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 м².

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 м
  2 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

12 лучших солнечных панелей — Рейтинг 2020

В обзор попали как компактные батареи, которые можно повсюду носить с собой, так и панели увеличенной площади для установки на крышах или открытых участках.

Лучшие портативные солнечные панели

Модели этого типа отличаются малыми размерами и весом, удобны при переноске и хранении. Они не обладают большой мощностью, однако широко распространены для питания аккумуляторов мобильных девайсов и иных компактных приборов.

BioLite SolarPanel10+

5

★★★★★

оценка редакции

97%

покупателей рекомендуют этот товар

Подставка модели вращается на 360 градусов, что позволяет разместить панель практически на любой поверхности. Для удобного определения оптимального угла наклона предусмотрены небольшие солнечные часы. Встроенный аккумулятор имеет емкость 3000 мА·ч и может заряжаться посредством USB-подключения.

Габариты 24х257 миллиметров, выходная мощность — 10 Вт. Тонкий корпус и малый вес упрощают хранение и транспортировку панели. Угловые части укреплены специальными вставками и не боятся резких ударов.

Достоинства:

• удобная установка;
• малый вес и компактность;
• прочный корпус;
• встроенный аккумулятор.

Недостатки:

Солнечная панель BioLite SolarPanel10+ хороша для нерегулярной эксплуатации и может оказаться полезной, даже когда солнца нет.

 

Woodland Mobile Power 20W

4.9

★★★★★

оценка редакции

93%

покупателей рекомендуют этот товар

Модель изготовлена с применением кремниевых поликристаллических пластин. Они надежно закреплены на подложке из прочного полимера, что гарантирует безопасность переноски батареи. Внешний чехол выполнен из износостойкой синтетики с влагозащитным покрытием.

Мощность панели составляет 20 Вт, размеры в сложенном виде — 35х33х2 см. С ее помощью можно заряжать два девайса одновременно. А специальные люверсы позволяют подвесить батарею в любом положении для удобной транспортировки и использования.

Достоинства:

• прочный чехол и защитное покрытие;
• удобство переноски;
• долгий срок службы;
• складная конструкция.

Недостатки:

• быстрый износ застежки.

Woodland Mobile Power подойдет для зарядки устройств под напряжением 5 вольт: смартфонов, фонарей, пауэрбанков и пр.

 

Goal Zero Nomad 5

4.8

★★★★★

оценка редакции

87%

покупателей рекомендуют этот товар

Модель оснащена специальной опорой, позволяющей легко разместить ее в солнечном месте и настроить угол наклона. Корпус не боится резких ударов и падений с небольшой высоты, что гарантирует стабильную работу на протяжении длительного времени.

Габариты батареи 24х17,8х2,8 сантиметров, мощность — 5 Вт. Для подключения мобильного устройства предусмотрен USB-выход. Масса панели составляет всего 360 граммов, что упрощает ее постоянное ношение с собой.

Достоинства:

• удобная установка;
• прочный корпус;
• малый вес;
• регулировка угла наклона опоры.

Недостатки:

• невысокий класс защиты.

Goal Zero Nomad подойдет для зарядки смартфона или другого мобильного устройства в хорошую погоду.

 

Лучшие стационарные солнечные панели

Стационарные устройства отличаются крупными габаритами и увеличенной мощностью. Они в большом количестве устанавливаются на крышах зданий и иных свободных площадках. Предназначены для круглогодичного использования.

Sunways ФСМ-370M

4.9

★★★★★

оценка редакции

98%

покупателей рекомендуют этот товар

Модель изготовлена по технологии PERC, благодаря чему отличается стабильностью работы в неблагоприятных погодных условиях. Рама из анодированного алюминия не боится резких ударов и деформации. Высокопрочное закаленное стекло с низким поглощением ультрафиолета гарантирует сохранность панели.

Номинальная мощность составляет 370 Вт, напряжение — 24 В. Батарея может функционировать при температуре на улице от -40 до +85 °С. Диодная сборка защищает ее от перегрузок и обратных токов, снижает потери КПД при частичном затенении поверхности.

Достоинства:

• прочная стойкая к коррозии рама;
• толстое защитное стекло;
• стабильная работа в любых условиях;
• долгий срок службы.

Недостатки:

Sunways ФСМ-370M рекомендована для постоянного электроснабжения крупных объектов. Отличный выбор для размещения на крыше жилого дома или офисного здания.

 

Delta BST 200-24 M

4.9

★★★★★

оценка редакции

96%

покупателей рекомендуют этот товар

Особенностью Delta BST является гетерогенная структура монокристаллических модулей. Это улучшило способность панели абсорбировать рассеянное солнечное излучение и гарантирует ее эффективную работу даже в условиях повышенной облачности.

Пиковая мощность батареи — 200 Ватт при габаритах 1580х808х35 мм. Жесткая конструкция не боится сложных условий, а усиленная рама с дренажными отверстиями способствует стабильному функционированию панели во время непогоды. Защитный слой изготовлен из каленого просветленного стекла толщиной 3,2 мм.

Достоинства:

• стабильная работа в сложных погодных условиях;
• усиленная конструкция;
• термостойкость;
• нержавеющая рама.

Недостатки:

• сложная установка.

Delta BST служит для стабильного вырабатывания энергии в любое время года и будет надежно вырабатывать электричество в течение многих лет.

 

Feron PS0301

4.8

★★★★★

оценка редакции

90%

покупателей рекомендуют этот товар

Солнечная панель Feron не боится сложных условий и стабильно функционирует при температуре -40..+85 °C. Металлический корпус устойчив к повреждениям и не подвержен коррозии. Мощность батареи составляет 60 Вт, размеры в готовом к работе виде — 35х1680х664 миллиметров.

При необходимости транспортировки конструкцию можно легко сложить. Для удобной и безопасной переноски предусмотрен специальный чехол из прочной синтетики. В комплект также входят две опоры, кабель с зажимами и контроллер, что позволяет сразу ввести панель в эксплуатацию.

Достоинства:

• термостойкость;
• стабильная работа в любых погодных условиях;
• прочный корпус;
• быстрая установка;
• удобная складная конструкция.

Недостатки:

Feron можно использовать в любую погоду. Хороший выбор для установки в частном доме, но для получения достаточной мощности потребуется несколько таких панелей.

 

Woodland Sun House 120W

4.7

★★★★★

оценка редакции

85%

покупателей рекомендуют этот товар

Модель изготовлена из кремниевых поликристаллических пластин. Фотоэлементы покрыты толстым слоем закаленного стекла, что исключает риск механических повреждений и воздействия внешних факторов. Срок их службы составляет около 25 лет.

Мощность батареи 120 Вт, размеры в готовом к эксплуатации состоянии — 128х4х67 сантиметров. В комплект входит практичная сумка из износостойкого материала, упрощающая хранение и транспортировку панели. Для удобства установки на ровной поверхности предусмотрены специальные ножки.

Достоинства:

• защитное покрытие;
• быстрая установка;
• компактные размеры и удобство переноски;
• долгий срок службы;
• прочная сумка в комплекте.

Недостатки:

• рама хлипковата.

Woodland Sun House способна заряжать 12-вольтные аккумуляторы. Прекрасное решение для установки на даче, охотничьей базе и в других местах, удаленных от цивилизации.

 

Лучшие походные солнечные панели

Эти модели отличаются от обычных портативных батарей максимально защищенной конструкцией, не боятся эксплуатации в сложных полевых условиях. Они могут надежно фиксироваться на одежде или снаряжении, удобны при использовании во время активной деятельности.

Solaris 8E-80-12/24-В

4.9

★★★★★

оценка редакции

94%

покупателей рекомендуют этот товар

Фотоэлектрические модули панели выполнены из монокристаллического кремния. В качестве основы используется тканевый чехол. При необходимости его можно сложить для удобного хранения и транспортировки. Материал устойчив к повреждениям и предохраняет рабочие элементы от воздействия влаги.

Размеры разложенной панели 1050х490х4 миллиметров, мощность — 80 Вт. Модель способна функционировать в режиме напряжения 12 и 24 вольт. В комплектацию входит набор кабелей для подключения различной техники.

Достоинства:

• складная конструкция;
• влагостойкий чехол;
• быстрая установка;
• компактность;
• универсальность.

Недостатки:

• тонкий слой защитного покрытия.

Solaris-8E-80-12/24-В может применяться для зарядки радиоприемников, фонарей, GPS-навигаторов, автохолодильников и прочей «походной» техники в длительном путешествии.

 

Aukey PB-P2

4.9

★★★★★

оценка редакции

92%

покупателей рекомендуют этот товар

Aukey оснащена карабинами, позволяющими зафиксировать ее на рюкзаке или сумке во время перехода. Для подключения мобильных устройств предусмотрены два USB-порта. Чехол легко складывается и не занимает много места, а материалом его изготовления служит всепогодная износостойкая ткань.

Габариты панели в рабочем состоянии 500х305х4,4 мм, выдаваемая мощность — 20 Вт. К другим особенностям относится поддержка технологии быстрой и безопасной зарядки. Также здесь есть защита от короткого замыкания, скачков и перепадов напряжения, перегрева.

Достоинства:

• индикатор заряда;
• износостойкий чехол;
• стабильная работа и долгий срок службы благодаря набору защит;
• удобство переноски в рабочем состоянии;
• поддерживает быструю зарядку.

Недостатки:

• непрочные петли.

Панель Aukey PB-P2 преобразует до 23,5% солнечных лучей и станет идеальным помощником в длительной экспедиции.

 

Interstep SCH-15W

4.8

★★★★★

оценка редакции

88%

покупателей рекомендуют этот товар

Конструкция Interstep включает три монокристаллических блока. Они зафиксированы на специальном складном основании, облегчающем транспортировку и предохраняющем элементы от повреждений. Защитное покрытие предотвращает промокание материала и гарантирует безопасность переноски.

Выходная мощность батареи 15 Вт при габаритах 160х3х252 мм. Для подключения панели к мобильному устройству есть USB-выход. К другим особенностям следует отнести легкое крепление к снаряжению разложенной панели.

Достоинства:

• защитное покрытие;
• складная конструкция;
• легкая очистка;
• малый вес;
• удобное крепление.

Недостатки:

Солнечная батарея Interstep SCH-15W предназначена для зарядки одного устройства. Зато ее можно разместить прямо на рюкзаке во время похода.

 

Allpowers AP-SP5V21W

4.8

★★★★★

оценка редакции

88%

покупателей рекомендуют этот товар

Панель Allpowers состоит из трех монокристаллических секций на гибком основании, оснащенных общим контроллером уровня заряда. Подключение мобильных устройств осуществляется посредством двух USB-выходов.

Батарея не боится эксплуатации в сложных условиях, исправно функционирует при температуре от -17 до +48°C. Габариты панели в разложенном состоянии — 625х308х9 миллиметров, мощность — 21 Вт.

