Солнечные батареи самые эффективные: Самые эффективные солнечные батареи

Опубликовано в Разное
/
18 Июл 2020

Содержание

Самые эффективные солнечные батареи

В последнее время солнечная энергетика развивается столь бурными темпами

В последнее время солнечная энергетика развивается столь бурными темпами, что за 10 лет доля солнечного электричества в мировой годовой выработке электроэнергии увеличилась с 0.02% в 2006 году до почти одного процента в 2016 году.


Dam Solar Park — самая большая СЭС в мире. Мощность 850 мегаватт. 

Основным материалом для солнечных электростанций является кремний, запасы которого на Земле практически неистощимы. Одна беда – эффективность кремниевых солнечных батарей оставляет желать лучшего. Самые эффективные солнечные батареи имеют коэффициент полезного действия, не превышающий 23%. А средний показатель эффективности колеблется от 16% до 18%. Поэтому исследователи всего мира, занятые в области солнечной фотовольтаики, работают на тем, чтобы освободить солнечные фотопреобразователи от имиджа поставщика дорогого электричества.

Развернулась настоящая борьба за создание солнечной суперячейки. Основные критерии – высокая эффективность и низкая стоимость. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) в США даже выпускает периодически бюллетень, в котором отражаются промежуточные результаты этой борьбы. И в каждом выпуске показываются победители и проигравшие, аутсайдеры и выскочки, случайно ввязавшиеся в эту гонку.

Лидер: солнечная многослойная ячейка

Эти гелиевые преобразователи напоминают сэндвич из разных материалов, в том числе из перовскита, кремния и тонких пленок. При этом каждый слой поглощает свет только определенной длины волны. В результате эти при равной площади рабочей поверхности многослойные гелиевые ячейки вырабатывают значительно больше энергии, чем другие.

Рекордное значение эффективности многослойных фотопреобразователей было достигнуто в конце 2014 года совместной немецко-французской группой исследователей под руководством доктора Франка Димрота во Фраунгоферовском институте систем солнечной энергии. Была достигнута эффективность в 46%. Такое фантастическое значение эффективности было подтверждено независимым исследованием в NMIJ/AIST — крупнейшем метрологическом центре Японии.


Многослойная солнечная ячейка. Эффективность – 46%

Эти ячейки состоят из четырех слоев и линзы, которая концентрирует на них солнечный свет. К недостаткам следует отнести наличие в структуре субстрата германия, который несколько увеличивает стоимость солнечного модуля. Но все недостатки многослойных ячеек в конечном счете устранимы, и исследователи уверены, что в самом ближайшем будущем их разработка выйдет из стен лабораторий в большой мир.

 

Новичок года — перовскит

Совершенно неожиданно в гонку лидеров вмешался новичок – перовскит. Перовскит – это общее название всех материалов, имеющих определенную кубическую структуру кристаллов. Хотя перовскиты известны давно, исследование солнечных ячеек, изготовленных из этих материалов, началось только в период с 2006 по 2008 годы. Первоначальные результаты были разочаровывающими: эффективность перовскитных фотопреобразователей не превышала 2%. При этом расчеты показывали, что этот показатель может быть на порядок выше. И действительно, после ряда успешных экспериментов корейские исследователи в марте 2016 года получили подтвержденную эффективность 22%, что само по себе уже стало сенсацией.


Перовскитный солнечный элемент

Преимуществом перовскитных элементов является то, что с ними более удобно работать, их легче производить, чем аналогичные кремниевые элементы. При массовом производстве перовскитных фотопреобразователей цена одного ватта электроэнергии могла бы достигнуть $0.10. Но специалисты считают, что до тех пор, пока перовскитные гелиевые ячейки достигнут максимальной эффективности и начнут выпускаться в промышленном количестве, стоимость «кремниевого» ватта электричества может быть существенно снижена и достигнуть того же уровня в $0.10.

Экспериментально: квантовые точки и органические солнечные ячейки

Эта разновидность солнечных фотопреобразователей пока находится на ранней стадии развития и пока не может рассматриваться как серьезный конкурент существующим гелиевым ячейкам. Тем не менее разработчик – Университет Торонто – утверждает, что согласно теоретическим расчетам, эффективность солнечных батарей на базе наночастиц – квантовых точек ‒ будет выше 40%. Суть изобретения канадских ученых состоит в том, что наночастицы – квантовые точки ‒ могут поглощать свет в различных диапазонах спектра. Изменяя размеры этих квантовых точек, можно будет выбрать оптимальный диапазон работы фотопреобразователя.


Солнечная ячейка на базе квантовых точек

А учитывая, что этот нанослой может наноситься методом распыления на любую, в том числе и прозрачную основу, то в практическом применении этого открытия просматриваются многообещающие перспективы. И хотя на сегодняшний день в лабораториях при работе с квантовыми точками достигнут показатель эффективности, равный всего11.5%, сомнений в перспективности этого направления нет ни у кого. И работы продолжаются.

Solar Window – новые солнечные ячейки с эффективностью 50%

Компания Solar Window из штата Мэриленд (США) представила революционную технологию «солнечного стекла», которая в корне меняет традиционные представления о солнечных батареях.

Ранее уже были сообщения о прозрачных гелиевых технологиях, а также о том, что эта компания обещает увеличить в разы эффективность солнечных модулей. И, как показали последние события, это были не просто обещания, а эффективность 50% — уже не только теоретические изыски исследователей компании. В то время как другие производители только выходят на рынок с более скромными результатами, Solar Window уже представила свои поистине революционные высокотехнологичные разработки в области гелиевой фотовольтаики.

Эти разработки открывают дорогу к выпуску прозрачных солнечных батарей, имеющих значительно более высокую эффективность по сравнению с традиционными. Но это не единственный плюс новых солнечных модулей из Мэриленда. Новые гелиевые элементы могут легко крепиться к любым прозрачным поверхностям (например, к окнам), могут работать в тени или при искусственном освещении. Благодаря своей дешевизне инвестиции в оснащение здания такими модулями могут окупиться в течение года. Для сравнения следует отметить, что срок окупаемости традиционных солнечных батарей колеблется от пяти до десяти лет, а это – огромная разница.


Солнечные ячейки от компании Solar Window

Компания Solar Window озвучила некоторые детали новой технологии получения солнечных батарей, имеющих столь высокую эффективность. Разумеется, главные know how остались за скобками. Все гелиевые элементы изготовлены, в основном, из органического материала. Слои элементов состоят из прозрачных проводников, углерода, водорода, азота и кислорода. По данным компании, производство этих солнечных модулей настолько безвредно, что оно оказывает в 12 раз меньшее воздействие на окружающую среду, чем производство традиционных гелиевых модулей. В течение ближайших 28 месяцев первые прозрачные солнечные батареи будут установлены в некоторых зданиях, школах, офисах, а также в небоскребах.

Если говорить о перспективах развития гелиевой фотовольтаики, то очень похоже, что традиционные кремниевые солнечные батареи могут отойти в прошлое, уступив место высокоэффективным, легким, многофункциональным элементам, открывающим самые широкие горизонты гелиевой энергетике. опубликовано econet.ru 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Самые эффективные солнечные панели на начало 2020 года. Обзор

Эффективность солнечной панели – это ключевая характеристика, ориентируясь на которую, покупатели делают свой выбор. При этом, под эффективностью принято понимать КПД. Солнечные панели разных производителей, произведенные по одной и той же технологии, обычно, имеют разный КПД.  Национальная энциклопедия строительства ProfiDom.com.ua рассказывает, действительно ли эффективность модуля ограничивается коэффициентом полезного действия и какие солнечные панели считаются лучшими в мире на начало 2020 года?

Факторы, влияющие на эффективность фотомодулей

Журналисты ProfiDom.com.ua не раз слышали мнение, что на КПД влияет только используемый в производстве материал и от него напрямую зависит мощность батареи, но это не совсем так. Существует несколько технологических нюансов.

Как оценивается КПД солнечных панелей

КПД – пусть, не единственный, но все же, ключевой параметр. Он показывает, какой процент солнечного света панель может трансформировать в электроэнергию. КПД измеряется в «чистых» лабораторных условиях при следующих параметрах:

  • Объем энергии солнечного света — 1000 Вт;
  • Температура — 25 градусов;
  • Рабочая площадь модуля — 1 м2;
  • Угол наклона панели — 30 градусов.

И если производитель, к примеру, указывает КПД в 17%, это значит, что при указанных выше условиях из 1000 Вт батарея демонстрирует выходную мощность в 170 Вт на м

2.

Вообще, эталоном для кремниевых элементов является 20% КПД. Некоторым производителям удалось увеличить этот показатель за счет технологических решений, но, в среднем, полезное действие составляет 16-18%. При этом:

  • Поликристаллические панели показывают 14-16%;
  • Монокристаллические дотягивают до 17-20%.

Влияние КПД на эффективность вполне очевидно: чем больше солнечной энергии может преобразовать модуль, тем выше мощность на выходе. Также, очевидно, что при эксплуатации достичь лабораторных условий невозможно, поэтому, фактический КПД часто отличается от заявленного.

Соединение и размеры пластин солнечных панелей

Солнечные панели состоят из многочисленных кремниевых пластин (36, 60, 72, 96 хотя возможно и другое количество). От размера и технологии соединения этих пластин напрямую зависит эффективность:

  • Монокристаллические батареи, разделенные на 60 клеток, выдают до 19% КПД;
  • Панели, разделенные на шинглы — прямые горизонтальные линии — демонстрируют от 17% до 19% КПД;
  • 120-клеточная панель, в которой размер клетки уменьшен вдвое, позволяет повысить производительность до 20%;
  • Новейшие батареи с IBC-структурой на 60 или 96 клеток выдают до 22% эффективности, что пока является рекордом.

При оценке соединения, на первое место выходит количество шин. Шины — это вертикальные линии, проходящие сквозь всю панель, через которые передается выработанное электричество. Чем больше шин, тем меньше потерь при передаче. Наиболее эффективными на данный момент являются панели IBM-5 с 5-тью горизонтальными шинами.

Мощность солнечных батарей на квадратный метр

Альтернативный способ оценки эффективности солнечной панели – это измерение производственной мощности на м2 или на 1 модуль (по стандарту — 1,6 м2). В этом случае, покупатель получает не абстрактные проценты, а конкретное количество вырабатываемой энергии.

