Солнечный панель: как сделать самодельную солнечную панель

Опубликовано в Разное
/
17 Мар 2021

Содержание

как сделать самодельную солнечную панель

Солнечные батареи — источник получения энергии, которую можно направить на выработку электричества или тепла для малоэтажного дома. Вот только солнечные батареи имеют высокую стоимость и недоступны большинству жителей нашей страны. Согласны?

Другое дело, когда сделана солнечная батарея своими руками — затраты значительно уменьшаются, а работает такая конструкция ничуть не хуже, чем панель промышленного производства. Поэтому, если вы всерьез задумываетесь о приобретении альтернативного источника электроэнергии, попытайтесь сделать его своими руками – это не очень сложно.

В статье речь пойдет об изготовлении солнечных батарей. Мы расскажем, какие материалы, и инструменты для этого потребуются. А немного ниже вы найдете пошаговую инструкцию с иллюстрациями, которые наглядно демонстрируют ход работы.

Содержание статьи:

Коротко об устройстве и работе

Энергию солнца можно преобразовать в тепловую, когда энергоносителем является жидкость-теплоноситель или в электрическую, собираемую в аккумуляторах. Батарея представляет собой генератор, работающий на принципе фотоэлектрического эффекта.

Преобразование энергии солнца в электроэнергию происходит после попадания солнечных лучей на пластины-фотоэлементы, которые являются основной частью батареи.

При этом световые кванты “отпускают” свои электроны с крайних орбит. Эти свободные электроны дают электрический ток, который проходит через контроллер и скапливается в аккумуляторе, а оттуда поступает энергопотребителям.

Галерея изображений

Фото из

Сборка солнечной батареи из кремниевых пластинок

Формирование плюсовой токоведущей дорожки

Создание минусовых токоведущих линий с задней стороны

Подключение проводника и блокирующего диода

В роли пластин-фотоэлементов выступают элементы из кремния. Кремниевая пластина с одной стороны покрыта тончайшим слоем фосфора или бора – пассивного химического элемента.

В этом месте под действием солнечных лучей высвобождается большое количество электронов, которые удерживаются фосфорной плёнкой и не разлетаются.

На поверхности пластины имеются металлические “дорожки”, на которых выстраиваются свободные электроны, образуя упорядоченное движение, т.е. электрический ток.

Чем больше таких кремниевых пластин-фотоэлементов, тем больше электрического тока можно получить. Подробнее о принципе работы солнечной батареи читайте .

Верхний слой пластин-фотоэлементов покрыт слоем, который не допускает отражение солнечного света от пластин, повышая их КПД

Материалы для создания солнечной пластины

Приступая к сооружению солнечной батареи необходимо запастись следующими материалами:

  • силикатные пластины-фотоэлементы;
  • листы ДСП, алюминиевые уголки и рейки;
  • жёсткий поролон толщиной 1,5-2,5 см;
  • прозрачный элемент, выполняющий роль основания для кремниевых пластин;
  • шурупы, саморезы;
  • силиконовой герметик для наружных работ;
  • электрические провода, диоды, клеммы.

Количество требуемых материалов зависит от размера вашей батареи, которая чаще всего ограничивается количеством доступных фотоэлементов. Из инструментов вам понадобиться: шуруповёрт или набор отвёрток, ножовка по металлу и дереву, паяльник. Для проведения испытаний готовой батареи понадобиться тестер-амперметр.

Теперь рассмотрим самые важные материалы более подробно.

Кремниевые пластины или фотоэлементы

Фотоэлементы для батарей бывают трёх видов:

  • поликристаллические;
  • монокристаллические;
  • аморфные.

Поликристаллические пластины характеризуются низким КПД. Размер полезного действия составляет около 10 – 12 %, но зато этот показатель не понижается с течением времени. Продолжительность работы поликристаллов – 10 лет.

Солнечную батарею собирают из модулей, которые в свою очередь составляют из фотоэлектрических преобразователей. Батареи с жесткими кремниевыми фотоэлементами представляют собой некий сэндвич с последовательно расположенными слоями, закрепленными в алюминиевом профиле

Монокристаллические фотоэлементы могут похвастаться более высоким КПД – 13-25% и долгими сроками работы – свыше 25 лет. Однако со временем КПД монокристаллов снижается.

Монокристаллические преобразователи получают путем пиления искусственно выращенных кристаллов, что и объясняет наиболее высокую фотопроводимость и производительность.

Пленочные фотопреобразователи получают путем нанесения тонкого слоя аморфного кремния на полимерную гибкую поверхность

Гибкие батареи с аморфным кремнием – самые современные. Фотоэлектрический преобразователь у них напылен или наплавлен на полимерную основу. КПД в районе 5 – 6 %, но пленочные системы крайне удобны в укладке.

Пленочные системы с аморфными фотопреобразователями появились сравнительно недавно. Это предельно простой и максимально дешевый вид, но быстрее соперников теряющий потребительские качества.

Нецелесообразно использовать фотоэлементы разного размера. В данном случае максимальный ток, вырабатываемый батарей, будет ограничен током наиболее маленького по размеру элемента. Значит, более крупные пластины не будут работать на полную мощность.

При покупке фотоэлементов поинтересуйтесь у продавца способом доставки, большинство продавцов используют метод воскования, чтобы предотвратить разрушение хрупких элементов

Чаще всего для самодельных батарей используются моно- и поликристаллические фотоэлементы размером 3х6 дюймов, которые можно заказать в интернет-магазинах типа Е-бай.

Стоимость фотоэлементов достаточно высока, но многие магазины продают так называемые элементы группы В. Изделия, отнесённые к этой группе имеют брак, но пригодны к использованию, а их стоимость ниже, чем у стандартных пластин на 40-60%.

Большинство интернет-магазинов продают фотоэлементы комплектами по 36 или 72 фотоэлектрической преобразовательной пластины. Для соединения отдельных модулей в батарею потребуются шины, для подключения к системе нужны будут клеммы.

Галерея изображений

Фото из

Поликристаллическая фотоэлектрическая пластина

Лицевая и тыльная стороны кремниевой пластины

Монокристаллическая фотоэлектрическая пластина

Обратная сторона монокристаллической пластины

Каркас и прозрачный элемент

Каркас для будущей панели можно сделать из деревянных реек или алюминиевых уголков.

Второй вариант более предпочтителен по целому ряду причин:

  • Алюминий – лёгкий металл, не дающий серьёзной нагрузки на опорную конструкцию, на которую планируется установка батареи.
  • При проведении антикоррозийной обработки алюминий не подвержен воздействию ржавчины.
  • Не впитывает влагу из окружающей среды, не гниёт.

При выборе прозрачного элемента необходимо обратить внимание на такие параметры, как показатель преломления солнечного света и способность поглощать ИК-излучение.

От первого показателя напрямую будет зависеть КПД фотоэлементов: чем показатель преломления ниже, тем выше КПД кремниевых пластин.

Минимальный коэффициент светоотражения у плексиглас или более дешёвого его варианта – оргстекла. Чуть ниже показатель преломления света у поликарбоната.

От величины второго показателя зависит, будут ли нагреваться сами кремниевые фотоэлементы или нет. Чем меньше пластины подвергаются нагреванию, тем дольше они прослужат. ИК-излучения лучше всего поглощает специальное термопоглощающее оргстекло и стекло с ИК-поглощением. Немного хуже – обычное стекло.

Если есть возможность, то оптимальным вариантом будет использование в качестве прозрачного элемента антибликового прозрачного стекла.

По соотношению стоимости к показателям преломления света и поглощения ИК-излучения оргстекло – самый оптимальный вариант для изготовления гелиобатареи

Проект системы и выбор места

Проект гелиосистемы включает в себя расчёты необходимого размера солнечной пластины. Как было сказано выше, размер батареи, как правило, ограничен дорогостоящими фотоэлементами.