Небольшая масса упрощает постоянное ношение устройства с собой. В комплектацию входят специальные карабины для фиксации на снаряжении или рюкзаке.

Достоинства:

• термостойкость;
• складная конструкция;
• малый вес;
• удобство переноски;
• долговечность.

Недостатки:

• быстро изнашивается застежка.

Солнечная панель Allpowers может использоваться в любую погоду для работы со смартфонами, фотоаппаратами, внешними аккумуляторами и прочими носимыми устройствами.

 

Monero SLP-06

4.7

★★★★★

оценка редакции

85%

покупателей рекомендуют этот товар

Модель обладает технологией защиты от перепадов напряжения и короткого замыкания, что гарантирует стабильную работу в любых условиях и безопасность зарядки устройств. Мягкий чехол не подвержен быстрому износу, устойчив к влаге и легко складывается при необходимости.

Мощность панели составляет 6 Вт, габариты в готовом к использованию состоянии — 262х215х16 миллиметров. Вес всего 230 граммов упрощает переноску устройства. А для удобного крепления батареи к рюкзаку, одежде или снаряжению можно воспользоваться двумя прочными карабинами.

Достоинства:

• складная конструкция;
• очень легкая;
• хороший уровень защиты;
• влагостойкий чехол;
• быстрая установка.

Недостатки:

• небольшая мощность.

Monero SLP-06 предназначена для зарядки одного носимого устройства. Компактное решение для использования в непродолжительном походе.

 

Какие солнечные панели лучше купить

Важной характеристикой любой батареи, в том числе и солнечной, является мощность. Для автономного снабжения жилого дома средних размеров суммарно понадобится не менее 1000 Вт. Чтобы обеспечить питанием 1-2 бытовых прибора, будет достаточно комплекта панелей, выдающих около 500 Вт.

Количество элементов в модуле влияет на возможности применения панели. Например, для заряда 12-вольтового аккумулятора понадобится 36 последовательно соединенных преобразователей напряжением 0,5 В. Как правило, модули, имеющие 72 элемента, рассчитаны на номинальный показатель 24 вольт.

Но первый вопрос, который становится при выборе солнечной панели — ее тип, так как у каждого вида батарей есть свои сильные стороны:

• Поликристаллические экономичны;
• Монокристаллические отличаются высоким КПД;
• Аморфные способны стабильно вырабатывать энергию в плохую погоду.

Более долговечными считаются модели, основные элементы которых зафиксированы на прочном металлическом основании и защищены закаленным стеклом. Для нерегулярного использования и частой транспортировки лучше купить складную солнечную панель с матерчатым чехлом.

Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter

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.

Новый мировой рекорд: эффективность солнечных батарей повысили до 29,15%

Научно-исследовательская группа Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) описала в журнале Science разработку тандемного солнечного элемента из перовскита и кремния. Его КПД составил 29,15%. На текущий момент — это новый мировой рекорд. Предыдущие показатели КПД были в районе 28%. Исследователи планируют довести эффективность тандемного солнечного элемента до 30% и даже превысить этот показатель.

Для солнечных элементов базовым материалом является кремний, а разработки с использованием перовскита (титаната кальция) ведутся параллельно. Ученые думают, что возможности перовскита еще не раскрыты и используя оба материала, они получают прирост эффективности.

Солнечные элементы, состоящие из двух полупроводников с различной шириной запрещенной зоны, способны демонстрировать высокую эффективность по сравнению с отдельными элементами, так как тандемные элементы полнее используют солнечный спектр. В частности, обычные кремниевые солнечные элементы главным образом эффективно преобразуют в электрическую энергию инфракрасную часть солнечного спектра, в то время как соединения перовскита могут эффективно преобразовывать видимую часть спектра, повышая КРД тандема.
Использование перовскита и кремния не увеличивает стоимость солнечных панелей.

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

Обзор 8-ми лучших солнечных панелей. Рейтинг 2020 года по отзывам пользователей

Автор Никита Панасенко На чтение 4 мин. Обновлено 30.04.2020

Солнечные панели являются прекрасной альтернативой стандартному электричеству. А все дело в том, что такие панели намного выгоднее, ведь за свет больше не нужно будет платить. Конечно, вложится в подобные виды устройств нужно много, но оно однозначно того стоит. Сегодня мы вам расскажем о лучших солнечных панелях.

Народное голосование за лучшую солнечную панель

У Вас есть 3 голоса

AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно

4

Sunways ФСМ-200F 200 ватт 24

1

Goal Zero Boulder 100 Briefcase

SilaSolar (Double glass) 360 Вт

Goal Zero Boulder 100 Briefcase

Модель от американского производства имеет конструкцию из двух частей, которая формирует единую панель-основу. Они соединяются между собой с помощью специальных поворотных петель, которые позволят складывать панель пополам при необходимости. Ее можно устанавливать временным или стационарным способом. Общая мощность панели — 100 Вт.

Плюсы:

1. Стильный внешний вид;
2. Простая и легкая установка;
3. Выдает хорошую мощность;
4. Имеет влагостойкое покрытие;
5. Высокий уровень качества.

Минусы:

1. Высокая цена.

Feron PS0303 150W

Данная модель подойдет для обеспечения электроэнергии мощностью в 150 Вт, с напряжением до 17,6 В. Жесткая складная конструкция весьма надежная и качественная. В длину она имеет размер в 13400 мм, а в ширину — 780 мм. Солнечная батарея имеет контроллер и индикацию заряда, а также защиту от перезаряда и перегрузки. Вес модели — 15,1, что считается оптимальным для конструкций подобного типа.

Плюсы:

1. Жесткая, прочная и надежная конструкция;
2. Высокая мощность;
3. Наличие защиты от перегрузки и перезаряда;
4. Доступная цена.

Минусы:

1. В продаже сложно найти аккумуляторы и контроллеры.

Sunways ФСМ-200F 200 ватт 24

Данная модель имеет гибкую структуру и высокое качество сборки. В технологии создания участвуют монокристаллические элементы, которые повышают срок службы солнечной батареи и делают ее более производительной. Производитель дает гарантию на товар на 10 лет. Батарея имеет легкий вес в 4 кг, а также простую установку.

Видеопоздравление Деда Мороза

Подарите новогоднюю сказку своему ребенку, которую он запомнит на всю жизнь

Подробнее

Плюсы:

1. Удобная гибкая конструкция;
2. Легкий монтаж и вес солнечной батареи;
3. Производитель дает гарантию на 10 лет;
4. Высокое качество сборки.

Минусы:

1. Высокая цена;
2. Подвержена механическим повреждениям.

AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно

Фотоэлектрическая модель солнечной батареи состоит из 60 монокристаллических элементов. Модель относится к классу А и сможет прослужить вам в течение 12 лет. Солнечная батарея имеет высокий КПД модуля — 17,83%, что составляет общую мощность получаемой электроэнергии — 290 Вт. Лицевая сторона изготовлена из закаленного мелкорифленого стекла, которое имеет толщину в 3,2 мм. Рамка выполнена из алюминия, а задняя панель — обклеена композитной пленкой.

Плюсы:

1. Гарантия от производителя на 12 лет;
2. Надежная конструкция;
3. Устойчивость к механическим повреждениям;
4. Высокая мощность.

Минусы:

1. Высокая цена;
2. Большой вес в 18 кг.

SilaSolar (Double glass) 360 Вт

Солнечная панель изготовлена из монокристаллических элементов, где их защищает прослойка из закаленного стекла. Модель может выдавать общую мощность в 360 Вт, а также имеет повышенную степень КПД на 20%. Производитель дает гарантию на товар на 10 лет. Модель относится к классу А.

Плюсы:

1. Устойчивая, надежная и долговечная конструкция;
2. Высокая мощность;
3. Гарантия на 10 лет;
4. Доступная цена.

Минусы:

1. Большой вес в 28 кг;
2. Возникают проблемы с покупкой аккумулятора, контроллера и инвертора.

Delta BST 360-24 M

Модель состоит из 36 штук моно- и поликристаллических фотоэлементов, которые вместе образуют качественное «поле» для сбора солнечной энергии. КПД здесь достигает 18,65 %, а класс модели — А. Чтобы солнечная батарея работала эффективно стоит использовать вместе с ней источник тока, который позволит обеспечить подачу напряжения от 250 до 750 В.

Плюсы:

1. Качественная сборка;
2. Более эффективная конструкция;
3. Высокий КПД;
4. Высокая мощность;
5. Гарантия 10 лет;
6. Устойчив к нагрузкам.

Минусы:

1. Большой вес в 23 кг.

DOKIO FFSP-320M

Солнечная модель имеет гибкую складную конструкцию. Общая мощность, которую сможет выдавать модель — 300 Вт. Ее габариты: длина — 2000 мм, а ширина — 500 мм. Вес модели небольшой — 7,1 кг. Конструкция состоит из монокристаллических фотоэлементов, которые надежно скреплены друг с другом.

Плюсы:

1. Качественная сборка;
2. Хорошая конструкция;
3. Небольшой вес;
4. Небольшие размеры;
5. Высокая мощность.

Минусы:

1. Высокая цена.

ECO-WORTHY L02P100-N-2

Данная конструкция представляет из себя сборку из двух листов. Общая мощность панелей — 200 Вт. Габаритные модели: 975*665 мм. Конструкция листов изготовлена из поликристаллических фотоэлементов. Модель сможет выдержать температуру от -40 до +80 градусов. Алюминиевая рамка делает солнечные панели более устойчивыми к механическим повреждениям. Здесь также присутствует разъемы МС4.

Плюсы:

1. Высокое качество сборки;
2. Выдерживает большую нагрузку;
3. Оптимальная мощность;
4. Эффективность при низкой освещенности;
5. Есть дополнительный разъем.

Минусы:

1. Высокая цена;
2. Покупка осуществляется только через интернет, так как модель присылают из Китая.

Солнечные панели с эффективностью более 22% фирмы SolarCity

Источник: Steve Hanley, 3 октября 2015 г., http://solarlove.org/solarcity-will-build-worlds-efficient-solar-panels-america/

Фирма SolarCity разработала самые эффективные солнечные панели

2 октября фирма SolarCity объявила, что ей удалось разработать самые эффективные в мире солнечные панели, которые преобразуют в электроэнергию более 22% падающего на них солнечного света. SolarCity начнет в этом месяце производство первых таких панелей на своей экспериментальной фабрике. Позже производство будет перенесено на новый завод в Буффало. Ожидается, что после того, как завод достигнет проектной мощности, каждый день будет производиться 10 000 таких панелей.

