Вибач, вугілля: 66% ефективності перетворення для “Hot Carrler” наступного покоління…

Вибач, вугілля: ефективність перетворення 66% для перовскітних сонячних елементів наступного покоління “Hot Carrler

США йдуть ва-банк у плані домінування на світовому фотоелектричному ринку за допомогою перовскітних сонячних елементів нового покоління, які можуть перевершити викопне паливо вщент.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Передвиборчий бізнес домінує в заголовках новин у США, але якимось чином Міністерство енергетики прокралося з двома новинами, які змушують вугільну промисловість країни, що перебуває в облозі, дихати на повні груди. Агентство опублікувало нову доповідь, в якій рекламує переваги нафти і газу, залишаючи вугілля на вулиці під дощем, а нові дослідження лабораторії Департаменту енергетики показують, що перовскітні сонячні елементи наступного покоління можуть бути набагато дешевшими і набагато ефективнішими, ніж будь-які інші фотоелектричні елементи, доступні сьогодні.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

США йдуть ва-банк на перовскітні сонячні батареї нового покоління, які витіснять викопне паливо з ринку.

Всі ненавидять вугілля

Вибір часу для цього нового звіту про нафту і газ особливо цікавий, враховуючи, що раніше в цьому місяці The New York Times також накинулася на вугілля, опублікувавши нову розлогу статтю, в якій описала, наскільки сильно занепала вугільна промисловість під час правління адміністрації Трампа, незважаючи на всі обіцянки про збереження робочих місць у вугільній галузі.

Чи не настав час кинутися на захист вугільних робочих місць замість того, щоб вболівати за нафту і газ?? Просто запитую! Зрештою, дешевий природний газ був основною силою, що витіснила вугілля з ринку виробництва електроенергії.

Тим не менш, Міністерство енергетики, схоже, задоволене тим, що газ витісняє вугілля з поля зору.

“Природний газ не тільки є найбільшим джерелом виробництва електроенергії в країні, але й нафта та природний газ разом узяті відроджують американську енергетику.S. нафтохімічної промисловості, постачання високотехнологічних матеріалів, збільшення обсягів торгівлі від експорту скрапленого природного газу, підтримки відновлюваної енергетики та створення високооплачуваних робочих місць по всій країні”. пояснює DOE.

Перовські сонячні батареї встромляють кинджал у серце природного газу

Райдужні прогнози Міністерства енергетики щодо нафти і газу відкидають тенденцію, що швидко прискорюється, в якій дешева відновлювана енергія витісняє вугілля і природний газ в секторі виробництва електроенергії.

Ось тут і з’являються нові сонячні елементи нового покоління.

Зрозуміло, що кремній все ще залишається золотим стандартом ефективності сонячних елементів, і вартість кремнієвих сонячних елементів стрімко знижується. Однак вартість сонячної енергії все ще відлякує багатьох споживачів. Якби дешевша фотоелектрична альтернатива могла матеріалізуватися, темпи переходу на відновлювану енергетику значно прискорилися б.

З огляду на це, Міністерство енергетики робить ставку на клас синтетичних кристалічних матеріалів, які називаються перовскітами. На підтвердження своїх слів агентство регулярно наводить траєкторію підвищення ефективності перовскітних сонячних елементів за останні кілька років. Серйозні дослідження перовскітних сонячних елементів почалися в 2009 році з ефективністю перетворення всього 3%, а зараз остання ітерація перовскітних фотоелектричних елементів досягла 25%.

Одинадцять років. це лише мить у сфері досліджень сонячних елементів. Для контексту, врахуйте, що перший комерційний кремнієвий фотоелектричний пристрій був розроблений Bell Labs з ефективністю перетворення 6% в далекому 1954 році. Пройшло більше 60 років, а комерційний кремній ледве дотягнувся до 25%.

Високопродуктивні перовскітні фотоелектричні перетворювачі вже на підході

Для тих, хто не знайомий з цією темою, ефективність перетворення сонячної енергії. це спосіб вимірювання того, наскільки добре сонячна батарея перетворює світло в електрику. Про 100% не може бути й мови, але дослідники підрахували, що кремнієві фотоелектричні перетворювачі досягають максимуму приблизно на рівні 30%.

Ефективність перетворення може зрости, якщо до фотоелектричної суміші додати інші матеріали, але за інших рівних умов це означає, що вартість також зросте.

Перовскіти можуть зменшити частину витрат, і, маючи це на увазі, давайте подивимось на останні новини з Національної лабораторії Оук-Ридж Міністерства енергетики в штаті Теннессі.

У співпраці з Університетом штату Теннессі в Ноксвіллі, ОРНЛ очолила нове дослідження перовскітних фотоелектричних елементів, яке проливає світло, так би мовити, на новий шлях підвищення ефективності перовскітних сонячних елементів.

“Відкриття може вдосконалити нові сонячні елементи з гарячим носієм, які перетворюють сонячне світло в електрику більш ефективно, ніж звичайні сонячні елементи, використовуючи фотогенеровані носії заряду до того, як вони втратять енергію на тепло”. захоплено заявив ORNL в прес-релізі минулого тижня.

Ідея полягає в тому, щоб запобігти втраті сонячним елементом енергії у вигляді тепла, як пояснює ORNL:

“Коли сонячне світло потрапляє на сонячний елемент, фотони створюють носії заряду. електрони та дірки. в поглинаючому матеріалі. Сонячні елементи з гарячими носіями швидко перетворюють енергію носіїв заряду в електрику, перш ніж вона буде втрачена у вигляді відпрацьованого тепла. Запобігання тепловим втратам є серйозним викликом для цих сонячних елементів, які мають потенціал бути вдвічі ефективнішими за звичайні сонячні елементи.”

“Ефективність перетворення звичайних перовскітних сонячних елементів покращилася з 3% у 2009 році до більш ніж 25% у 2020 році. “Добре спроектований пристрій з гарячим теплоносієм може досягти теоретичної ефективності перетворення, що наближається до 66%”. додають в лабораторії.