Гелиобатарея должна устанавливаться под определённым углом, который обеспечил бы максимальное попадание на кремниевые пластины солнечных лучей. Наилучший вариант – батареи, которые могут менять угол наклона.

Место установки солнечных пластин может быть самым разнообразным: на земле, на скатной или плоской крыше дома, на крышах подсобных помещений.

Единственное условие – батарея должна быть размещена на солнечной, не затененной высокой кроной деревьев стороне участка или дома.

При этом оптимальный угол наклона необходимо вычислить по формуле или с применением специализированного калькулятора.

Угол наклона будет зависеть от месторасположения дома, времени года и климата. Желательно, чтобы у батареи была возможность менять угол наклона вслед за сезонными изменениями высоты солнца, т.к. максимально эффективно они работают при падении солнечных лучей строго перпендикулярно поверхности.

Для европейской части стран СНГ рекомендуемый угол стационарного наклона 50 – 60 º. Если в конструкции предусмотрено устройство для изменения угла наклона, то в зимний период лучше располагать батареи под 70 º к горизонту, в летнее время под углом 30 º

Расчёты показывают, что 1 квадратный метр гелиосистемы даёт возможность получить 120 Вт. Поэтому путём расчетов можно установить, что для обеспечения среднестатистической семьи электроэнергией в количестве 300 кВт в месяц необходима гелиосистема минимум в 20 квадратных метров.

Сразу установить такую гелиосистему будет проблематично. Но даже монтаж 5-ти метровой батареи поможет сэкономить электроэнергию и внести свой скромный вклад в экологию нашей планеты. Советуем также ознакомиться с принципом расчета необходимого количества .

Солнечная батарея может использоваться в качестве резервного энергоисточника при частом отключении централизованного энергоснабжения. Для автоматического переключения необходимо предусмотреть систему бесперебойного питания.

Подобная система удобна тем, что при использовании традиционного источника электроэнергии одновременно производится зарядка . Оборудование обслуживающее гелиобатарею размещается внутри дома, поэтому необходимо предусмотреть для него специальное помещение.

Размещая батареи на наклонной крыше дома, не забывайте об угле наклона панели, идеальный вариант, когда у батареи есть устройство для сезонного изменения угла наклона

Монтаж солнечной батареи по шагам

Выбрав место для размещения солнечной панели и оборудования для обслуживания гелиосистемы, а также имея в наличии все требуемые материалы и инструменты, можно начинать монтаж батареи.

При монтаже необходимо соблюдать технику безопасности, особенно осуществляя на крышу дома. Рассмотрим пошаговый алгоритм, как сделать солнечную батарею.

Шаг #1 – пайка контактов кремниевых пластин

Монтаж самодельной солнечной батареи часто начинается с пайки проводников фотоэлементов. Безусловно, если у вас есть возможность, то лучше всего купить фотоэлементы сразу с проводниками, т.к. пайка – очень непростая и кропотливая работа, занимающая много времени.

Пайка осуществляется следующим образом:

  1. Берётся кремниевый фотоэлемент без проводников и металлическая полоса-проводник.
  2. Проводники нарезаются при помощи картонной заготовки, их длина в 2 раза больше, чем размер кремниевой пластины.
  3. Проводник аккуратно выкладывается на пластину. На один элемент – два проводника.
  4. На место, где будет производиться спайка, необходимо нанести кислоту для работы с паяльником.
  5. Произвести пайку при помощи паяльника, аккуратно присоединив проводник к пластине.

В процессе пайки нельзя давить на силикатный элемент, т.к. он очень хрупкий и может разрушиться! Если вам посчастливилось, и вы приобрели фотоэлементы с готовыми контактами, то вы избавите себя от долгой и сложной работы, переходя сразу к изготовлению каркаса для будущей батареи.

Пайка контактов для бракованных фотоэлементов группы В производится так же и в том же направлении, что и для целых пластин

Шаг #2 – изготовление каркаса для солнечной батареи

Каркас – это место, куда будут устанавливаться фотоэлементы. Для изготовления каркаса берутся алюминиевые уголки и рейки, из которых складываются рамки. Рекомендуемый размер уголка – 70-90 мм.

На внутреннюю часть металлических уголков наносится силиконовый герметик. Герметизацию уголков необходимо произвести тщательно, от этого зависит долговечность всей конструкции.

После того, как алюминиевая рамка готова, приступаем к изготовлению заднего корпуса. Задний корпус представляет собой деревянный ящик из ДСП с невысокими бортиками.

Высокие борта будут создавать тень на фотоэлементах, поэтому их высота не должна превышать 2 см. Бортики привинчиваются при помощи саморезов и шуруповёрта.

Галерея изображений

Фото из

Изготовление корпуса для солнечной батареи

Вентиляционные отверстия в бортиках корпуса

Подложка для крепления кремниевых пластин

Окрашивание деталей корпуса для гидроизоляции

На дне ящика-корпуса из ДСП делаются вентиляционные отверстия. Расстояние между отверстиями примерно 10 см. В алюминиевую раму устанавливается прозрачный элемент (оргстекло, антибликовое стекло, плексиглас).

Прозрачный элемент прижимается и фиксируется, его крепление осуществляется при помощи метизов: 4 по углам, а также по 2 с длинных и по 1 с короткой стороны рамы. Метизы крепятся шурупами.

Каркас для гелиобатареи готов и можно приступать к самой ответственной части – монтажу фотоэлементов. Перед монтажом необходимо очистить оргстекло от пыли и обезжирить спиртсодержащей жидкостью.

Шаг #3 – монтаж кремниевых пластин-фотоэлементов

Монтаж и пайка кремниевых пластин – самая трудоёмкая часть работы по созданию солнечной панели своими руками. Сначала раскладываем фотоэлементы на оргстекло синими пластинами вниз.

Если вы впервые собирайте батарею, то можно воспользоваться подложкой для нанесения разметки, чтобы расположить пластины ровно на небольшом (3-5 мм) расстоянии друг от друга.

  1. Производим пайку фотоэлементов по следующей электросхеме: “+” дорожки расположены на лицевой стороне пластины, “-” – на обратной. Перед пайкой аккуратно наносит флюс и припой, чтобы соединить контакты.
  2. Производим пайку всех фотоэлементов последовательно рядами сверху вниз. Ряды затем должны быть также соединены между собой.
  3. Приступаем к приклеиванию фотоэлементов. Для этого наносим небольшое количество герметика на центр каждой кремниевой пластины.
  4. Переворачиваем получившиеся цепочки с фотоэлементами лицевой стороной (там, где синие пластины) вверх и размещаем пластины по разметке, которую нанесли ранее. Осторожно прижимаем каждую пластину, чтобы зафиксировать её на своём месте.
  5. Контакты крайних фотоэлементов выводим на шину, соответственно “+” и “-“. Для шины рекомендуется использовать более широкий проводник из серебра.
  6. Гелиобатарею необходимо оснастить блокирующим диодом, который соединяется с контактами и предотвращает разрядку аккумуляторов через конструкцию в ночное время.
  7. В дне каркаса сверлим отверстия для вывода проводов наружу.

Провода необходимо прикрепить к каркасу, чтобы они не болтались, сделать это можно используя силиконовый герметик.

Галерея изображений

Фото из

Подготовка кремниевых пластин к пайке

Сушка избавленных от воска элементов батареи

Вычерчивание абриса пластинок на подложке

Процесс пайки фотоэлектрических элементов батареи

Соединение кремниевых пластин в солнечную батарею

Соединение кремниевых пластин с лицевой стороны

Устройство медных токоведущих шин прибора

Проверка работоспособности части батареи

Шаг #4 – тестирование батареи перед герметизацией

Тестирование солнечной панели необходимо проводить до её герметизации, чтобы иметь возможность устранить неисправности, которые часто возникают во время пайки. Лучше всего производить тестирование после спайки каждого ряда элементов – так значительно проще обнаружить, где контакты соединены плохо.