Независимый центр тестирования Renewable Energy Test Center, занимающийся сертификацией производителей изделий в сфере фотоэлектричества и возобновляемой энергетики, подтвердил, что панели, разработанные  SolarCity, имеют КПД 22,04%. Новые панели SolarCity, созданные по проприетарной технологии, которая существенно снижает производственные расходы по сравнению с традиционной технологией, имеют те же самые размеры, что и стандартные панели, но производят на 30-40% больше энергии. Кроме того, новые панели лучше работают при высоких температурах, что позволяет получать с них больше энергии в расчете на год, чем с других солнечных панелей сранимых размеров.

Компания ожидает, что новые панели будут использоваться в солнечных установках на крышах жилых домов и навесах над автостоянками, в школах, торговых и других организациях, а также при создании больших массивов солнечных панелей для крупных электростанций.

SolarCity не раскрывает подробностей новой технологии, но некоторые предполагают, что технология основана на разработках фирмы Silevo, которую SolarCity приобрела в прошлом году за 200 миллионов долларов.

Как недавно было отмечено в обзоре  MIT Technology Review, бизнес солнечных панелей ожидают большие сложности в ближайшем будущем. К тому времени, когда новая фабрика SolarCity выйдет на полную мощность в 2017 году, федеральные налоговые скидки на возобновляемые энергетические системы могут быть серьезно сокращены или ликвидированы вовсе. Если это произойдет, первопроходцы солнечной энергетики вроде SolarCity могут понести существенные потери.

Итоги следующих выборов в США могут оказать огромное влияние на то, какие стимулы для возобновляемых источников энергии правительство установит с 1 января 2017 года. Большинство нынешних республиканских кандидатов в президенты выступают за поддержку компаний, использующих обычные ископаемые виды топлива.

Генеральный директор SolarCity Линдон Рив сказал, что стоимость в 55 центов за ватт «позволяет быть уверенными в том, что наша продукция успешно переживет потерю федеральной скидки на налог. »

А SunPower считает лучшими свои панели

Фирма SunPower заявляет, что ее панели X-Series с эффективностью 21,5% являются «на сегодняшний день самыми эффективными панелями из тех, которые представлены на рынке». Компания также говорит, что спрос на ее продукцию X-серии является «чрезвычайно высоким», причем «производство увеличивается год от года более чем на 300 процентов.» Источник в SunPower заявил, что панели с эффективностью 22 процента уже сходят с производственной линии.

Представитель SunPower по связям с общественностью добавил: «Компания SunPower является лидирующим производителем наиболее эффективных солнечных панелей в мире, но мы всегда приветствуем других участников гонки за эффективностью. Великолепно, что мы все согласны с тем, что эффективность имеет большое значение. Мы гордимся тем, что уже много лет поставляем солнечные панели с самой высокой эффективностью и покупатели наших панелей получают устройства, эффективность которых выше 22%».

Джейд Джонс (Jade Jones), аналитик компании GTM Research, замечает, что объемы производства солнечных панелей в США увеличатся по крайней мере до 3,5 гигаватт к 2018 году, против 1,6 гигаватт сегодня. Объем выпуска ячеек за тот же период может возрасти до 2 гигаватт с сегодняшних 0,7 гигаватт, как это следует из отчета GTM Research’s PV Pulse.

новые технологии и особенности производства солнечных батарей

В этой статье мы расскажем о видах современных солнечных батарей и новейших технологиях производства фотоэлементов, предлагаемых ведущими производителями. Также перечислим некоторые наиболее новые популярные солнечные панели, с использованием этих инноваций, которые уже доступны к продаже.

Солнечные батареи с использованием новейших инноваций

Большинство производителей панелей предлагают ряд моделей, это могут быть монокристаллические и поликристаллические варианты продукции с различной номинальной мощностью. За последние несколько лет эффективность панелей существенно возросла благодаря многим достижениям в технологии и материалах, из которых делают солнечные батареи.

На текущий момент можно отметить 8 основных технологий, при производстве высокоэффективных солнечных батарей:

• PERC (Passivated Emitter Rear Cell) — диэлектрический слой на обратной стороне ячейки;
• Bifacial — Двухсторонние;
• Multi Busbar — Многолинейные;
• Split panels – Половинчатые;
• Dual Glass — Безрамочные, с двойным стеклом;
• Shingled Cells — Безразрывные элементы;
• IBC (Interdigitated Back Contact cells) — переплетеные контакты сзади ячейки;
• HJT (Heterojunction cells) — гетероструктурные ячейки.

Пять основных типов солнечных панелей с использованием новейших технологий солнечных фотоэлементов в 2020 году:

Применяя инновационные решения, в производстве солнечных модулей, постоянно происходят различные улучшения эффективности, уменьшения влияния затенения и повышения надежности, при этом несколько производителей в настоящее время дают гарантию производительности до 30 лет. Учитывая все новые доступные варианты выбора современных солнечных батарей, стоит провести некоторые исследования, прежде чем инвестировать в солнечную установку. В нашей полной обзорной статье о солнечных панелях мы расскажем, как выбрать надежную солнечную панель и на что обратить внимание.

Технология PERC, в чем особенность?

Профессор Мартин Грин, директор Австралийского центра передовой фотогальваники UNSW, изобрел концепцию PERC, которая в настоящее время широко используется многими ведущими производителями солнечных батарей во всем мире.

За последние два года PERC стал предпочтительной технологией для многих производителей как моно, так и поликристаллических ячеек. PERC буквально расшифровывается как «Пассивированный Эммитер Сзади Ячейки». Представляет собой более продвинутую архитектуру ячейки, использующую дополнительные слои на задней стороне ячейки для поглощения большего количества световых фотонов и увеличения «квантовой эффективности». Особенностью технологии PERC является алюминиевый задний слой Al-BSF — Local Aluminium Back Surface Field (см. Диаграмму ниже). Еще были разработаны несколько других вариантов, таких как PERT (Passivated Emitter Rear Totally Diffused) и PERL (Passivated Emitter and Rear Locally-diffused), но они пока не получили широкого применения.

LeTID — потенциальная проблема PERC

Обычные клетки PERC P-типа могут страдать от так называемого LeTID или деградации, вызванной светом и повышенной температурой. Явление LeTID похоже на хорошо известную деградацию, вызванную LID или светом, когда панель может потерять 2-3% от номинальной мощности в первый год воздействия УФ-излучения и от 0,5% до 0,8% в год после. К сожалению, потери из-за LeTID могут быть выше — до 6% в первые 2 года. Если эта потеря не будет полностью учтена производителем, это может привести к снижению производительности и потенциальным претензиям по гарантии.

К счастью, кремниевые элементы N-типа, не страдают от воздействия LeTID. Кроме того, некоторые производители поли и моно PERC ячееек P-типа, разработали процессы уменьшения или устранения LeTID. Некоторые производители заявили о применении технологии анти-LeTID на своей продукции и утверждают, что уменьшили или устранили эффекты LeTID.

Multi Busbar — Многолинейные солнечные элементы

Busbar или токоведущие шины представляют собой тонкие провода или ленты, которые проходят по каждой ячейке и переносят электроны (ток) от солнечных элементов. Поскольку фотоэлементы становятся более эффективными, они, в свою очередь, генерируют больше тока, и за последние годы большинство производителей перешли с 3 шин на 5 или 6 шин. Некоторые производители, сделали еще один шаг вперед и разработали многопроволочные системы, использующие до 12 очень тонких круглых проводов, а не плоских шин. Выгода заключается в том, что сборные шины фактически затеняют часть ячейки и поэтому могут немного снизить производительность, поэтому их необходимо тщательно проектировать. Несколько тонких шин обеспечивают более низкое сопротивление и более короткий путь перемещения электронов, что приводит к более высокой производительности.

Маленькие дорожки ( тонкие шины) на каждой ячейке передают ток на 5 ленточных шин:

Если в ячейке возникли микротрещины из-за ударов или высоких нагрузок, большее количество шин помогает снизить вероятность того, что трещина перерастет в горячую точку, поскольку они обеспечивают альтернативные пути прохождения тока.

В модулях LG Neon 2 впервые использовались 12 маленьких круглых проводных шин, LG называет свою технологию «Cello», которая означает соединение элементов, с низкими электрические потерями. Многопроволочная технология Cello снижает электрическое сопротивление, тем самым уменьшаются потери напряжения, а уменьшение площади и применение закругленных шин дает лучшее оптическое поглощение света, тем самым повышается эффективность.

Trina Solar вместе со многими другими производителями недавно начали предлагать тонкие круглые шинные ячейки под названием multi-bus (MBB) в качестве опции для ряда модулей на 2019 год. Как объяснялось ранее, еще одним преимуществом наличия большего количества шин является то, что при микротрещинах возникновение в ячейке из-за внешних напряжений, меньше вероятность того, что это создаст горячую точку, так как электроны имеют много альтернативных шин для протекания тока. Это показано на рисунке:

Split panels – Новые половинчатые солнечные батареи

Еще одно недавнее новшество — использование ячеек с половинным размером вместо квадратных ячеек полного размера и перемещение распределительной коробки в центр модуля. Тем самым разделяя солнечную панель на 2 меньшие панели по 50% площади, каждая из которых работает параллельно. Это имеет множество преимуществ, в том числе повышение производительности благодаря снижению резистивных потерь через шины (токосъемники). Поскольку каждая ячейка имеет половинный размер, она производит половину тока при одном и том же напряжении, что означает, что ширина шины может быть уменьшена наполовину, уменьшая затенение и потери ячейки. Снижение тока также приводит к снижению температуры в ячейке, что, в свою очередь, уменьшает потенциальное образование и серьезность горячих точек из-за локального затенения, загрязнения или повреждения ячейки.

Кроме того, более короткое расстояние до центра панели сверху и снизу повышает эффективность в целом, повышая выходную мощность панели аналогичного размера до 20 Вт. Другое преимущество заключается в том, что при частичном затенении верхней или нижней части панели, затененная часть не влияет на выработку электроэнергии от другой половины солнечной батареи.

Bifacial — Двухсторонние солнечные батареи

Технология двухсторонних солнечных батарей была известна уже нескольких лет, но сейчас начинает становиться популярной, поскольку стоимость производства монокристаллических элементов очень высокого качества продолжает снижаться. Двухсторонние элементы поглощают свет с обеих сторон панели и в таких условиях могут производить до 27% больше энергии, чем традиционные односторонние панели. В двухсторонних солнечных панелях обычно применяют стекло на передней стороне, а сзади, для герметизации ячеек — прозрачный полимерный слой. Он позволяет отраженному свету проникать с задней стороны панели. Двухсторонние модули также могут иметь стеклянный задний слой, который имеет больший срок службы и может значительно снизить риск отказа, поэтому некоторые производители теперь предлагают 30-летнюю гарантию на свою продукцию.

Традиционно двухсторонние солнечные панели использовались только в наземных установках, где солнечный свет легко отражался от окружающих поверхностей, в частности заснеженных районов. Хотя было доказано, что они хорошо работают и при монтаже на светлые поверхности, что позволяет увеличить выработку до 10%.

