Солнечные панели с КПД 80%, работающие даже ночью? Солнечные панели с высоким кпдСолнечные панели с высоким КПД
Мне интересно встречаться с людьми, которые находятся в постоянном поиске. Среди них, мой коллега Александр, фанат электромобилей. Информацию о его разработках и становлении парка электромобилей в Украине вы найдете здесь. Но, как ни странно, кроме электрокара его еще интересуют солнечные панели с высоким КПД. После заданного им вопроса, мне пришлось немного попотеть, и вот что из этого вышло. Кремниевые кристаллические фотомодули Коэффициент полезного действия ячеек кремниевых модулей на сегодня порядка 15 – 20% (поликристаллы — монокристаллы). Этот показатель скоро может быть увеличен на несколько процентов. Например, компания SunTech Power, один из крупнейших мировых производителей модулей из кристаллического кремния, заявила о своем намерении в течение двух лет выпустить на рынок фотомодули с КПД 22%. Существующие же лабораторные образцы монокристаллических ячеек показывают производительность 25%, поликристаллических – 20,5%. Теоретический максимальный КПД у кремниевых однопереходных (p-n) элементов – 33,7%. Пока он не достигнут, и основная задача производителей, кроме увеличения эффективности ячеек – усовершенствование технологии производства, удешевление фотомодулей. Отдельно позиционируются фотомодули компании Sanyo, произведенные по технологии HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer) с использованием нескольких слоев кремния, аналогично тандемным многослойным ячейкам. КПД таких элементов из монокристаллического C-Si и нескольких слоев нано кристаллического nc-Si — 23%. Это самый высокий на сегодня КПД ячеек серийных кристаллических модулей. Тонкопленочные солнечные батареи Под таким названием разработано несколько различных технологий, о производительности которых можно сказать следующее. Сегодня существует три основных типа неорганических пленочных солнечных элементов – кремниевые пленки на основе аморфного кремния (a-Si), пленки на основе теллурида кадмия (CdTe) и пленки селенида меди-индия-галлия (CuInGaSe2, или CIGS). КПД современных тонкопленочных солнечных батарей на основе аморфного кремния около 10%, фотомодулей на основе теллурида кадмия — 10-11% (производитель компания First Solar), на основе селенида меди-индия-галлия – 12-13% (японские солнечные модули SOLAR FRONTIER). Показатели эффективности серийных элементов: CdTe имеют КПД 15.7% ( модули MiaSole), а CIGS элементов, производимых в Швейцарии — 18,7% (ЕМРА). КПД отдельных тонкопленочных солнечных батарей значительно выше, например, данные по производительности лабораторных образцов элементов из аморфного кремния – 12,2% (компания United Solar), CdTe элементов – 17,3% (First Solar), CIGS элементов – 20,5% (ZSW). Пока солнечные преобразователи на основе тонких пленок аморфного кремния лидируют по объемам производства среди других тонкопленочных технологий – объем мирового рынка тонкопленочных Si элементов около 80%, солнечных ячеек на основе теллурида кадмия – около 18% рынка, и селенид меди-индия-галлия – 2% рынка. Это связано, в первую очередь, со стоимостью и доступностью сырья, а так же более высокой стабильностью характеристик, чем в многослойных структурах. Отметим, что кремний – один из самых распространенных элементов в земной коре, индий же (элементы CIGS) и теллур (элементы CdTe) рассеяны и добываются в малом количестве. Кроме того, кадмий (элементы CdTe) токсичен, хотя большинство производителей таких солнечных панелей гарантируют полную утилизацию своей продукции. Дальнейшее развитие фотоэлектрических преобразователей на основе неорганических тонких пленок связано с усовершенствованием технологии производства и стабилизации их параметров. И все-таки, исходя из стабильности характеристик и относительно недорогой цены, предпочтение отдается солнечным батареям, изготавливаемые на основе аморфного кремния. Но КПД как мы видим, у них не более 12,2%. Более высокие результаты достигнуты пока в лабораторных условиях. В качестве примера можно привести разработку инженеров из Швейцарской национальной лаборатории материалов, наук и технологий EMPA, которым удалось достигнуть высокого показателя КПД (20,4%) работая с новым поколением тонкопленочных солнечных панелей. В основе новых панелей