 |
Эффективное энергоснабжение: как работают солнечные панели (эффективность работы солнечных панелей используемых для энергоснабжения)
Солнечные панели, называемые также солнечными батареями или фотоэлектрическими модулями, играют одну из ключевых ролей в энергоснабжении различных объектов. Их эффективность определяется способностью преобразовывать солнечную энергию в электрическую с минимальными потерями. В частности, на эффективность влияет КПД (коэффициент полезного действия) солнечной панели, который обычно составляет 15-23%.
Разновидности солнечных панелей
Солнечные панели представлены в большом разнообразии и используются в различных областях, не только на земле, но и в космосе. Для бытового и коммерческого применении чаще всего используют два типа панелей: монокристаллические и поликристаллические.
Монокристаллические панели создаются из кремниевых фотоэлементов, выращенных из одного кристалла. Эти панели можно узнать по их однородной темно-синей структуре. Они выделяются высокой эффективностью преобразования солнечной энергии.
Поликристаллические панели, напротив, производятся из переработанных кремниевых кристаллов. Их легко распознать по неоднородному оттенку и узору. Хотя такие панели менее эффективны, чем монокристаллические, они являются более доступными по цене.
Влияние вида солнечных панелей на КПД:
Монокристаллические панели: имеют высокий КПД (до 22-23%) благодаря чистоте кремния и структуре ячеек.
Поликристаллические панели: менее эффективны (КПД до 18-20%), но дешевле в производстве.
Технологии производства солнечных модулей постоянно эволюционируют, предлагая всё более эффективные решения. PERC, TOPCon и HJT – это самые распространенные виды технологий которые используются при производстве фотоэлектрических элементов, из которых собираются солнечные панели.
Технология PERC (Passivated Emitter Rear Cell) стала одной из ключевых в производстве солнечных панелей. Она повышает эффективность фотоэлементов за счет применения диэлектрического слоя с микроотверстиями на тыльной стороне. Это позволяет свету отражаться обратно в слои кремния, увеличивая количество генерируемых электронов и повышая КПД элемента до 20% по сравнению с 17-19% у стандартных кремниевых. Производство модулей с технологией PERC простое и доступное, что объясняет ее широкое распространение. Но на рынке уже появилась новая технология – TOPCon, которая представляет собой усовершенствованную версию PERC.
В TOPCon добавляется дополнительный тонкий оксидный слой, удерживающий ещё больше света и повышающий эффективность. Данная технология, являющаяся усовершенствованной версией PERC, демонстрирует впечатляющий рост эффективности. В 2021-2022 гг. производители, такие как LONGi, JinkoSolar и Trina Solar, сообщили о достижении КПД для ячеек TOPCon более 25%. Это достигается простым добавлением оксидного слоя, не вызывающим значительного удорожания. TOPCon считается перспективной технологией, способной занять лидирующую позицию на рынке в течение следующих несколько лет.
В то же время, технология HJT (гетеропереход), разработанная Sanyo и впоследствии приобретенная Panasonic, также рассматривается как преемник PERC. HJT отличается от PERC использованием аморфного кремния в сочетании с традиционным кристаллическим кремнием, что создает уникальную архитектуру солнечного элемента. Данная технология, с ее сложной структурой из разных типов кремния, позволяет поглощать больший спектр солнечного света, достигая рекордного КПД – более 26,7% теоретически и 25,47% в лабораторных условиях. Это делает HJT наиболее эффективным типом солнечных элементов на сегодняшний день. Кроме того, она обладает низким температурным коэффициентом, что повышает ее производительность и позволяет экономить средства потребителям в долгосрочной перспективе. Однако HJT требует полной модернизации производственных линий, что увеличивает стоимость продукта и затрудняет его широкое распространение, несмотря на высокую эффективность.
Совершенствование технологий производства солнечных элементов привело к уменьшению их размеров, при одновременном увеличении эффективности. Современные фотоэлементы, они же ячейки, стали тоньше и компактнее, с уменьшением количества токосъемных шин, что позволило создавать более мощные панели при сохранении или даже уменьшении габаритов. Так, например, стандартный фотоэлемент 125 мм x 125 мм может быть заменен на 156,75 мм x 156,75 мм, или даже 166 мм x 166 мм с увеличением выходной мощности. Это позволяет использовать меньше фотоэлементов для получения той же мощности, что делает солнечные панели более компактными.