Двухсторонние модули поглощают отраженный солнечный свет обратной стороной панели:

Dual Glass – Солнечные батареи с двойным стеклом

Многие производители в настоящее время производят так называемые стеклянные или двойные стеклянные солнечные панели, которые не следует путать с двухсторонними. Задний традиционный белый EVA (пластиковый) слой заменяют стеклом. Таким образом получается сэндвич стекло-стекло, которое не реагирует и не портится со временем и не страдает от ультрафиолетового излучения. Из-за более длительного срока службы стеклянных панелей некоторые производители предлагают 30-летнюю гарантию производительности.

Безрамочные солнечные батареи

Многие двойные стеклянные панели являются безрамными (без алюминиевой рамы), что может усложнить монтаж панелей, так как требуются специальные системы креплений. Тем не менее, бескаркасные модули имеют ряд преимуществ, особенно в отношении очистки: отсутствует рама, которая создает ступеньку, об нее задерживается пыль и грязь. Соответственно, без ступеньки получается плоская поверхность, которую проще мыть и способствующая самоочищению с помощью дождя и ветра, что приводит к большей производительности. Однако без прочности алюминиевой рамы двойные стеклянные панели, хотя и более долговечные, не такие жесткие и могут изгибаться, особенно при горизонтальном монтаже.

Умные панели и оптимизаторы мощности

Технология, которая становится все более популярной — это добавление в солнечную панель оптимизаторов мощности постоянного тока. Оптимизаторы наряду с микроинверторами, обычно известны как MLPE (Module Level Power Electronics), которые состоят из небольших блоков преобразования энергии, прикрепленных непосредственно к солнечным батареям. Оптимизаторы предназначены для подачи оптимального напряжения для максимальной выработки электроэнергии. Если панель затенена, загрязнена или не работает, что приводит к низкому напряжению или току, оптимизаторы могут обойти или компенсировать плохую работу панели, чтобы обеспечить оптимальное напряжение для инвертора.

Оптимизаторы мощности от таких компаний, как Tigo и SolarEdge, были доступны в качестве дополнительного компонента в течение многих лет, но теперь и SolarEdge, и Tigo разрабатывают панели со встроенными оптимизаторами в распределительной коробке на задней панели. SolarEdge отличается от Tigo тем, что оптимизаторы SolarEdge должны использоваться вместе с инверторами SolarEdge, а оптимизаторы Tigo могут быть подключены к любым существующим панелям в качестве дополнительного оптимизатора.

Большим преимуществом «дополнительных» оптимизаторов, таких как Tigo и SolarEdge, является возможность контролировать производительность каждой солнечной панели в отдельности, что также может помочь выявить любые неисправности и проблемы в солнечной батарее. Микроинверторы также предлагают это преимущество перед обычными сетевыми инверторами.

Maxim Integrated пошли еще дальше и разработали чипы для оптимизации подмодулей. Эти интеллектуальные чипы от Maxim Integrated выходят за рамки традиционного дополнительного оптимизатора и разделяют панель на 3 ряда ячеек, что позволяет панели работать при оптимальном напряжении MPPT при частичном затенении или загрязнении. Стоит отметить, что некоторые установщики сообщают о том, что клиенты сталкиваются с проблемами помех RFI (ТВ и радио), используя эту новую технологию, однако чипы Maxim следующего поколения, как утверждается, решили проблему.

Shingled Cells — Безразрывные солнечные элементы

Безразрывные ячейки — это новая технология, в которой для солнечных панелей используются перекрывающиеся узкие ячейки, которые группируются горизонтально или вертикально по всему модулю. Безразрывная ячейка изготавливается путем лазерной резки нормального полноразмерного элемента на 5 или 6 полос и наслоения их друг с другом, с использованием специального клея. Небольшое перекрытие каждой полосы ячеек скрывает одну шину, которая соединяет полосы ячеек. Применение такого новшества позволяет покрывать большую площадь поверхности панели, ведь так не требуются располагать соединительные шины поверх элемента, которые частично затеняют ячейку. Таким образом увеличивается эффективность панели так же, как ячейки IBC, описанные ниже.

Другое преимущество состоит в том, что длинные безразрывные ячейки обычно соединяются параллельно, что значительно снижает эффект затенения — каждая длинная ячейка эффективно работает независимо. Кроме того, ячеистые ячейки относительно дешевы в изготовлении, поэтому они могут быть очень экономически эффективным вариантом, особенно если частичное затенение является проблемой.

Seraphim был одним из первых производителей, выпустивших ячейки с гибкой ячейкой с высокопроизводительными панелями Eclipse. Серия SunPower P — это новейшее дополнение к линейке SunPower, предлагающее более дешевый вариант, прежде всего для крупномасштабных станций. Другие производители, производящие безразрывные солнечные панели Yingli Solar и Znshine.

Прочность солнечных ячеек

Наряду с многочисленными усовершенствованиями элементов для повышения эффективности, существуют также новые технологии для повышения надежности и производительности в течение ожидаемого 25-летнего срока службы солнечного модуля. Солнечные панели могут подвергаться экстремальным нагрузкам из-за сильного ветра, вибраций, сильной жары и морозов, вызывающих расширение и сжатие. Это может привести к появлению микротрещин, горячих точек и деградации PID (Potential induced degradation) элементов, что приводит к снижению производительности и ускорению отказа.

Производители, такие как Winaico и LG energy, разработали чрезвычайно прочные алюминиевые рамы, чтобы помочь уменьшить нагрузку на элементы и модули. Win Win Technology, материнская компания Winaico, сделала еще один шаг вперед и разработала так называемую технологию «HeatCap», которая, по сути, представляет собой упрочняющую структуру элемента, которая помогает предотвращать образование микротрещин и горячих точек, когда элементы находятся в условиях экстремальных нагрузок. Эта технология также имеет дополнительное преимущество улучшенной производительности при более высоких температурах ячейки.

Солнечные элементы IBC — высокая прочность и долговечность

IBC не только более эффективны, но и прочность намного выше, чем у обычных элементов, так как задние слои укрепляют весь элемент и помогают предотвратить микротрещины, которые в конечном итоге могут привести к выходу из строя. Sunpower использует высококачественный задний слой IBC из твердой меди на своей запатентованной ячейке Maxeon вместе с высокоотражающей металлической зеркальной поверхностью, чтобы отражать любой свет, который проходит обратно в ячейку. Задняя сторона ячейки IBC Maxeon, показанная ниже, чрезвычайно устойчива к нагрузкам и изгибам, в отличие от обычных ячеек, которые по сравнению с ними относительно хрупкие.

Высокоэффективные солнечные элементы N-типа

В то время как PERC и Bifacial появились в солнечном мире, самой эффективной и надежной технологией по-прежнему остается монокристаллическая ячейка N-типа. В первом типе солнечных элементов, разработанном в 1954 году лабораториями Bell, использовалась кремниевая пластина N-типа, но со временем более экономичный кремний P-типа стал доминирующим типом элементов: в 2017 году более 80% мирового рынка с использованием P-типа клетки. Поскольку большой объем и низкая стоимость являются основным движущим фактором, стоящим за P-типом, ожидается, что N-тип станет более популярным, так как производственные затраты снижаются, а эффективность увеличивается.

Гетероструктурная технология HJT

Технология HJT используется несколькими производителями солнечных батарей. В настоящее время и российская компания Хевел производит серийные панели с использованием гетеропереходных элементов, а так же Panasonic и ряд других компаний. Группа компаний REC недавно анонсировала новые панели серии Alpha, в которых используются ячейки HJC с 16 микро шинами для достижения впечатляющей эффективности в 21,7%. Вслед за первоначальной разработкой HJC, проделанной UNSW и Sanyo, Panasonic создала эффективную серию панелей ‘HIT’ и уже много лет является лидером в технологии ячеек HJT.

Солнечные элементы HJT используют основу из обычного кристаллического кремния с дополнительными тонкопленочными слоями аморфного кремния по обе стороны ячейки, образуя так называемый гетеропереход. В отличие от обычных P-N-соединительных ячеек, многослойные гетеропереходные ячейки могут значительно повысить эффективность. В лабораторных испытаниях достигается эффективность до 26,5% в сочетании с технологией IBC.

В Panasonic разработали ячейку HIT, с использованием высокопроизводительной кремниевой основы N-типа для производства солнечных батарей с КПД более 20,0% и превосходными характеристиками при высоких температурах. Кремниевые элементы N-типа также обеспечивают исключительную долговременную производительность, гарантирующую 90,76% остаточной мощности через 25 лет, что является вторым по величине из доступных после SunPower.

HJT лидер при высоких температурах

Наиболее впечатляющей характеристикой ячеек Panasonic HIT является невероятно низкий температурный коэффициент, который на 40% меньше, чем у обычных поли и монокристаллических ячеек. Выходная мощность панелей приводится при температуре на элементах 25 градусов Цельсия, при стандартных условиях STC (Standard Test Conditions), и каждый градус выше немного снижает выходную мощность.

Температурный коэффициент влияет на снижение мощности при увеличении температуры на солнечных элементах.

В обычных поли и моноэлементах это значение составляет от 0,38% до 0,42% на градус C, что может привести к снижению общей производительности на 20% или более в очень жаркие безветренные дни. Для сравнения, у HIT от Panasonic очень низкий температурный коэффициент 0,26% на градус, что является самым низким показателем среди всех производимых сегодня элементов.

На температуру панели и ячейки также влияют цвет крыши, угол наклона и скорость ветра, поэтому установка плоских панелей на очень темной крыше обычно снижает производительность панели по сравнению с крышами более светлого цвета.

Уникальные панели Panasonic HIT доступны только в Японии и Северной Америке и, к сожалению, в настоящее время недоступны в России, но не стоит расстраиваться на этот счет, ведь стоимость таких панелей пока очень высока и благо существуют альтернативные варианты.

Купить солнечные батареи по новым технологиям, можно у нас в магазине, пройди по ссылке: https://mywatt.ru/solnechnie_batarei/

10 ведущих компаний и производителей солнечных панелей на 2019 год

Время чтения: 5 минут

Кто являются ведущими компаниями по производству солнечных панелей в мире и в США? Отраслевые аналитики из SPV, SEIA и других организаций предлагают свои высшие рейтинги, основанные на обновленных прогнозах отгрузки каждой из компаний, включенных в список. * Примечание. Если вы ищете информацию о тарифах администрации Трампа на импорт солнечных панелей в США, прочтите наш полный анализ здесь.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем регионе в 2020 году

Три ведущих производителя солнечных батарей

В настоящее время в тройку крупнейших мировых производителей солнечных батарей входят JinkoSolar , JA Solar, и Trina Solar (соответственно) определяется долей рынка среди компаний-производителей панелей.Крупнейшие компании по установке солнечных батарей в США — Sunrun и Tesla .