Мощность и КПД — взаимосвязанные величины и тестируются они при одинаковых лабораторных условиях. Поэтому, чтобы рассчитать мощность, — достаточно площадь умножить на КПД и на 1000 Вт (солнечное излучение при испытаниях). Например, 1,6*20%*1000 = 320 Вт.

Однако, производители добиваются и большей мощности при меньших КПД, за счет оптимизации соединений и сокращении энергопотерь, при передаче от фотомодуля непосредственно на распределительную коробку. Поэтому, одинаковые по КПД панели могут на выходе давать разное количество энергии.

Производство солнечных панелей: материалы и качество

Вышеперечисленные факторы эффективности тесно связаны с технологией производства панелей. От изготовителя напрямую зависит два важнейших параметра:

  • Материал модуля — используется монокристалл или поликристалл, ведь КПД и степень очистки у этих материалов отличаются, что также влияет на эффективность;
  • Общее качество сборки — включая целостность материала, степень его очистки, технологию соединения фотографических элементов и прозрачность защитной сборки.

Если о моно- и поликристаллах и их влиянии на КПД уже сказали, то общее качество сборки стоит рассмотреть подробнее. Различают 4 класса качества солнечных панелей:

  • Grid A — безупречное качество сборки и материалов. Как правило, это монокристаллические панели от ведущих брендов типа Solar Power, BenQ или LG. Стоят они соответственно своему качеству, но окупаются за счет высокого КПД и длительного срока эксплуатации.
  • Grid B — допускается незначительное изменение в цвете фотомодуля или несущественные повреждения корпуса, не влияющие на общую производительность — царапины, потертости.
  • Grid C — наблюдается нарушения структуры фотоэлемента (сколы, трещины) или повреждения вторичных компонентов батареи, некритичные для работы. Сюда же, относятся батареи, изготовленные из отходов производства основных панелей — осколки и пластины малых размеров, которые спаиваются между собой.
  • Grid D — низкое общее качество сборки, дешевые материалы и как следствие быстрая деградация модуля с малым КПД. Класс D характерен для ноунеймов неизвестного происхождения, у которых даже технические характеристики часто отсутствуют.

Соответственно, панели с самой высокой эффективностью изготавливаются из монокристалла кремния топовыми компаниями с многолетним опытом исследований в области солнечной энергетики. Такие компании часто разрабатывают и новые технологические решения для соединений, общей конструкции и передачи энергии, чем повышают качество и производительность своего продукта.

Обзор солнечных панелей по состоянию на начало 2020 года

Далее, журналисты ProfiDom.com.ua приведут краткий обзор краткий обзор нескольких моделей от известных производителей для того, чтобы можно было наглядно увидеть разницу между модулями различной эффективности.

Самые мощные солнечные панели

Тут мы размещаем солнечные панели в порядке роста КПД:

  • LP72-375M PERC — продукт представлен LEAPTON SOLAR состоит из очищенного монокристалла, соединенного по стандарту IBM 5 и имеет КПД в 19,1%. При стандартном размере 1960 х 992 мм выдает 375 Вт энергии, что очень неплохо для батареи такого класса.
  • LG NeOn 340 W — одна из новейших моделей популярного производителя. Имеет 60 клеток, но при этом 12 токосъемных дорожек, то есть фактически соединение IBM 12. Размер стандартный — 1686 x 1016, а мощность на выходе 340 Вт, что несколько ниже, чем у первой модели. Зато КПД составляет 19,8%.
  • SunForte PM096B00 333W от BenQ — при относительно стандартных габаритах 1559 x 1046 мм модуль включает целых 96 клеток, способных выдавать на выходе 333 Вт мощности. При этом за счет технологии IBC производитель смог добиться КПД в 20,4%.
  • JAM72S03-375/PR 375 от JA Solar — собрана из 144 клеток стандарта HalfCell и имеет соединение IBM 5. Производитель заявляет КПД до 19,5%, но что интересно при габаритах в 2000х991мм панель генерирует те же 375 Вт энергии, то есть, фактически, мощность на м2 ниже.

Видно, что стоимость растет пропорционально КПД и известности производителя и борьба тут идет, буквально, за каждую десятую процента.

Бюджетные солнечные панели

Теперь рассмотрим несколько бюджетных моделей для технологических характеристик:

  • AS-6P30 280W — модель компании Amerisolar. При стандартном размере 1640х992 выдает 280 Вт мощности и имеет соединение IBM 4. Материал — поликристалл, а коэффициент полезного действия 17,4%, что для такой модели неплохо. Интересно, что производитель дает гарантию на 2 года, хотя для панелей более характерно 4-5 лет.
  • RS 280 POLY — поликристаллическая панель малоизвестного китайского производителя Runda. Состоит из 60 клеток, с четырьмя токопроводящими дорожками. Выдает на стандартном размере 280 Вт, а заявленная эффективность составляет до 17,2%.
  • RSM60-6-280P — поликристаллическая модель от Risen с пятью токопроводящими дорожками на 60 клеток. Мощность и размеры такие же, как и у предыдущих представителей.
  • Energy AXP120-12-156-290 от AXIOMA — пожалуй уникальная модель. Оснащена 12-тью токопроводящими шинами с мощностью на выходе в 290 Вт. Номинальный КПД — 17,5%, что тоже немало. В основе поликристалл. Уникальна тем, что при таких характеристиках в Украине стоит достаточно недорого

Конкретные цены мы здесь не приводим, — они могут меняться абсолютно непредсказуемо. Особенно, в сегодняшней ситуации. Однако, на малоэффективные солнечные сетевые электростанции цена может быть в 2-4 раза меньше, чем на более производительные, однако, и выдают они, при этом, на 25-20% меньше энергии. Если вы, к примеру, закупите 10 LP72, то за несколько десятков тысяч грн., получите 3,7 кВт мощности, а установив на ту же сумму RSM60 (16 штук) – даже 4,4 кВт. Но, при этом потребуется больше площади для монтажа, да и скорость деградации последних будет выше.

Лучшие солнечные панели в мире на начало 2020 года

Если уже говорить о мощности, то хочется упомянуть еще одну модель — MAXEON-3 от SUNPOWER. За счет уникального параллельного соединения, чистейшего монокристалла и минимизации площади проводников на поверхности, компании удалось получить КПД в 22,1%, что можно назвать рекордом среди серийных солнечных батарей. Именно, поэтому, MAXEON-3 претендует на звание если не мощнейшей, то одной из мощнейших в мире к началу 2020-го года. Обойдется, кстати, этот рекордсмен в несколько сотен долларов, что будет дешевле, чем SunForte.

Еще в 2019-м году SunPower анонсировала новые панели с увеличенными пластинами на основе производственной технологии MAXEON 3. По заявке, они должны выдавать 400-415 Вт энергии, что стало бы абсолютным рекордом среди бытовых солнечных батарей. К сожалению, нам не удалось найти эту модель в онлайн-магазинах.

Кстати, в наши сравнительные таблицы брались только кремниевые модели. Производителям комбинированных, в т.ч. и гибких модулей, удавалось добиться и эффективности и в 43%. Однако, в серийное производство такие панели не пошли из-за сложной технологии изготовления и дороговизны.

Почему эффективность имеет значение

Эффективность важна в первую очередь при ограниченной площади под установку модуля, ведь высокий КПД позволяет при малом количестве панелей получить нужную мощность на выходе. Кроме того, высокая эффективность свидетельствует об использовании качественных материалов и новых технологичных решений, что в свою очередь увеличивает эксплуатационный период и снижает скорость деградации модуля.

Чтобы купить электростанцию на солнечных батареях нужно учитывать все эти факторы в совокупности, а также свой бюджет и ожидания от домашней СЭС. Так, если цель — заработать на зеленом тарифе, то, возможно, выгоднее закупить панели с меньшим КПД, а вот, если нужна долговечная и надежная электростанция, стоит обратить внимание на передовые модели.

Источник

Самые эффективные солнечные батареи

Один из самых распространенных вопросов, который возникает при решении установить солнечные батареи для личных нужд, является вопрос о том, какие солнечные панели являются самыми эффективными? Однако, такая формулировка не совсем верна. Прежде всего, буквальный ответ на этот вопрос для рядового потребителя не имеет значения. Попробуем разобраться почему?

На самом деле, важный вопрос не в том, как выбрать самые эффективные солнечные батареи, а в том, какие из них имеют лучшее соотношение цены и качества. Если у вас на крыше есть место для установки десяти солнечных панелей и есть выбор между солнечными панелями с условным классом энергоэффективности «A», которые немного более эффективны, но в два раза дороже солнечных панелей класса «B», то, скорее всего, с точки зрения экономии целесообразней выбрать панели класса «B». Одним словом, главная задача состоит в том, чтобы выяснить, какие варианты доступны в конкретной ситуации и проанализировать экономический эффект от каждого из них.
В любом случае, если вы действительно хотите знать самые эффективные солнечные панели (или солнечные модули), то некоторые из них приведены ниже с указанием производителя и значения коэффициента полезного действия (КПД):

  • солнечные панели с эффективностью 44,4% от Sharp. Концентрирующие трехслойные солнечные модули от мирового лидера среди производителей солнечных батарей очень сложны и не используются в жилых или общественных зданиях потому, что они баснословно дороги. В основном, такие солнечные модули нашли применение в космической отрасли, где огромное значение имеет эффективность при сравнительно небольших размерах и массе;
  • солнечные модули с КПД 37,9% производства Sharp. Эти трехслойные солнечные панели являются более простым аналогом предыдущих с тем отличием, что в них не применяются специальные устройства для концентрации солнечного света на модуль. Соответственно, цена таких панелей ниже на стоимость этих устройств;
  • солнечные батареи с эффективностью 32,6% от испанского исследовательского института солнечной энергетики (IES) и университета (UPM). Представляют собой еще более простые двухслойные модули с концентратором солнечного света, однако их использование в жилых или общественных зданиях по-прежнему слишком дорого.