лежат гибкие полимеры из комплексного соединения CIGS или copper indium gallium (di)selenid (медь-индий-галлий-(ди) селенид). Понравилась статья, поделись с друзьями. Ваши комментарии всегда интересны. savenergy.info Новая Солнечная батарея с более высоким КПД , которая будет стоить меньше чем её коллеги | Пелинг Инфо солнечные батареиСолнечная или фотоэлектрические (PV), модули, которые преобразуют солнечный свет в электрическую энергию, имеют большую роль в стимулировании выработки солнечной энергии во всем мире, но исследователи до сих пор сталкиваются с ограничениями для расширения масштабов этой технологии. Например, разработка очень высокоэффективных солнечных батарей, с более высоким КПД остается первостепенной задачей. Помимо КПД, современные исследовательские институты так же закладывают и себестоимость производства солнечных клеток на сегодняшний день. Команда исследователей из MIT и Масдар институт науки и техники, возможно, нашли компромисс между эффективностью и затратами. Команда разработала новую солнечную ячейку, которая сочетает в себе два различных слоя, поглощающего материала, чтобы собрать более широкий спектр солнечной энергии. Исследователи называют устройство “ступенчатым модулем”, так как эти два слоя расположены ступенчато. Такая слоистая, или “многопереходная,” солнечная батарея, как правило дорога в изготовлении, но исследователи также использовали новый и недорогой производственный процесс для их изготовления. Команда может достичь теоретической эффективности выше 40 процентов и оценили практическую эффективность на 35 процентов, что побудило главных исследователей команды, планировать запуск компании коммерциализировать многообещающий фотоэлемент. Фицджеральд, который запустил несколько стартапов, в том числе AmberWave Systems Corporation, Paradigm Research LLC, и 4Power LLC, считает, что шаг клетки могут быть готовы для рынка PV в течение следующего года или двух. Команда представила свое первоначальное доказательство правильности концепции ступенчатого модуля в июне на 43 – й IEEE фотоэлектрической конференции специалистов в Портленде, штат Орегон. Исследователи также сообщили о своих результатах на 40 – м и 42 – м ежегодных конференций, а также в Журнале прикладной физики и IEEE Journal фотоэлементов . Помимо кремния Традиционные кремниевые кристаллические солнечные элементы, которые рекламировали как золотой стандарт в отрасли с точки зрения эффективности более десяти лет, являются относительно дешевыми в изготовлении, но они не очень эффективны при преобразовании солнечного света в электричество. В среднем, солнечные панели, изготовленные из кремния на основе солнечных элементов имеют КПД в пределах 15 и 20 процентов. Низкая эффективность кремниевых, модулей обусловлена не восприимчивостью их к , излучению синего, зеленого и желтого световых волн, в электрическую энергию. Вместо этих световых волн кремний может эффективно преобразовывать только красный спектр световых волн в электрическую энергию. Для того, чтобы использовать более высокий отрезок спектра нашего светила, ученые исследовали различные полупроводниковые материалы, такие как арсенид галлия и фосфида галлия. И они получили более высокую эффективность, чем кремний, самую высокую эффективность солнечных элементов смогли добиться при использование этих полупроводников поверх друг друга тонкой пленкой, чтобы каждый из них мог поглотить свой электромагнитный спектр. Эти слоистые солнечные элементы могут достигать теоретического КПД свыше 50 процентов, но их очень высокие производственные затраты вытесняют их использование в дорогостоящую нишу, таких как на спутниках, где высокие затраты менее важны, чем малый вес и высокую эффективность. Данные модули могут быть изготовлены на порядок дешевле, так как ключевой компонент изготавливается на подложке, которая может быть использована повторно. Устройство может, таким образом, способствовать росту коммерческого применения высокоэффективных, многопереходных солнечных батарей на промышленном уровне. Проще говоря На кремниевый элемент накладываются тонкие слои на основе арсенида галлия фосфид (GaAsP), в следствии чего, поверхность солнечного модуля поглощает и эффективно преобразует больше энергий фотонов, при низкой стоимости кремниевых солнечных батарей.