За последние несколько лет произошли некоторые серьезные изменения, в том числе некоторые новые лидеры в производстве солнечной энергии, которые когда-то не были именами в фотоэлектрической отрасли. JA Solar страстно захватывает долю рынка, в то время как Hanwha Q CELLS резко упала. Вопрос к вам как к покупателю солнечных батарей: стоит ли вам заботиться о том, сделаны ли ваши солнечные панели одним из 10 крупнейших мировых производителей? Действительно ли солнечные панели американского производства являются лучшим продуктом, когда большинство производителей находятся в других местах? Вот наша разбивка лучших производителей солнечной энергии по всему миру.

Как сравнить лучшие компании в области солнечной энергии в мире

Поскольку рейтинги производителей основаны на общем объеме солнечных панелей, которые они поставляют, то лидирующая позиция не обязательно означает, что они предлагают панели высочайшего качества. Некоторые из более мелких производителей специализируются на продуктах премиум-класса, в то время как большинство более крупных производителей добились своего, либо создав панели для массового рынка, либо сосредоточив свои усилия на крупномасштабных проектах.При этом доказанная способность компании производить и продавать большие объемы продукции свидетельствует об авторитете ее бренда и вызывает доверие как среди потребителей, так и среди установщиков.

Важная вещь, о которой вы должны помнить, как покупателю солнечной энергии, — это способность различать их, чтобы найти панель, которая наилучшим образом соответствует вашим потребностям и бюджету. С этой целью EnergySage разработала собственную систему рейтинга качества солнечных панелей, чтобы наши клиенты могли с уверенностью выбрать панель и производителя.

Если вы хотите узнать больше о рейтинге панелей, посетите наше Руководство по принятию решений в области солнечных батарей. Когда дело доходит до таких показателей, как эффективность солнечных панелей, простая стоимость ватт одной солнечной панели не является единицей измерения, которая может стоять сама по себе. Важно понимать потенциал конверсии ваших панелей, чтобы решить, какой бренд выбрать. SunPower, например, славится своей впечатляющей эффективностью преобразования, которая регулярно колебалась в течение последних 10 лет, удерживая мировой рекорд.При этом панели SunPower намного дороже, чем более дешевые марки, такие как Canadian Solar, и поэтому размер вашей системы и мощность панели помогут вам решить, что принесет наибольшую экономию солнечной энергии и наиболее быстрый период окупаемости.

Где производятся лучшие солнечные панели?

Простой ответ на этот часто задаваемый вопрос — Восточная Азия, и вы заметите, что большинство из первой десятки производителей — китайцы, поскольку большая часть мировых солнечных панелей производится там. Восточная Азия стала мировым центром производства солнечной энергии, и последняя развивающаяся тенденция заключается в том, что компании за пределами Китая начинают добиваться успеха, включая Canadian Solar.

Однако, как мы уже отмечали ранее, страна-производитель панели обычно не является самым важным фактором для тех, кто использует солнечную энергию. Вместо этого большинство людей найдут баланс между стоимостью и качеством, при этом страна-производитель панели будет второстепенным соображением — возможным нарушителем сделки. Для некоторых домовладельцев важность энергетической независимости является основным фактором при выборе марки панелей, которые они предпочли бы.Хотя мы в EnergySage поддерживаем американские компании и устойчивое развитие в США, мы рекомендуем получить совет от вашего установщика и рассмотреть их предложения. В конце концов, они будут иметь самый современный опыт в области долгосрочной эффективности, обслуживания и долговечности солнечных панелей различных брендов, а также будут знать, какие модели наиболее популярны на рынке.

Какие ведущие компании производят солнечные панели в США?

Хотя подавляющее большинство производителей солнечных батарей импортируют свое оборудование из Юго-Восточной Азии (даже в случае ведущих американских компаний по производству солнечной энергии, таких как SunPower), существует небольшой список американских компаний, производящих солнечные батареи, которые фактически производят свои солнечные панели здесь, в Соединенных Штатах и со штаб-квартирой в стране.

Вот разбивка солнечных компаний США:

• Auxin Solar
• Certainteed Solar
• First Solar
• Global Solar
• GreenBrilliance
• Lumos Solar
• Prism Solar
• Seraphim Solar
• Solar Electric America
• Solaria
• SolarTech Universal
• SolSuntech
• SunPower
• SunSpark
• Tesla / Panasonic

Примечательно, что Tesla и Panasonic начали производство U.S. солнечных панелей в конце 2017 года. В настоящее время две компании производят новую солнечную крышу и низкопрофильные солнечные панели Tesla на своем большом заводе в Буффало, известном как Gigafactory.

Список 10 ведущих производителей солнечных панелей (глобальный)

Большая часть расчета качества солнечных панелей — это понимание показателей и факторов, которые его определяют, таких как эффективность и производительность модуля. Ознакомьтесь с этим анализом солнечных панелей, чтобы лучше понять важные характеристики, которые повлияют на производительность вашей солнечной панели.Также примечателен тот факт, что не каждая компания, вошедшая в этот список, имеет значительную долю рынка солнечной энергии для жилых домов в США.

В приведенную ниже таблицу включены производители солнечных панелей с наибольшей долей на мировом рынке в 2019 году, исходя из продаж в 2018 году.

Ведущие производители солнечных панелей в 2019 году

2018 Рейтинг	Компания	Штаб-квартира
1	JinkoSolar	Китай
2	JA Solar	Китай
3	Trina Solar	Китай
4
Китай
4	5	Canadian Solar	Канада
6	Hanwha Q-CELLS	Южная Корея
7	Risen Energy	Китай
8 9010-SI
9	Talesun	Китай
10	First Solar	USA

Три совета для покупателей солнечных батарей

1. Домовладельцы, получившие несколько предложений, экономят 10% или больше

Как и в случае с любой крупной покупкой билетов, покупка установки солнечных батарей требует тщательного исследования и рассмотрения, включая тщательный анализ компаний в вашем районе. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США рекомендовалось, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной отрасли.

Чтобы найти более мелких подрядчиков, которые обычно предлагают более низкие цены, вам потребуется сеть установщиков, например EnergySage. Вы можете получить бесплатные расценки от проверенных установщиков, проживающих в вашем регионе, когда вы зарегистрируете свою собственность на нашем рынке солнечных батарей — домовладельцы, получившие 3 или более предложений, могут рассчитывать сэкономить от 5000 до 10000 долларов на установке солнечных панелей.

2. Крупнейшие установщики обычно не предлагают лучшую цену

Мантра «больше — не всегда лучше» — одна из основных причин, по которой мы настоятельно рекомендуем домовладельцам рассматривать все варианты солнечных батарей, а не только бренды, достаточно крупные, чтобы платить за самую рекламу. Недавний отчет правительства США показал, что крупные установщики на 2000-5000 долларов дороже, чем небольшие солнечные компании . Если у вас есть предложения от некоторых крупных установщиков солнечной энергии, обязательно сравните эти предложения с предложениями местных установщиков, чтобы не переплачивать за солнечную энергию.

3. Не менее важно сравнивать все варианты вашего оборудования.

Специалисты по установке в национальном масштабе не просто предлагают более высокие цены — они, как правило, имеют меньше вариантов солнечного оборудования, что может существенно повлиять на производство электроэнергии вашей системой.Собирая разнообразные предложения по солнечной энергии, вы можете сравнить затраты и экономию на основе различных пакетов оборудования, доступных вам.

При поиске лучших солнечных панелей на рынке следует учитывать несколько факторов. Хотя одни панели будут иметь более высокие показатели эффективности, чем другие, инвестирование в самое современное солнечное оборудование не всегда приводит к более высокой экономии. Единственный способ найти «золотую середину» для вашей собственности — это оценить расценки с различным оборудованием и предложениями финансирования.

Для любого домовладельца, который только что хочет получить приблизительную оценку установки, на начальном этапе покупки солнечной энергии, попробуйте наш солнечный калькулятор, который предлагает предварительную стоимость и оценку долгосрочной экономии в зависимости от вашего местоположения и типа крыши. Для тех, кто хочет получить расценки от местных подрядчиков сегодня, ознакомьтесь с нашей платформой сравнения расценок.

основных солнечных элементов

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2020 г.

Преимущества и недостатки солнечной энергии (2021 г. )

Каковы преимущества и недостатки?

Знаете ли вы, что энергия, которую Солнце обеспечивает Земле в течение одного часа, может удовлетворить глобальные потребности в энергии в течение одного года? Несомненно, солнце является мощным источником энергии , и хотя мы не можем не собирать часть этой энергии, тем не менее, использование этой энергии путем установки солнечных панелей может иметь большое значение для нашей планеты.

Хотя его широко критиковали за то, что он дорогой или неэффективный, солнечная энергия теперь оказался чрезвычайно полезным — не только для окружающей среды, но и для частной экономики.

Благодаря доступным грантам на солнечные панели, а также все более конкурентоспособным ценам на рынке, солнечная энергия стала основным источником энергии для все большего числа семей. В последние годы технология была значительно улучшена и была дополнена системами хранения солнечных батарей , что превратило солнечную энергию в значительно более эффективный источник чистой энергии.

Однако всегда есть недостатки, независимо от того, какой источник энергии вы выберете для анализа. GreenMatch обозначил ключевые преимущества и недостатки солнечной энергии в следующих пунктах:

Преимущества солнечной энергии

1. Возобновляемые источники энергии

Среди всех преимуществ солнечных панелей наиболее важным является то, что солнечная энергия является действительно возобновляемым источником энергии . Его можно использовать в любой точке мира, и он доступен каждый день.У нас не может закончиться солнечная энергия , в отличие от некоторых других источников энергии.

Солнечная энергия будет доступна, пока у нас есть солнце, поэтому солнечный свет будет доступен нам как минимум 5 миллиардов лет, когда, по мнению ученых, Солнце умрет.

2. Снижает счета за электричество

Поскольку вы будете удовлетворять часть своих потребностей в энергии за счет электроэнергии, произведенной вашей солнечной системой, ваши счета за энергию в размере уменьшатся на . Сколько вы сэкономите на счете, будет зависеть от размера солнечной системы и вашего потребления электроэнергии или тепла.

Например, если вы работаете с коммерческими солнечными батареями, этот коммутатор может иметь огромные преимущества, поскольку большой размер системы может покрыть большую часть ваших счетов за электроэнергию.

Кроме того, вы не только сэкономите на счетах за электроэнергию, но и сможете получать платежи за излишки энергии , которые вы экспортируете обратно в сеть через Smart Export Guarantee (SEG). Если вы производите больше электроэнергии, чем используете (учитывая, что ваша система солнечных батарей подключена к сети).

