проектах, привлечение профессионала для установки системы солнечной энергии означает, что все будет сделано правильно с первого раза, так что вы сможете сразу же начать пожинать плоды этого.

Сколько времени потребуется, чтобы окупить стоимость солнечных батарей?

Этот ответ будет варьироваться в зависимости от множества факторов, включая первоначальные затраты на систему солнечных батарей, количество энергетических поощрений и потребление электроэнергии. Однако в среднем домовладельцам требуется от шести до десяти лет, чтобы окупить свои первоначальные инвестиции.

Как долго служат солнечные батареи?

Солнечные панели имеют средний срок службы от 25 до 30 лет. Однако они могут прослужить до 50 лет. Срок службы солнечных панелей зависит от погодных условий, в которых они установлены, так как снег, ветер и ураганный мусор могут повлиять на их работу.

Таблица эффективности

лучших исследовательских ячеек | Фотоэлектрические исследования

NREL поддерживает диаграмму самой высокой подтвержденной эффективности преобразования для исследований. элементов для ряда фотоэлектрических технологий, построенных с 1976 года по настоящее время.

Узнайте, как NREL может помочь вашей команде с сертифицированными измерениями эффективности.

Получите доступ к данным об эффективности наших исследовательских ячеек.

Скачать диаграмму

Или загрузите полный файл данных или справочник данных.

Загрузить диаграммы для конкретных технологий:

Элементы из кристаллического кремния

Однопереходные элементы из арсенида галлия

Многопереходные элементы

Тонкие пленки

Новые PV.

Таблица ячеек Пояснительные примечания

Устройства, включенные в эту таблицу современного уровня техники, имеют эффективность, подтверждены независимыми признанными испытательными лабораториями, например, NREL, AIST, JRC-ESTI и Fraunhofer-ISE — и сообщается на стандартизированной основе. Замеры для новых записи должны соответствовать Стандартным условиям тестирования или отчетности, как определено глобальный эталонный спектр для плоских устройств и прямой эталонный спектр для концентраторов, как указано в стандартах IEC 60904-3 издание 2 или ASTM G173. Эталонная температура составляет 25°C, а площадь – это общая площадь ячейки или площадь определяется отверстием.

Результаты эффективности ячеек представлены для семейств полупроводников:

• Ячейки многопереходные
• Однопереходные элементы из арсенида галлия
• Элементы из кристаллического кремния
• Тонкопленочные технологии
• Новые фотогальваники.

Около 28 различных подкатегорий обозначены характерными цветными символами.

Самый последний мировой рекорд для каждой технологии выделен вдоль правого края во флаге, который содержит эффективность и символ технологии. Компания или группа, изготовившая устройство для каждой самой последней записи, выделена на графике жирным шрифтом.

Информация, представленная NREL, предоставлена ​​добросовестно, но NREL не может принять прямая ответственность за любые ошибки или упущения.Сюжет не защищен авторскими правами и могут использоваться в презентациях и публикациях с примечанием, которое гласит: «Это сюжет предоставлен Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии, Голден, Колорадо».