Галлий арсенид фосфид не могут быть выращены непосредственно на кремнии, так как ее кристаллические решетки значительно отличаются от кремния, поэтому кристаллы кремния деградируют Вот почему мы выращивали арсенида фосфид галлия на кремниевой германия – “Она обеспечивает более стабильную основу,” объясняет Nayfeh. Проблема с слоем GaAsP является то, что SiGe поглощает более низкие энергии световых волн, прежде чем он достигнет нижнего слоя кремния, и SiGe не преобразует эти низко энергетические световые волны в ток. “Чтобы улучшить показатели пропускания мы и решили применить ступенчатое применение слоев для повышения эффективности солнечного модуля на основе арсенида галлия и кремния фосфата,” говорит Nayfeh. Поскольку тандем клетки соединены друг с другом, а не создается в виде монолитного фотоэлемента (где все слои выращена на одной подложке), то SiGe, может быть удален и повторно нанесен несколько раз, что значительно снижает затраты на производство. “Добавим, что один слой арсенида галлия фосфида действительно может повысить эффективность солнечных батарей, но из-за уникальной способности стравливают германий кремния и его повторного использования, стоимость поддерживается на низком уровне, потому что вы можете окупить эти затраты кремния германий в течение изготовления многих клеток, “добавляет Fitzgerald.
peling.ru Солнечные панели с КПД 80%, работающие даже ночью?В настоящее время максимальный КПД типичных солнечных панелей не превышает 20%. К тому же, они не могут преобразовывать солнечную энергию в электричество в ночное время, а в хмурые зимние дни их эффективность существенно снижается. Группа ученых из Национальной Лаборатории штата Айдахо во главе со Стивеном Новаком (Steven Novack) верит в то, что их новая разработка поможет преодолеть эти недостатки традиционных солнечных панелей. Как сообщает источник, господин Новак работает над созданием технологии, с помощью которой можно будет организовать сравнительно дешевое производство двухсторонних гибких солнечных панелей с КПД до 80% (!), одна сторона которых сможет работать даже ночью. Ключевым в разработке является использование специального материала, состоящего из миниатюрных наноантенн, которые позволяют «захватывать» инфракрасное излучение. Ученые уверяют, что производство такой наноткани не является сложным, но всё же перед Стивеном Новаком остаётся нерешенной серьезная проблема – преобразование света в другой вид энергии. Источник отмечает, что ученые уже работают над этим и намерены решить задачу преобразования энергии, поместив в центр каждой наноантенны миниатюрный конденсатор, больше никаких деталей пока не раскрывается. Исследователи надеются, что их задумка позволит обеспечить очень высокое по сравнению с современными панелями значение КПД. Судить о том, есть ли шанс у данной разработки когда-нибудь встать на коммерческие рельсы, могут лишь специалисты после детального ознакомления с работой группы Новака. Хочется верить, что у ученых всё получится. Материалы по теме: - Солнечные "нанобатареи" дешевле и перспективнее кремниевых; - Цены на солнечные батареи не снизятся до конца года; - Sharp: 3-слойные солнечные элементы в массы уже в 2007; - IBM: солнечные панели – из отбракованных подложек.Солнечные панели с высоким кпд
Мне интересно встречаться с людьми, которые находятся в постоянном поиске. Среди них, мой коллега Александр, фанат электромобилей. Информацию о его разработках и становлении парка электромобилей в Украине вы найдете здесь. Но, как ни странно, кроме электрокара его еще интересуют солнечные панели с высоким КПД. После заданного им вопроса, мне пришлось немного попотеть, и вот что из этого вышло. Кремниевые кристаллические фотомодулиКоэффициент полезного действия ячеек кремниевых модулей на сегодня порядка 15 – 20% (поликристаллы - монокристаллы). Этот показатель скоро может быть увеличен на несколько процентов. Например, компания SunTech Power, один из крупнейших мировых производителей модулей из кристаллического кремния, заявила о своем намерении в течение двух лет выпустить на рынок фотомодули с КПД 22%. Существующие же лабораторные образцы монокристаллических ячеек показывают производительность 25%, поликристаллических – 20,5%. Теоретический максимальный КПД у кремниевых однопереходных (p-n) элементов – 33,7%. Пока он не достигнут, и основная задача производителей, кроме увеличения эффективности ячеек – усовершенствование технологии производства, удешевление фотомодулей. Отдельно позиционируются фотомодули компании Sanyo, произведенные по технологии HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer) с использованием нескольких слоев кремния, аналогично тандемным многослойным ячейкам. КПД таких элементов из монокристаллического