3. Разнообразные приложения

Солнечная энергия может использоваться для различных целей. Вы можете произвести электроэнергии, (фотоэлектрическая) или тепла, (солнечная энергия). Солнечная энергия может использоваться для производства электричества в районах, не имеющих доступа к энергосистеме, для дистилляции воды в регионах с ограниченными запасами чистой воды и для питания спутников в космосе.

Солнечная энергия также может быть интегрирована в материалы, используемые для строительства . Не так давно Sharp представила прозрачные окна для солнечной энергии.

4. Низкие затраты на обслуживание

Системы солнечной энергии обычно не требуют значительного обслуживания . Вам нужно только содержать их в относительной чистоте, поэтому вы можете чистить их пару раз в год. Если вы сомневаетесь, вы всегда можете положиться на специализированные клининговые компании, которые предлагают эту услугу от £ 25-35 .

Самые надежные производители солнечных панелей предлагают 20-25 лет гарантии .

Также, поскольку нет движущихся частей, нет никакого износа.Инвертор обычно является единственной деталью, которую необходимо заменить через 5-10 лет , потому что он постоянно работает для преобразования солнечной энергии в электричество и тепло (солнечные фотоэлектрические системы против солнечной тепловой энергии). Помимо инвертора, кабели также нуждаются в обслуживании, чтобы ваша солнечная энергетическая система работала с максимальной эффективностью.

Итак, после покрытия первоначальной стоимости солнечной системы, вы можете ожидать очень небольших затрат на техническое обслуживание и ремонтные работы.

5. Развитие технологий

Технологии в солнечной энергетике постоянно развиваются, и улучшений будут усиливаться в будущем.Инновации в квантовой физике и нанотехнологиях могут потенциально повысить эффективность солнечных панелей и удвоить или даже утроить электрическую мощность солнечных энергетических систем.

Недостатки солнечной энергии

1. Стоимость

Начальная стоимость покупки солнечной системы довольно высока. Это включает в себя оплату солнечных панелей, инвертора, аккумуляторов, проводки и установки. Тем не менее, солнечные технологии постоянно развиваются, , поэтому можно с уверенностью предположить, что цены будут снижаться в будущем.

2. Погодозависимый

Хотя солнечную энергию все еще можно собирать в пасмурные и дождливые дни, эффективность солнечной системы падает. Солнечные панели зависят от солнечного света для эффективного сбора солнечной энергии. Поэтому несколько пасмурных дождливых дней могут оказать заметное влияние на энергетическую систему. Также следует учитывать, что солнечная энергия не может быть собрана в ночное время.

С другой стороны, если вам нужно, чтобы водонагреватель работал ночью или зимой, можно рассмотреть термодинамические панели.

3. Накопление солнечной энергии — дорогое удовольствие

Солнечная энергия должна быть использована сразу , или ее можно хранить в больших батареях . Эти батареи, используемые в солнечных системах, не подключенных к сети, можно заряжать в течение дня, чтобы энергия использовалась ночью. Это хорошее решение для использования солнечной энергии в течение всего дня, но оно также довольно дорогое.

В большинстве случаев разумнее всего использовать солнечную энергию в течение дня и брать энергию из сети в ночное время (вы можете сделать это, только если ваша система подключена к сети).К счастью, ваша потребность в энергии днем ​​обычно выше, поэтому вы можете удовлетворить большую ее часть за счет солнечной энергии.

4. Занимает много места

Чем больше электроэнергии вы хотите производить, тем больше солнечных панелей вам потребуется, поскольку вы хотите собирать как можно больше солнечного света. Солнечные фотоэлектрические панели требуют много места, и на некоторых крышах недостаточно , чтобы вместить то количество солнечных панелей, которое вы хотели бы иметь.

Альтернативой является установка некоторых панелей в вашем дворе, но они должны иметь доступ к солнечному свету.Если у вас нет места для всех панелей, которые вы хотели, вы можете выбрать установку меньшего количества, чтобы удовлетворить некоторые из ваших потребностей в энергии.

5. Связано с загрязнением

Хотя загрязнение, связанное с системами солнечной энергии, намного меньше по сравнению с другими источниками энергии, солнечная энергия может быть связана с загрязнением. Транспортировка и установка солнечных систем были связаны с выбросами парниковых газов.

Существует также около токсичных материалов и опасных продуктов, используемых в процессе производства солнечных фотоэлектрических систем, которые могут косвенно влиять на окружающую среду.

Тем не менее, солнечная энергия загрязняет гораздо меньше , чем другие альтернативные источники энергии.

Сделайте переход на солнечную энергию сегодня!

У солнечной энергии есть свои плюсы и минусы, но если эта статья вызвала у вас интерес, вы можете ознакомиться с нашим 6-шаговым руководством , которое поможет вам найти лучших солнечных панелей для вашего дома . Мы покрываем все: от пригодности крыши, типа солнечной панели, стоимости до того, как сэкономить с помощью солнечных батарей, и обслуживания.

Вызвало ли это ваш интерес к солнечной энергии? Мы поможем вам найти лучшее предложение! Просто заполните контактную форму вверху этой страницы, и мы свяжемся с вами с предложениями до 4 от наших профессиональных установщиков. Найдите минутку, чтобы заполнить форму, и сэкономьте часы исследований! Наш сервис абсолютно бесплатный и ни к чему не обязывает!

Написано Арис Вурвулиас Начальник отдела содержания Арис Вурвулиас — руководитель отдела контента в GreenMatch.Арис — увлеченный писатель и маркетолог с образованием в области журналистики. Он постоянно пишет, анализирует и получает образование в области бизнеса, финансов и возобновляемых источников энергии. Он имеет управленческий опыт на многих европейских рынках, включая Великобританию, Данию, Швецию и Финляндию. Он и его команда по контенту были представлены на авторитетных сайтах, таких как GreenPeace, Guardian, iNews, Gizmodo и других.

самых эффективных солнечных панелей — знакомство с солнечными батареями

Стоит ли устанавливать в доме самые эффективные солнечные батареи?

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 X-Series: КПД 22,8%
• 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% разделить на 18%), вы понимаете, что панель с эффективностью 22% фактически 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 бытовые 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 имеют те же гарантии, что и панели Sunpower, указанные выше, а именно 25-летняя гарантия на продукцию и производство.

Панели Panasonic серии 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, представленными 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 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 считают, что более высокое производство энергии солнечных панелей премиум-класса 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 панели, не зацикливайтесь на эффективности. Вместо этого сосредоточьтесь на ценности. Вам нужен наиболее экономичный вариант.

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

• Высокоэффективная панель мощностью 310 Вт и стоимостью 352 доллара = 1 доллар.13 на ватт
• Панель со стандартной эффективностью , что составляет 270 Вт и 175 долл. США = 0,65 долл. США 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

Поиск в Интернете, чтобы узнать, что есть в наличии, — это хорошо, но это только так 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, включая 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, такие новости 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.Итак, пока вы ждете эту идеальную солнечную панель, вместо этого вы можете сэкономить деньги, купив наши «низкокачественные» продукты, 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 дома или бизнеса, лучший способ действий — всегда обсуждать ваши варианты с местным установщиком 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

Топ-10 самых эффективных солнечных панелей 2019

Вы когда-нибудь задумывались о самых эффективных солнечных панелях на рынке? С растущим рынком солнечной энергии многие люди хотят иметь кусочек этой крутой технологии: преобразование солнечного света в электричество. PV-magazine прогнозирует, что рынок солнечной энергии вырастет на 621 ГВт в 2019-2022 годах. Хотя ответ на «самые эффективные солнечные панели?» найти очень легко, однако стоит отметить, что только эффективность солнечной панели не может быть решающим фактором при покупке солнечных панелей.

Портативное солнечное зарядное устройство SUAOKI 60 Вт через. @osamuichigo (instagram)

Эффективность солнечного элемента

Эффективность солнечного элемента измеряется в STC (Стандартные условия испытаний) в контролируемой среде.Этот тест определяет, сколько энергии вырабатывает солнечная панель за заданный промежуток времени, и, таким образом, солнечные панели оцениваются соответствующим образом.

Самая эффективная солнечная панель на рынке также является самой дорогой, поэтому многие клиенты не идут на нее. Если у вас достаточно места для установки солнечных панелей на вашем участке, то даже низкоэффективные солнечные панели, которые, как правило, недороги (сравнительно), с длительным жизненным циклом — лучший шанс, чем просто получить самые эффективные солнечные панели.

Вам нравится то, что вы видите? Поставьте нам лайк на Facebook, чтобы увидеть больше интересного контента

Ниже приводится обратный отсчет самых эффективных солнечных панелей на рынке по состоянию на январь 2019 года! Кратко объясняется каждая технология, и ниже указывается их максимальная эффективность.

10. Солнечные элементы с квантовыми точками

На 10-м месте в нашем списке самых эффективных солнечных панелей находятся солнечные элементы с квантовыми точками (QDSC) — сравнительно новая технология, в которой квантовые точки используются в качестве поглотителей солнечного излучения. для выработки электроэнергии.Эта технология призвана заменить тяжелые и объемные кристаллы кремния, CIGS и CdTe. Хотя КПД QDSC составляет всего 13,4%, его сравнительно низкая цена делает их очень подходящими для будущей солнечной энергетики. Кроме того, автономный он может еще не иметь наилучшей эффективности, но при использовании в сочетании с многопереходными солнечными панелями он может значительно улучшить игру.

Квантовые точки позволят изготавливать солнечные элементы с рулона на рулон — nanocluster.mit

9.Сенсибилизированные красителем солнечные элементы

Последние в списке, но с удивительной технологией, сенсибилизированные красителем солнечные элементы известны своим процессом преобразования энергии, который очень похож на естественный процесс фотосинтеза. Он может преобразовывать естественный и искусственный свет в электрическую энергию. Энергия фотонов света используется для возбуждения электронов, а нанокристаллический диоксид титана проводит эти электроны. Эта удивительная технология имеет коэффициент преобразования энергии 14,1%, достигнутый членом консультативного совета G24 по вопросам энергетики проф.Майкл Гретцель и его команда.

Органические и сенсибилизированные красителями солнечные элементы. via sinovoltaics

8. Органические солнечные элементы

Эти типы фотоэлементов используют традиционный фотоэлектрический эффект для выработки электроэнергии. Он использует проводящие органические полимеры для поглощения света, переноса и передачи заряда, а также для выработки электричества от солнца. Недавно китайские исследователи заявили, что их органические солнечные батареи имеют рейтинг эффективности 17,3%.

7.Нестабильные перовскитовые солнечные элементы

Нет, не поймите неправильно, к России это не имеет никакого отношения. В этом типе солнечных элементов используется материал со структурой перовскита, который не стабилизирует светособирающий компонент в элементе. Перовскит — это любой материал, который имеет ту же кристаллическую структуру, что и оксид кальция-титана. Благодаря дешевизне производства и легкой модификации кристаллической структуры в соответствии с потребностями эти ячейки могут стать отличной альтернативой в будущем. Когда эти солнечные панели были изобретены в 2009 году, их эффективность составляла всего 3.8%, но сегодня самые эффективные перовскитовые солнечные панели имеют КПД 22,1%.