Компании/Учреждения

Этикетка	Полное имя (если отличается от этикетки)
АИСТ	Национальный институт передовых промышленных наук и технологий
Альта	Альта Устройства
АМЕТЕК
Амоникс	Амоникс Инк.
АРКО	Компания Атлантик Ричфилд
АСУ	Университет штата Аризона
Боинг	Боинг Ко.
ДГИСТ	Институт науки и технологий Тэгу Кёнбук
EMPA	Швейцарская федеральная лаборатория материаловедения и технологии
EPFL	Федеральная политехническая школа Лозанны
ЕвроСНГ
ФхГ-ИСЭ	Фраунгоферовский институт систем солнечной энергии
Первый солнечный	Первая солнечная корпорация
ГЭ
Технологический институт Джорджии	Технологический институт Джорджии
Гронинген	Университет Гронингена
Гелиатек
Гонконг	Гонконгский университет науки и технологий
ХЗБ	Гельмгольц-Центр Берлин
IBM	Международные бизнес-машины
ИККАС	Институт химии Китайской академии наук
КЭС-УПМ	Instituto de Energía Solar – Политехнический университет Мадрида
ИСКАС	Институт полупроводников Китайской академии наук
ИСФХ	Институт исследований солнечной энергии Hamelin
Энергия Японии
Канека	Солнечная энергия Канека
Кодак
Конарка	Конарка Текнолоджиз Инк.
Копин	ООО Копин
КРИКТ	Корейский научно-исследовательский институт химической технологии
ЛГ	LG Electronics
Мацусита
Массачусетский технологический институт	Массачусетский технологический институт
Мицубиси	Мицубиси Кемикал Корп.
Мобил Солар
Моносолнечный	Компания Моносолар, ООО
НИМС	Национальный институт материаловедения
№Университет штата Каролина	Университет штата Северная Каролина
НРЭЛ	Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии
Оксфорд
Оксфорд PV
Панасоник
Филипс 66
Фотонная энергия
Плекстроникс	Плекстроникс Инк.
Радбуду	Университет Радбауд
Райнерджи
RCA
Сандия	Национальные лаборатории Сандия
Санё	Санио Электрик Компани Лтд.
SCUT-CSU	Южно-Китайский технологический университет — Центральный южный университет
SCUT-eFlexPV	Южно-Китайский технологический университет — eFlexPV
Шарп	Sharp Солнечная
Сименс
Соитек
Соларекс
СоларФрон	Солнечная граница
СоларДжунк	Solar Junction Corp.
Солармер
Солексель
Солибро	Солибро ГмбХ
Спектролаб	Спектролаб Инк.
Шпиль
SpireSemicon	Spire Semiconductor LLC
Стэнфорд	Стэнфордский университет
Сумитомо	Сумитомо Кемикал Ко. ООО
СанПауэр	Корпорация SunPower
Тек Тайваня
Трина
У.Дрезден	Университет Дрездена
У. Линц	Университет Линца
Ю. Мэн	Университет штата Мэн
У. Квинсленд	Университет Квинсленда
У. Т.о. Флорида	Университет Южной Флориды
У. Штутгарт	Университет Штутгарта
У.Торонто	Университет Торонто
Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе	Калифорнийский университет, Лос-Анджелес
ЮниСолар
УНИСТ	Ульсанский национальный институт науки и технологий
UNSW	Университет Нового Южного Уэльса
UNSW/Европодошва
Вариан	Вариан Полупроводник
Вестингауз
ZSW	Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (Центр Солнечная энергия и исследования водорода (Баден-Вюртемберг)

Сколько энергии производят солнечные панели для вашего дома

Ключевые пункты:

• Большинство бытовых солнечных панелей на сегодняшнем рынке рассчитаны на производство от 250 до 400 Вт каждая.
• Домашние солнечные панели обычно имеют мощность от 1 до 4 кВт.
• Солнечная панель мощностью 4 кВт в доме среднего размера в Йоркшире может производить около 2850 кВтч электроэнергии в год (в идеальных условиях).
• Мощность солнечной панели зависит от нескольких факторов, включая ее размер, мощность, ваше местоположение и погодные условия.

Быстрые ссылки:

Как рассчитать мощность солнечной панели?

Поскольку каждая система солнечных панелей уникальна, трудно точно сказать, сколько электроэнергии будет генерировать ваша.Этот полезный калькулятор Центра альтернативных технологий может дать вам приблизительное представление, а также сумму денег, которую вы можете сэкономить.

Есть также несколько общих тестов, которые вы можете использовать для оценки потенциальной производительности вашей системы.

1. Мощность солнечной панели в день

Рассчитайте, сколько электроэнергии, измеряемой в киловатт-часах (кВтч), ваши панели будут производить каждый день, используя следующую формулу:

Размер одной солнечной панели (в квадратных метрах) x 1,000

Эта цифра х КПД одной солнечной панели (десятичное число в процентах)

Эта цифра х Количество солнечных часов в вашем районе каждый день

Разделить на 1,000

9 .

Чтобы рассчитать количество солнечных часов в вашем районе, используйте этот калькулятор.

Пример

• Панель размером 1,6 кв.м.:

• В вашем районе 4,5 солнечных часа в день*:

• Разделить на 1000:
  • 1 440 ÷ 1 000 = 1. 44 кВтч в сутки

*Количество солнечных часов сильно варьируется в течение года (4,5 часа для июля) и будет намного меньше, особенно в зимние месяцы.