C-Si и нескольких слоев нано кристаллического nc-Si - 23%. Это самый высокий на сегодня КПД ячеек серийных кристаллических модулей. Тонкопленочные солнечные батареиПод таким названием разработано несколько различных технологий, о производительности которых можно сказать следующее. Сегодня существует три основных типа неорганических пленочных солнечных элементов – кремниевые пленки на основе аморфного кремния (a-Si), пленки на основе теллурида кадмия (CdTe) и пленки селенида меди-индия-галлия (CuInGaSe2, или CIGS). КПД современных тонкопленочных солнечных батарей на основе аморфного кремния около 10%, фотомодулей на основе теллурида кадмия - 10-11% (производитель компания First Solar), на основе селенида меди-индия-галлия – 12-13% (японские солнечные модули SOLAR FRONTIER). Показатели эффективности серийных элементов: CdTe имеют КПД 15.7% ( модули MiaSole), а CIGS элементов, производимых в Швейцарии - 18,7% (ЕМРА). КПД отдельных тонкопленочных солнечных батарей значительно выше, например, данные по производительности лабораторных образцов элементов из аморфного кремния – 12,2% (компания United Solar), CdTe элементов – 17,3% (First Solar), CIGS элементов – 20,5% (ZSW). Пока солнечные преобразователи на основе тонких пленок аморфного кремния лидируют по объемам производства среди других тонкопленочных технологий – объем мирового рынка тонкопленочных Si элементов около 80%, солнечных ячеек на основе теллурида кадмия – около 18% рынка, и селенид меди-индия-галлия – 2% рынка. Это связано, в первую очередь, со стоимостью и доступностью сырья, а так же более высокой стабильностью характеристик, чем в многослойных структурах. Отметим, что кремний – один из самых распространенных элементов в земной коре, индий же (элементы CIGS) и теллур (элементы CdTe) рассеяны и добываются в малом количестве. Кроме того, кадмий (элементы CdTe) токсичен, хотя большинство производителей таких солнечных панелей гарантируют полную утилизацию своей продукции. Дальнейшее развитие фотоэлектрических преобразователей на основе неорганических тонких пленок связано с усовершенствованием технологии производства и стабилизации их параметров. И все-таки, исходя из стабильности характеристик и относительно недорогой цены, предпочтение отдается солнечным батареям, изготавливаемые на основе аморфного кремния. Но КПД как мы видим, у них не более 12,2%. Более высокие результаты достигнуты пока в лабораторных условиях. В качестве примера можно привести разработку инженеров из Швейцарской национальной лаборатории материалов, наук и технологий EMPA, которым удалось достигнуть высокого показателя КПД (20,4%) работая с новым поколением тонкопленочных солнечных панелей. В основе новых панелей лежат гибкие полимеры из комплексного соединения CIGS или copper indium gallium (di)selenid (медь-индий-галлий-(ди) селенид). Понравилась статья, поделись с друзьями. Ваши комментарии всегда интересны. Если вам понравился материал - поделитесь с друзьями, кликнув на одну из кнопок! old.savenergy.info Самые эффективные солнечные батареиОдин из самых распространенных вопросов, который возникает при решении установить солнечные батареи для личных нужд, является вопрос о том, какие солнечные панели являются самыми эффективными? Однако, такая формулировка не совсем верна. Прежде всего, буквальный ответ на этот вопрос для рядового потребителя не имеет значения. Попробуем разобраться почему? На самом деле, важный вопрос не в том, как выбрать самые эффективные солнечные батареи, а в том, какие из них имеют лучшее соотношение цены и качества. Если у вас на крыше есть место для установки десяти солнечных панелей и есть выбор между солнечными панелями с условным классом энергоэффективности "A", которые немного более эффективны, но в два раза дороже солнечных панелей класса "B", то, скорее всего, с точки зрения экономии целесообразней выбрать панели класса "B". Одним словом, главная задача состоит в том, чтобы выяснить, какие варианты доступны в конкретной ситуации и проанализировать экономический эффект от каждого из них.В любом случае, если вы действительно хотите знать самые эффективные солнечные панели (или солнечные модули), то некоторые из них приведены ниже с указанием производителя и значения коэффициента полезного действия (КПД):