Перовскитовая кристаллическая структура солнечного элемента. via sciencenews

6. Солнечные элементы из теллурида кадмия

Шестое место занимают элементы, в которых теллурид кадмия используется в качестве фотоэлектрического материала для преобразования солнечного света в электрическую энергию с впечатляющей эффективностью — 22,1%. Эта технология в настоящее время является второй в мире по использованию в солнечных батареях.Эти тонкопленочные солнечные элементы являются основным фактором увеличения дешевизны на рынке.

Гибкие солнечные элементы из CdTe. via solarconsultants

5. Солнечные батареи C.I.G.S

На полпути в нашем списке самых эффективных солнечных панелей CIGS занимает 5-е место. Солнечный элемент из селенида меди, индия и галлия (CIGS), также известный как CIS, представляет собой еще один тонкопленочный солнечный элемент. Текущий рекорд эффективности CIGS составляет 23,35% для элемента размером 1 см2 от компании Solar Frontier, японского производителя солнечных модулей. Рекорд был подтвержден Японским национальным институтом передовых промышленных наук и технологий. Эти тонкие пленки можно накладывать на стекло, алюминий и гибкий материал, но их высокая стоимость делает их менее привлекательными для широкой публики.

CIGS солнечный тонкопленочный. через промышленный кран

4. Солнечные элементы из монокристаллического кремния

Солнечные панели на 4-м месте по эффективности — это солнечные элементы из монокристаллического кремния, которые являются наиболее производительными солнечными панелями коммерческого класса.Эти фотоэлементы изготовлены из высококачественных силиконовых слитков, которые также занимают много места, что делает их хорошим выбором для городской недвижимости. Последняя зарегистрированная эффективность монокристаллических однопереходных ячеек при лабораторных испытаниях составила 26,7%.

Солнечная панель из монокристаллического кремния. via indiamart

3. Тандемные солнечные элементы из перовскита

2 всегда лучше 1; так обстоит дело с тандемными перовскитовыми солнечными панелями. Первый полупрозрачный слой солнечных элементов преобразует фотоны с большей энергией в электричество, а нижний слой преобразует оставшиеся фотоны с низким уровнем энергии; вместе они дают потрясающий результат.Эти ячейки использовались только в космических кораблях из-за их стоимости, но сейчас полным ходом идут исследования тандемных перовскитных ячеек коммерческого качества. Недавно перовскитовый солнечный элемент Oxford PV размером 1 см2 достиг эффективности 27,3%, что также сертифицировано Институтом солнечных энергетических систем им. Фраунгофера ISE. Тандемные солнечные элементы действительно формируют будущее и стремятся к самым эффективным солнечным панелям среди остальных.

2. Солнечные элементы из арсенида галлия

Второе место в нашем списке самых эффективных солнечных панелей не является чем-то обычным !.Alta Devices, дочерняя компания Hanergy Group в США, недавно заявила, что их солнечные элементы на основе арсенида галлия (GaAs) способны преобразовывать солнечное излучение в электрическую энергию со скоростью 29,1%. С таким высоким коэффициентом конверсии НАСА использует его для тестирования в космосе и изучения потенциальных возможностей использования в будущем.

Фотоэлемент Alta Devices на основе GaAs. via pv-tech

1. Multi-junction III-V

№1 в нашем списке самых эффективных солнечных панелей занимают многопереходные солнечные элементы, состоящие из 2 или более чем 2 pn-переходов, объединенных вместе для выработки электроэнергии из приходящая солнечная радиация.Используя несколько слоев полупроводников, он поглощает более широкий диапазон длин волн энергии, что максимизирует скорость преобразования в целом. На рынке есть несколько тандемных солнечных панелей, но недавний прорыв позволил многопереходным солнечным элементам III-V продемонстрировать колоссальную эффективность 46%! Эти результаты также подтверждены Институтом солнечных энергетических систем им. Фраунгофера ISE.

Многопереходные солнечные элементы, состоящие из полупроводников III-V и кремния. via pv-magzine

В завершение

Хотя метод оценки эффективности солнечных панелей довольно прост, но вы должны учитывать размер, доступный для установки солнечных панелей, цену модуля и коэффициент преобразования энергии.Сочетание этих факторов может дать вам лучшее представление о том, какую солнечную панель вы хотите купить. Самые эффективные солнечные панели на рынке сегодня также являются самыми дорогими, и они лучше всего подходят для исследований и использования в космосе, где космический корабль имеет очень ограниченное пространство.

Складная солнечная панель SUAOKI 60 Вт через. @tatsu_and_ai (Instagram)

SUAOKI — известный бренд, известный своими эффективными и портативными солнечными панелями, эффективность которых достигает 20% и более.Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с серией солнечных панелей SUAOKI.

Итак, если у вас достаточно места на вашей собственности, то покупка наиболее эффективных солнечных панелей может быть не лучшим выбором, ну, если вы действительно не хотите самые эффективные солнечные панели на своей собственности. Все еще не знаете, есть ли еще вопросы? Не беспокойтесь, оставьте комментарий ниже к вашему запросу, и мы поможем вам с этим.

Все, что я хочу на Рождество, — это солнечная панель с КПД 90% — pv magazine USA

NovaSolix надеется использовать углеродные нанотрубки для захвата более широкой части электромагнитного спектра Солнца, процесс, который, как они надеются, даст 90% эффективный фотоэлемент за десятую часть стоимости современных солнечных модулей.

23 ноября 2018 г. Джон Уивер

Идея сбора энергии с неба — и использования ее в наших домах для воспитания, в наших школах для обучения, в нашей промышленности для строительства — на самом деле является предметом научной фантастики. Как однажды сказал Артур Кларк,

Любая достаточно продвинутая технология неотличима от магии.

NovaSolix предлагает солнечный модуль на основе углеродных нанотрубок, теоретический потенциал которого может достигать 90% эффективности. Технология основана на изобретении 1960-х годов — выпрямляющей антенне (ректенне), которая сегодня используется в метках радиочастотной идентификации (RFID).RFID-метки улавливают радиоволны, испускаемые сканерами, и питаются сами. NovaSolix стремится использовать эту способность преобразования другой части (невидимой) электромагнитного спектра и, используя углеродные нанотрубки, настроенные на выходной сигнал полного спектра солнца, собирать гораздо более широкую часть энергии в нашей окружающей среде.

Синий представляет диапазоны преобразования современных солнечных модулей, светло-зеленый представляет рабочий прототип от NovaSolix, а темно-зеленый (плюс области внизу) — цель.Желтый и серый представляют потенциал на уровне моря и в космосе.

NovaSolix не первая пришла в голову эта идея. Д-р Брайан Уиллис из Университета Коннектикута продвигал эту технологию в 2013 году, когда он был объявлен для процесса изготовления, называемого избирательным осаждением атомного слоя, который мог бы позволить производить углеродные нанотрубки. В то время, комментируя солнечные ректенны в целом, Уиллис сказал:

Я сравниваю это с днями, когда телевизоры полагались на антенны с заячьими ушами для приема.Все было статическим размытием, пока вы не переместили антенну и не увидели призрачное изображение. Затем вы продолжали перемещать его, пока изображение не стало более четким. Вот что мы ищем, это призрак изображения.

Отвечая на вопрос журнала pv , как NovaSolix выращивает углеродные нанотрубки (все еще идея будущего в уме автора), доктор Йотсна Айер сначала дала мне знать, что углеродные нанотрубки больше не являются идеей будущего. выращивается с 1990-х годов «серьезно».Перефразируя ее мысль, можно сказать, что научная фантастика давно превратилась в научные спекуляции, а под ее наблюдением в лабораториях NovaSolix — в научное производство.

Слева направо, доктор Джотсна Айер и основатель доктор Лоуренс Х. Кук, тестируют одно из своих устройств в лаборатории.

Компания заявляет, что они продемонстрировали перед третьими сторонами доказательную концепцию, которая повысила эффективность на 43%. Это предполагает 72-элементный солнечный модуль мощностью около 860 Вт, а 90% -ный солнечный элемент потребляет 1700 Вт.

Генеральный директор Рич Престон рассказал о проблемах привлечения денег в солнечной отрасли, поскольку компания ищет финансирование на ранней стадии, чтобы они могли произвести первый продукт, который будет представлен в NREL для тестирования.Я только что закончил читать книгу Варуна Сиварама Taming the Sun и услышал, как Сиварам наблюдал за тем, как компания его отца из Кремниевой долины проигрывает китайской солнечной революции, и теперь становится яснее, какие проблемы оказаться в кресле Престона.

И не ждите, что эта суровая реальность ослабнет. Буквально на прошлой неделе Bloomberg сообщил, что Wind and Solar стали такими дешевыми, другие зеленые идеи остались позади , а Дженни Чейз, по словам Дженни Чейз, сказала, что общее отношение инвесторов на ранней стадии было:

Поскольку солнечная и ветровая энергия настолько дешевы, почему вас беспокоит что-нибудь еще?

NanoSolix предлагает вам это сделать, потому что помимо поглощения почти всего электромагнитного спектра они будут намного дешевле.Основные материалы — алюминий, медь, стекло, никель и углерод. Аппаратное обеспечение может производиться на тех же производственных линиях, что и плоские компьютеры и телевизоры. Фактически, компания думает, что они могут купить бывшее в употреблении производственное оборудование и модифицировать его на ранних стадиях роста. Первые производственные линии могут стоить 4,1 миллиона долларов и первоначально будут производить модули с КПД ~ 45% при минимальной мощности 20 МВт / год при предлагаемой цене 10 ¢ / Вт. При полной эффективности затраты сокращаются вдвое, а объемы в год удваиваются.

Компания предполагает, что они смогут поставлять электроэнергию по цене 0,3 цента / кВтч .

Посмотрите еще раз на это число. Недавно Lazard выпустил отчет, в котором восхвалял, насколько дешевле построить новую ветровую и солнечную энергию, чем использовать уже построенные уголь и газ. Их красивые диаграммы показали, что пик ветра составляет чуть ниже 2 / кВтч, а солнечная энергия в коммунальном масштабе составляет около 4 / Вт — без субсидий. Когда Калифорния завершила свой мандат на крышу, журнал pv предложил электричество для жилых домов по эффективной цене 2.5 ¢ / кВтч. Удивительные цифры!

NovaSolix хочет в десять раз снизить уровень наиболее конкурентоспособной электроэнергии на Земле.

Путь NovaSolix к рынку во многом похож на многие новые солнечные технологии — начинается в отраслях, где требуется высокоэффективный продукт и которые могут иметь дело с более высокой ценой, пока компания расширяется. Спутники и дроны — два постоянных участника в этом списке, а совсем недавно к нему присоединились автомобили.