Существует около десятка или около того других видов солнечных панелей, которыми можно было продолжить этот список. Некоторые из них имеют очень высокий КПД, но их цена очень велика, в то время как другие достаточно дешевы, но имеют очень низкую эффективность. Конечно, некоторые из них неэффективны и дороги одновременно. Но, тем не менее, представляют определенный исследовательский интерес. Ключ, как отмечалось ранее, в том, чтобы найти оптимальный баланс между стоимостью и эффективностью.
Существует мнение, что сегодня гораздо меньше научных исследований посвящены солнечным батареям, нежели фотоэлементам, лежащим в основе технологии производства солнечных батарей – это то, за чем проводят время ученые многих мировых институтов и университетов. Никто даже не будет пробовать изготовить солнечную батарею, которая не будет продаваться по причине слабой товарной привлекательности ее компонентов – солнечных модулей. Сегодня на рынке существует множество различных типов солнечных батарей (точнее, солнечных модулей) самых разных производителей. Итак, давайте взглянем на лидеров в различных категориях:

  • солнечные модули с КПД 36% производства компании Amonix удерживают общий рекорд производительности. Тем не менее, они сделаны с применением концентрирующих устройств, и не используются для бытовых целей;
  • солнечные модули с эффективностью 21,5% от американской компании Sun Power установили коммерческий рекорд эффективности. Солнечные модули Sun Power SPR-327NE-WHT-D являются лидером по показателям эффективности по результатам полевых испытаний. Солнечные модули, занявшие второе и третье места в этом тесте, также являются разработкой компании Sun Power;
  • тонкопленочные солнечные модули с эффективностью 17,4% от компании Q-Cells удерживают рекорд в этой категории. Тонкопленочные солнечные батареи широко используются, но не в жилых зданиях. Q-Cells — немецкая компания, которая в 2012 году подала на банкротство, а затем была приобретена корейской компанией Hanwha;
  • тонкопленочные солнечные модули на основе кадмий-теллурового (CdTe) фотоэлектрического преобразования эффективностью 16,1% от First Solar являются лидерами в своей категории. Опять же, солнечные батареи на основе таких модулей, как правило, не используется для бытовых целей, но помогают компании удерживать высокие позиции среди производителей солнечных батарей. Американская компания FirstSolar являлась лидером по производству солнечных батарей на американском рынке и занимала второе место в мировом рейтинге в прошлом году. Несмотря на довольно небольшой КПД 16,1% в этой категории, относительно дешевые солнечные модули First Solar являются оптимальным выбором для многих отраслей;
  • последний пример для демонстрации того, что список самых эффективных солнечных панелей очень длинный и не ограничивается приведенными выше экземплярами, отметим гибкие солнечные модули эффективностью 15,5% от компании MiaSole, лидирующие в этой категории. Естественно, для некоторых целей необходимы не просто солнечные батареи, а гибкие солнечные панели. Но, вероятно, это не Ваш случай…

Подводя итоги, посоветуем при выборе солнечных батарей для своих нужд не делать акцент на гипотетических и не относящихся к делу превосходствах. Забудьте о том, чтобы стараться выбрать «самые эффективные солнечные батареи». Ищите панели, четко отвечающие конкретным целям, а не пытайтесь найти солнечные батареи, которые были разработаны для спутников НАСА.
Диаграмма, составленная национальной лабораторией возобновляемой энергии США, наглядно демонстрирует большое разнообразие технологий производства солнечных батарей и достижения каждой из них в плане эффективности.

  • < Назад
  • Вперёд >

КПД солнечных панелей — самые эффективные фотоэлементы, расчет и схемы

КПД у разных типов солнечных панелей

Существует несколько разновидностей солнечных модулей, которые изготавливаются по собственным технологиям и обладают определенными параметрами. КПД солнечных панелей определяет их способность преобразовать солнечную энергию в электрический ток. Расчет производится путем деления мощности энергии, вырабатываемой панелью, на мощность потока света, падающего на рабочую поверхность.

Показатели панелей изначально определялись при стандартных лабораторных условиях (STS):

  • уровень инсоляции — 1000 вт/ м2
  • температура — 25°

Большинство современных производителей производят тестирование каждой собранной батареи и прилагают результаты к документации при продаже. Это дает более полную и корректную информацию о каждой панели, поскольку в процессе изготовления возможны некоторые отклонения от технологических нормативов. Поэтому сравнение любых двух (или более) панелей всегда выявляет небольшое расхождение демонстрируемых параметров.

Практически любые отклонения в первую очередь отражаются на эффективности, т. е. на КПД солнечной батареи. Из-за этого все разновидности не имеют четко определенного значения. Обычно указывают довольно широкий диапазон, который может давать заметную разницу параметров солнечных модулей, изготовленных по одинаковой технологии.

Все виды фотоэлементов обладают определенными свойствами, определяющими эффективность солнечных батарей. Каждая разновидность имеет свои пределы возможностей, обусловленные строением и составом полупроводников.

Виды солнечных фотоэлементов и их КПД

Существуют разные виды солнечных батарей:

  • кремниевые
  • теллур-кадмиевые
  • из арсенида галлия
  • из селенида индия
  • полимерные
  • органические
  • комбинированные, многослойные

Самые эффективные солнечные панели из тех, что находятся в серийном производстве — кремниевые.

Их выпускают в двух видах:

  • монокристаллические. Изготавливаются из тонких пластинок, срезанных с цельного (монолитного) кристалла кремния. Считается, что это — лучшие солнечные панели, демонстрирующие КПД от 17 до 22 %
  • поликристаллические. Заготовкой для этих элементов является брикет кремния, который был расплавлен и разлит по формам. Такие панели обладают немного сниженными показателями по всем позициям, чем монокристаллические. Их КПД находится в диапазоне 12-17 %

Есть еще одни современные солнечные батареи с высоким КПД — это панели на основе селенид-индия. Они способны выдать КПД 15-20 %. Несколько меньшими качествами обладают элементы из теллурида кадмия — не более 10-12 %.

Остальные виды значительно уступают лидерам — аморфные и полимерные элементы демонстрируют КПД не более 5-6 %. Необходимо учитывать, что приведенные показатели — усредненные. У разных производителей есть образцы, превышающие обычные нормы эффективности. Это не меняет общей картины, но демонстрирует необходимость совершенствования технологий, разработки новых методов производства фотоэлементов.

От чего зависит эффективность?

КПД солнечных фотоэлектрических установок составляет лишь малую часть от теоретически возможных показателей. Расчетный КПД доходит до 80-87 %, но изъяны технологии, недостаточная чистота материалов и неточность сборки элементов существенно снижают эти значения. Основная проблема кремниевых элементов заключается в способности поглощать лучи только инфракрасного спектра, а энергия ультрафиолетовых участков остается неиспользованной.

Проблема состоит в дороговизне процессов очистки, выращивания кристаллов и прочих тонких процедур, без которых ожидаемого эффекта не удастся добиться. Все солнечные панели с высоким КПД отличаются высокой стоимостью, что делает их недоступными для массового пользователя.

Необходимо учитывать также погодные и климатические условия. Самая производительная система не сможет демонстрировать высокие результаты, если источник энергии скрыт за тучами, или находится низко над горизонтом. Этот фактор не подлежит регулированию, единственным способом борьбы с ним может стать повышенная эффективность солнечных панелей.

Некоторые разновидности фотоэлементов способны вполне стабильно вырабатывать энергию в пасмурную погоду, например, тонкопленочные виды. Однако, их производительность невысока и не дает нужного количества энергии. Чем выше КПД батарей, тем сильнее падает количество вырабатываемой энергии при появлении облачности.

Ежегодно появляются заявления от различных компаний или групп ученых о разработке высокоэффективных образцов солнечных панелей, стабильно работающих в сложных условиях. Однако, в продаже до сих пор есть только привычные кремниевые или пленочные разновидности, а новинок не видно. Причиной этого является слишком высокая себестоимость производства и нестабильность результатов технологий, вынуждающие изготовителей пока отказываться от недоработанных новшеств.

Срок службы и окупаемость

Большинство солнечных панелей способны работать по 25 лет и более. Однако, первоначальные характеристики со временем ухудшаются, происходит падение производительности и, как следствие, уменьшение КПД. Факторы, влияющие не длительность эксплуатации фотоэлементов:

  • тип конструкции. Чем выше изначальная производительность, тем более высокие результаты панель будет показывать после многолетней службы
  • условия эксплуатации. В регионах с сильными среднесуточными и среднегодовыми перепадами температур ресурс панелей быстро уменьшается. Происходит физический износ полупроводников, нарушается прочность соединения слоев, образующих p-n переход. Все эти факторы отрицательно влияют на КПД солнечных модулей

Окупаемость панелей в первую очередь зависит от инсоляции — количества солнечной энергии, доступной фотоэлементам. Здесь необходимо учитывать следующие факторы:

  • продолжительность светового дня
  • положение солнца над горизонтом
  • погодные условия в регионе

Практика показывает, что средний процент деградации солнечных батарей составляет 0,6 % в год. Однако, к естественным процессам прибавляются внешние воздействия — температурные, механические и т.п. Поэтому производители обычно гарантируют, что в течение 10 лет эксплуатации производительность не упадет больше, чем на 10 %.

Вопрос окупаемости солнечных панелей всерьез никем не рассматривается. Существуют приблизительные расчеты, показывающие количество выработанной энергии и ее среднюю стоимость в течение 10, 25 лет. Эти данные не способны показать реальной картины, поскольку все комплексы работают в собственных условиях, подвергаются тем или иным воздействиям и не могут гарантировать заданной производительности.

Специалисты утверждают, что для некоторых регионов окупаемость солнечных батарей никогда не наступает, в других местностях она составляет около 10 или 15 лет.

Подробные исследования не производятся, или ведутся только для данного района. Если необходимо узнать технико-экономические показатели СЭС, приходится каждый раз производить индивидуальный расчет для данных условий, моделей солнечных модулей и прочих факторов воздействия.

Самые эффективные солнечные батареи

Обычный пользователь не старается глубоко вникнуть в теорию, поэтому он чаще всего задает вопрос — хочу купить солнечные панели, какие лучше? Вопрос простой, но ответить на него однозначно крайне сложно. Все зависит от возможностей и потребностей покупателя.

Споры о том, какие солнечные батареи самые эффективные ведутся с самого начала их использования. Несмотря на приоритет кристаллических кремниевых конструкций, нередко впереди оказываются другие виды панелей. Есть рекордсмены в этой области, например, фирма Sharp объявила о создании панелей с КПД 44 %. Эта же фирма создала модули с эффективностью 37,9 %. Есть образцы от других разработчиков с КПД около 32 %. Все эти модели весьма дороги и в массовое производство пока не поступают. Нерентабельность — основная проблема развития солнечных модулей.