2. Мощность солнечной панели в месяц

Для расчета месячной суммы рассчитайте дневную цифру, затем умножьте ее на 30:

• 1,44 x 30 = 43,2 кВтч в месяц

3. Мощность солнечных панелей на квадратный метр

Самая популярная домашняя солнечная панель мощностью 4 кВт. Он состоит из 16 панелей, каждая из которых:

• около 1,6 квадратных метров (м ² ) размера
• мощностью около 265 Вт (в идеальных условиях)

Чтобы рассчитать мощность на квадратный метр, используйте следующую формулу:

Количество панелей x мощность системы солнечных панелей

Мощность ÷ общий размер системы (количество панелей x размер одной панели)

Пример

• 16 панелей по 265 Вт каждая:
  • 16 x 265 = мощность 4240 кВт

• Общий размер системы (16 панелей по 1. 6 м ^{по 2 шт.} )
  • 4 240 ÷ 6 = 165 Вт на м ²

Сколько ватт производит солнечная батарея?

Большинство бытовых солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, рассчитаны на производство от 250 Вт до 400 Вт каждая.

Номинальная емкость поясняется ниже.

Сколько электроэнергии производит солнечная панель мощностью 1 кВт?

Система солнечных панелей мощностью 1 кВт может производить около 850 кВтч электроэнергии в год.

Насколько эффективны солнечные панели?

Следующие факторы влияют на то, сколько электроэнергии будут генерировать ваши солнечные панели:

Мощность

Максимальное количество электроэнергии, которое система может произвести в идеальных условиях (известных как «пиковое солнце»).

Иногда называемая «номинальной мощностью» или «номинальной мощностью», она принимается равной 1000 Вт (или 1 кВт) солнечного света на каждый квадратный метр панели.

Большинство бытовых систем солнечных панелей имеют мощность от 1 кВт до 4 кВт.

Эффективность

Сколько солнечного света солнечные панели могут превратить в электричество.

Поскольку условия для солнечных панелей никогда не бывают идеальными, они никогда не будут эффективны на 100%. На самом деле, большинство жилых панелей имеют КПД около 20%. Доступны панели с КПД от 40% до 50%, но они, как правило, чрезмерно дороги.

Как правило, солнечные панели с более высокой эффективностью стоят дороже, но занимают меньше места на крыше.

Материалы

То, из чего сделана панель, также может влиять на ее эффективность.

• В монокристаллических панелях используется кремний более высокого качества, что делает их наиболее эффективными с точки зрения производительности и занимаемой площади
• Поликристаллические панели немного менее эффективны, но их дешевле покупать

Ваша крыша

Направление

Широта Великобритании — ее точка на Земле относительно экватора — составляет 51 градус северной широты, что означает, что солнце всегда находится к югу от вашего дома и никогда не проходит прямо над ним.

Вот почему крыши, выходящие на юг, дают наилучшие результаты, хотя солнечные панели все равно будут работать на крышах, выходящих на восток или запад.

Угол

Говорят, что крыша с наклоном около 30 градусов обеспечивает наилучшие общие характеристики. Чтобы узнать больше о том, как угол наклона крыши влияет на производительность, нажмите здесь.

Затенение

На вашей крыше не должно быть теней и препятствий (например, деревьев), поскольку все, что блокирует солнечный свет, снижает эффективность панелей.

Ваше местоположение

Не все районы Великобритании получают одинаковое количество солнечного света. Юг Англии — самая солнечная часть страны, извлекающая выгоду из высокого давления и его влияния на очистку неба от облаков.

Количество солнечного света постепенно уменьшается по мере продвижения вглубь суши и дальше на север, что оказывает небольшое влияние на производительность солнечных батарей.

Могу ли я хранить электроэнергию, вырабатываемую моими панелями?

Аккумуляторы для хранения солнечной энергии теперь доступны в Великобритании. Тем не менее, технология все еще довольно новая, и поэтому эти продукты могут быть довольно дорогими, хотя, как и в случае с солнечными панелями, стоимость постепенно снижается.

Когда вы регистрируете свои солнечные панели по льготному тарифу правительства (в настоящее время закрыто для приложений), вы получаете платежи за электроэнергию, которую вы производите, но не используете сами.Но поскольку этот платеж ограничен 50%, в ваших интересах по-прежнему использовать как можно больше электроэнергии, в том числе хранить ее в аккумуляторе и использовать в ночное время.

Любая батарея, которую вы устанавливаете, должна быть совместима с вашими солнечными панелями и иметь правильное напряжение. Ваш установщик солнечной панели сможет сказать вам, какой тип батареи (если таковой имеется) лучше всего подходит для вас.