Основна ідея полягає в тому, щоб зменшити коливання в сонячному матеріалі шляхом видалення водню. Це дозволяє заспокоєному матеріалу взаємодіяти з вібраціями, які в іншому випадку відводили б тепло.

Для отримання всіх соковитих подробиць ознайомтеся з дослідженням команди під дещо лякаючою назвою “Гігантський ізотопний ефект на фононну дисперсію і теплопровідність в метиламонієвому йодиді свинцю” в журналі Science Advances.

Всі люблять перовскітні сонячні батареї

Міністерство енергетики залучило важку артилерію для підтримки зусиль ORNL. Управління науки відомства долучилося до досліджень разом з Управлінням технологій транспортних засобів з Управління енергоефективності та відновлюваних джерел енергії, а також Міністерство внутрішньої безпеки США.

Зачекайте. DHS? Якщо у вас є якісь ідеї з цього приводу, пишіть у коментарях.

Офіс науки називають “найбільшим спонсором фундаментальних досліджень у галузі фізичних наук у Сполучених Штатах”, але це лише верхівка айсберга сил, які підтримують перовскітні сонячні батареї.

Минулої весни Національна лабораторія відновлюваної енергетики Міністерства енергетики запустила новий консорціум, спрямований на забезпечення лідерства США на світовому ринку фотоелектричних панелей.

Виконавчу раду так званого Консорціуму з виробництва вдосконалених перовскітів США (US-MAP) очолює NREL, до якої приєдналися Вашингтонські випробувальні лабораторії чистої енергії при Вашингтонському університеті, Університет Північної Кароліни в Чапел-Хілл та Університет Толедо.

З боку промисловості NREL залучила консультативну раду, що складається з американських компаній BlueDot Photonics, Energy Materials Corporation, First Solar, Hunt Perovskites Technologies, Swift Solar і Tandem PV.

Університет Колорадо в Боулдері і Національна лабораторія прискорювачів SLAC також беруть участь в проекті, а US-MAP, ймовірно, розглядає можливість розширення своєї мережі, поки ми говоримо про це.

За межами сонячної енергії

Окрім застосування в сонячній енергетиці, NREL зазначає, що “перовскіти показали величезні перспективи в ряді інших технологій, включаючи твердотільне освітлення, вдосконалене виявлення радіації, динамічне зондування і активацію, фотокаталіз і квантову інформатику”.”

У свою чергу, NREL висловлює подяку Управлінню технологій сонячної енергетики та Управлінню науки Міністерства енергетики США за підтримку досліджень на ранніх стадіях, які стимулювали багатий досвід використання перовскіту у вітчизняній галузі.

Новий консорціум координуватиме зусилля для того, щоб сонячні матеріали на основі перовскіту вийшли з лабораторії на полиці місцевих будівельних магазинів.

“Хоча перовскітні елементи показали багатообіцяючі результати в лабораторії, ще багато роботи потрібно зробити, щоб забезпечити комерційний успіх технології”. Виробництво, довговічність і стійкість залишаються складними завданнями і будуть основними напрямками досліджень консорціуму”. пояснюють в NREL. “Члени US-MAP будуть ділитися результатами досліджень і розробок, валідації та пілотного виробництва, що дозволить знизити витрати на розробку і технологічні ризики для потенційних інвесторів”.”

Звук, який ви чуєте. це крах вугільної промисловості США, за яким незабаром підуть нафта і газ.

Співчуття родині та друзям інженера ORNL Вільяма Колльєра, який помер минулого тижня після зараження вірусом COVID-19.

Зображення: “Заміна дейтерію на водень робить метиламоній важчим і уповільнює його коливання, щоб він міг взаємодіяти з вібраціями, які відводять тепло, довше зберігаючи носії заряду гарячими” (кредит: Jill Hemman/ORNL, U.S. Dept. енергетики).

Маєте пораду для CleanTechnica, хочете розмістити рекламу або запропонувати гостя для нашого подкасту CleanTech Talk? Зв’яжіться з нами тут.

Колишній експерт Tesla з акумуляторів привів літій до нової ери літій-сірчаних батарей. подкаст:

Мені не подобаються платні стіни. Ви не любите платні стіни. Кому подобаються платні стіни? Тут, на CleanTechnica, ми впровадили обмежену платну стіну на деякий час, але це завжди здавалося неправильним. і завжди було важко вирішити, що ми повинні поставити за нею. Теоретично, ваш найексклюзивніший та найкращий вміст знаходиться за платною стіною. Але тоді менше людей це читають! Ми просто не любимо платних сайтів, тому вирішили відмовитися від нашого.На жаль, медіа-бізнес все ще залишається жорстким, жорстким бізнесом з крихітною маржею. Це нескінченний олімпійський виклик. залишатися над водою або навіть, можливо, зростати. Отже.

Якщо вам подобається те, що ми робимо, і ви хочете підтримати нас, будь ласка, щомісяця вносьте невелику суму через PayPal або Patreon, щоб допомогти нашій команді робити те, що ми робимо! Дякую!

Найкращі способи максимізації ефективності сонячних панелей

Енергоефективність є важливим фактором, який слід враховувати при покупці домашніх сонячних панелей, але що означає енергоефективність?? Ми тут, щоб допомогти вам розібратися в ефективності сонячних панелей, і ми допоможемо вам максимізувати її, щоб ви могли отримати максимальну віддачу від вашої домашньої сонячної системи.

Хочете провідну в галузі сонячну систему з нульовою початковою вартістю? Заплануйте сонячну консультацію з одним із наших експертів сьогодні.

Наскільки ефективні сонячні панелі?

