Солнечные панели изготовлены из полупроводниковых материалов в качестве сырья и используют фотоэлектрические материалы для поглощения световой энергии и преобразования ее в электричество для генерации токаи напряжения. Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фото-химиком Джакомо Луиджи Чамичаном. 25 апреля 1954 года специалисты компании «Bell Laboratories» заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока.
Первый реально работающий солнечный элемент имел КПД всего 1%. Первые в мире солнечные батареи на базе этих элементов были установлены на крыше одного из зданий в Нью-Йорке в 1884 году. На сегодняшний день, технология шагнуло достаточно вперед, и в закромах лабораторий, есть прототипы с КПД более 50%. А на рынке, можно найти солнечные панели с ячейками которые имеют 27 -32% КПД. Что весьма неплохо, для такого короткого по меру вечности промежутка времени.
Если быть серьезным, то при действительно сильном желании, перейти на возобновляемые источники энергии, и достаточном вливании в эту область средств. Подобный переход, при наличии высокоточного оборудования, был бы достигнут уже давно. Но так как поколение, высокоточного измерительного и производственного оборудования, напрямую влияет на прогресс технологий в области электронных компонентов. К сожалению при любом истечении обстоятельств, время это единственное, что притормаживает это направление.
Проще говоря, нет современного оборудования, по отчистке кремния, или химических составляющих, нанесения и гальваники. Нет и современных полупроводников. Все эти факторы, и даже больше, имеют непосредственную связь. Гдето можно даже выразится, может не правильно и некрасиво. Но солнечные клетки, это своего рода побочка, которую может сделать современная полупроводниковая промышленность.
Как работают солнечные панели?
Солнечные панели работают путем преобразования солнечного света в электричество — процесса, который использует природную энергию Солнца для питания домов, предприятий и многого другого. Конкретный процесс заключается в следующем:
1. Солнечные элементы улавливают солнечный свет
- Солнечные панели состоят из фотоэлектрических (PV) ячеек.
- Эти ячейки состоят из полупроводникового материала (обычно кремния), который поглощает солнечный свет.
- Когда солнечный свет попадает на фотоэлектрический элемент, он отделяет электроны от атомов, создавая электрический ток.
2. Генерация постоянного тока
- Свободно текущие электроны производят постоянный ток (DC).
- В постоянном токе поток заряда однонаправлен.
3. Преобразование в полезный переменный ток (AC).
- Поскольку большинство домов и приборов работают на переменном токе (AC), мощность постоянного тока необходимо преобразовывать.
- Один из них, называемый инвертором, преобразует постоянный ток в переменный, позволяя электричеству питать дом или предприятие.
4. Использование или хранение электроэнергии.
- После преобразования в переменный ток энергия сразу же доступна для питания устройств в вашем доме.
- Избыточную электроэнергию можно хранить в батареях или использовать по счетчику для последующего использования.
5. Постоянное производство солнечной энергии .
- Солнечные панели будут продолжать вырабатывать электроэнергию, пока светит солнце.
- Даже в пасмурные дни солнечные панели все равно могут производить немного энергии, хотя и с пониженной эффективностью.
Этот простой процесс позволяет солнечным панелям обеспечивать чистый возобновляемый источник электроэнергии для широкого спектра применений.
Из чего сделаны солнечные панели?
Солнечные панели в основном состоят из нескольких ключевых компонентов, каждый из которых играет жизненно важную роль в преобразовании солнечного света в электричество. Вот разбивка основных материалов, используемых в солнечных панелях:
1. Фотоэлектрические (PV) элементы
- Материал : Кремний (наиболее распространенный полупроводниковый материал).
- Функция : Фотоэлектрические элементы отвечают за преобразование солнечного света в электричество посредством фотоэлектрического эффекта.
- Монокристаллический кремний : Изготовлен из монокристаллического кремния, обладает высокой эффективностью и долговечностью.
- Поликремний : изготовлен из нескольких кристаллов кремния, немного менее эффективен, но более экономичен.
2.Стекло
- Материал : Закаленное стекло.
- Функция : защищает фотоэлектрические элементы от повреждений окружающей среды, таких как град, мусор и погода. Он спроектирован так, чтобы быть чрезвычайно прочным и прозрачным, позволяя легко проникать солнечному свету.
3. Герметик
- Материал : этиленвинилацетат (ЭВА).
- Функция : это защитный слой, который инкапсулирует фотоэлектрические элементы и удерживает их на месте. Он также обеспечивает изоляцию и защищает батарею от влаги, вибрации и физических нагрузок.
4. Негативы
- Материал : Обычно на полимерной основе.
- Функция : Задний лист обеспечивает структурную поддержку и защиту внутренних компонентов солнечной панели. Он предотвращает попадание воды и других загрязнений внутрь.
5. Рамка
- Материал : Обычно изготавливается из анодированного алюминия.