Sono Motors предлагает зарядить свой автомобиль чуть более 18 миль на солнечной батарее с КПД 24%.Если NovaSolix сможет достичь этого числа в 90%, это будет 67 миль солнечного света. Средний ежедневный пробег в США составляет около 40 миль на человека. Илон Маск — ты читаешь?

Как хорошо знают читатели журнала pv magazine , этот автор абсолютно увлечен возможностями, которые исходят от технологий и исследований в солнечной индустрии —

И, как и многие другие идеи, если коммерческое предложение реально, если ученые может обеспечить, если гипотеза может перейти в теорию — и теория станет применимой в масштабируемом, технологичном продукте — тогда все правила изменятся.

Будет ли NovaSolix успешной? Это пока неизвестно, реальность так не работает. Как узнали многие предыдущие, очень умные и трудолюбивые фирмы, солнечная промышленность 2010-х годов не попала в плен.

Но мы все можем это попробовать, все мы знаем, что мы еще не подошли к концу пути развития технологий. Как заявил доктор Уиллис,

Теоретически мы знаем, что это возможно, но не узнаем наверняка, пока не изготовим и не протестируем это устройство.

Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно.Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: [email protected].

Солнечное будущее ярко

от Эмили Керр
фигурки от Abagail Burrus

Солнце каждую секунду излучает на Землю достаточно энергии, чтобы удовлетворить все потребности человека в энергии в течение более двух часов. Учитывая, что солнечная энергия легко доступна и является возобновляемой, она является привлекательным источником энергии. Однако по состоянию на 2018 год менее двух процентов мировой энергии приходилось на солнечную энергию.Исторически сбор солнечной энергии был дорогим и относительно неэффективным. Однако даже такое скудное использование солнечной энергии является улучшением по сравнению с предыдущими двумя десятилетиями, поскольку количество энергии, получаемой от солнечной энергии во всем мире, увеличилось более чем в 300 раз с 2000 по 2019 год. Новые технологические достижения за последние двадцать лет стимулировали эту возросшую зависимость на солнечную энергию за счет снижения затрат, а новые технологические разработки обещают увеличить использование солнечной энергии за счет дальнейшего снижения затрат и повышения эффективности солнечных панелей.

Солнечные элементы: стоимость, проблемы и дизайн

За последние 20 лет расходы, связанные с солнечными элементами, структурами, способными преобразовывать световую энергию в электричество, неуклонно снижались. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, правительственная лаборатория США, изучающая технологии солнечных батарей, оценивает факторы, способствующие увеличению доступности солнечной энергии. По их оценке, жесткие затраты, затраты на физическое оборудование солнечных элементов и мягкие затраты, которые включают оплату труда или затраты на получение необходимых государственных разрешений, примерно равны (рис. 1).Мягкие расходы снизились, потому что появляется больше потенциальных потребителей и больше специалистов по установке новых солнечных элементов, поэтому компании могут производить солнечные элементы оптом и легко их устанавливать. Сложные затраты составляют менее половины того, что было в 2000 году, в основном из-за снижения материальных затрат и повышения способности клеток улавливать свет. Разработка более рентабельных и эффективных солнечных элементов потребовала тщательного изучения физики захвата солнечной энергии в дополнение к инновационному дизайну.

Рисунок 1: Затраты, связанные с солнечной энергией. Солнечные элементы становятся менее дорогими, когда стоимость рабочей силы и материалов, используемых для их изготовления, снижается или когда они лучше превращают поступающий свет в электричество.

Поскольку солнечные элементы используются для преобразования света в электричество, они должны состоять из материала, который хорошо улавливает энергию света. Этот материал может быть зажат между двумя металлическими пластинами, которые переносят электричество, захваченное из световой энергии, туда, где оно необходимо, например, для домашнего освещения или машин на заводе (рис. 2).Выбор правильного материала для захвата света включает измерение разницы между двумя уровнями энергии, называемыми валентной зоной и зоной проводимости. Валентная зона с более низкой энергией заполнена множеством мелких отрицательно заряженных частиц, называемых электронами, но зона проводимости с более высокой энергией в основном пуста. Когда на электроны попадают частицы света, называемые фотонами, они могут поглощать достаточно энергии, чтобы перейти из низкоэнергетической зоны проводимости в высокоэнергетическую валентную зону. Попав в валентную зону, лишняя энергия электрона может быть собрана в виде электричества.Это как если бы электроны сидели у подножия холма (зона проводимости) и их ударял фотон, который дает им энергию для прыжка на вершину (зона валанса).

Количество энергии, необходимое электронам для перехода в валентную зону, зависит от типа материала. По сути, размер метафорического холма варьируется в зависимости от свойств данного материала. Размер этого энергетического разрыва имеет значение, потому что он влияет на то, насколько эффективно солнечные элементы преобразуют свет в электричество.В частности, если фотоны ударяют электроны с меньшей энергией, чем требуется электрону для перехода из валентной зоны в зону проводимости, энергия света не улавливается. В качестве альтернативы, если свет имеет больше энергии, чем необходимо для преодоления этого промежутка, то электрон захватывает точную энергию, которая ему нужна, и тратит остаток. Оба этих сценария приводят к неэффективности сбора солнечной энергии, что делает выбор материала солнечного элемента важным.

Исторически кремний был самым популярным материалом для солнечных элементов (рис. 2).Одна из причин такой популярности заключается в размере зазора между кремниевой зоной проводимости и валентной зоной, поскольку энергия большинства легких частиц очень близка к энергии, необходимой электронам кремния для преодоления энергетической щели. Теоретически около 32% световой энергии можно преобразовать в электрическую с помощью кремниевого солнечного элемента. Может показаться, что это немного, но он значительно эффективнее, чем большинство других материалов. Кроме того, силикон стоит недорого. Это один из самых распространенных элементов на Земле, и стоимость его очистки резко снизилась с 1980 года.Производство солнечных элементов и электроники привело к снижению затрат на очистку, поскольку они освоили более совершенные методы очистки в больших объемах, чтобы стимулировать спрос на солнечные элементы и бытовую электронику.

Рисунок 2: Улавливание световой энергии в солнечных элементах. Когда свет попадает на солнечный элемент, он заставляет электроны прыгать в зону проводимости, позволяя собирать световую энергию. Здесь желтые электроны (обозначены буквой e) при попадании фотона проходят через атомы кремния (обозначены Si) в солнечном элементе.

Помимо снижения стоимости материалов, хитрые инженерные приемы приближают эффективность кремниевых солнечных элементов к теоретическому максимуму. Чтобы фотоны преобразовались в энергию, они должны сначала столкнуться с электроном. Один из приемов увеличения вероятности столкновения фотонов и электронов заключается в формировании кремния в солнечных элементах в форме микроскопических пирамид. Когда свет поглощается пирамидой, он распространяется дальше, увеличивая вероятность того, что свет столкнется с электронами в кремнии, прежде чем выйдет из ячейки.

Используя аналогичную тактику, химики и материаловеды разработали антибликовые покрытия, которые наносят на переднюю часть солнечных элементов, чтобы предотвратить отражение полезного света обратно в космос без попадания электронов в солнечные элементы. Точно так же размещение отражателя на задней части солнечного элемента также позволяет собирать больше света. Свет, который достигает солнечного элемента и проходит обратно, не попадая на электрон, отражается к передней части элемента, давая элементу еще один шанс собрать свет.

В настоящее время стоимость кремниевых солнечных элементов продолжает снижаться, и, несмотря на предсказания об обратном, стоимость самого кремния продолжает снижаться. Кремниевые солнечные элементы, вероятно, останутся популярными в ближайшие несколько лет. Были разработаны альтернативы кремниевым солнечным элементам, но пока еще недостаточно, чтобы быть коммерчески жизнеспособными.

Будущее солнечных батарей

Чтобы опередить существующие солнечные элементы, новая конструкция должна улавливать больше света, более эффективно преобразовывать световую энергию в электричество и / или быть менее дорогостоящей в строительстве, чем существующие конструкции.Производители и потребители энергии с большей вероятностью примут солнечную энергию, если энергия, которую они производят, равно или менее дорога, чем другие, часто невозобновляемые, формы электричества, поэтому любое улучшение существующих конструкций солнечных элементов должно снизить общие затраты, чтобы они стали широко использоваться. .

Первый вариант, добавление оборудования, которое позволяет солнечным элементам улавливать больше света, на самом деле не требует отказа от существующих конструкций солнечных элементов. С солнечным элементом может быть установлена ​​электроника, позволяющая отслеживать движение солнца по дневному небу.Если солнечный элемент всегда направлен на солнце, в него будет попадать намного больше фотонов, чем если бы он был направлен только на солнце около полудня. В настоящее время разработка электроники, которая может точно и последовательно отслеживать положение солнца в течение нескольких десятилетий по разумной цене, является постоянной проблемой, но инновации в этом направлении продолжаются. Альтернативой движению самого солнечного элемента является использование зеркал для фокусировки света на меньшем и, следовательно, более дешевом солнечном элементе.

Еще один путь повышения производительности солнечных элементов — нацелить их на эффективность, чтобы они лучше преобразовывали энергию солнечного света в электричество.Солнечные элементы с более чем одним слоем световозвращающего материала могут улавливать больше фотонов, чем солнечные элементы с одним слоем. Недавно испытанные в лаборатории солнечные элементы с четырьмя слоями могут улавливать 46% падающей на них падающей световой энергии. Эти элементы все еще в основном слишком дороги и их трудно сделать для коммерческого использования, но текущие исследования могут однажды сделать возможным внедрение этих сверхэффективных элементов.

Альтернативой повышению эффективности солнечных элементов является просто снижение их стоимости.Несмотря на то, что обработка кремния за последние несколько десятилетий стала дешевле, она по-прежнему значительно увеличивает стоимость установки солнечных элементов. Использование более тонких солнечных элементов снижает материальные затраты. Эти «тонкопленочные солнечные элементы» используют слой материала для сбора световой энергии толщиной всего от 2 до 8 микрометров, что составляет всего около 1% от того, что используется для изготовления традиционных солнечных элементов. Подобно многослойным элементам, тонкопленочные солнечные элементы немного сложны в производстве, что ограничивает их применение, но исследования продолжаются.

В ближайшем будущем кремниевые солнечные элементы, вероятно, будут продолжать снижаться в цене и будут устанавливаться в большом количестве. Ожидается, что в Соединенных Штатах это снижение затрат приведет к увеличению вырабатываемой солнечной энергии как минимум на 700% к 2050 году. Тем временем исследования альтернативных конструкций более эффективных и менее дорогих солнечных элементов будут продолжаться. Через несколько лет мы, вероятно, увидим альтернативы кремнию на наших солнечных фермах и крышах домов, которые помогут обеспечить чистые и возобновляемые источники энергии.

No related posts.