Щоб визначити ефективність сонячних панелей, яку іноді називають ефективністю фотоелектричного перетворення, ми вимірюємо, скільки енергії сонячного світла перетворюється в електрику. 1 Середня комерційна сонячна панель перетворює 17-20% сонячного світла в електрику. 2 Хоча 20% може здатися небагато, цього достатньо, щоб забезпечити середньостатистичний американський будинок електроенергією протягом дня. Навіть найкращі напівпровідники вловлюють лише частину світла, що потрапляє на них. 3 Значна частина світла, що потрапляє на сонячні панелі, відбивається назад, проходить крізь панель або перетворюється в тепло, а не в електрику. 3 Ось чому домашні сонячні панелі, які ви часто бачите, виглядають темно-синіми або чорними. 4 Ці “антивідблискуючі” покриття гарантують, що сонячні панелі поглинають якомога більше сонячного світла, щоб максимізувати ефективність. 4

Чи деградують сонячні панелі з часом?

Як і більшість технологій, сонячні панелі, природно, з часом виробляють менше енергії. Це зниження вихідної потужності називається коефіцієнтом деградації. Середній коефіцієнт деградації сонячних панелей становить близько 0.5%, що просто означає, що виробництво енергії сонячною панеллю буде зменшуватися зі швидкістю 0.5% на рік. 5 Через 20 років ваші панелі все ще повинні працювати на рівні 90% від початкової потужності.

Хоча сонячні системи зазвичай служать до 20 років, ремонт і заміна сонячної енергетичної системи можуть бути дуже дорогими. 6 Коли ви орендуєте сонячну систему з Sunrun, все, що вам потрібно зробити, це заплатити за електроенергію. ми подбаємо про все інше. Наша сонячна оренда включає безкоштовний моніторинг, обслуговування та ремонт системи, щоб ви могли насолоджуватися 25 роками безтурботної, чистої енергії.

Як погода впливає на ефективність сонячних панелей?

Навіть у мінусову погоду сонячні панелі перетворюють сонячне світло в електрику. Це тому, що сонячні панелі поглинають енергію з рясного сонячного світла, а не з сонячного тепла. Насправді, холодний клімат є оптимальним для ефективності сонячних панелей. 7 Поки сонячне світло потрапляє на сонячну панель, вона буде генерувати електроенергію. Менша продуктивність в зимові місяці буде в першу чергу пов’язана з коротшим світловим днем або, можливо, сильним снігопадом.

Це не означає, що продуктивність сонячних панелей зменшиться в теплу погоду; будь-яке зниження ефективності компенсується завдяки більшій кількості світлових годин у весняні та літні місяці. 7

Чи працюють сонячні панелі під час дощу та снігу?

Якщо ваша зима виглядає похмурою, дощовою, сніжною або всіма перерахованими вище, не хвилюйтеся. Сонячні панелі все ще можуть генерувати електроенергію і за таких умов. Хоча сонячні панелі найбільш продуктивні під прямими сонячними променями, вони також можуть використовувати розсіяне або непряме сонячне світло (випромінювання) для генерації енергії. 8

Незважаючи на те, що виробництво енергії зменшується зі збільшенням щільності хмарного покриву, панелі продовжують працювати з більшою потужністю, ніж можна було б очікувати. Дощ також допомагає змивати пил з панелей, підтримуючи їх ефективну роботу. 9

Під час сильних снігопадів темне світловідбиваюче скло сонячних панелей прискорює танення снігу, щоб він зійшов раніше, ніж зможе перешкоджати роботі. Сонячні панелі на даху зазвичай нахилені під кутом від 30 до 45 градусів, що запобігає накопиченню снігу, але лише до певної міри. 11 Для порівняння, невеликий сніговий покрив, швидше за все, швидко здується або зникне.

Насправді, в холодні ясні дні сніг з землі може відбивати додаткове сонячне світло на ваші сонячні панелі, як дзеркало. Цей “ефект альбедо” дозволяє панелям виробляти ще більше електроенергії в холодну пору року. 10

Якщо ваші панелі потребують більшого, ніж звичайне миття зі шланга, або вам потрібно піднятися на дах, ми наполегливо рекомендуємо вам звернутися до перевіреного постачальника сонячних панелей, щоб отримати професійну допомогу.

Три поради щодо підтримки ефективності сонячних панелей

Хоча сонячні панелі, як правило, не потребують особливого обслуговування, все ж важливо час від часу оглядати сонячні панелі та контролювати їх продуктивність. Ось кілька порад, які допоможуть забезпечити роботу вашої сонячної установки на повну потужність: 12

    Тримайте панелі вільними від сміття та інших пошкоджуючих матеріалів. Хоча дощу, як правило, достатньо, щоб підтримувати ваші панелі в чистоті, ви можете розглянути можливість професійного очищення, якщо ви коли-небудь помітите, що ваші панелі не працюють на повну потужність.

Енергоефективність vs. Економічна ефективність

Хоча ефективність сонячних панелей важливо враховувати, економічна ефективність, ймовірно, буде найбільш важливим фактором у вашому пошуку домашньої системи сонячних панелей. Sunrun гарантує, що ви отримаєте економічно ефективну систему трьома способами:

    Ми рекомендуємо сонячну енергію лише тоді, коли вона може заощадити ваші гроші. Sunrun допоможе вам визначити, чи має система сонячних панелей потенціал для зниження вартості ваших поточних тарифів на електроенергію. Наш простий у використанні селектор продуктів запитає вас про ваш середньомісячний рахунок за електроенергію, щоб наші консультанти з сонячної енергетики могли визначити, чи має сонячна енергія фінансовий сенс для вас.

Відновлювана енергія та ефективні сонячні панелі для ваших енергетичних потреб

Поважна компанія, що займається сонячними панелями для житлових будинків, гарантує надійне виробництво сонячних панелей та надійне обслуговування клієнтів на десятиліття вперед. Маючи більш ніж 20-річний досвід, Sunrun прагне створити майбутнє чистої енергії для всіх.