Как проверить, что мои солнечные панели работают эффективно?

Ваши солнечные панели подключены к панели управления, называемой домашним дисплеем. Это беспроводное устройство, которое вы можете использовать для контроля за тем, вырабатывает ли ваша система столько электроэнергии, сколько должно.

Если вас беспокоит низкая производительность ваших солнечных батарей, обратитесь к установщику или производителю. Они могут отправить профессионального техника для расследования.

Мы не рекомендуем вмешиваться в работу солнечных панелей, так как это может привести к повреждению системы и аннулированию гарантии.

Поделитесь этой историей

Новый рекорд эффективности технологии солнечных элементов — ScienceDaily

Группа исследователей из Национального университета Сингапура (NUS) установила новый рекорд эффективности преобразования энергии солнечных элементов, изготовленных с использованием перовскита и органических материалов.Этот технологический прорыв прокладывает путь к гибким, легким, недорогим и ультратонким фотогальваническим элементам, которые идеально подходят для питания автомобилей, лодок, жалюзи и других приложений.

«Технологии чистой и возобновляемой энергии чрезвычайно важны для сокращения выбросов углерода. Солнечные элементы, которые напрямую преобразуют солнечную энергию в электричество, являются одними из наиболее многообещающих технологий экологически чистой энергии. Высокая эффективность преобразования энергии солнечных элементов имеет решающее значение для производства большего количества электроэнергии с использованием ограниченного площади, а это, в свою очередь, снижает общую стоимость производства солнечной энергии», — объяснил ведущий исследователь президентский молодой профессор Хоу Йи из Департамента химической и биомолекулярной инженерии NUS, который также возглавляет «Многопереходные солнечные элементы на основе перовскита». group» в Научно-исследовательском институте солнечной энергии Сингапура в NUS.

«Главной целью этого исследования является повышение эффективности преобразования энергии в тандемных солнечных элементах на основе перовскита и органики. В нашей последней работе мы продемонстрировали эффективность преобразования энергии в 23,6% — это лучший результат для этого типа клеток на сегодняшний день», — добавил доктор Чен Вей, научный сотрудник отдела химической и биомолекулярной инженерии NUS и первый автор этой работы.

Это достижение является значительным скачком по сравнению с текущим коэффициентом преобразования энергии, составляющим около 20%, о котором сообщают другие исследования тандемных солнечных элементов на основе перовскита и органики, и приближается к коэффициенту преобразования энергии, равному 26.7% кремниевых солнечных элементов, которые являются доминирующей солнечной технологией на текущем рынке солнечной фотоэлектрической (PV).

Это нововведение было опубликовано в Nature Energy 20 января 2022 года. Исследование проводилось в сотрудничестве с учеными из Университета Гонконга и Южного университета науки и технологий.

Новые тенденции в солнечном мире

Технология солнечных батарей в последние годы достигла огромного роста как устойчивый источник энергии.Надежность, эффективность, долговечность и цена солнечных элементов имеют решающее значение для коммерческого потенциала и масштабной реализации проектов солнечной энергетики по всему миру.

Обычные солнечные элементы, используемые на солнечных электростанциях, основаны на архитектуре с одним переходом. Практическая эффективность преобразования энергии однопереходных солнечных элементов ограничена примерно 27% в промышленном производстве. Чтобы расширить границы производства солнечной энергии, потребуются новые решения для солнечных элементов, которые будут лучше работать в преобразовании энергии.

Чтобы повысить эффективность преобразования энергии солнечных элементов выше 30%, необходимы пакеты из двух или более поглощающих слоев (многопереходные элементы). Тандемные солнечные элементы, которые изготавливаются с использованием двух разных типов фотоэлектрических материалов, являются горячей областью исследований.

В своем последнем проекте доцент Хоу и его команда открывают новые горизонты в области тандемных солнечных элементов из перовскита и органики. Их открытие открывает двери для тонкопленочных тандемных солнечных элементов, легких и гибких, которые могут найти широкое применение, например, для жалюзи на солнечных батареях, транспортных средств, лодок и других мобильных устройств.

Прорыв в эффективности преобразования энергии

Тандемный солнечный элемент состоит из двух или более субэлементов, электрически соединенных с помощью соединительных слоев (ICL). ICL играет решающую роль в определении производительности и воспроизводимости устройства. Эффективная ICL должна быть химически инертной, электропроводной и оптически прозрачной.