Для тестирования вам понадобиться обычный бытовой амперметр. Измерения необходимо проводить в солнечный день в 13-14 часов, солнце не должно быть скрыто облаками.

Выносим батарею на улицу и устанавливаем в соответствии с ранее рассчитанным углом наклона. Амперметр подключаем к контактам батареи и проводим измерение тока короткого замыкания.

Смысл тестирования заключается в том, что рабочая сила электрического тока должна быть на 0,5-1,0 А ниже, чем ток короткого замыкания. Показания прибора должны быть выше 4,5 А, что говорит о работоспособности гелиобатареи.

Если тестер выдаёт меньшие показания, то где-то наверняка нарушена последовательность соединения фотоэлементов.

Обычно самодельная , сконструированная из фотоэлементов группы В выдаёт показания 5-10 А, что на 10-20% ниже, чем у солнечных панелей промышленного производства.

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: После проверки работоспособности частей батареи, запаянных на подложке, их располагают в корпусе

Шаг 10: Подложки с пластинами внутри корпуса фиксируются на четыре шурупа. Провод, соединяющий части батареи, выводится через вентиляционные отверстия

Шаг 11: К каждой из половин сооружаемой батареи последовательно подключается диод Шоттки. Его минус подключается к плюсу системы

Шаг 12: Для вывода проводов из корпуса высверливается отверстие. Провода скреплены узлом, чтобы не болтались, и зафиксированы герметиком

Шаг 13: После нанесения герметика необходимо сделать технологический перерыв, отпущенный на полимеризацию состава

Шаг 14: К выведенному из солнечной батареи проводу подсоединяется двухконтактный разъем. Принадлежащая ему розетка крепится на аккумуляторе прибора, который будет заряжать батарея

Шаг 15: После сборки обеих частей прибора и вывода силовой линии наружу батарею закрывают заранее подготовленным экраном

Шаг 16: Перед герметизацией стыков гелиоприбора еще раз проводится проверка работоспособности, чтобы вовремя устранить отошедшие контакты, если они будут обнаружены

Установка обеих частей батареи в подготовленный корпус

Крепление основы солнечной батареи внутри корпуса

Установка блокирующего диода Шоттки

Вывод из корпуса наружу проводов прибора

Ожидание затвердевания герметика

Крепление двухконтактного разъема к проводу

Установка светопропускающего экрана на прибор

Контроль работоспособности перед герметизацией

Шаг #5 – герметизация уложенных в корпус фотоэлементов

Герметизацию можно производить, только убедившись, что батарея работает. Для герметизации лучше всего использовать эпоксидный компаунд, но учитывая, что расход материала будет большой, а стоимость его составляет примерно 40-45 долларов. Если дороговато, то вместо него можно применять всё тот же силиконовый герметик.

Используя силиконовой герметик, отдавайте предпочтения тому, на упаковке которого указано, что он подходит для использования при минусовых температурах

Существует два способа герметизации:

  • полная заливка, когда панели заливаются герметиком;
  • нанесение герметика на пространство между фотоэлементами и на крайние элементы.

В первом случае герметизация будет более надёжной. После заливки герметик должен схватиться. Затем сверху устанавливается оргстекло и плотно прижимается к пластинам, покрытым силиконом.

Для обеспечения амортизации и дополнительной защиты между задней поверхностью фотоэлементов и каркасом из ДСП многие мастера советуют устанавливать прокладку из жёсткого поролона шириной 1,5-2,5 см.

Делать это необязательно, но желательно, учитывая, что кремниевые пластины достаточно хрупкие и легко повреждаются.

После установки оргстекла на конструкцию ставят груз, под действием которого происходит выдавливание пузырьков воздуха. Солнечная батарея готова и после повторного тестирования её можно устанавливать в заранее выбранное место и подключать к гелиосистеме вашего дома.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор фотоэлементов, заказанных в китайском интернет-магазине:

Видео-инструкция по изготовлению солнечной батареи:

Сделать солнечную батарею своими руками – не простая задача. КПД большинства таких батарей ниже, чем у панелей промышленного производства на 10-20%. Самое важное при конструировании солнечной батареи – правильно выбрать и установить фотоэлементы.

Не пытайтесь сразу создать огромную по площади панель. Попробуйте сначала соорудить маленький прибор, чтобы понять все нюансы этого процесса.

У вас есть практические навыки создания солнечных батарей? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом с посетителями нашего сайта – пишите комментарии в расположенном ниже блоке. Там же можно задать вопросы по теме статьи.

Что такое солнечная панель, их КПД и разновидности

Солнечная панель (она же солнечная батарея) – это устройство для выработки электричества, работающее только от солнечной энергии. Конструктивно она представляет собой несколько соединенных между собой определенным образом фотоячеек, помещенных в защитный корпус со стеклянной передней панелью. Фотоячейки являются ничем иным, как полупроводниковыми модулями, в которых под действием лучей солнца генерируется электроток.

Сфера применения солнечных батарей очень широка:

  • Микроэлектроника (для обеспечения автономной работы разного рода приборов, самый распространенный пример – калькуляторы на фотоячейках).
  • Бытовая электроника (для подзарядки аккумуляторов мелкой техники, от смартфонов до ноутбуков).
  • Энергообеспечение зданий (экономия электричества и обеспечение автономного энергоснабжения частных домов и иных объектов).
  • Энергообеспечение отдаленных районов (обеспечение электричеством регионов, где невозможна или затруднена прокладка центральных энергосетей).
  • Энергообеспечение мобильных объектов (передвижных станций, комплексов разного назначения).
  • Космическая отрасль (энергообеспечение различных космических аппаратов).
  • Автопромышленность (снабжение энергией электромобилей и электрокатеров).

Причем по мере совершенствования технологий и удешевления конечного продукта расширяется и сфера использования гелиопанелей.

Преимущества солнечных батарей

Достоинств у гелиопанелей очень много.

Во-первых, это энергонезависимость: им не нужно никакое дополнительное топливо. Также не требуется замена рабочих узлов или иное «техобслуживание». Все, что нужно, – периодическая очистка рабочей поверхности от загрязнений.

Во-вторых, это автоматическая и бесшумная работа. Солнечные батареи не надо включать или выключать и поддерживать их в рабочем состоянии. Простои в работе на них никак не сказываются. Кроме того, такие батареи не производят абсолютно никакого шума, в отличие от тех же дизельных или бензиновых генераторов.

В-третьих, это надежность и долговечность. Расчетный срок работы солнечных батарей составляет минимум 25 лет. Причем производитель гарантирует практически полное сохранение первоначальной выходной мощности на протяжении всего срока. Падения выходной мощности достаточно незначительны (порядка 5%). Они указываются в документации на солнечную батарею.

В-четвертых, это возможность конфигурировать гелиосистему по своему усмотрению. Солнечные модули можно объединять в системы, получая нужные выходные параметры мощности и напряжения. У топливных же и ветряных систем мощность фиксирована.

Виды фотоячеек

Солнечные батареи изготавливаются из фотоячеек нескольких типов:

  • На основе монокристаллов кремния. Ячейки, изготовленные из монокристаллического кремния, отличаются равномерной структурой и высокой производительностью.
  • На основе поликристаллов кремния. Ячейки из поликристаллов имеют неоднородную структуру и меньшую, чем у моноячеек, энерговыработку. При одинаковой выходной мощности площадь их будет несколько больше, чем у ячеек из монокристаллов. При этом стоимость их также ниже.
  • На основе тонких пленок. Батареи на основе тонкопленочных структур (обычно аморфного кремния, хотя в последние годы используются и новые разработки) имеют КПД примерно в 1,5 раза меньше, чем у кристаллических аналогов, однако обладают большей (на 10-15%) среднегодовой выработкой, особенно в условиях пасмурной погоды или сильно запыленного воздуха.
  • На основе двух- и трехслойных структур полупроводников (галлия/индия/селена, теллурида кадмия, арсенида галлия и т.д). Это новые разработки в области производства фотоячеек. КПД их выше, чем у ячеек на основе кремния, но выше также и стоимость, поэтому в бытовых солнечных панелях они почти не используются.