Дізнайтеся, чому понад 600 000 американців по всій країні співпрацюють з Sunrun, та отримайте консультацію про сонячну енергетику вже сьогодні. Ви також можете скористатися нашим простим вибором продукту, щоб отримати сонячну систему, яка буде відповідати вашим потребам.

  • 1. Інформаційний бюлетень про фотоелектричну енергію
  • 2. Оптика для сонячної енергетики: підвищення ефективності
  • 3. Сонячні панелі ефективніші, ніж ви чули. Цей матеріал може зробити їх ще кращими.
  • 4. Продуктивність та ефективність сонячних панелей
  • 5. Термін служби фотоелектричних панелей
  • 6. Скільки коштують сонячні панелі?
  • 7. Як температура впливає на сонячні панелі?
  • 8. Пряме, розсіяне та відбите випромінювання
  • 9. Лише ложка очищення сонячних панелей допомагає збільшити дохід. дохід збільшується!
  • 10. Дослідження показують, що сонячні панелі чудово працюють у засніжених регіонах
  • 11. Нехай іде сніг: як сонячні панелі можуть процвітати в зимову погоду
  • 12. Скільки коштує очищення та обслуговування сонячних панелей?
  • 13. Короткостроковий енергетичний прогноз

Які фактори впливають на ефективність сонячних панелей?

Сонячні енергетичні системи вважаються ключовим інструментом в енергопостачанні для теперішнього та майбутнього поколінь. Розвитку фотоелектрики сприяло кілька факторів, таких як екологічні проблеми, стимули та податкові відрахування, більш ефективна та дешевша технологія, а також необхідність заміни вуглецевих викопних енергетичних систем відновлюваними джерелами енергії, щоб забезпечити відповідність цілям, встановленим Паризькою конференцією з питань зміни клімату та обмежити глобальне потепління до 1 %.5 ° C.

Сонячна батарея або фотоелектричний елемент. це пристрій, який перетворює сонячне світло в корисну енергію. Кількість сонячного світла, яка може бути перетворена в електроенергію, називається ефективністю сонячної батареї. Існує кілька факторів, які слід враховувати, щоб гарантувати оптимальну ефективність сонячних панелей.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Температура

Температура впливає на ефективність фотоелектричного елемента через внутрішню характеристику напівпровідникового матеріалу. Ефективність сонячних панелей збільшується при зниженні температури і зменшується при високих температурах, оскільки напруга між елементами падає.

Ефективність перетворення енергії

Сонячний модуль має різну спектральну характеристику залежно від типу модуля. Таким чином, зміна спектрального опромінення впливає на генерацію сонячної енергії. Ефективність перетворення енергії збільшується за рахунок зменшення відбиття падаючого світла.

Сонячне затінення

Сонячні фотоелектричні панелі дуже чутливі до сонячного затінення. Умови повного або часткового затінення мають значний вплив на здатність виробляти енергію і можуть призвести до зниження вихідної потужності та втрат енергії. Елементи в сонячній панелі зазвичай з’єднуються послідовно, щоб отримати більш високу напругу і, отже, відповідне виробництво електроенергії.

Але коли виникає затінення, ця структура має певні обмеження. Насправді, коли один сонячний елемент затінений, струм всіх елементів в ланцюжку визначається тим елементом, який виробляє найменший струм. Коли комірка затінена, вся серія практично також затінена. Щоб запобігти втраті енергії, в установку зазвичай включають шунтуючі діоди.

Байпасні діоди підключаються паралельно сонячним елементам. Коли сонячна батарея затінена, шунтуючий діод забезпечує шлях струму, який дозволяє ланцюжку з’єднаних сонячних батарей генерувати енергію при зниженій напрузі. Читати далі.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Орієнтація, нахил, широта місця та кліматичні умови

При установці фотоелектричних модулів необхідно враховувати деякі фактори, щоб повною мірою використовувати сонячне випромінювання: орієнтацію, нахил, широту місця, кліматичні умови. Правильне врахування цих варіантів допоможе гарантувати, що вони вироблятимуть максимум енергії, перебуваючи під впливом найбільшої інтенсивності сонячного випромінювання протягом найтривалішого періоду часу. Дізнатися більше.

Експлуатація та моніторинг

Послуги ОМ допомагають в управлінні виконанням певних процесів, щоб уникнути або зменшити потенційні небезпеки та гарантувати оптимальну рентабельність інвестицій. Операції в основному складаються з дистанційного моніторингу та контролю стану і продуктивності фотоелектричної електростанції. Програмне забезпечення для моніторингу забезпечує доступ до всіх зібраних даних, які можуть бути використані для різних цілей: виявлення дефектів, аналіз продуктивності, вдосконалення, прогнозування технічного обслуговування та забезпечення безпеки. Хороша система моніторингу надаватиме інформацію про виробництво, сигнали тривоги та аналітичні дані своєчасно, ефективно і точно, щоб виявити будь-яку аномалію в роботі фотоелектричної станції. Продовжити читання.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Обслуговування

Сонячні панелі дуже довговічні, основні гарантії тривають 15-25 років. Однак очищення сонячних панелей важливе для того, щоб максимізувати кількість світла, доступного для перетворення в електричну енергію. Часті фізичні огляди можуть допомогти сонячним панелям ефективно поглинати світло.

archelios™ Suite

archelios™ Suite. це комплексне програмне рішення, яке пропонує унікальний підхід. Завдяки передовим обчислювальним технологіям, archelios™ Suite додає цінності життєвому циклу будь-якого фотоелектричного проекту: техніко-економічне обґрунтування та аналіз прибутковості, моделювання, розрахунок виробленої енергії, повний електричний розрахунок, експлуатація та моніторинг.

Програмне забезпечення є ефективним інструментом для будь-якого типу фотоелектричних проектів.

ХОЧЕТЕ ДІЗНАТИСЯ БІЛЬШЕ?