Существует около десятка или около того других видов солнечных панелей, которыми можно было продолжить этот список. Некоторые из них имеют очень высокий КПД, но их цена очень велика, в то время как другие достаточно дешевы, но имеют очень низкую эффективность. Конечно, некоторые из них неэффективны и дороги одновременно. Но, тем не менее, представляют определенный исследовательский интерес. Ключ, как отмечалось ранее, в том, чтобы найти оптимальный баланс между стоимостью и эффективностью.Существует мнение, что сегодня гораздо меньше научных исследований посвящены солнечным батареям, нежели фотоэлементам, лежащим в основе технологии производства солнечных батарей – это то, за чем проводят время ученые многих мировых институтов и университетов. Никто даже не будет пробовать изготовить солнечную батарею, которая не будет продаваться по причине слабой товарной привлекательности ее компонентов – солнечных модулей. Сегодня на рынке существует множество различных типов солнечных батарей (точнее, солнечных модулей) самых разных производителей. Итак, давайте взглянем на лидеров в различных категориях:
Подводя итоги, посоветуем при выборе солнечных батарей для своих нужд не делать акцент на гипотетических и не относящихся к делу превосходствах. Забудьте о том, чтобы стараться выбрать «самые эффективные солнечные батареи». Ищите панели, четко отвечающие конкретным целям, а не пытайтесь найти солнечные батареи, которые были разработаны для спутников НАСА.Диаграмма, составленная национальной лабораторией возобновляемой энергии США, наглядно демонстрирует большое разнообразие технологий производства солнечных батарей и достижения каждой из них в плане эффективности.
energosberejenie.org Советы профессионалов по выбору солнечных элементов
Однако не менее важным для продуктивности применения потенциальной мощности солнечных лучей является качество оборудования – того самого, что отвечает за превращение энергии лучей в электрическую. Чтобы солнечные батареи работали максимально долго и эффективно, стоит отнестись к их выбору со всей ответственностью. Отметим основные моменты, на которые следует обратить внимание при выборе преобразователей солнечной энергии. Марк Астафьев, участник команды по установке фотоэлектрических систем:
Чтобы не рисковать, стоит выбирать продукцию крупных известных компаний – как правило, для производственного процесса они используют качественное оборудование. К примеру, JA Solar и Yingli Solar занимаются изготовлением и кремниевых элементов, и самих модулей. В случае выявления дефектов через несколько лет можно беспроблемно обменять бракованное изделие, так как серьезные компании ответственно относятся к гарантийным обязательствам. Что касается долговечности солнечных батарей, которые, к примеру, установлены на крыше частного дома, – служить они будут около 40 лет. Из строя обычно выходит инвертор, контроллер и другие составляющие системы, а непосредственно модули долго сохраняют работоспособность.
Основная рекомендация – находить информацию о производителе, а не о компании, осуществляющей поставки в Россию, и все вопросы адресовать именно ему». Сергей Бондаренко, тестировщик на заводе по производству солнечных модулей: «Мощность, напряжение в разных условиях и другие параметры эффективности работы солнечных батарей, их производительность в реальных, а не приближенных к идеальным условиям, выявляются в ходе тестирования. Подобные испытания проводят как на производстве, так и независимые лаборатории. Рядовому потребителю сложно проверить качество пайки и защитной пленки, наличие защитных диодов, степень герметизации, выяснить подробные характеристики элементов. Все это можно узнать в описании, заключении, подготовленном специалистами в области гелиотехники. Большинство выпускаемых на сегодня фотоэлементов изготовлены на основе кремния. Кремниевые солнечные элементы бывают:
Споры о том, которые из них лучше, продолжаются. Однако можно безошибочно констатировать, что некачественные монокристаллические уступают по работоспособности и долговечности поликристаллическим. Верно и обратное утверждение, что поликристаллические элементы низкого качества работают хуже имеющих монокристаллическую структуру. Что касается КПД, то у солнечных элементов из монокристаллического кремния он наивысший, но отличие – в десятых долях процентов. Вся система электроснабжения на солнечных батареях включает несколько важных частей. Система электроснабжения состоит из:
Характеристики каждой части важны для работы. Комплектация панелей разъемами и кабелями для монтажа избавит от необходимости тратить лишние деньги на приобретение. Хотя, стоит отметить, что даже надежные производители качественных фотоэлектрических элементов не всегда поставляют полный комплект». Антон Васильев, гелиотехник, на протяжении последних нескольких лет занимается сопровождением проектов по организации производства солнечных батарей: «Привлекающие своей мощностью и ценой модули могут быть с нестандартным напряжением. Модуль со стандартным номинальным напряжением 24 В обойдется дороже, чем модуль 20 В. Но для такого оборудования потребуется и более дорогой MPPT контроллер, так что удешевить систему не получится.