Каждый тип солнечных батарей имеет свои преимущества и недостатки, которые определяют особенности его использования.

Производительность солнечных батарей

КПД солнечных панелей изначально был невысоким, порядка нескольких процентов. Однако в настоящее время их производительность достигла довольно значительного уровня. Так, КПД батарей, собранных из фотоячеек на основе монокристаллического кремния, составляет около 24%. КПД ячеек на основе поликристаллов несколько ниже – примерно 20%, но эти панели стоят несколько дешевле монокристаллических.

Производительность тонкопленочных батарей составляет примерно 10-15% для кремниевых структур и около 24% для структур на основе галлия арсенида (20% для индия/палладия). Многослойные же ячейки (например, GaInP/GaAs/Ge) имеют производительность порядка 30%.

Что такое солнечная панель? Виды солнечных панелей

В 1954 году ученые обнаружили, что кремний создает электрический заряд при воздействии солнечного света.

Это открытие привело к разработке солнечных элементов, которые улавливают солнечную энергию и превращают ее в электричество.

Содержание статьи

Что такое солнечная панель?

Это устройство для получения энергии от солнца и трансформация этой энергии в другой тип энергии.

Типы солнечных панелей

Всего существует три типа панелей, каждая из них имеет свои достоинства и недостатки.

Фотоэлектрическая панель

Состоит из элементов, которые преобразуют солнечную энергию в постоянный ток, который течет к инвертору, а затем инвертор преобразует постоянный ток в переменный ток для использования устройствами.

Электричество генерируется за счет фотоэлектрического эффекта, вызванного солнечной энергией (фотонами), генерирующей положительные и отрицательные заряды в двух соседних полупроводниках разных типов, которые в свою очередь генерируют электрическое поле, которое генерирует электрический ток.

Элементы фотоэлектрической панели изготавливаются из арсенида кремния или галлия.

Кремниевая ячейка диаметром 6 см может генерировать ток около 0,5 А.

Арсенид галлия более эффективен, чем кремний, но и цена его дороже.

Может хранить в себе полученную энергию.

Чем больше панель, тем больше энергии она получает от солнца и тем больше вырабатывается электричества.

Срок службы около 30 лет.

Недостатком этой панели является то, что она работает только в том случае, если на панель попадают прямые солнечные лучи, а в облачный день панель не будут работать должным образом.

Солнечный коллектор

В солнечном коллекторе находится жидкость, которая поглощает солнечное излучение в виде тепла, и эта жидкость затем попадает в отсек для хранения тепла.

Панели состоят из приемной пластины и каналов, по которым циркулирует жидкость.

Горячая жидкость подается в теплообменник, где она отдает свое тепло, нагревая воду для последующего использования в хозяйстве.

Гибридная панель

Производит и электричество, и горячую воду.

Как работает солнечная панель?

Солнечная панель может собирать солнечный свет в трёх случаях:

Прямой солнечный свет. Это когда солнечные лучи напрямую поступают в солнечную панель, без каких-либо препятствий.

Косвенное излучение. Это когда солнечные лучи проходят через облака или атмосферные частицы.

Отраженное излучение. Это когда солнечные лучи отражаются от препятствий, таких как вода или снег, прежде чем попасть в солнечные панели.

Типы датчиков у солнечного коллектора

Датчики плоского стекла

Черная металлическая пластина, непосредственно контактирующая с трубками, в которых циркулирует теплоноситель, поглощает солнечные лучи.

Все покрыто остеклением, чтобы создать парниковый эффект и повысить производительность устройства.

Трубчатые вакуумные коллекторы

Это несколько стеклянных трубок с черной металлической пластиной, которая поглощает тепло.

Они помещены в вакуум, чтобы минимизировать потерю тепла.

Как правило, они напрямую связаны с баллоном, в котором транспортируемые калории используются для производства горячей воды для бытового потребления.

Типы фотоэлектрических панелей

  • монокристаллические панели (темного или черного цвета) – они хорошо воспринимают прямой солнечный свет, вырабатывают от 3 до 9 кВт.
  • поликристаллические панели (синего цвета) – этим панелям проще собирать окружающий свет.

Как использовать солнечные панели

Популярность альтернативной энергетики, основанной на использовании возобновляемых источников, увеличивается с каждым годом. Мировой тренд на экологичность применяемых технологий задает курс многим отраслям науки и техники. Показатели годовой выработки солнечной энергии в мире уверенно растут, ежегодно наращивая 33-36%.

Для пользователя главным плюсом солнечной энергии является ее автономность. Устройства, подключенные к солнечной батарее, не зависят от центральных сетей и локальных поставщиков. К тому же за счет отсутствия движущихся механизмов и узлов работа таких устройств абсолютно бесшумная.

Принцип работы солнечной батареи

Поскольку на сегодняшний день нет технологии, которая могла бы применять электромагнитное излучение Солнца в чистом виде, то энергию, полученную таким путем, требуется преобразовывать в другой тип – электрический ток. Именно для этого и нужны солнечные батареи.

Панели состоят из фотоэлектрических ячеек, упакованных в общую рамку.

На кремниевую пластину наносят небольшое количество бора и фосфора. Полупроводниковый фотоэлемент включает два слоя, каждый из которых имеет разную проводимость. В верхнем слое кремния с добавками фосфора (так называемый n-слой) появляются свободные электроны, а в нижнем слое кремния с добавками бора (слой p-типа) образуются «дырки». Попадание света на солнечную батарею провоцирует перемещение частиц из одного слоя в другой. Таким образом, генерируется электрический ток и по каналам движется в аккумулятор.

Мощность батареи зависит от площади панелей. Особенность всей конструкции заключается в том, что при выходе из строя одного фотоэлемента, его можно легко заменить на другой, а оболочка из пластика или закаленного стекла накрывает всю конструкцию и не дает факторам окружающей среды нарушить работоспособность системы. Важно сохранять в чистоте поверхность, так как грязь и пыль препятствуют прохождению солнечных лучей. Обязательным требованием также является равномерность освещения панелей солнцем. Если окружающие деревья и здания перекрывают доступ к солнечному свету или даже создают частичное затемнение на некоторых панелях, производительность системы неуклонно падает.

Эффективность солнечных панелей зависит еще и от температуры воздуха. Чем ниже температура, тем лучше. Кроме того угол падения лучей играет немаловажную роль. Если цель обеспечить максимальную энергию, то предпочтительно выбрать прямой угол.

Контроллеры

Чтобы использование энергии солнца было максимально эффективным, рекомендуется применять контроллер заряда для солнечных батарей. Он автоматически подбирает оптимальный режим работы, что в конечном итоге повышает производительность. Существует несколько видов контроллеров:

  • простые;
  • ШИМ;
  • mppt.

Простые контроллеры практически вышли из употребления, поскольку их срок службы крайне мал. Их главная функция – отключить батарею в том случае, когда будет достигнута заданная величина напряжения, и подключить вновь при снижении напряжения.

Применение контроллеров на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ) тока заряда является более современным решением. Эта технология позволяет использовать заряд на 100% и препятствует нагреванию аккумулятора. Главная цель: поддерживать постоянное напряжение.