В дополнение к традиционным односторонним панелям набирают популярность двусторонние солнечные панели. Их особенность заключается в возможности генерировать энергию с обеих сторон. В таких панелях задняя поверхность также покрыта фоточувствительными элементами, что позволяет получать дополнительную энергию от отраженного света. Хотя это обеспечивает прирост мощности, такие панели требуют более сложной установки, обеспечивающей достаточное освещение с обратной стороны. К преимуществам двусторонних панелей можно отнести возможность получения дополнительной энергии, особенно в условиях отражающей поверхности (например, снега или песка), а также повышение общего КПД за счет использования света, отраженного от земли.
Значимым фактором, влияющим на эффективность солнечной панели, является ее географическое расположение. Многие регионы имеют различные уровни солнечной инсоляции, климатические условия и другие факторы, которые могут как способствовать, так и препятствовать генерации солнечной энергии. Инсоляция (или солнечная радиация) — это количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в конкретном месте. Регионы с высоким уровнем солнечной инсоляции, такие как пустыни и тропические зоны, обеспечивают максимальную производительность солнечных панелей.
На территории Российской Федерации к регионам с наибольшей эффективностью солнечных панелей относятся:
Южный федеральный округ (Крым, Краснодарский край, Ставропольский край, Ростовская область). Эти регионы характеризуются высоким уровнем солнечной инсоляции и продолжительным солнечным периодом в течение года. Теплый климат и большое количество солнечных дней способствуют высокой эффективности солнечных панелей.
Северо-Кавказский федеральный округ (Дагестан, Чечня, Кабардино-Балкария). Горные районы округа также получают значительное количество солнечной энергии. Высокие уровни инсоляции и чистое небо делают регионы Северного Кавказа благоприятными для использования солнечных панелей.
Приволжский федеральный округ (Астраханская область, Саратовская область, Оренбургская область). Юг Приволжского федерального округа также обладает хорошими условиями для использования солнечной энергии. Большое количество солнечных дней и умеренный климат способствуют эффективной работе солнечных панелей.
Сибирский федеральный округ (Алтайский край, Республика Хакасия, Забайкальский край). Хотя Сибирь традиционно ассоциируется с холодным климатом, южные и восточные районы имеют высокий уровень солнечной инсоляции, особенно летом. Это делает солнечные панели в этих регионах достаточно эффективными.
Таким образом, в России наиболее эффективное использование солнечных панелей возможно в южных регионах, таких как Крым, Краснодарский край, Ставропольский край и Астраханская область, а также в некоторых районах Сибири и Северного Кавказа. Высокий уровень солнечной инсоляции, умеренные температуры и низкая облачность делают эти регионы идеальными для развития солнечной энергетики.
Контактное лицо: Мария Тикунова (написать письмо автору)
Компания: ENERGON (все новости этой организации)
Добавлен: 00:14, 20.08.2024
Количество просмотров: 76
Страна: Россия
| Качество под контролем: Национальная ассоциация зимнего содержания ОИиТ провела вебинар «Стандарты качества зимней уборки дорог», Национальная ассоциация зимнего содержания ОИиТ, 07:19, 27.11.2024, |
27 |
| 20 ноября состоялся вебинар «Стандарты качества зимней уборки», организатором которого выступила Национальная ассоциация зимнего содержания объектов инфраструктуры и транспорта. Онлайн-мероприятие, приуроченное ко Всемирному дню качества, собрало журналистов, освещающих работу дорожных и коммунальных служб, зимнее содержание дорог и инфраструктуру, а также СМИ экологической направленности. |
|
| Противогололедные материалы без вреда для синиц и других пернатых, Национальная ассоциация зимнего содержания дорог, 02:47, 17.11.2024, Россия |
25 |
| Пресс-служба Национальной ассоциации зимнего содержания дорог,
по случаю празднования 12 ноября экологического праздника Синичкин день, предлагает новость для публикации «Противогололедные материалы без вреда для синиц и других пернатых». Материал посвящен современным ПГМ и их применению без вреда для экологии. |
|
|
|