Исследования и разработки для повышения КПД

Наиболее перспективным направлением исследований считается создание многослойных панелей. Основной упор делается на возможность получения энергии от инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, которые во многом более активны, чем видимые части спектра. Работы ведутся и в области очистки кремниевых структур, создания наиболее однородных и чистых кристаллов.

Еще одним направлением является создание максимально плотных и ровных соединений полупроводников. Электрический ток возникает на границе двух материалов, и, если поверхность обоих изобилует впадинами и прочими изъянами, эти участки исключаются из общей рабочей зоны. Проблема технически сложная, поскольку речь идет о микронной точности шлифовки. Для промышленного производства эти методики пока слишком сложны, а цены на панели будут недоступны рядовым покупателям. Процесс исследований происходит непрерывно, поэтому ожидать положительных сдвигов можно в любой момент.

Видео-инструкция по сборке своими руками

Цены и где лучше купить солнечные батареи

Как рассчитать мощность солнечных батарей для дома. Жми!

Невысокий КПД солнечных батарей – один из основных недостатков современных гелиосистем. На сегодняшний день один квадратный метр фотоэлемента способен вырабатывать около 15-20 % от мощности падающего на него излучения.

Такая выработка требует установку батарей больших размеров для полноценного электроснабжения. Более того, чтобы достичь необходимого выходного напряжения, панели соединяются между собой последовательно или параллельно. Их площадь при этом может достигать от нескольких квадратных метров.

КПД солнечных панелей зависит от целого ряда причин:

  • материал фотоэлемента;
  • плотность солнечного потока;
  • время года;
  • температура;
  • и др.

Давайте подробнее поговорим о каждом факторе.

Материал фотоэлемента

Виды солнечных батарейСолнечные преобразователи делятся на три вида, в зависимости от метода образования атома кремния:

  • поликристаллические;
  • монокристаллические;
  • панели из аморфного кремния.

Поликристаллические панели изготовлены из чистого кремния и отличаются сравнительно высоким КПД – 14-17%.

Монокристаллические панели менее эффективны в преобразовании солнечной энергии. Их коэффициент полезного действия около 10-12 %. Но невысокие энергозатраты на изготовление таких преобразователей делает их более доступными.

Панели из аморфного кремния (или тонкопленочные) просты и недороги в производстве, как следствие, доступны по цене. Однако, эффективность их значительно ниже, чем у предыдущих двух видов – 5-6%. К тому же элементы тонкопленочных преобразователей из кремния со временем утрачивают свои свойства.

Тонкопленочные батареи также изготавливают с нанесением частиц меди, индия, галлия и селена. Это немного увеличивает их производительность.

Работа в любую погоду

График зависимости мощности от погодных условийДанный показатель зависит от географического расположения панели: чем ближе к экватору, тем выше плотность солнечного излучения.

Зимой производительность фотоэлементов может снизиться от 2 до 8 раз. Это объясняется, прежде всего, скоплением на них снега, сокращением продолжительности и количества солнечных дней.

Важно помнить: в зимнее время следить за наклоном панелей т. к. солнце находится ниже обычного.

Условия эффективной работы

Чтобы батарея работала эффективно, нужно учесть несколько нюансов:
  • угол наклона батареи к солнцу;
  • температуру;
  • отсутствие тени.

Угол между рабочей поверхностью преобразователя и солнечными лучами должен быть близок к прямому. В таком случае эффективность фотоэлементов при прочих равных условиях будет максимальна. Чтобы увеличить КПД дополнительно к ним устанавливают систему слежения за солнцем, которая меняет наклон относительно положения светила. Но подобное встречается нечасто из-за дороговизны оборудования.

В процессе работы многие батареи нагреваются, что плохо сказывается на качестве преобразования энергии солнца в электрическую. Во избежание потерь необходимо оставлять пространство между устройством и опорной поверхностью. Это позволит потоку воздуха свободно проходить и охлаждать преобразователи.

Важно знать: необходимо протирать панели 2-3 раза в год, очищая их от пыли и тем самым увеличивая проходимость лучей солнца.

КПД фотоэлементов непосредственно зависит от количества попадающего на них солнечного света. И очень важно предусмотреть правильный монтаж преобразователей с полным отсутствием теней, падающих на рабочую поверхность. В противном случае может пострадать эффективность всей системы в целом. Как правило, батареи устанавливаются с южной стороны.

Есть батареи с 40% кпд, о них смотрите в следующем видео:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как выбрать солнечную батарею для дома

Сегодня мы поговорим про то, как выбрать солнечную батарею для дома и получать бесплатную солнечную электроэнергию.

Источники энергии

Источники энергии, берущиеся из окружающей среды, становятся все более актуальными.

Вода, ветер и солнце являются практически бесконечными источниками, способными обеспечить практически неиссякаемой энергией. Остается только преобразовать ее в электроэнергию.

Зеленая энергетика

Причем эти источники доступны не только в промышленных масштабах, ими может воспользоваться и простой обыватель.

Самым оптимальным для владельца дома или дачи является использование солнечной энергии.

Ведь реки есть не везде, существуют и районы, где ветра не так уж и много, а вот дневной свет способен обеспечить электроэнергией практически в любом месте земного шара.

Конечно, полностью обеспечить электроэнергией все приборы в доме за счет энергии солнца удастся не всегда, но часть их – вполне возможно.

Количество вырабатываемой электроэнергии зависит от многих факторов: площади солнечных панелей, материала их изготовления, особенностей дополнительного оборудования, погодных условий.

1

Конструкция солнечной панели

Вначале разберемся с самими солнечными панелями. Эти панели представляют собой модуль, который и производит преобразование солнечной энергии в электрическую.

Они выполнены в виде прямоугольников с небольшой толщиной. Это позволяет монтировать их на любую прямую поверхность – стены дома, крыша.

2

Конструкция классических модулей, которые сейчас являются самыми распространенными, такова: имеется остов модуля, сделанный из анодированного алюминиевого профиля.

Внутри этого остова располагаются ячейки с полупроводниковыми пластинами, состоящими из кристаллического кремния. Все ячейки соединены между собой проводкой.

С фронтальной стороны для предотвращения повреждения ячеек их прикрывает закаленное стекло.

Сверху этого стекла, а также с тыльной стороны нанесена ламинирующая пленка, которая делает модуль герметичным, и предотвращает проникновение влаги внутрь.

3

Выработанная каждой ячейкой электроэнергия по проводам передается на распределительную диодную коробку, от которой она уже идет дальше.

Стандартным считается модуль с 36 ячейками, каждая из которых вырабатывает 0,5 В. Выпускаются также модули на 72 ячейки, которые обеспечивают на выходе из диодной коробки 24 В.

4

Виды солнечных панелей

Что касается ячеек, то они бывают двух типов – монокристаллические и поликристаллические. Отличаются они по материалу изготовления, форме, эффективности преобразования энергии.

В монокристаллических ячейках при создании используются однородные по структуре кристаллы кремния.

У второго же типа ячеек применяются кристаллы кремния с разной структурой.

Структура кристаллов влияет на общую эффективность преобразования энергии.

У монокристаллических она выше, поэтому модуль с такими ячейками способен обеспечить выработку энергии по количеству одинаковую с поликристаллическим модулем, но при значительно меньших размерах самой панели. Но и стоимость монокристаллических панелей выше.

По внешнему виду эти модули различить легко. У монокристаллических панелей углы ячеек закруглены.

5

6

Ячейки поликристаллического модуля имеет прямоугольную форму.

7

Недавно появились модули, ячейки которых выполнены из аморфного или микроморфного кремния.

Такие модули не имеют каркаса, и сделаны они в виде пленки, которая наклеивается на поверхность. Следует отметить, что такие модули являются самыми дешевыми из-за меньшего расхода кремния.

8

Остальные элементы системы

Но одних панелей недостаточно. Выработанная ими энергия должна быть правильно перераспределена. За это отвечает контроллер. Вся выработанная панелями энергия поступает на него.

9

Также следует отметить, что панели вырабатывают постоянный ток невысокого напряжения, как уже отмечено одна панель может обеспечить 18 или 24 В. А большинство домашних электроприборов работают от сети 220 В и с переменным током.

Поэтому, чтобы была возможность использовать выработанную панелями электроэнергию, потребуется инвертор, который и будет преобразовывать ее.

10

Если солнечные панели рассчитаны на использование в качестве автономной системы для обеспечения электроэнергии, то потребуются накопители энергии, ведь в темное время суток панели энергию вырабатывать не будут.

Такими накопителями являются аккумуляторы.

11

12

Выбор панелей

Далее рассмотрим, на что следует обращать внимание при выборе солнечных панелей и остального оборудования, которое нужно, чтобы вся система функционировала.

Вначале следует определиться с тем, какая суммарная мощность электроэнергии должно быть выработано панелями. Для этого высчитывается среднесуточное потребление энергии.

Затем определяется, какую мощность обеспечивает одна панель за световой день.

Далее просто определяется, сколько панелей потребуется для выработки энергии, которая потребляется за сутки. Это в случае полного перехода на автономное энергообеспечение.

13

Исходя из этого уже и выбираются модули. Если площади для их установки не так уж и много, то лучше будет приобрести монокристаллические модули.

Они хоть и дороже, но площадь каждой панели меньше, чем поликристаллической, и срок службы ее больше.

Панели лучше приобретать известных производителей, на которые они дают длительный срок гарантии.

Контроллеры

Перейдем к контроллерам заряда. Через них проходит выработанная энергия и подается на аккумуляторы.

Сейчас производятся два типа контроллеров – широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) и слежения за точкой максимальной мощности (МРРТ-контроллер).

ШИМ-контроллеры более простые и доступные.

14

Однако при их использовании теряется до 30 % выработанной панелями энергии.

МРРТ-контроллер же способен произвести 100% выработку энергии, но и стоимость его значительно выше.

15

К примеру, выходная мощность панелей составляет 2 кВт. При использовании ШИМ-контроллера из-за потерь выработки конечная мощность составит 1400-1600 Вт. А вот МРРТ-контроллер способен обработать все 2 кВт мощности.

Поэтому рекомендуется при установке панелей с выходной мощностью свыше 1 кВт использовать МРРТ-контроллер.

16

Что касается мощностных показателей, то подбирается контроллер по мощности, которую он способен обработать.

АКБ

Что касается аккумуляторов, то самыми доступными сейчас являются кислотные. Основным параметром при подборе является емкость, чем она больше у АКБ, тем лучше.