Однако самой продвинутой на сегодняшний день можно назвать технологию на основе динамического алгоритма. Для того чтобы человек смог получать максимальное количество энергии от солнца, в панель встраивают специальный контроллер заряда mppt. Он сканирует систему и находит так называемую точку максимальной мощности (ТММ). Такие контроллеры особенно актуальны при мощности модулей от 200 Вт и в том случае, если напряжение нестандартное.

Каждый элемент системы должен быть подобран со знанием дела, чтобы функционирование ее было эффективным, бесперебойным и комфортным для человека.

Широкое применение системы солнечного энергоснабжения в бытовых целях позволяет сделать уверенный шаг в будущее. Это возможность сократить выбросы в атмосферу, но при этом оставить за человеком право пользоваться привычными благами цивилизации.

Какие солнечные панели лучше выбрать для дома – советы. Жми!

Если вы живете в большом доме, владеете крупной промышленностью или просто нуждаетесь в дешевом электричестве, то солнечные панели — идеальный вариант. Это доступное и постоянное электроснабжение, которое работает посредством преобразования мощной энергии солнца в ток.

Полноценная система такого электроснабжения состоит из нескольких элементов:

  • солнечная панель;
  • контроллеры;
  • аккумуляторы;
  • другие элементы.

Естественно, что сначала стоит разобраться в разновидностях солнечных панелей, чтобы сделать оптимальный выбор.

Виды солнечных панелей

Солнечные панели на крыше домаСолнечные модули различаются по материалу, из которого они изготавливаются, и технологией производства. Эти факторы и формируют цену на такие модули. Итак, батареи делятся на две группы:

  • кремниевые;
  • пленочные.

В свою очередь к кремниевым относятся:

  • поликристаллические;
  • монокристаллические;
  • аморфные (в зависимости от особенностей производства могут быть пленочными).

Пленочные делятся на:

  • тонкопленочные;
  • полимерные;
  • с использованием селенида меди — индия.

Возьмите на заметку:
полезными и удобными для домашнего использования могут быть солнечные водяные бойлеры, они объединяют функционал солнечного коллектора и водяного бака.

Для поклонников гаджетов пригодится карманный солнечный модуль. Это идеальный выбор для зарядки портативных устройств со слабым аккумулятором.
Наиболее популярными среди потребителей считаются солнечные батареи с кремниевой основой. Это вещество достаточно дешевое, и следовательно, цена на такие панели невысока. А вот производительность выше, чем у других видов панелей.

Монокристаллические панели

Монокристаллическая солнечная панельЯчейки из силикона, которые объединены одна с другой — это монокристаллические солнечные панели. Существует специальный метод Чохральского, который позволяет добыть как можно более чистый без примесей кремний для их производства.

Уже приготовленный монокристалл должен затвердеть, прежде чем его разделят на плоские части толщиной всего лишь 250 мкм. На эти пластины накладывается сетка, состоящая из металлических электродов. Такой метод требует больших затрат, чем производство аморфных или поликристаллических. Зато коэффициент продуктивности подобной разновидности батарей превышает двадцать процентов.

Поликристаллические панели

Поликристаллическая солнечная панельДля того, чтобы получить поликристалл, специалисты кремний плавят и неспеша охлаждают. Цена такого метода ниже из-за малых трат электроэнергии. Но есть значительный изъян, их КПД — в рамках от 12 до 18 процентов, что значительно отличается от монокристаллических солнечных панелей. Эффективность панели падает за счет внутренних областей с зернистыми краями.

Гибридные солнечные панели

Гибридная солнечная панельС развитием прогресса КПД солнечных батарей стабильно растет, но все же не превышает двадцати процентов. Причина этому — лишь частичное использование излучения, которое сквозь них проходит. Специалисты не прекращают попыток найти оптимальный вариант.

Одним из предложенных решений они представили гибридные солнечные батареи. Они используют одновременно тепловое и световое излучение.

Такие панели производятся путем совмещения полимера в пленочном виде и солнечного элемента. Гибридные солнечные панели подходят для использования в монохромных дисплеях и светильниках на светодиодах.

Как правильно выбрать солнечную панель

Для уверенного выбора обратитесь к специалисту, который поможет вам подобрать вариант для конкретно вашей ситуации.

Если ваше пространство не велико, а нужно максимум энергии, в этом случае ищите монокристаллические панели с наибольшей мощностью. Если ограничен ваш бюджет, а установка планируется наземная, то заранее продумайте все возможности.

К примеру, относительно дешевые тонкопленочные батареи нуждаются в дополнительных тратах на кабель, конструкции для опоры и прочее. Можно выбрать поликристаллическую батарею — цена ниже, надежность выше.

Обратите внимание: выбор между поликристаллическими и монокристаллическими батареями мощностью в 250 Вт не существенен, так что берите те, у которых ниже стоимость или решайте по другим факторам.

Установка солнечного коллектора имеет огромный плюс в практическом аспекте. Такая инвестиция будет служить вам долгое время и снижать ваши траты на оплату электроэнергии. Батареи служат источниками постоянной подачи энергии, а ресурсы для них бесконечны.

Как выбрать солнечную панель и как ее проверить, смотрите в данном видео:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Солнечные модули НСиА в Краснодаре

Солнечные модули NSiA класса Premium по доступной цене

Продукция компании NSiA изготавливается по передовым технологиям, при этом сочетает в себе высочайшую надежность и долговечность. В изделиях используются поликристаллические солнечные элементы, которые относятся к 1-ой категории качества Grade A. Благодаря этому, коэффициент полезного действия солнечного элемента доходит до 19,1% в модели на 320 Вт. В производстве применяются качественные материалы. Каждая представленная в продаже панель обязательно проходит сертификацию, которая подтверждает ее эксплуатационные характеристики.

Для производителя очень важно поддерживать репутацию бренда, поэтому в премиум-панелях применяют технологию автоматической пайки. Многие другие компании используют ручную пайку, при которой процент брака существенно выше. Автоматизация данного процесса повышает качество панелей. Отдельно стоит отметить двухуровневый контроль – на панелях проводят EL-тестирование непосредственно до и после ламинации. Проверки позволяют выявить изделия, которые не соответствуют строгим требованиям.

Новейшая 5 Busbar технология

В панелях от «НСиА» используются пять токопроводящих шин, в то время как большинство панелей других брендов имеют только четыре шины. Такой подход на практике дает несколько неоспоримых преимуществ:

  • Снижение последовательного сопротивления и параметра тока на шинах, Это снижает к минимуму шанс локального перегрева элементов панели.
  • Уменьшение тока утечки, за счет чего эффективность в пасмурные дни существенно повышается.
  • Специально разработанный дизайн позволяет уменьшить нагрузки на шины. Благодаря этому, в панелях от НСиА крайне низкий шанс появления микротрещин и других дефектов в ходе эксплуатации.
  • Повышение коэффициента полезного действия в среднем до 1%.

Отклонения от заявленной мощности составляют всего 1-8 Вт. Дополнительно в продукции предусмотрена влаго- и пылезащита по стандарту IP67. В отличие от продукции других брендов, диоды в солнечных панелях NSiA залиты герметиком, который отлично защищает от влаги, соответственно, продлевает срок службы контактов.

Предоставление гарантии

Применение всех вышеописанных технологий и многоуровневого контроля на производстве позволяет устанавливать гарантийный срок на сборку и материалы целых 12 лет. Более того, разработчики предоставляют гарантию в 10 и 25 лет на сохранение заявленной мощности более чем на 90% и 80% от номинальной соответственно. Покупка солнечных батарей – это выгодное вложение средств, учитывая такую гарантию.