Trace Software. розширює можливості електричних рішень. Перевірте: Вебінари eSHOP Продажі Linkedin

Поділитися цим записом

Залишити відгук Скасувати відповідь

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються дані ваших коментарів.

Програмне забезпечення для трасування

Цей сайт використовує файли cookie. Продовжуючи перегляд сайту, ви погоджуєтесь на використання нами файлів cookie.

Налаштування файлів cookie та конфіденційності

Ми можемо попросити встановити файли cookie на вашому пристрої. Ми використовуємо файли cookie, щоб повідомити нам, коли ви відвідуєте наші веб-сайти, як ви взаємодієте з нами, щоб збагатити ваш користувацький досвід і налаштувати ваші стосунки з нашим веб-сайтом.

Натисніть на заголовки різних категорій, щоб дізнатися більше. Ви також можете змінити деякі свої налаштування. Зверніть увагу, що блокування деяких типів файлів cookie може вплинути на вашу роботу на наших веб-сайтах та послуги, які ми можемо запропонувати.

Ці файли cookie суворо необхідні для надання вам послуг, доступних через наш веб-сайт, і для використання деяких його функцій.

Оскільки ці файли cookie суворо необхідні для роботи веб-сайту, відмова від них вплине на функціонування нашого сайту. Ви завжди можете заблокувати або видалити файли cookie, змінивши налаштування свого браузера, а також примусово заблокувати всі файли cookie на цьому веб-сайті. Але це завжди спонукатиме вас прийняти/відхилити файли cookie при повторному відвідуванні нашого сайту.

Ми повністю поважаємо, якщо ви хочете відмовитися від файлів cookie, але щоб не просити вас знову і знову, будь ласка, дозвольте нам зберігати файл cookie для цього. Ви можете відмовитися в будь-який час або вибрати інші файли cookie, щоб отримати кращий досвід. Якщо ви відмовитеся від файлів cookie, ми видалимо всі встановлені файли cookie в нашому домені.

Ми надаємо вам список збережених файлів cookie на вашому комп’ютері в нашому домені, щоб ви могли перевірити, що ми зберегли. З міркувань безпеки ми не можемо показувати або змінювати файли cookie з інших доменів. Ви можете перевірити це в налаштуваннях безпеки вашого браузера.

Встановіть прапорець, щоб увімкнути постійне приховування рядка повідомлень і відмовитися від усіх файлів cookie, якщо ви не погоджуєтесь. Нам потрібно 2 файли cookie для зберігання цього налаштування. В іншому випадку вам буде запропоновано знову при відкритті нового вікна браузера або нової вкладки.

Ці файли cookie збирають інформацію, яка використовується або в сукупності, щоб допомогти нам зрозуміти, як використовується наш веб-сайт або наскільки ефективні наші маркетингові кампанії, або щоб допомогти нам налаштувати наш веб-сайт і додаток для вас, щоб покращити ваш досвід.

Якщо ви не хочете, щоб ми відстежували ваше відвідування нашого сайту, ви можете вимкнути відстеження у вашому браузері тут:

Ми також використовуємо різні зовнішні сервіси, такі як Google Webfonts, Google Maps та зовнішні відео-провайдери. Оскільки ці провайдери можуть збирати персональні дані, такі як ваша IP-адреса, ми дозволяємо вам заблокувати їх тут. Будь ласка, зверніть увагу, що це може суттєво зменшити функціональність та зовнішній вигляд нашого сайту. Зміни набудуть чинності після перезавантаження сторінки.

Налаштування reCaptcha в Google:

Вбудовування відео Vimeo та YouTube:

Також необхідні наступні файли cookie. Ви можете вибрати, чи хочете ви їх дозволити:

Чому сонячні панелі неефективні?

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Розвиток сонячної енергетики продовжується, оскільки ринок еволюціонує до більш вигідних рішень фотоелектричних систем у довгостроковій та середньостроковій перспективі. Тенденція демонструє експоненціальне зростання, яке почалося з близько 6 ГВт встановленої потужності в 2006 році і зросло до майже 480.3 ГВт на кінець 2018 року у всьому світі [1]. Таке прискорене зростання не могли передбачити навіть найкращі фахівці в минулі часи.

Десять років тому вартість сонячних установок була захмарною, що ускладнювало для домовласників придбання сонячної фотоелектричної системи. Політика та схеми стимулювання також не були чітко визначеними або прибутковими, представляючи високі інвестиційні ризики, які працювали всупереч найкращим екологічним бажанням.

Серед інших причин, одним з головних обмежень для виходу на житловий ринок була низька ефективність сонячних систем. Ефективність сонячних панелей показує, яка частина сонячного світла, що потрапляє на сонячну батарею, перетворюється в електрику. Деякі з перших сонячних панелей мали ефективність від 8 до 10 відсотків. Інші традиційні джерела енергії мали ККД від 40 до 55 відсотків разом з парогазовими генераторами [2]. Конкуренція була просто незбалансованою.

На сьогоднішній день вартість встановлення сонячної електростанції є конкурентоспроможною з традиційними джерелами енергії. Політика та схеми стимулювання є надійними та вигідними для домовласників у більшості країн з високим рівнем доходу. Ефективність сонячних елементів збільшилася завдяки розвитку фотоелектричних технологій до діапазону від 15 до 22 відсотків. Ця цифра може здатися не такою вже й конкурентоспроможною для багатьох, хто має сумніви щодо повного переходу на сонячну енергію.

Давайте розглянемо причини, чому фотоелектричні сонячні панелі все ще неефективні.

Розуміння того, чому ефективність сонячних батарей низька?

Щоб зрозуміти ефективність сонячної панелі, необхідно спочатку зрозуміти її джерело енергії. Сонце.