Есть определенные формулы расчета емкости АКБ, по которым определяется, какой она должна быть, чтобы запитать все необходимые электроприборы.

17

Если данная система не будет использоваться автономно, без накопления энергии и направлена только на экономию, то установка контроллера и аккумуляторов не нужна.

В такой системе выработанная энергия поступает сразу на инвертор, и далее уже расходуется потребителями.

Инвертор

Инверторы выпускаются трех типов – автономные, сетевые и комбинированные.

Автономные инверторы используются при полном переходе на использование солнечной энергии, где производится накопление энергии в АКБ и одновременный ее расход.

Сетевой инвертор используется в системах, в которых не производится накопление энергии. Поступающую на него электроэнергию от панелей он сразу преобразовывает и запитывает потребители. Подключается он к общей сети дома.

18

Комбинированные инверторы могут работать и как автономный, и как сетевой, причем с выбором приоритета источника энергии.

Основным параметром инвертора при выборе является его мощность.

19

Для правильного определения его мощности подсчитывается мощность всех электроприборов, которые могут быть включены одновременно и добавляется к суммарной мощности еще 20%. Это позволит предотвратить работу инвертора на предельных нагрузках.

20

При использовании сетевого инвертора мощность его подбирается по выходной мощности солнечных панелей, поскольку он с ними будет взаимодействовать напрямую.

Придерживаясь данных рекомендаций, вы сможете правильно подобрать солнечную батарею для своего дома. А установку солнечных панелей все же доверить специалистам.

Как выбрать солнечную батарею для дома: видео с инструкцией

Солнечная батарея – автономный источник электроэнергии, который позволяет стать независимым от бытовой электросети. Применение этой современной технологии также обещает значительную экономию средств. Но все ли так просто и как выбрать солнечную батарею для дома, а точнее его автономного электроснабжения. Ниже мы постараемся разобрать основные критерии выбора системы.

Из чего состоит комплект?

Для преобразования солнечного тепла в питание для электроприборов необходимо смонтировать комплекс, который состоит из такого оборудования:

  • панель, сама солнечная батарея, собирающая лучи;
  • контроллер заряда АКБ – от этого компонента зависит эффективность использования аккумуляторов;
  • аккумуляторные батареи – накапливают электрический заряд, от них зависит длительность автономного режима;
  • инвертор – преобразует постоянное напряжение в переменное, которое подается к бытовым приборам.

Комплект

Чтобы автономная система электроснабжения максимально долго и эффективно работала, необходимо выбрать комплектующие, которые по техническим возможностям соответствовали друг другу и мощности потребляемой энергии.

Советы по выбору

Чтобы правильно выбрать солнечную панель, необходимо учесть множество факторов. Для начала следует определиться с типом батареи, а они бывают:

  1. Монокристаллические – наиболее эффективны в регионах, где солнечная активность выше.
  2. Поликристаллические – рекомендуется их использовать там, где активность Солнца не слишком высока.
  3. Гибкие – панель изготавливается их аморфного кремния и предназначается для закрепления на покатых, неровных поверхностях, например, крышах домов. Такой тип исполнения отличный вариант для регионов, где солнечные дни большая редкость. Эта разновидность самая дешевая и ее рекомендуется использовать для дачи.
  4. Солнечная батарея из микроморфного кремния – универсальная разновидность, которая одинаково эффективно работает в пасмурную и ясную погоду, не требовательна к углу наклона. Эта последняя разработка, соответственно и стоимость ее выше, чем предыдущих разновидностей.

Виды панелей

Панель для эффективной работы должна иметь оптимальный угол наклона, чтобы улавливать солнечную энергию. Считается, что оптимальным показателем тут является угол на 15º больше географической широты. Но это рассчитать не каждый может, поэтому выбор оптимального положения осуществляется вручную, путем наблюдения за зарядкой аккумуляторов.

Выбор солнечной батареи по мощности необходимо осуществлять, исходя из потребностей в альтернативном электрическом питании. Условно это понятие можно разделить на 4 режима:

  1. Аварийное электроснабжение – необходимо обсчитывать совокупную мощность приборов, которые нужны, если отключат электроснабжение. Зачастую это 4–5 кВт/ч. Обычно такой режим делается для отопления и резервного освещения.
  2. Базовое электроснабжение – это практически полное замещение электрической энергии солнечной. Тут, чтобы правильно выбрать характеристики, нужно рассчитать суточное потребление. Необходимо учесть также среднемесячные показатели.
  3. Умеренный режим или комфортный. Когда на альтернативный источник электроэнергии садится только часть приборов. Зачастую это телевизор, чайник, вытяжка. Реже СВЧ-печи, электрические панели, духовые шкафы или холодильники.
  4. Режим полной замены электричества. Тут помимо расчетов, главное, подобрать оборудование, которое будет успевать аккумулировать необходимое количеств энергии.

Собственно выбор солнечной батареи сводится к определению необходимой ее площади при определенных потребностях в снабжении электроэнергией. Другими словами – это способность заряжать аккумуляторы. Солнечная батарея, ее мощность напрямую зависит от площади поверхности, например:

  • Батарея размером 290×350×25 обладает мощностью – 20Вт;
  • 475×513×25 – 30Вт;
  • 470×676×25 – 40Вт;
  • 1650×991×35 – 280Вт.

Существует большое количество размеров солнечных батарей, что значительно упрощает их выбор. Это также определяет большое разнообразие устройств по мощности.

На видео ниже предоставлена технология расчета мощности системы. Рекомендуем просмотреть ролик, т.к. он поможет определиться с выбором:

Рассчитываем мощность системы

Внимание! Следует учесть, что выбрать солнечную панель не достаточно, необходимо подобрать соответствующие потребностям энергоснабжения аккумуляторы. Именно они обеспечивают автономность, поэтому заряда их должно хватать на ночь и на время непогоды, когда эффективность панелей сильно снижается. Из нескольких АКБ собираются специальные блоки.

Как выбрать контроллер

Важно выбрать подходящий контроллер для системы автономного энергоснабжения. Он обеспечивает эффективную работу аккумуляторов, что продлевает их срок эксплуатации. Неправильный выбор влечет быстрый выход из строя АКБ, что приводит к необходимости их замены.

Существует 2 вида контроллеров:

  • МРРТ – позволяет на 100% эффективно использовать энергоемкость зарядных устройств;
  • ШИМ – осваивает аккумулирующуюся энергию только на 80%.

Разница в эффективности освоения заряда создает и разницу в стоимости. Контроллер МРРТ в 2–3 раза дороже, чем ШИМ. Но большая стоимость компенсируется, если посчитать среднегодовые показатели работы системы. Использование ШИМ контроллера вынудит добавить больше батарей.

Очень важно учитывать мощность. Она должна превышать максимальные показатели блока АКБ. ШИМ контроллеры должны соответствовать в этой части показателям зарядных устройств. Это обусловит меньшие энергопотери в процессе преобразования напряжения.

Мнение специалиста по поводу того, как выбрать контроллер, предоставлено на видео:

Выбираем контроллер

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, как выбрать солнечную батарею для дома по мощности и типу исполнения. Надеемся, предоставленная информация помогла вам ответить на вопрос.

Полезное по теме:

самых эффективных солнечных панелей — знакомство с солнечными батареями

most efficient solar panels

Стоит ли устанавливать в доме самые эффективные солнечные панели?

Хороший вопрос. Вы вкладываете большие деньги в установку этих панелей, поэтому хотите окупить свои затраты. Более высокая эффективность означает больше энергии, а это означает большую экономию, верно?

По состоянию на 2018 год наиболее эффективные солнечные панели имеют КПД от 20 до 22%. Вот 3 самых эффективных солнечных панели, представленных в настоящее время на рынке жилья:

  • Sunpower Серия X: 22.КПД 8%
  • LG NeON R: 21,1%
  • Panasonic HIT + Серия: 20%

Хотя покупка наиболее эффективных доступных панелей может показаться отличной идеей, вы будете удивлены, обнаружив, что в большинстве случаев покупка наиболее эффективных — то есть дорогих — панелей не стоит того с финансовой точки зрения. Давайте погрузимся, чтобы понять, почему!

Что такое эффективность солнечных панелей?

Солнечные панели для жилых помещений состоят из 60 солнечных элементов, соединенных вместе.Именно эти клетки фактически преобразуют солнечный свет в электричество. Когда солнечный свет попадает на панели, энергия света улавливается и преобразуется в электрическую энергию, которую вы можете использовать для питания своего дома.

Эффективность солнечной панели — это просто процент солнечного света, попадающего на солнечную панель, который преобразуется в электричество. Солнечные панели не очень эффективны, поэтому большая часть солнечного света просто отражается от панели или теряется.

В солнечной промышленности мы обычно разделяем солнечные панели на панели «стандартной эффективности» и «высокой эффективности».Большинство солнечных панелей, которые мы устанавливаем в наших домах, имеют «стандартную эффективность» и обычно имеют КПД около 18%. «Высокоэффективные» или премиальные панели повышают эффективность до 20–22%.

Это, вероятно, не кажется большой разницей, но когда вы делаете математику (22% делить на 18%), вы понимаете, что панель с эффективностью 22% на самом деле производит на 22% больше электроэнергии, чем панель с КПД 18%, а не На 4% больше, как, вероятно, думает большинство из нас.

Таким образом, вы, безусловно, получаете больше электроэнергии от этих высокоэффективных панелей премиум-класса, но опасность состоит в том, что, когда вы смотрите на свой банковский счет, высокая стоимость этих панелей может свести на нет это повышение эффективности.

Какие солнечные панели самые эффективные?

По состоянию на 2018 год самыми эффективными солнечными панелями являются:

  • Sunpower X-Series: КПД 22,8%
  • LG NeON R: 21,1%
  • Panasonic Hit + Серия: 20%

Давайте кратко рассмотрим предложения каждой компании.

Sunpower серии X

Sunpower производит самые эффективные в мире солнечные панели для жилых помещений.Их жилые панели серии X имеют КПД 22,8%, и Sunpower утверждает, что они производят на 45% больше электроэнергии в первый год по сравнению с обычными панелями. Панели Sunpower также являются самыми прочными панелями на рынке с полными 25-летними гарантиями на продукцию и производство — одними из лучших во всей солнечной отрасли.