Что нужно знать при выборе

Ключевым параметром при заказе панелей является их мощность. В каталоге представлены изделия мощностью от 150 Вт. Дополнительно согласуйте номинальное напряжение с аналогичным параметром у аккумуляторов. Убедитесь, что температуры окружающей среды не выходят за эксплуатационные показатели. При размещении панелей на крыше или стене, конечно же, учитывайте их габариты и вес. На каждой странице товара вы найдете подробную спецификацию. Если у вас останутся вопросы – смело звоните нашим консультантам!

Выбирайте лучшее! Выбирайте солнечные панели Премиум-класса NSiA!

Лучшие солнечные панели для вашего дома (Руководство 2020)

  • Стать партнером
  • COVID-19
  • Страна
    • Дания
    • Швеция
    • Германия
    • Соединенное Королевство
    • Польша
    • Франция
    • Норвегия
  • Солнечные панели
    • Стоимость установки солнечных панелей
    • Солнечный водонагреватель
    • Термодинамические панели
    • Солнечная батарея
    • Гелиотермический
    • Гранты на солнечные панели
  • Тепловые насосы
    • Земляной тепловой насос
    • Тепловой насос источника воды
    • Воздушный тепловой насос
    • Тепловой насос воздух-вода
    • Тепловой насос воздух-воздух
    • Марки тепловых насосов
  • Котлы
    • Комбинированные электрические котлы
    • Жидкотопливные комбинированные котлы
    • Цены на комбинированный котел
    • Электрокотлы
    • Стоимость котла на биомассе
    • Новый котел стоит
  • Двойное остекление
    • Окна с двойным остеклением
    • Вторичное остекление
    • Компании по производству стеклопакетов
    • Стеклопакеты
    • Лучшие цены на стеклопакеты
  • Окна из ПВХ
    • Цветной ПВХ Окна
    • Окна ПВХ створки
    • Производители окон из ПВХ
    • Цены на окна из ПВХ
    • Окна крыши

Панели солнечных батарей • Солнечные панели для продажи для вашего дома и бизнеса

AllSolar Panels — Панели солнечных батарей по мощности —— от 10 Вт до 20 Вт —— Менее 10 Вт —— от 25 Вт до 30 Вт —— от 40 Вт до 55 Вт —— От 60 до 80 Вт —— от 85 до 100 Вт —— от 110 до 150 Вт —— от 180 до 200 Вт —— от 235 до 265 Вт —— Более 270 Вт — Панели солнечных батарей по производителю —— LONGi Solar —— Mission Solar —— Panasonic Solar —— Peimar —— Power Up —— Q Элементы —— Solaria —— Solarland® —— Trina Solar —— Value Line Solar —— Ameresco Solar —— Canadian Solar- —— Онлайн Солнечная энергия —— Solartech Power —— SolarWorld —— Solarever —— Topoint — Сетевые солнечные панелиСолнечные энергосистемы и комплекты— — Сетевые солнечные энергосистемы — Автономные солнечные энергосистемы —— Удаленные энергосистемы —— Малые комплекты удаленных систем электропитания —— Комплекты солнечного освещения —- — Промышленные комплекты солнечных батарей для монтажа на столб —— Комплекты солнечной энергии для нефтегазопровода —— Комплекты солнечной энергии для телекоммуникаций — Комплекты солнечных панелей для автофургонов и судов — Комплекты солнечных батарей DIY — Стартовые комплекты для солнечных батарей — Солнечная энергия Plug-N-Play —— Портативный P ower —— Гибкие комплекты солнечных панелей —— Портативные комплекты освещения постоянного тока —— Комплекты для зарядки мобильных аккумуляторов на солнечных батареях Контроллеры заряда — Контроллеры заряда MPPT —— MidNite Solar MPPT— —- Morningstar MPPT —— OutBack Power MPPT —— Victron Energy MPPT —— Schneider Electric MPPT —— Solarland® MPPT — ШИМ контроллеры заряда — —- Morningstar PWM —— Samlex America PWM —— Schneider Electric PWM —— Solarland® PWM —— Victron Energy PWM —— Специальные концепции ШИМ — Предварительно смонтированные задние панели — Аксессуары для контроллеров Инверторы — Инверторы связи с сетью —— Fronius GT —— OutBack Power GT —— SMA GT — Инверторы вне сети — —- Magnum Energy OG —— OutBack Power OG —— Samlex America OG —— Morningstar OG —— SMA OG —— Exeltech— —- Go Power! —— Zamp Solar — Гибридные инверторы — Инверторы для жилых домов и судов —— Go Power! Промышленные PSW — Мобильные инверторы — Микроинверторы — PowerCenters — Аксессуары —— Аксессуары Fronius —— Аксессуары Magnum —— Аксессуары Outback Power —— Аксессуары Schneider Electric —— Аксессуары SMA Хранение энергии — Батареи —— Батареи AGM —— Залитые батареи —— Гелевые батареи — Корпуса и шкафы для батарей — — Алюминиевые корпуса —— Корпус из стекловолокна —— MidNite Solar MNBE — Решения для резервного питания —— Батарейные блоки —— Аварийное резервное питание —— — Комплект SystemEdge — Зарядные устройства для аккумуляторов Системы крепления PV — Земля — Сторона полюса — Крыша — Жилой и морской транспорт — Трекеры — SolarTech — Верхняя часть полюса — — Компоненты UniRacBOS — Автоматические выключатели — Сумматоры — Разъединители — ePanels — Устройства защиты от перенапряжения — Электропроводка и кабели —— Межмодуль —— Выход —— — Выход MC —— Контроллер-батарея —— Инвертор —— БатареяБольше — Перекачка воды — Готовность — Энергия ветра

Поиск

Ведущий поставщик солнечных систем и солнечных батарей

Компания JA Solar, основанная в 2005 году, является производителем высокоэффективной фотоэлектрической продукции. Имея 12 производственных баз и более 20 филиалов по всему миру, компания занимается кремниевыми пластинами, элементами, модулями и фотоэлектрическими электростанциями. Продукты JA Solar доступны в более чем 120 странах и регионах и широко используются в наземных электростанциях, коммерческих и промышленных фотоэлектрических системах на крыше и в жилых домах. Благодаря своим преимуществам в виде непрерывных технологических инноваций, хороших финансовых показателей и хорошо налаженных глобальных сетей продаж и обслуживания, JA Solar была хорошо принята и высоко оценена клиентами в стране и за рубежом.Компания была включена в списки Fortune China 500 и Global Top 500 New Energy Enterprises в течение нескольких лет подряд.

21,2 млрд иен
Годовой доход от продаж
(2019 г.)

50GW
Всего отгрузок
(по состоянию на 2 квартал 2020 г.)

33000
клиентов по всему миру
(по состоянию на 4 квартал 2019 г. )

22000
сотрудников
(по состоянию на 4 квартал 2019 г.)

источников данных : Полугодовой отчет 2020

Вехи компании

  • 2017 г.

    2017-11 Председатель и генеральный директор JA Solar Цзинь Баофан был приглашен на презентацию форума «Расширение интуитивных знаний на предприятиях в 2017 году» (Пекин)

    2017-11
    Председатель и главный исполнительный директор JA Solar Цзинь Баофан был приглашен на презентацию форума «Расширение интуитивных знаний на предприятиях в 2017 году» (Пекин)

  • 2017 г.

    2017-10 Новое определение корпоративного духа

    2017-10
    Новый взгляд на корпоративный дух

  • 2017 г.

    г.Цзинь Баофан был избран на следующий срок вице-президентом Китайской ассоциации фотоэлектрической промышленности

    2017-10
    Г-н Цзинь Баофан был избран на следующий срок в качестве вице-президента Китайской ассоциации фотоэлектрической промышленности

  • 2017 г.

    2017-10 Производственные линии DWS официально введены в эксплуатацию на производственной базе JA Solar в Дунхае

    2017-10
    производственных линий DWS официально введены в эксплуатацию на производственной базе JA Solar в Дунхае

  • 2017 г.