Сонце випромінює енергію у вигляді світла, яке складається з фотонів. Кожен фотон має різну енергію та діапазон довжин хвиль (від ультрафіолетового до інфрачервоного). Фотони використовуються фотоелектричними елементами в сонячних панелях для перетворення сонячного світла в електрику.

Елементи виготовлені з напівпровідникового матеріалу (p-n перехід), який сприяє виробленню електричного струму при поглинанні фотонів. Але більша частина сонячного світла, що потрапляє на фотоелементи, не перетворюється в електрику. Чому це так?

Проблема з ефективністю сонячних елементів полягає у фізичному перетворенні сонячного світла.

У 1961 році Вільям Шоклі та Ганс Квайссер визначили фундаментальний принцип сонячної фотоелектричної промисловості. Їх фізична теорія довела, що існує максимально можливий ККД 33.7 відсотків, яких може досягти стандартна фотоелектрична комірка (на основі p-n переходу), щоб генерувати електроенергію від джерела світла [2]. Іншими словами, якщо пряме сонячне світло потрапляє на поверхню площею 1000 Вт на один квадратний метр, то максимальна потужність, яку може виробити сонячна панель, становить 337 Вт на квадратний метр.

Це фізичне обмеження відоме як межа Шоклі-Куайссера і викликане фізичним процесом поглинання фотонів напівпровідниковим матеріалом, який вибиває вільні електрони з атомів, а потім передає їх у зону провідності всередині сонячного елемента [2]. Деякі фотони, що потрапляють на сонячний елемент, відбиваються від його поверхні. З тих фотонів, які поглинаються, частина енергії перетворюється на тепло в процесі внутрішньої рекомбінації замість того, щоб виробляти електричний струм.

Ці втрати ефективності неминучі. Не існує жодного виробничого процесу або технологічного розвитку, який міг би змінити цю межу. принаймні, у випадку з кремнієвими сонячними елементами з p-n-переходом.

Обмеження Шоклі-Квайссера визначає теоретичний рівень максимально можливої ефективності сонячного елемента, але в повсякденному житті на ефективність перетворення сонячної енергії впливають і інші фактори (розглянуті нижче).

Стандартні умови випробувань для перевірки ефективності сонячних панелей

Щоб встановити значення ефективності, виробники піддають сонячні панелі декільком контрольованим факторам, які можуть існувати в реальних умовах. Вони проводять це тестування, щоб переконатися, що конструкція витримує ці умови, в той же час, вони перевіряють розрахункову ефективність (як це видно з електричних характеристик в технічному паспорті).

Важливо знати, що багато виробників визначають ефективність сонячних елементів на основі стандартних умов випробувань (STC).

STC налаштовані на максимально можливе сонячне опромінення (1 кВт на м2), при температурі 25 градусів Цельсія або 77 градусів Фаренгейта, і повітряній масі 1.5 (пов’язано з товщиною атмосфери) [4].

У реальному житті рідко бувають такі ж умови. Температура та освітленість, зокрема, можуть сильно відрізнятися від цих значень.

Номінальна робоча температура елемента для імітації реальних умов експлуатації

Ось чому деякі виробники додають номінальну робочу температуру елемента (NOCT) до своїх технічних характеристик.

NOCT. це параметр, більш наближений до реальних умов експлуатації, і визначається як температура, що досягається відкритою коміркою в модулі за наступних умов [4]:

  • Система кріплення: Відкрита задня сторона (для забезпечення циркуляції повітря за сонячною панеллю з метою освіження)

Тепер, коли ви знаєте, як визначається ефективність виробниками, ми можемо перейти до факторів, які враховуються при проектуванні сонячних панелей для підтримки прийнятних значень ефективності.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Які фактори впливають на ефективність сонячних панелей у повсякденному житті?

#1 Град, сніг, лід та пил

Град може в екстремальних сценаріях пошкодити поверхню сонячних панелей і знизити їх ефективність за рахунок зменшення кількості сонячного світла, яке вони поглинають. Однак ви також повинні знати, що сонячні панелі міцні і призначені для того, щоб витримувати град зі швидкістю від 20 до 30 метрів в секунду (від 45 до 67 миль на годину). Для кращого уявлення, підраховано, що градини діаметром 1 сантиметр або близько 0.4 дюйми падає зі швидкістю 9 м/с (20 миль/год). Сонячні панелі повинні витримувати навіть у два-три рази більше. Ви повинні бути в безпеці під час ранньої весняної похмурої погоди.

Товсті шари снігу можуть безпосередньо блокувати доступ сонячного світла до сонячних панелей і знизити ефективність до нуля [6]. Важливо знати, що більшість сонячних панелей все ще можуть працювати з шаром снігу від трьох до чотирьох сантиметрів (приблизно. 1.5 дюймів). Якщо шар товстіший, ніж зазначено, слід прибрати сніг.

Так само, як і сніг, пил і бруд можуть впливати на значення ефективності за тим же принципом. Коли шар занадто товстий, щоб перешкоджати світлу досягати поверхні сонячної панелі, це негативно вплине на кількість енергії, яку виробляє панель.

Лід. ще один елемент, який впливає на ефективність сонячних панелей від 25 до 100 відсотків, залежно від товщини шару льоду. Щоб запобігти цій проблемі, на поверхню сонячних панелей наносять кремнієве покриття, але навіть незважаючи на це, бажано не допускати потрапляння льоду на панелі в зимовий сезон [6].

#2 Опір ізоляції

Окрім питань безпеки, несправна ізоляція знижує ефективність сонячних модулів, оскільки витоки струму можуть відбуватися по краях сонячних панелей. Будьте особливо обережні в місцях з високою вологістю. Вологість прискорює корозію матеріалів. Високий рівень корозії з часом призводить до проблем з ізоляцією та знижує загальну ефективність сонячних панелей швидше, ніж очікувалося.

Проблеми з ізоляцією можуть виникнути у неякісних сонячних панелей, виготовлених з дешевих матеріалів, або коли сонячні елементи розташовані занадто близько до рами.