Панели LG NeON R

Вы, наверное, уже знакомы с корейским производителем LG благодаря его популярным телефонам и телевизорам. Тем не менее, они также производят одни из самых эффективных солнечных панелей для домов на рынке сегодня.При 21,1% их панели NeON R чрезвычайно эффективны и пользуются теми же гарантиями, что и панели Sunpower, указанными выше, а именно 25-летней гарантией на продукцию и производство.

Панели серии Panasonic HIT +

Наконец, солнечные панели Hit + от Panasonic, в частности модель N335, имеют 20% -ную эффективность, а также 25-летнюю гарантию на продукцию и производство, как и предыдущие две. Хотя эта панель заметно менее эффективна, чем любая из двух вышеупомянутых, по сравнению почти со всеми другими солнечными панелями для жилых помещений, представленных сегодня на рынке, серия Panasonic HIT + на самом деле просто невероятна!

Прежде чем выбирать какую-либо солнечную панель, наш лучший совет — поговорить с местным установщиком солнечных батарей, чтобы узнать мнение настоящего профессионала.Они могут сказать вам, подходят ли какие-либо из перечисленных выше панелей для вашей крыши, и действительно ли дополнительная выходная мощность, производимая этими дорогими панелями, окупится.

Насколько дороги самые эффективные солнечные панели?

Будьте готовы заплатить больше за высокоэффективные солнечные панели. Ранее мы изучили стоимость солнечных панелей Sunpower и обнаружили, что вы, вероятно, заплатите примерно в 1,5–2 раза больше, чем стандартные солнечные панели. Для средней солнечной установки это означает, что вы можете дополнительно заработать около 3 тысяч долларов на самые эффективные солнечные панели для вашего дома.

При такой высокой стоимости вы также получаете дополнительные преимущества. Самые эффективные солнечные панели всегда являются первоклассными продуктами, и эти панели премиум-класса созданы, чтобы служить долго, с очень прочными компонентами и чрезвычайно долгосрочными гарантиями. Являются ли эти дополнительные преимущества важными для вас, чтобы оправдать трату дополнительных денег, зависит от вас.

Преимущества высокоэффективных панелей

Конечно, помимо большой гарантии и высокой прочности, высокоэффективные солнечные панели имеют другие преимущества по сравнению со стандартными панелями.Во-первых, поскольку они производят больше электроэнергии на одну панель, вы можете установить меньше панелей на крыше, что поможет вам сократить некоторые расходы.

Например, если вы хотите установить на крыше солнечную установку мощностью 6000 Вт, вы можете обойтись установкой нескольких менее эффективных панелей. Вот примерный пример того, что вы можете найти:

  • Высокоэффективные панели (панели 310 Вт): всего 20 панелей
  • Панели стандартной эффективности (панели 270 Вт): всего 23 панели

И поскольку вам не нужно устанавливать такое большое количество панелей, высокоэффективные панели идеально подходят, когда пространство на крыше ограничено и у вас есть небольшая площадь для работы.

Однако даже с этими преимуществами многие домовладельцы обнаруживают, что более высокое производство энергии солнечных панелей премиум-класса все еще не оправдывает затрат. В конце концов, большинство из них просто устанавливают меньше стандартных солнечных панелей и имеют дело с немного меньшим производством энергии.

Ориентация на ценность, а не на эффективность

Установка солнечной батареи на крыше — это финансовое вложение. Все дело в том, чтобы помочь вам сэкономить деньги. Так что не зацикливайтесь на поиске наиболее эффективных солнечных панелей.Вместо этого сосредоточьтесь на поиске самых рентабельных солнечных панелей — наилучшего соотношения цены и качества.

Конечно, вы могли бы купить высокоэффективные панели премиум-класса, но потратить дополнительные 3 тысячи долларов на солнечную установку означает, что вы будете ждать еще несколько лет, чтобы увидеть окупаемость своих инвестиций, и что ваша общая финансовая экономия составит 3 тысячи долларов. ниже.

Конечно, вы можете опасаться, что более дешевые панели будут менее эффективными. В каком-то смысле это правда. Они менее эффективны, поэтому производят меньше электроэнергии.Опять же, глядя на солнечные батареи, не зацикливайтесь на эффективности. Вместо этого сосредоточьтесь на ценности. Вам нужен наиболее экономичный вариант.

Простой способ сравнить стоимость солнечных панелей разной мощности и стоимости — сравнить их стоимость $ за ватт . Предположим, вы рассматриваете две разные солнечные панели: вариант с высоким КПД и вариант со стандартным КПД. Сравним их стоимость в долларах / ватт:

  • Высокоэффективная панель мощностью 310 Вт и стоимостью 352 доллара = 1 доллар.13 на ватт
  • Панель стандартной эффективности , которая составляет 270 Вт и 175 долларов = 0,65 доллара за ватт

Посмотрите, как легко теперь сравнивать цены? С помощью простых вычислений вы легко можете увидеть, что высокоэффективные солнечные панели стоят на 175% дороже, чем стандартные панели.

В поисках эффективных солнечных батарей

Поиски в Интернете, чтобы узнать, что есть в наличии, — это хорошо, но только настолько полезно. Цены на панели в интернет-магазинах могут сильно различаться, и выбор панелей очень быстро меняется.

Скорее всего, вы даже не будете покупать собственные солнечные панели напрямую. Вместо этого ваш установщик солнечных батарей предоставит их вам. Хотя это несколько ограничивает ваши возможности, это также может обеспечить вам гораздо лучшую цену, поскольку они могут покупать оптом и обеспечивать скидки.

Установщики

обычно предлагают клиентам на выбор два или три варианта панелей, в том числе одну или две панели стандартной эффективности и по крайней мере один вариант высокой эффективности.

Если вы хотите установить наиболее эффективные солнечные панели (или просто солнечные батареи), первым делом нужно обратиться к нескольким местным установщикам и посмотреть, что у них есть.Они будут знать, что доступно на вашем местном рынке, а также дадут несколько рекомендаций о том, какие продукты лучше всего подходят для вашего региона.

Стоит ли ждать панелей с более высокой эффективностью, прежде чем переходить на солнечную энергию?

Короткий ответ: Нет!

Идея о том, что современные технологии недостаточно эффективны, может возникать из-за новостей, бомбардирующих нас историями о некоторых новых солнечных элементах, эффективность которых превышает 40%. К сожалению, новости такого рода могут убаюкивать людей, заставляя думать, что нас ждет новый прорыв и что сегодня лучше подождать, чем идти на солнечную энергию.

Последние 80 лет истории солнечной энергетики отмечены редким, незначительным повышением эффективности панелей. В 1960 году производитель Hoffman Electronics создал солнечную батарею с КПД 14%. Шестьдесят лет спустя, после непрерывных кропотливых исследований и разработок, мы не продвинулись далеко вперед, что показывает, насколько сложно повысить эффективность солнечных элементов. Так что, если вы ждете огромного скачка в эффективности, вам придется ждать долго!

Кроме того, растут и затраты на электроэнергию.Так что пока вы ждете эту идеальную солнечную панель, вместо этого вы можете сэкономить деньги на наших «низкокачественных» продуктах, которые есть у нас сегодня.

Обратитесь к установщику для получения дополнительной информации об эффективности панели

Поскольку производители постоянно исследуют и разрабатывают новые технологии, эффективность солнечных панелей продолжает расти. Сегодня у нас есть действительно эффективные солнечные батареи:

  • Sunpower X-Series: КПД 22,8%
  • LG NeON R: 21.1%
  • Panasonic HIT + Серия: 20%

Если вы хотите приобрести солнечную установку для своего дома или бизнеса, лучший способ действий — всегда обсуждать ваши варианты с местными установщиками солнечных батарей или двумя (или тремя). Они сообщат вам, какие из наиболее эффективных солнечных панелей в настоящее время доступны в вашем районе, а также расскажут о плюсах и минусах каждой из различных солнечных панелей, которые они имеют.

Кредиты изображений: лицензия CC через Flickr — 1, 2, 3

.

Сравнение эффективности солнечных панелей

Если у вас ограниченное пространство и вам нужно получить максимум энергии для своего района, тогда вам нужны самые эффективные солнечные панели для вашего проекта. Меня всегда спрашивают: «Какие панели имеют самый высокий КПД?» или «какие солнечные фотоэлектрические панели самые лучшие?» На самом деле эффективность солнечных панелей не так важна, как вы думаете. Большинству домовладельцев лучше задать вопрос: «Какие панели дадут мне больше электроэнергии по лучшей цене?» Вы можете узнать, сколько солнечная энергия может стоить для вашего дома, используя наш бесплатный солнечный калькулятор.Но вы здесь, чтобы узнать о наиболее эффективных солнечных батареях, так что давайте продолжим.

Самая эффективная солнечная панель в 2016 году — SunPower SPR-X22-360 с КПД панели 22,07%.

Ниже приведена сравнительная таблица солнечных панелей, в которой сравнивается эффективность солнечных панелей всех других модулей мощностью 360 Вт, таких как SPR-X22-360. Номинальная мощность 360 Вт означает, что в строгих лабораторных условиях эти солнечные панели производят такую ​​же мощность. Однако, поскольку солнечные панели различаются по размеру, некоторые из них оказываются более эффективными по сравнению с другими, то есть они могут производить 360 Вт, используя меньшее пространство (площадь).

(обновлено 26 сентября 2016 г.)

Производитель ID Рейтинг КПД Уровень
SunPower SPR-X22-360 360 22,07% 1
LG Electronics LG360N2C-B3 360 18,94% 1
Всевышний SNPM-GxB-360 360 18.55% 1
SunEdison SE-h460-4 360 18,40% 1
Первая солнечная ТС-360-R11-02 360 18,33% 1
Всевышний СНПМ-GxB-360 SM 360 18,28% 1
REC Солнечный REC360PEM 72 360 17,94% 1
Topsun ТС-S360TA1 360 14.04% 4
Schuco США MPE 360 AL 01 360 6,29% 5

Из всех производителей солнечных панелей панелей SunPower имеют наивысшую эффективность на площади поверхности в реальных условиях. Учитывая ограниченную площадь крыши, на которой можно установить солнечные панели, это лучший выбор для получения максимальной электрической мощности на квадратный фут. Однако это не означает, что эти панели всегда будут лучшим выбором.Из-за рекордной эффективности эти панели будут стоить намного дороже, чем другие панели с немного меньшей эффективностью. Вам следует подумать о том, чтобы платить надбавку за высокоэффективные солнечные панели, только если ограниченное пространство является проблемой. Если вы хотите увидеть эффективность своих солнечных панелей или сравнить почти 18 000 различных модулей, ознакомьтесь с моей таблицей сравнения солнечных панелей и выполните поиск или отсортируйте, чтобы увидеть, как ваша панель сочетается с остальными.