Хотя тандемные солнечные элементы из перовскита и органики привлекательны для тонкопленочных фотоэлектрических элементов следующего поколения, их эффективность отстает от других типов тандемных солнечных элементов.Чтобы решить эту технологическую проблему, доцент Хоу и его команда разработали новый и эффективный ICL, который снижает напряжение, оптические и электрические потери в тандемном солнечном элементе. Это новшество значительно повышает эффективность тандемных солнечных элементов перовскит/органика, достигая коэффициента преобразования энергии 23,6%.

«Наше исследование показывает большой потенциал тандемных солнечных элементов на основе перовскита для будущего коммерческого применения фотоэлектрических технологий. Основываясь на нашем новом открытии, мы надеемся еще больше улучшить производительность наших тандемных солнечных элементов и масштабировать эту технологию», — сказал Аст. Проф Хоу.

солнечных панелей от CPT Break Efficiency Barrier

В 1961 году Уильям Шокли и Ханс-Йоахим Квайссер подсчитали, что максимальная теоретическая эффективность солнечной панели на основе кремния составляет 30%. Другими словами, менее трети солнечного света, падающего на солнечную панель, можно превратить в электричество.

Сегодня только высокотехнологичные солнечные панели, предназначенные для использования в космических кораблях, приближаются к этому пределу максимальной эффективности. Эти панели слишком дороги для обычного коммерческого использования.В среднем панели, используемые на крышах и в солнечных фермах, намного дешевле, но имеют КПД около 22%.

Проблема в том, что кремний реагирует только на определенные длины волн, особенно на красные и желтые участки электромагнитного спектра. Более длинные световые волны в инфракрасной части спектра слишком слабы, чтобы создавать электрический ток. Более короткие световые волны в синей и зеленой части спектра не создают электрического тока, когда ударяются о кремний в солнечном элементе — в лучшем случае они отражаются.В худшем случае они выделяют тепло, что снижает эффективность панелей.

Блестящая идея становится новым бизнесом

В 2014 году Акшаю Рао и группе исследователей из Кембриджского университета пришла в голову блестящая идея. Что, если бы существовал способ преобразовать волны синего и зеленого света в волны красного света? Это повысит эффективность солнечной панели примерно до 35%, что примерно на 50% больше, чем у обычных солнечных панелей, используемых сегодня. Можете ли вы представить, что это будет означать для мира возобновляемых источников энергии?

Кембриджский университет взял эту идею и использовал ее в качестве основы для новой технологической компании, известной как Cambridge Photon Technology. Вот как это работает, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature .

«Рао разработал пленку фотонного умножителя, состоящую из слоя органического полимера под названием пентацен, усыпанного квантовыми точками селенида свинца — небольшими светоизлучающими комками неорганического материала. Полимер поглощает синие и зеленые фотоны и превращает их в пары экситонов. Эти экситоны текут к квантовым точкам, которые поглощают их и испускают красные или инфракрасные фотоны с меньшей энергией.

«Когда пленку помещают поверх кремниевого солнечного элемента, свет от квантовых точек падает на кремний.Между тем, красные и инфракрасные волны непосредственно от солнца проходят через полимерную пленку и попадают на кремний, как обычно. В результате на кремний попадает больше пригодных для использования фотонов, увеличивая производство электрического тока».

«Вы сохраняете общую энергию, которая входит и выходит, но вы заставляете кремний получать более высокий поток фотонов в той части спектра, которую он хорошо преобразует в электричество», — говорит Уилсон. Подробнее о том, как это работает, смотрите в видео ниже.

Прогресс требует времени

Вы заметили, что исследование, с которого все началось, началось в 2014 году? Прошло 8 лет, и Рао говорит, что надеется получить работающий прототип с КПД 31% к концу 2022 года. Целью панели с КПД 35% является самое раннее 2025 год. Обратите внимание, как эта новость похожа на истории, о которых мы постоянно сообщаем, о прорывах в аккумуляторных технологиях. Придумывать новые идеи легко. Превратить их в коммерчески жизнеспособные продукты сложно.

Ключом к подходу CPT является то, что его слой разделения фотонов может быть нанесен на любую солнечную панель в процессе производства без каких-либо существенных изменений на этапе производства. Это критическое соображение, если у новой технологии есть надежда на коммерческий успех. «Весь наш подход заключался в том, чтобы… сделать простой, нетоксичный материал без электрических соединений, который очень мало усложняет существующую конструкцию», — говорит Уилсон.