Опір ізоляції особливо важливий для комунальних проектів, оскільки високовольтні системи вимагають кращих ізоляційних властивостей, які безпосередньо пов’язані з обраними матеріалами.

#3 Температура сонячних панелей

Сонячні елементи чутливі до підвищення температури. Вища температура на вулиці означає, що напівпровідниковий матеріал сонячних панелей швидко нагрівається і дещо змінює властивості, що пов’язано з електричними втратами і падінням напруги.

Підраховано, що підвищення температури на одну одиницю вище стандартної тестової температури близько 25 градусів за Цельсієм або 77 градусів за Фаренгейтом зменшує вихід енергії з панелі на 0.від 25 до 0.5 відсотків (залежно від типу модуля) [7].

Якщо задуматися: підвищення температури приблизно на 60 градусів за Цельсієм (140°F) може знизити вихідну потужність вашої сонячної панелі на 17.5 відсотків. Отже, вплив температури може бути значним у країнах з жарким кліматом. Довготривалий вплив високої температури може також скоротити термін служби матеріалу.

З іншого боку, вам не потрібно турбуватися про більш низькі температури, поки світить сонце і сонячні панелі отримують безперешкодне сонячне світло протягом дня, вони будуть виробляти приблизно з розрахунковою ефективністю. Єдиною загальною проблемою взимку щодо виробництва сонячної енергії є те, що кількість сонячних днів набагато менша в порівнянні з літом, і ваша система генерує менше щомісяця.

#4 Вибір типу сонячної панелі

Не всі сонячні панелі однакові, як і їхня ціна, яка дуже часто відображає не тільки якість матеріалів і довговічність виробу, але й ефективність сонячних елементів у перетворенні сонячного світла в електрику. У повсякденному житті це зазвичай означає, що для отримання такої ж кількості енергії з їхньої поверхні потрібно менше сонячних панелей з високим ККД, ніж якщо б ви вибрали панелі з низьким ККД.

Основна відмінність у значеннях ефективності різних типів панелей полягає в тому, як вони були виготовлені і з якого напівпровідникового матеріалу вони виготовлені. Найпоширеніший напівпровідник, що використовується в сонячних елементах. кремній. У випадку з кремнієм, ефективність все ще відрізняється в залежності від типу елементів. Найякіснішими є сонячні елементи, виготовлені з монокристалічного кремнію, інші поширені форми. полікристалічні або амоні елементи.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Монокристалічні панелі, що складаються з одного кристала, завдяки своїй структурі забезпечують найкращу ефективність від 15 до 22 відсотків. Полікристалічні панелі досягають від 13 до 16 відсотків ефективності, а тонкоплівкові панелі, виготовлені з амоних елементів, досягають до 20 відсотків.

Також має значення, скільки світла відбивається від поверхні сонячного елемента. Мета полягає в тому, щоб мінімізувати відбиття світла, і саме тому багато сонячних панелей мають спеціальне покриття антивідблиску і мають темний колір. чорний у випадку монокристалічних і тонкоплівкових панелей і темно-синій у випадку полікристалічних.

#5 Конфігурація сонячних панелей

Серед інших факторів, пов’язаних з роботою сонячних панелей, вибір орієнтації по відношенню до сонця і наявність системи стеження за сонцем має велике значення для загальної ефективності вашої сонячної системи.

Ваші сонячні панелі матимуть найкращу вихідну потужність, коли поверхня сонячної панелі перпендикулярна до сонячних променів. Однак, коли сонце рухається по небу, їхній кут також змінюється. Що ви можете зробити, щоб забезпечити пряме опромінення, це встановити систему відстеження. Недоліком є більш високі витрати на встановлення.

Ефективність сонячних панелей також змінюється з часом. З кожним роком, що минає після встановлення сонячної системи, значення ефективності падає приблизно на 0.5 відсотків на рік. Тим не менш, виробники сонячних панелей повинні гарантувати, що продуктивність вашої сонячної системи не впаде нижче 80 відсотків протягом гарантійного терміну, який зазвичай триває 25 років.

Нарешті, затінення також є важливою частиною проектування будь-якої сонячної системи. Якщо ваша система затінена в найсонячніший час доби, це серйозно вплине на продуктивність сонячних панелей.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Нові сонячні технології для підвищення ефективності

Незважаючи на низькі показники ефективності сучасних сонячних панелей, існує кілька інноваційних пропозицій та технологій, які мають на меті змінити ефективність сонячних панелей у найближчому майбутньому.

#1 Зменшення затіняючого ефекту проводів

Серед наявних пропозицій. зменшення впливу затінення на сонячні елементи, спричиненого шинами.

Шини розташовані вертикально і горизонтально поперек сонячної панелі. Вони можуть бути легко ідентифіковані будь-якою людиною як срібні дроти, що утворюють сітку всередині сонячної панелі. Вони транспортують електроенергію, вироблену сонячними елементами.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Ці дроти, навіть такі крихітні, як вони є, відбивають вхідне світло на ділянках, де вони проходять. Зрештою, це призводить до меншого освітлення, яке отримують сонячні панелі, а отже, до генерації меншої кількості енергії.

Ідея полягає в тому, щоб зменшити товщину цих дротів або, в кращому випадку, усунути їх перешкоди для сонячного світла, розмістивши їх на зворотному боці панелі. Це дозволило б отримати рівномірну гладку кольорову панель [8].

#2 Інноваційна структура з потрійним переходом арсеніду галію

Ще однією цікавою особливістю, яка була запущена в роботу, є розробка нового покоління потужних сонячних елементів з арсеніду галію.

Елементи з арсеніду галію мають структуру потрійного переходу (відмінну від кремнієвого p-n переходу), яку можна хімічно модифікувати, щоб отримати більше світлового випромінювання, ніж звичайні елементи.