    2017-06 Состоялась церемония закладки камня в фундамент для проекта компании JA Solar по производству кристаллического кремния 3GW в Баотоу,

    2017-06
    Церемония закладки камня в фундамент проекта кристаллического кремния 3GW компании JA Solar в Баотоу,

  • 2017 г.

    2017-02 г.Цзинь Баофан был избран вице-президентом Хэбэйской ассоциации зарубежных китайских предприятий

    2017-02
    Г-н Цзинь Баофан был избран вице-президентом Хэбэйской ассоциации зарубежных китайских предприятий

  • 2017 г.

    2017-01 JA Solar была награждена знаками Top Brand PV Seal 2017 в Европе, Top Brand PV Seal 2017 в Швейцарии, Top Brand PV Seal 2017 в Нидерландах, Top Brand PV Seal 2017 в Соединенном Королевстве

    2017-01
    JA Solar была награждена знаками Top Brand PV Seal 2017 в Европе, Top Brand PV Seal 2017 в Швейцарии, Top Brand PV Seal 2017 в Нидерландах, Top Brand PV Seal 2017 в Соединенном Королевстве

  • 2016 г.

    2016-05 Введена в эксплуатацию производственная база JA Solar в Синтае с годовой производственной мощностью 1.5GW

    2016-05
    Введена в эксплуатацию производственная база JA Solar в Синтае с годовой производственной мощностью 1,5 ГВт

  • 2015 г.

    2015-10 Начало производства на заводе JA Solar в Малайзии с годовой производственной мощностью 400 МВт

    2015-10
    Завод JA Solar по производству элементов питания в Малайзии начал производство с годовой производственной мощностью 400 МВт

  • 2014 г.

    2014-12 Завершено строительство электростанции 100 МВт с модулями, поставленными JA Solar в Дуньхуане, провинция Ганьсу.

    2014-12
    Завершено строительство электростанции мощностью 100 МВт с модулями, поставленными JA Solar в Дуньхуане, провинция Ганьсу.

  • 2013

    2013-06 Премьер Ли Кэцян посетил компанию JA Solar в рамках своего исследования фотоэлектрической промышленности Китая

    2013-06
    Премьер Ли Кэцян посетил компанию JA Solar в рамках своего исследования фотоэлектрической промышленности Китая

  • 2012 г.

    2012-09 JA Solar JAPAN Co., ООО создано

    2012-09
    Основание компании JA Solar JAPAN Co., Ltd

  • 2011 г.

    2011-02 Введена в эксплуатацию производственная база в г. Хэфэй (Китай)

    2011-02
    Введена в эксплуатацию производственная база в г. Хэфэй (Китай)

  • 2010 г.

    2010-05 КПД преобразования монокристаллических кремниевых элементов JA Solar достиг 18. 7%, продвинутый уровень в мире

    2010-05
    Эффективность преобразования монокристаллических кремниевых элементов JA Solar достигла 18,7%, что является передовым уровнем в мире

  • 2009 г.

    2009-03 Производственная мощность производственных баз JA Solar в Нинцзине (Китай) и Янчжоу (Китай) достигла 650 МВт

    2009-03
    Производственная мощность производственных баз JA Solar в Нинцзине (Китай) и Янчжоу (Китай) достигла 650 МВт

  • 2008 г.

    2008-02 Начато строительство производственной базы JA Solar в Янчжоу (Китай).

    2008-02
    Началось строительство производственной базы JA Solar в Янчжоу (Китай).

  • 2007 г.

    2007-02 гг. JA Solar котируется на бирже NASDAQ в США.

    2007-02 год
    JA Solar котируется на бирже NASDAQ в США

  • 2006 г.

    2006-11 Создание производственной базы JA Solar в Фэнсяне (Китай)

    2006-11
    Открытие производственной базы JA Solar в Фэнсяне (Китай)

  • 2005 г.

    2005-05 JA Solar Co., ООО было основано

    2005-05
    Основание компании JA Solar Co., Ltd

Основные этапы НИОКР

Солнечная панель

Установка солнечных батарей в сельской Монголии Солнечная панель или фотоэлектрический модуль состоит из отдельных фотоэлементов.Эта панель из кристаллического кремния имеет алюминиевую рамку и стекло спереди. Фотоэлектрический модуль на МКС.

Солнечная панель (фотоэлектрический модуль или фотоэлектрическая панель ) представляет собой упакованную, соединенную сборку солнечных элементов, также известных как фотоэлектрические элементы . Солнечная панель может использоваться как компонент более крупной фотоэлектрической системы для выработки и подачи электроэнергии в коммерческих и жилых помещениях.

Поскольку одна солнечная панель может производить только ограниченное количество энергии, многие установки содержат несколько панелей.Фотоэлектрическая система обычно включает в себя массив солнечных панелей, инвертор, а иногда и батарею и соединительную проводку.

Теория и конструкция

Поликристаллические фотоэлементы, соединенные вместе в солнечной панели.

Солнечные панели используют световую энергию (фотоны) солнца для выработки электричества за счет фотоэлектрического эффекта. Конструктивный (несущий) элемент модуля может быть либо верхним, либо задним слоем. В большинстве модулей используются элементы из кристаллического кремния на основе пластин или тонкопленочные элементы на основе теллурида кадмия или кремния.Проводники, отводящие ток от панелей, могут содержать серебро, медь или другие немагнитные проводящие переходные металлы.

Элементы должны быть электрически соединены друг с другом и с остальной системой. Клетки также необходимо беречь от механических повреждений и влаги. Большинство солнечных панелей являются жесткими, но доступны полугибкие панели на основе тонкопленочных элементов.

Электрические соединения выполняются последовательно для достижения желаемого выходного напряжения и / или параллельно для обеспечения желаемой допустимой токовой нагрузки.

Могут потребоваться отдельные диоды, чтобы избежать обратных токов, в случае частичного или полного затемнения, а также в ночное время. P-n-переходы монокристаллических кремниевых элементов могут иметь адекватные характеристики обратного тока, в которых нет необходимости. Обратные токи тратят энергию и могут также привести к перегреву затемненных ячеек. Солнечные элементы становятся менее эффективными при более высоких температурах, и установщики стараются обеспечить хорошую вентиляцию за солнечными панелями. [1]

Некоторые недавние конструкции солнечных панелей включают концентраторы, в которых свет фокусируется линзами или зеркалами на массив меньших ячеек.Это позволяет экономично использовать элементы с высокой стоимостью единицы площади (например, арсенид галлия). [ необходима ссылка ]

В зависимости от конструкции фотоэлектрические панели могут вырабатывать электричество из диапазона частот света, но обычно не могут покрывать весь солнечный диапазон (в частности, ультрафиолетовый, инфракрасный и слабый или рассеянный свет). Следовательно, большая часть падающей солнечной энергии тратится на солнечные панели, и они могут дать гораздо более высокую эффективность при освещении монохроматическим светом.Следовательно, другая концепция дизайна — разделить свет на разные диапазоны длин волн и направить лучи на разные ячейки, настроенные на эти диапазоны. [2] Предполагается, что это позволит повысить эффективность на 50%.

В настоящее время наилучший достигнутый коэффициент преобразования солнечного света (эффективность солнечных панелей) составляет около 21% в коммерческих продуктах [3] , что обычно ниже, чем эффективность их отдельных элементов. Плотность энергии солнечной панели — это эффективность, описываемая в терминах пиковой выходной мощности на единицу площади поверхности, обычно выражаемой в ваттах на квадратный фут (Вт / фут 2 ).Наиболее эффективные солнечные панели массового производства имеют значения плотности энергии более 13 Вт / фут 2 (140 Вт / м 2 ).