КПД солнечных элементов напрямую влияет на занимаемую площадь. И если есть возможность установить батареи на крышу дома, то есть, нет ограничений по размерам, гораздо важнее оценить общий коэффициент полезного действия всей системы». diskmag.ru Солнечные панели опять удешевили выше КПД? партия 2018 превью | Пелинг Инфо солнечные батареиВ данном видео я вам покажу, что я успел сделать и выскажусь по поводу разницы солнечной панели купленной в 2017 году BLD и купленной солнечной панели в первом квартале 2018 года. Сразу скажу, по мне так панели с более высоким КПД и меньшим размером, хуже чем панели с большим размером и с меньшим КПД. Для меня первостепенно важна цена за ватт. Второстепенно я уже смотрю на панели с кратным количеством клеток, которых не должно быть меньше 36/72. И это только мое мнение, которое упирается в мой личный опыт. Я не отдаю предпочтение ни МРРТ контроллерам, ни ПВМ. Я смотрю на будущее, анализирую не на год, а на максимальное время службы.Просто у меня нет возможности, например, через 5 лет менять полностью свою систему. И это только мой опыт, и мои знания, на которые я опираюсь имея огромный опыт. Если у вас нет такого опыта, его нужно нарабатывать и изучать, спрашивать в конце- концов, почему я остановил свой выбор на том или другом оборудовании, почему не рассматриваю определенные компании, и так далее. Просто тот опыт что у меня есть и он порой не очень радужный, при грамотном анализе помогает сделать мне выбор по оборудованию. Что я хочу сказать этим, все просто. Начинающие альтернативщики без опыта или нахватавшись только верхушек знания, выбирают только то что приобретаю я, не задумываясь даже о том почему я это приобретаю. И это в корне не правильно. Охватить все и вся, к сожалению, я не могу.Поэтому я рассказываю со своей колокольни, на которую у меня хватало средств. А ведь именно средства и решают какое оборудование стоит рассматривать. Помимо этого есть определенные задачи, которые у всех разные. Опять таки – это все нужно знать не мне, а вам и делать анализ самим как и выбор оборудования. А при консультациях с продавцами вы уже должны иметь знания и понимать что вам советуют и почему. И в случае когда вам советуют дорогое оборудование, но мало эффективное, или старого образца(например, просто инвертор и еще за огромные деньги, или гель для автономки, рассчитывая его разряд на 100%) вот в таком случае вы должны понимать, что с ними лучше дело не иметь или сказать ,что вас это не устраивает потому- то и потому- то. Вы должны понимать и уже иметь представление о том, что вам нужно. А если не хотите этим заниматься, ищите другого продавца и пусть за вас он делает выбор. Но тогда уж не обижайтесь ни на кого кроме как себя. Мои слова часто коверкают, а кто- то просто не улавливает сути, а ведь я конкретно нигде ничего не советую, я просто рисую вам представление и рассказываю как это работает или как это. Для того чтоб вы сами все могли проанализировать и начать хоть немного в этом разбираться.
Поделиться ссылкой:
Похожееpeling.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Высокая солнечная активность в регионе, однозначно, является одним из главных критериев для успешного использования энергии нашего светила.
«Рынок фотоэлектрической продукции наполнен недорогими китайскими модулями – но это далеко не всегда говорит о низком качестве. Субсидии, введенные китайским правительством для сферы альтернативной энергетики, позволяют производителям снижать цены.
В случае покупки в интернет-магазине можно ознакомиться с отзывами клиентов о стабильности параметров приобретенных элементов.
Также при покупке нужно обращать внимание на качество крепежных элементов.