Серед визначних переваг цих елементів є

  • Відмінна стійкість до ультрафіолету, радіації та вологи;
  • Висока продуктивність при низькій освітленості;
  • Гнучкість і мала вага;
  • Коефіцієнт корисної дії понад 28.8 відсотків (!).

#3 Тонкоплівкові елементи на основі телуриду кадмію

Оскільки для створення сонячних елементів використовуються нові сполуки, розвиваються і нові методології виробничого процесу, щоб забезпечити високу ефективність сонячних елементів.

На ринку сонячної енергетики панують кремнієві напівпровідники, що входять навіть в конструкцію тонкоплівкових сонячних панелей, але в коротко- та середньостроковій перспективі нові фотоелектричні матеріали, такі як телурид кадмію, починають завойовувати свій ринок, як перспективні матеріали для розробки тонкоплівкових панелей.

Перешкода для їх широкомасштабного впровадження на ринок виникає в процесі виробництва.

Деякі компоненти здаються дуже нестабільними, оскільки під час виробництва доводиться використовувати хлорид кадмію. Однак новий підхід до виробництва може дати позитивні результати, якщо замінити хлорид кадмію на хлорид магнію [9].

На відміну від хлориду кадмію, хлорид магнію є поширеним і дешевим ресурсом, який можна отримати з морської води. Цей матеріал також може підвищити ефективність тонкоплівкових панелей до 15 відсотків.

#4 Перовськіт. диво-матеріал

Найсучаснішою та найперспективнішою технологією для підвищення ефективності є перовськітовий компонент.

Перовськіт, сполука кальцію, титану та кисню, пропонує можливість досягти рівня ефективності вище поточного максимуму в 22 відсотки при менших виробничих витратах.

Секрет полягає в низькій вартості сировини та способах виготовлення (методах друку), які не потребують високих температур і такої високої точності, як у кремнієвих фотоелементів.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Як легко підвищити ефективність сонячних батарей

Якщо ви хочете підвищити ефективність ваших сонячних батарей, ви повинні враховувати вплив факторів, про які йшлося вище. Як бачите, є фактори, на які ви не можете вплинути, такі як погода і температура на вулиці, але деякі інші фактори можна контролювати або вибирати для отримання найкращої ефективності.

Ключ до успіху. намагатися боротися з факторами, які можна контролювати.

Наприклад: регулярне обслуговування сонячних панелей допомагає усунути сніг, пил, бруд і лід. все це заважає сонячному світлу ефективно досягати поверхні панелі, а отже, знижує ефективність сонячних елементів.

Підтримуючи панелі в чистоті, ви можете добре підтримувати їх ефективність.

Інші фактори, такі як тип сонячної панелі, її орієнтація та конфігурація мінімальної тіні, є вирішальними параметрами, які визначатимуть загальну ефективність в довгостроковій перспективі.

Деякі важливі деталі, які необхідно враховувати

  • значення сонячного випромінювання у вашій місцевості;
  • середня щільність хмар;
  • рівень забруднення повітря;
  • кут нахилу сонячних панелей залежить від їх розташування та обраної системи кріплення.

Ці параметри, як правило, підбираються сонячним дизайнером, але це не означає, що ви не можете втрутитися в процес, особливо у вибір типу сонячних панелей.

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

вибач, вугілля, ефективності, перетворення

Питання, які можуть виникнути у вас про ефективність сонячних панелей

Ми обговорили межі перетворення сонячного світла в електрику для кремнієвих фотоелементів з p-n переходом; загальний вплив декількох факторів на ефективність сонячних панелей; нові перспективні технології або пропозиції щодо підвищення таких значень ефективності та варіанти, які ви можете реалізувати для підвищення ефективності перетворення вашої фотоелектричної системи.

Тим не менш, ми не обговорили, що саме означає для вас використання сонячних панелей з вищими або нижчими значеннями ККД. Ефективність пов’язана зі здатністю сонячних елементів виробляти максимальну кількість електроенергії з джерела світлової енергії.

Окрема комірка з низькою ефективністю буде виробляти менше енергії, ніж інша комірка такого ж розміру, але з вищою ефективністю.

Чи означає це, що якщо мої сонячні панелі мають низьку ефективність, вони будуть виробляти менше енергії?

Якщо ви виберете сонячну панель потужністю 200 Вт з ККД 14%, а потім виберете іншу сонячну панель з такою ж потужністю, але з ККД 20%, обидві панелі будуть виробляти ті ж 200 Вт!

У чому ж тоді різниця?!

Різниця полягає в розмірі панелі. панелі з нижчим ККД потребують більше місця для виробництва тієї ж потужності. Це означає, що сонячна панель з 14-відсотковою ефективністю буде більшою за розміром.

Отже, виникає питання.

Чи має значення ефективність сонячної панелі?

Відповідь: це залежить. У деяких додатках, таких як сонячні автомобілі, супутники, освітлення та електронні пристрої, розмір буде мати значення, оскільки простір обмежений, і кожен дюйм панелі повинен виробляти максимально можливу потужність для забезпечення необхідного навантаження.

Проекти комунального масштабу також повинні враховувати оптимальний вибір розміру та ефективності, оскільки більші панелі вимагають більших витрат на встановлення через довшу проводку та міцніші монтажні конструкції (разом з вищими витратами на оренду землі) [11].

Однак, в житлових сонячних системах наявність місця на даху або у дворі є достатнім для забезпечення бажаного навантаження. Хоча це також залежить від ваших очікувань. це означає, що якщо необхідне енергетичне навантаження перевищує наявний простір для установки, слід розглянути можливість використання високоефективних сонячних панелей.

Важливо підкреслити, що вам слід спочатку узгодити баланс між витратами, ефективністю, енергетичним навантаженням і простором з вашим інсталятором, оскільки це рішення вплине на загальну продуктивність вашої сонячної системи і загальну вартість вашого проекту.

Залишити відповідь