Модули кристаллического кремния

Большинство солнечных модулей в настоящее время производятся из кремниевых фотоэлектрических элементов. Обычно они делятся на монокристаллические или поликристаллические модули.

Тонкопленочные модули

Основные статьи: тонкопленочные солнечные элементы, солнечные элементы третьего поколения и недорогие фотоэлектрические элементы.

Солнечные элементы третьего поколения — это усовершенствованные тонкопленочные элементы.Они производят высокоэффективное преобразование при низкой стоимости.

Жесткие тонкопленочные модули

В жестких тонкопленочных модулях ячейка и модуль производятся на одной производственной линии.

Ячейка создается на стеклянной подложке или суперстрате, и электрические соединения создаются in situ , так называемая «монолитная интеграция». Подложка или суперстрак ламинируется с помощью герметика на передний или задний лист, обычно другой лист стекла.

Основными технологиями ячеек в этой категории являются CdTe, или a-Si, или тандем a-Si + uc-Si, или CIGS (или вариант). Аморфный кремний имеет коэффициент преобразования солнечного света 6-12%.

Гибкие тонкопленочные модули

Гибкая тонкая пленка Ячейки и модули создаются на одной производственной линии путем нанесения фотоактивного слоя и других необходимых слоев на гибкую подложку.

Если основа представляет собой изолятор (например, полиэфирную или полиимидную пленку), можно использовать монолитную интеграцию.

Если это проводник, необходимо использовать другой способ электрического подключения.

Ячейки собираются в модули путем их ламинирования с прозрачным бесцветным фторполимером с лицевой стороны (обычно ETFE или FEP) и полимером, подходящим для приклеивания к конечной подложке с другой стороны. Единственный коммерчески доступный (в количествах МВт) гибкий модуль использует тройной переход из аморфного кремния (от Unisolar).

Так называемые инвертированные метаморфические (IMM) многопереходные солнечные элементы, изготовленные по технологии составных полупроводников, только начинают коммерциализировать в июле 2008 года.В автомобиле на солнечных батареях Мичиганского университета, который выиграл конкурс North American Solar Challenge в июле 2008 года, использовались гибкие тонкопленочные солнечные элементы IMM.

Требования для жилых и коммерческих помещений различаются тем, что бытовые потребности просты и могут быть упакованы таким образом, чтобы по мере развития технологии солнечных элементов другое базовое оборудование, такое как аккумулятор, инвертор и переключатель передачи с датчиком напряжения, все еще нуждался в уплотнении и модульные для бытового использования. Коммерческое использование, в зависимости от размера службы, будет ограничено на арене фотоэлектрических элементов, и более сложные параболические отражатели и солнечные концентраторы становятся доминирующей технологией.

Ожидается, что глобальный рынок гибких и тонкопленочных фотоэлектрических элементов (ФЭ), несмотря на осторожность в целом в фотоэлектрической отрасли, будет испытывать CAGR более 35% к 2019 году, превысив 32 ГВт согласно новому крупному исследованию IntertechPira. [4]

Модуль встроенной электроники

Несколько компаний начали встраивать электронику в фотоэлектрические модули. Это позволяет выполнять [[[отслеживание точки максимальной мощности]] (MPPT) для каждого модуля индивидуально, а также измерять рабочие характеристики для мониторинга и обнаружения неисправностей на уровне модуля.В некоторых из этих решений используются оптимизаторы мощности — преобразователь постоянного тока в постоянный, разработанный для максимального увеличения мощности солнечных фотоэлектрических систем. Примерно с 2010 года такая электроника также может компенсировать эффекты затенения, когда тень, падающая на секцию панели, приводит к падению электрического выхода одной или нескольких цепочек ячеек в панели до нуля, но не имеет выхода вся панель упадёт до нуля.

Характеристики и срок службы модуля

Характеристики модуля

обычно оцениваются в стандартных условиях испытаний (STC): энергетическая освещенность 1000 Вт / м², солнечный спектр AM 1.5 и температура модуля 25 ° C.

Электрические характеристики включают номинальную мощность (P MAX , измеряется в Вт), напряжение холостого хода (V OC ), ток короткого замыкания (I SC , измеряется в амперах), максимальное напряжение питания (V MPP ) , максимальный ток мощности (I MPP ), пиковая мощность, кВт p , и КПД модуля (%).

Номинальное напряжение относится к напряжению батареи, для которой модуль лучше всего подходит; это пережиток тех времен, когда солнечные батареи использовались только для зарядки батарей.Фактическое выходное напряжение панели изменяется при изменении условий освещения, температуры и нагрузки, поэтому никогда не бывает одного конкретного напряжения, при котором панель работает. Номинальное напряжение позволяет пользователям сразу убедиться, что панель совместима с заданной системой.

Напряжение холостого хода или В OC — максимальное напряжение, которое панель может выдавать, когда она не подключена к электрической цепи или системе. V OC можно измерить измерителем непосредственно на клеммах освещенной панели или на ее отключенном кабеле. [5]

Пиковая мощность, кВт p , является максимальной выходной мощностью в соответствии со стандартными условиями испытаний (а не максимально возможной выходной мощностью).

Солнечные панели должны долгие годы выдерживать жару, холод, дождь и град. Многие производители модулей из кристаллического кремния предлагают гарантию, которая гарантирует производство электроэнергии в течение 10 лет при 90% номинальной выходной мощности и 25 лет при 80%. [6]

Производство

В 2010 году было завершено строительство 15,9 ГВт солнечных фотоэлектрических систем, при этом обзор цен на фотоэлектрические солнечные батареи и маркетинговая компания PVinsights сообщила о росте на 117.8% в солнечных фотоэлектрических установках в годовом исчислении. При росте установки фотоэлектрических систем более чем на 100% в годовом исчислении производители фотоэлектрических модулей резко увеличили поставки солнечных панелей в 2010 году. Они активно наращивали свои мощности и превратились в игроков гигаваттной ГВт. По данным PVinsights, пять из десяти ведущих производителей фотоэлектрических модулей в 2010 году являются игроками GW. Suntech, First Solar, Sharp, Yingli и Trina Solar сейчас являются производителями GW, и большинство из них удвоили свои поставки в 2010 году. [7]

Десять ведущих производителей

Десять ведущих производителей солнечных панелей (по отгрузке МВт) в 2010 году: [7]

  1. Suntech
  2. Первая солнечная
  3. Sharp Solar
  4. Ингли
  5. Trina Solar
  6. Канадская солнечная энергия
  7. Hanwha Solarone
  8. Sunpower
  9. Корпорация возобновляемой энергии
  10. Solarworld

Цена

См. Также: Четность сетки

Информация о средних ценах делится на три ценовые категории: покупатели небольших партий (модули всех размеров в киловаттном диапазоне ежегодно), покупатели среднего уровня (обычно до 10 МВт в год) и покупатели большого количества (не требует пояснений — и с доступом по самым низким ценам).В долгосрочной перспективе — и только в долгосрочной — очевидно систематическое снижение цен на ячейки и модули. Например, в 1998 году было подсчитано, что количественная стоимость ватта составляла около 4,50 долларов, что в 33 раза ниже, чем в 1970 году, составлявшая 150 долларов. [8] [9]

Согласно RMI, элементы Balance-of-System (BoS), это немодульные затраты на немикроинверторные солнечные панели (в виде проводки, преобразователей, стеллажных систем и различных компонентов) составляют около половины общих затрат на установку. .Кроме того, стандартизация технологий может способствовать более широкому внедрению солнечных панелей и, в свою очередь, экономии за счет масштаба. [ необходима ссылка ]

Монтажные системы

Трекеры

Солнечные трекеры увеличивают количество энергии, производимой каждой панелью, за счет сложности механики и необходимости обслуживания. Они чувствуют направление солнца и наклоняют панели по мере необходимости для максимального воздействия света.

Оставить комментарий