По словам Уилсона, как только CPT докажет жизнеспособность своей технологии, потенциальная отдача может быть значительной.«Совершенно ясно, что существует довольно острая потребность, и эта технология, если она будет работать, как обещано, будет иметь большое значение для удовлетворения этой потребности». Мы — и весь мир — едва можем ждать.

Совет от CleanTechnica Дэну Алларду, у которого нет ничего лучше, чем смотреть такие видео. Спасибо, Дэн.

Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или послом CleanTechnica – или покровителем на Patreon.

---

Реклама

---

Есть совет для CleanTechnica, хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

---

Теряют ли солнечные батареи эффективность со временем?

Современные солнечные панели рассчитаны на десятилетия, но это не значит, что через десятилетия они будут работать с максимальной эффективностью.

Учитывая суровый климат Лас-Вегаса, вы можете задаться вопросом, теряют ли солнечные панели эффективность со временем.Установка солнечных панелей на крыше — это инвестиция, и любое значительное снижение эффективности может поставить под угрозу ее жизнеспособность. Хорошая новость заключается в том, что потери в эффективности современных солнечных панелей невелики, предсказуемы и по-прежнему оставляют домовладельцев в выигрыше.

Рассматриваете установку жилых солнечных панелей в Лас-Вегасе или Хендерсоне?
Свяжитесь с Bell Solar & Electrical Systems сегодня!

Почему солнечные панели со временем теряют эффективность?

Скорость, с которой солнечные панели со временем теряют эффективность, называется скоростью деградации и является естественным следствием воздействия на них элементов. Согласно исследованию , проведенному в 2012 году Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии , панели ежегодно теряют от 0,5 до 0,8 процента своей производственной мощности. Это неизбежно, но происходит достаточно медленно, поэтому для подавляющего большинства домовладельцев это незначительный фактор. Есть еще два способа, по которым солнечные панели могут терять эффективность, отчасти благодаря действующему против них химическому составу.

Светоиндуцированная деградация

Точно так же, как новый автомобиль теряет часть своей стоимости в тот момент, когда вы съезжаете с него со стоянки, солнечная панель может снизить эффективность в течение нескольких часов после первого использования.Известная как светоиндуцированная деградация (LID), это происходит, когда борное покрытие солнечных панелей окисляется и частично затуманивает панели. Это препятствие может снижать от 1 до 3 процентов эффективности солнечной панели в течение нескольких часов после ее первого воздействия солнечного света, но не выходит за пределы этой точки.

Потенциально-индуцированная деградация

Более новое явление, называемое потенциальной деградацией (PID), также может со временем влиять на солнечные панели. Хотя полную механику еще предстоит понять, электрические утечки из солнечной панели из-за высокой влажности и накопления натрия могут привести к возникновению дуги и повредить ее.Хорошей новостью является то, что это состояние редко встречается в Соединенных Штатах и ​​смягчается тем, как здесь спроектированы электрические системы. Тем не менее, это все еще возможно, поэтому работа с опытным установщиком солнечных батарей важна для снижения риска вашей системы.

Каков срок службы солнечных батарей?

Учитывая, насколько новыми солнечными панелями и их широким распространением, не так много информации об их полном сроке службы. Тем не менее, многие старые солнечные панели продолжают работать, а это означает, что если вы планируете иметь свою на долгую перспективу, у вас могут быть годы чистой энергии впереди. Большинство производителей предлагают 25-летнюю гарантию на свои панели, что является стандартной метрикой, используемой для измерения их ожидаемого срока службы. Многие производители заявляют, что к этому времени их панели все еще будут производить не менее 80 процентов своей первоначальной мощности.

Солнечные панели со временем теряют эффективность? Ответ положительный, но процесс идет медленно, и в подавляющем большинстве случаев эффект невелик, его легко рассчитать и он не повлияет на решение домовладельца установить систему.По оценкам Министерства энергетики, для крышных систем, использующих современные фотоэлектрические модули на основе поликристаллического кремния, предполагаемый срок окупаемости в плане экономии энергии составляет всего четыре года . После этого солнечные системы на крышах могут годами вырабатывать энергию почти на пиковом уровне. Современные солнечные панели более эффективны и надежны, чем когда-либо, поэтому сейчас самое время инвестировать в солнечную энергию для своего дома.

No related posts.