Эффективность панели не так важна

Все солнечные панели производят электроэнергию одинакового качества.То, что выходит из панелей и в конечном итоге приводит к питанию вашего света, телевизора и холодильника, — это электричество. Ваш телевизор не станет ярче и красивее просто потому, что вы заплатили больше за солнечные батареи. Вы заплатили больше за солнечные батареи, потому что хотели получить максимум электроэнергии из ограниченного пространства, которое у вас есть. Это часто оказывается самым важным для инженеров, строящих автомобили на солнечных батареях или самолеты на солнечных батареях. Или владельцы домов на колесах и водители грузовиков, которым нужна пара солнечных батарей и которые хотят получать от них как можно больше электроэнергии. Домовладельцам часто не нужны самые эффективные солнечные батареи.

Итак, если эффективность солнечных панелей не важна, что тогда? Сколько, конечно, стоит! Честно говоря, это единственный реальный вопрос, когда дело доходит до установки солнечной энергии. Сколько это будет стоить и могу ли я себе это позволить? Итак, вместо того, чтобы исследовать наиболее эффективные солнечные панели, вам следует связаться с парой местных установщиков солнечных батарей и узнать, во сколько им обойдется установка солнечной батареи в вашем доме. Если на панели и установку предоставляется гарантия, не имеет значения, какой марки или типа установлен .А если вы установите SolarCity за 0 долларов авансом, они будут владеть панелями, обслуживать их и следить за тем, чтобы они работали безупречно.

Некоторые установщики солнечных батарей попытаются продать вам тот факт, что их панели «более эффективны», чем другие. Не беспокойтесь об эффективности. Есть лучший способ сравнить, какая полная солнечная система лучше всего подходит для вас. Выберите систему с лучшим соотношением цены и качества. Вы можете прочитать о солнечной ценности здесь.

Наконец, самый простой способ узнать, подходит ли вам солнечная энергия, — это связаться с несколькими местными установщиками и попросить их бесплатно смету для вашего дома и потребностей.Я рекомендую проверить SolarCity, поставщика солнечных батарей №1 в США. Вы можете получить бесплатную квоту от SolarCity здесь . Еще один простой способ получить бесплатную расценку на онлайн — это Sungevity , который отправит вам оценки онлайн, как правило, в течение 24 часов. После этого поищите в Google местных установщиков солнечных батарей в вашем районе и посмотрите, как они соотносятся с крупными национальными установщиками. Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь отправить мне сообщение. Я здесь, чтобы помочь.


Ключ диаграммы:

  • Производитель = Solar Company; Марка
  • ID = конкретный идентификационный код солнечного модуля; имя модуля
  • Рейтинг
  • = Рейтинг стандартных условий тестирования; паспортная табличка номинала в лабораторных условиях
  • Эффективность (%) = Выход на входную световую освещенность с использованием STC; эффективность преобразования энергии; модуль эффективности
  • Tier = Уровень эффективности солнечных панелей.1 — самый высокий, 5 — самый низкий
.

3 самые эффективные солнечные панели для вашего дома

Модули прошли долгий путь с 1960-х годов, когда первые солнечные панели достигли максимальной эффективности 14%. Хотя более высокая эффективность звучит лучше, что это на самом деле означает?

Концепция эффективности солнечных панелей довольно проста: это процент солнечной энергии или солнечного света, который панель может преобразовать в полезное электричество. Чем выше КПД, тем больше полезной электроэнергии вырабатывается тем же количеством панелей.Это важный фактор для вас при выборе лучшей солнечной панели для вашего дома.

Существует множество факторов, которые могут повлиять на эффективность панели, что приводит к определенному диапазону эффективности модуля.

Факторы, влияющие на эффективность солнечных панелей:

  • Контроль температуры: Хотя модулям требуется солнечная энергия, иначе говоря, солнечный свет, для производства электроэнергии, пригодной для использования, солнечные панели на самом деле наиболее эффективны при низких температурах. Панели, спроектированные с использованием материалов, снижающих воздействие высоких температур, обычно имеют более высокий КПД.Еще одно преимущество элементов с функциями контроля температуры — увеличенный срок службы, поскольку экстремальные температуры могут повредить элементы.
  • Низкая отражательная способность: Сведение к минимуму отражения света от поверхности элемента может повысить эффективность. За счет снижения отражательной способности элемент может успешно улавливать и преобразовывать больше солнечной энергии в полезную электроэнергию.
  • Низкая рекомбинация: Электрический ток в солнечных элементах протекает через носители заряда, или отрицательно заряженные электроны, и дырки, или носители положительного заряда.Рекомбинация происходит, когда эти два носителя заряда сталкиваются друг с другом и рекомбинируют. По данным Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, существует две основные формы рекомбинации: косвенная и прямая. «Прямая рекомбинация, при которой генерируемые светом электроны и дырки встречаются друг с другом, рекомбинируют и испускают фотон, обращает вспять процесс, в результате которого генерируется электричество в солнечном элементе. Непрямая рекомбинация — это процесс, в котором электроны или дырки сталкиваются с примесью, дефектом в кристаллической структуре или границей раздела, что облегчает им рекомбинирование и высвобождение своей энергии в виде тепла.«Ячейки, предназначенные для предотвращения рекомбинации, предотвращают потерю солнечной энергии в виде света или тепла, что приводит к более высокой эффективности.

Самые эффективные солнечные панели на рынке

В то время как исследователи во всем мире разрабатывают коммерчески жизнеспособные солнечные элементы с эффективностью выше 21%, большинство панелей на рынке не превосходят этот уровень эффективности. LG, Panasonic и SunPower — одни из немногих всемирно признанных компаний, которые в настоящее время продают модули с эффективностью выше 21%

1.Серия X22 компании SunPower (22,8%)

Когда солнечная панель SunPower серии X-22 вышла на рынок в 2017 году, она обошла всех конкурентов на рынке жилой недвижимости за звание самой эффективной солнечной панели. Панели SunPower с рекордной эффективностью 22,8% преобразуют больше солнечного света в полезную электроэнергию, чем почти любые другие коммерчески доступные панели. SunPower предлагает высококонкурентный модуль с 25-летней гарантией на продукцию, которая включает производительность, детали и работу.

Хотя панели SunPower могут предложить более высокую эффективность, они также могут иметь на 20-30% большую стоимость.Для домовладельцев с невероятно ограниченным пространством на крыше, которым необходимо максимально использовать каждый квадратный фут с помощью самой высокой солнечной панели, панели серии X-22 могут быть подходящим вариантом. Однако для тех, у кого достаточно места на крыше, кого сильно мотивирует цена, у Panasonic и LG есть сильные предложения.

2. Ячейки модуля NeON R LG (21,1%)

Как и SunPower, LG также предлагает 25-летнюю гарантию на продукты и производительность на свои высокоэффективные солнечные панели. Однако самая эффективная панель SunPower превосходит панель LG чуть менее чем на 3%.Хотя модуль NeON R по-прежнему чрезвычайно эффективен по сравнению с другими панелями на рынке, его показатель солнечной эффективности составляет 21,1%.

3. Panasonic (19,7%)

Имея КПД солнечных панелей 19,7%, модуль N330 от Panasonic HIT, но уступает и LG, и SunPower. Однако у Panasonic есть самая сильная 25-летняя производственная гарантия из трех компаний. По прошествии 25 лет Panasonic гарантирует, что их панели по-прежнему будут обеспечивать выходную мощность 90,76%.

Как получить лучшую солнечную панель для вашего дома

Эффективность использования солнечной энергии важна, но это еще не все.Вот несколько быстрых советов по выбору правильной солнечной панели для вашего домашнего солнечного проекта:

  1. Ознакомьтесь с нашим Руководством по лучшим солнечным панелям. Помимо эффективности солнечных панелей, нужно помнить еще несколько важных вещей!
  2. Узнайте о своей крыше. Важно понимать тип крыши в вашем доме, ее размер и угол наклона.
  3. Не забудьте получить несколько солнечных котировок. Один и тот же продукт солнечной панели будет отличаться по стоимости от разных поставщиков солнечных батарей.Использование таких сайтов, как Solar.com, для сравнения нескольких котировок в одном месте — отличный способ убедиться, что вы получаете лучшее предложение!

Источник изображения на обложке: https://us.sunpower.com

.

самых эффективных солнечных панелей | LetsGoSolar.com

Кто производит самые эффективные в мире солнечные панели для жилых домов? Перечисленные здесь панели заслужили право рассматриваться, когда домовладельцы ищут систему, обеспечивающую максимальную экономию на протяжении многих лет. Помните, что солнечные технологии развиваются быстро и стремятся к более высокой эффективности с каждой новой созданной панелью, поэтому производители регулярно прекращают выпуск солнечных панелей и выпускают новые,
более эффективных панелей, чтобы занять их место.Эта диаграмма поможет вам начать
понимание доступных показателей эффективности солнечных панелей от различных
производителей:

Рейтинг Производитель Страна Арт. № Тип КПД Мощность Гарантия
1 SunPower США Х21-345 моно 21.5% 240 WP 25 ЛЕТ
2 JA Солнечный Китай JAC M6PA-4 моно 20,9% 290 WP 10 ЛЕТ
3 Sanyo Япония HIT двойной 195 моно 20.5% 195 WP 20 ЛЕТ
4 SunPower США 327-320 моно 20,4% 327 WP 25 ЛЕТ
5 SunPower США 245-235 моно 20.1% 245 WP 25 ЛЕТ
6 Schosser Systems Photovoltaik Китай SSP180-260 моно 20% 260 WP 2 ГОДА
7 SunPower США E19-320 моно 19.8% 320 WP 25 ЛЕТ
8 AUO Тайвань Сан Форте PM318B00 моно 19,5% 318 WP 5 ЛЕТ
9 Sanyo Япония VBHN245SJ25 моно 19.4% 245 WP 20 ЛЕТ
10 SunEdison США R355BzC моно 18,2% 355 WP 10 ЛЕТ
11 SunTech Япония STP285S-20 / Wem моно 17.5% 285 WP 10 ЛЕТ
12 Yingli Green Energy Китай YL225C-24b моно 17,1% 225 WP 10 ЛЕТ
13 Фонокорректор на солнечных батареях Китай ПС330М-24 / Т моно 17% 330 WP 10 ЛЕТ
14 JA Солнечный Китай JAP6 60-275 / 4BB / RE Поли 16.8% 275 WP 10 ЛЕТ
15 Канадская солнечная энергия Китай 275 млн моно 16,8% 275 WP 10 ЛЕТ
16 REC Норвегия REC275TP Поли 16.7% 275 WP 10 ЛЕТ
17 JA Солнечный Китай JAM6 (R) 72-325 моно 16,7% 325 WP 10 ЛЕТ
18 Джинко Солнечная Китай JKMS320P Поли 16.5% 320 WP 10 ЛЕТ
19 JA Солнечный Китай JAM6 48-215 / SI моно 16,4% 215 WP 10 ЛЕТ
20 Трина Солнечная Китай 315 Поли 16.2% 315 WP 10 ЛЕТ
21 JA Солнечный Китай JAM6 (ТГ) -60-265 / SI Мульти 16,2% 260 WP 10 ЛЕТ
22 Yingli Green Energy Китай YL205P-23b Поли 15.8% 205 WP 10 ЛЕТ
23 Kyocera Япония КУ255-6ВКА Поли 15,5% 255 WP 10 ЛЕТ
24 Sharp Япония ND-F4Q300 Поли 15.3% 300 WP 10 ЛЕТ
25 Yingli Green Energy Китай YL 235 P-29b Поли 14,4% 235 WP 10 ЛЕТ

Понимание эффективности солнечных панелей

Эффективность солнечных панелей может иметь огромное значение для экономии на ежемесячных счетах за коммунальные услуги в долгосрочной перспективе.Эффективность солнечных панелей основана на способности преобразовывать солнечный свет в электричество. Если одинаковое количество солнечного света светит в течение одной и той же продолжительности на две разные панели, то наиболее эффективная будет производить больше электроэнергии.

Хотя эффективность солнечных панелей быстро растет, некоторые компании по-прежнему заявляют о показателях эффективности, которые получены только в строго контролируемых условиях испытаний — а это не то, что получают домовладельцы, когда они устанавливают систему.В реальном мире эффективность зависит от типа и марки используемой солнечной панели, а также от условий эксплуатации. Получение максимальной эффективности от вашей солнечной панели зависит от нескольких факторов:

  • Облученность (количество солнечного света)
  • Скорость ветра и температура
  • Угол панели
  • Направление панели
  • Оттенок

Чего разумно ожидать домовладельцам?

«Очень хорошо, около 22.1 процент, а на низком уровне около 14 процентов », — сказал МакЛауд. «Я почти никогда не видел, чтобы панель работала с максимальной эффективностью в полевых условиях. Обычно потери достигают 20 процентов ».

Чтобы солнечные панели были на высшем уровне с точки зрения эффективности, пора поработать дома. Это руководство разработано, чтобы помочь домовладельцам понять, как работает эффективность, как выбрать лучшие солнечные панели для работы, и научиться сравнивать солнечные панели, чтобы найти те, которые лучше всего подходят для конкретной среды.

Сравнение эффективности солнечных батарей и солнечных батарей

Солнечные панели настолько эффективны, насколько эффективны солнечные элементы внутри них, но почему более высокая эффективность солнечных элементов не приводит к более высокой эффективности солнечных панелей? Одна из главных причин — просто то, как эти ячейки используются в пространстве панели.

«Посмотрите на расположение ячеек на лицевой стороне панели», — сказал МакЛауд. «Некоторые производители более эффективно используют доступную площадь на передней и задней части панели.Больше ячеек, меньше ячеек, типы ячеек — все определяет эффективность ».

Кристаллические кремниевые фотоэлементы имеют лабораторную эффективность преобразования энергии до 25 процентов для монокристаллических элементов и 20,4 процента для мультикристаллических элементов. Однако в настоящее время солнечные модули промышленного производства достигают КПД от 18 до 24 процентов.

U.S. Министерство энергетики

Производители становятся все умнее в настройке солнечных панелей, так же как промышленность становится все лучше и лучше в производстве ячеек с более высоким КПД для этих панелей.

«Восемь лет назад мы использовали панели, эффективность которых составляла 12 процентов, сейчас — до 22 процентов. Пока довольно хорошо, — сказал МакЛауд.«Все производители соревнуются друг с другом за приз за эффективность».

Производители, на которые стоит обратить внимание: SunPower, LG, Solar City, Panasonic и многие другие.

Кевин МакЛауд, владелец KPS Solar в Нью-Йорке и Флориде

Еще одна проблема с более эффективными солнечными панелями — непомерно высокая стоимость.

«Существуют ячейки, эффективность которых достигает 44,5%, но прежде, чем они выйдут на рынок, потребуется много времени», — сказал МакЛауд. «Pathfinder на Марсе использовал элементы, которые были эффективны на 44 процента, но стоили более миллиона долларов».

Очевидно, что есть огромные возможности для роста с солнечной эффективностью, но мир солнечной энергии меняется очень быстро, и компании уже занимаются проблемами эффективности. МакЛауд сказал, что он считает, что в ближайшем будущем произойдут большие изменения в мощности, технологиях хранения аккумуляторов и составе самих панелей.

«Эффективность будет продолжать расти по мере выхода на рынок многослойных элементов и элементов из арсенида галлия», — сказал он. «Мощность панелей также растет. Десять лет назад это были панели мощностью 185 Вт, теперь — 300, 315, 345, 360 и так далее ».

Ищите резкое повышение эффективности в следующие
5–10 лет.

Кевин МакЛауд, владелец KPS Solar

Что влияет на эффективность солнечных панелей?

Хотя технология, из которой изготовлена ​​панель, оказывает сильное влияние на эффективность, место, где устанавливаются солнечные панели, также влияет на количество создаваемой энергии.В некоторых районах страны солнечные батареи будут более эффективными просто из-за более благоприятной окружающей среды. Но эффективность может сильно различаться от одного района к другому или даже от одного дома к другому на одной и той же улице, в зависимости от особенностей местности. Ниже приведены самые важные факторы эффективности использования солнечной энергии за пределами самой панели.

Оттенок

Очевидно, что количество солнечного света, падающего на солнечную панель
, будет определять, сколько из этой потенциальной энергии будет поглощено.
Но тень наносит больше вреда, чем вы могли подумать:
эффективность всей солнечной батареи может быть снижена
небольшим количеством тени на одной солнечной панели, поскольку она может привести к отключению
или снижению эффективности все подключенные панели. Лучшее возможное место
— это крыша без тени.

Температура

Хотя может показаться, что чем жарче в помещении, тем выше эффективность, но это не так.Солнечные панели не обязательно любят тепло, поэтому их устанавливают таким образом, чтобы между крышей и панелью оставалось несколько дюймов — это обеспечивает поток воздуха, который помогает им охладить. Хотя некоторые солнечные панели предназначены для работы с более высокими температурами, эффективность большинства из них на самом деле снижается при воздействии высоких температур.

Ориентация

Крыша с истинным южным уклоном оптимальна по эффективности; однако другие могут работать хорошо.Хотя прямая ориентация на восток или запад будет производить примерно на 20 процентов меньше энергии, чем истинная ориентация на юг, даже это можно улучшить с помощью правильного наклона панелей.

Наклон крыши

Угол, под которым солнечный свет падает на панель, может повышать или понижать эффективность. Когда солнце падает на панели под небольшим углом, свет отражается, а это означает, что панели не могут собирать столько, сколько могли бы, если бы смотрели прямо на солнце. Некоторые крыши имеют наклон, что означает, что солнце никогда не попадает прямо на панели; это можно исправить, установив панели таким образом, чтобы компенсировать наклон крыши.Это требует тщательного обследования площадки и отличного дизайна для достижения максимальной эффективности панели.

Системы слежения за солнечными панелями

При таком большом количестве проблем, связанных с наклоном и ориентацией солнечных панелей, некоторым домовладельцам может быть интересно узнать о системах слежения. Эти системы делают именно то, на что они похожи: они отслеживают путь солнца, перемещая солнечные панели для достижения наилучшего возможного солнечного покрытия.

Одноосные трекеры

следовать за солнцем с утра до вечера; Двухосные трекеры также отслеживают с утра до вечера, но также учитывают сезонные изменения.Двухосные трекеры, очевидно, имеют больше возможностей для улавливания энергии; они могут обеспечить до 40 процентов большей мощности уборки, чем фиксированные массивы.

Пассивные трекеры

полагаются на тепло солнца, чтобы нагреть жидкость в канистрах на стороне массива; Жидкость в открытой канистре превращается в газ, который выталкивает излишек жидкости в затемненную канистру, таким образом наклоняя решетку в течение дня.Активные трекеры полагаются на фотосенсоры или программное обеспечение для определения маршрута солнца и используют оборудование для соответствующего перемещения массива.

Звучит как хорошая идея: это позволит домовладельцам улавливать как можно больше солнечных лучей. Но у Маклауда есть некоторые опасения.

«Трекеры в основном используются в наземных системах», — сказал он. «Они идеально подходят для таких областей, как Нью-Мексико и Невада, где коэффициенты освещенности самые высокие.У них также есть двигатели и движущиеся части, которые могут выйти из строя в экстремальных климатических условиях северо-востока. Поскольку стоимость трекеров снижается, я мог бы более положительно рассматривать их использование ».

По мере того, как солнечные панели становятся более доступными, стоимость трекеров будет продолжать снижаться, чтобы они могли конкурировать на рынке. Но помимо стоимости есть еще несколько недостатков, которые следует учитывать.

  • Ограничения по весу Солнечные трекеры

    могут быть очень тяжелыми в зависимости от размера массива, что не делает их жизнеспособным вариантом для многих систем, устанавливаемых на крышу.

  • Дополнительное обслуживание

    Они состоят из движущихся частей, что может привести к увеличению требований к техническому обслуживанию и возможностям выхода системы из строя.

  • Более короткая гарантия

    Гарантия также может быть проблемной: компании обычно предлагают от двух до 10 лет гарантии, в то время как гарантия на инверторы и панель обычно начинается с 10 лет и достигает 25 лет и более.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о