- Функция : Каркас удерживает солнечные панели вместе и обеспечивает точки крепления. Это также добавляет структурной прочности, чтобы противостоять ветру, снегу и другим погодным условиям.
6. Провода
- Материал : Тонкая полоска металла, обычно серебра или меди.
- Функция : Эти проводники соединяют фотоэлектрические элементы и пропускают электрический ток. Они собирают и передают электрическую энергию, вырабатываемую аккумуляторами.
7.Распределительная коробка
- Материал : Прочный пластиковый или металлический корпус.
- Функция : В распределительной коробке устанавливаются электрические соединения. Он также содержит диоды, предотвращающие обратный ток, когда панель не вырабатывает электричество, например, ночью.
Вместе эти компоненты создают долговечные и эффективные солнечные панели, которые улавливают солнечный свет и преобразуют его в полезную электроэнергию для домов, предприятий и других целей.
Каковы основные солнечные технологии?
Основные солнечные технологии, преобразующие солнечный свет в электричество или тепло, можно разделить на три основных типа:
1. Фотоэлектрическая (PV) солнечная технология.
- Как это работает : Фотоэлектрические солнечные панели напрямую преобразуют солнечный свет в электричество, используя полупроводниковый материал (обычно кремний), обладающий фотоэлектрическим эффектом . Когда свет падает на фотоэлектрический элемент, электроны отбиваются, создавая электрический ток.
- Основные типы :
- Монокристаллический кремний (Mono-Si) : Изготовлен из монокристаллического кремния, он более эффективен и долговечнее. Она широко считается наиболее эффективной и долговечной фотоэлектрической технологией.
- Поликристаллический кремний (Poly-Si) . Этот тип кристаллов кремния состоит из нескольких кристаллов кремния и дешевле, но немного менее эффективен, чем монокристаллический кремний.
- Тонкопленочные солнечные элементы : состоят из слоев полупроводникового материала, которые намного тоньше, чем традиционные кремниевые элементы. Они более гибкие и легкие, но часто менее эффективны.
- Примеры : теллурид кадмия (CdTe), селенид меди, индия, галлия (CIGS), аморфный кремний (a-Si).
2. Технология концентрированной солнечной энергии (CSP).
- Как это работает : в системах CSP используются зеркала или линзы для фокусировки солнечного света на небольшой площади, обычно на приемнике. Концентрированный солнечный свет затем используется для нагрева жидкости, создания пара для привода турбин и выработки электроэнергии. В отличие от фотоэлектрических систем, CSP работает путем преобразования солнечного света в тепловую энергию (тепло), которую затем можно использовать для выработки электроэнергии.
- Основные типы :
- Параболический желоб : изогнутые зеркала фокусируют солнечный свет на трубки, содержащие теплопоглощающую жидкость, производя пар для привода турбин.
- Солнечная башня : зеркала фокусируют солнечный свет на центральную башню, где приемники нагревают жидкость для производства пара и электричества.
- Линейный отражатель Френеля : похож на параболический желоб, но использует плоское зеркало для фокусировки солнечного света на приемнике.
- Система тарелки Стирлинга : параболическое зеркало фокусирует солнечный свет на двигателе Стирлинга, производя механическую энергию, которая приводит в движение генератор.
3. Солнечная тепловая технология
- Как это работает : Солнечные тепловые системы улавливают солнечный свет для производства тепла, которое можно использовать для бытовых и промышленных целей, таких как нагрев воды или отопление помещений.
- Основные типы :
- Солнечные водонагреватели : используйте коллекторы на крыше для поглощения солнечного света и нагрева воды для домашнего использования.
- Солнечные системы отопления помещений : используйте солнечные коллекторы для улавливания тепла и распределения его по зданию через воздушную или водную систему.
- Солнечное охлаждение . Преобразование солнечной энергии в тепловую может привести в действие системы охлаждения, такие как абсорбционные охладители.
новые технологии
- Двусторонние солнечные панели : эти панели улавливают солнечный свет с обеих сторон, тем самым увеличивая выработку энергии.
- Солнечные элементы на основе перовскита : новая и многообещающая фотоэлектрическая технология, в которой используется особая кристаллическая структура, называемая перовскитом, которая более эффективна и долговечна, чем традиционные панели на основе кремния. Потенциал низких производственных затрат.
- Интегрированная в здание фотоэлектрическая система (BIPV) : солнечные материалы интегрируются непосредственно в компоненты здания, такие как окна или крыши, что позволяет зданиям вырабатывать электроэнергию без необходимости использования традиционных солнечных панелей.
Эти технологии предлагают широкий спектр решений для производства чистой возобновляемой энергии, каждая из которых подходит для различных применений, сред и энергетических потребностей.
О солнечных панелях SEL
При выборе солнечных панелей компания SEL предлагает наиболее эффективные варианты на рынке. Их панели известны своей высокой энергоемкостью, долговечностью и превосходными характеристиками в условиях низкой освещенности. Если вы ищете максимальную эффективность или долгосрочную надежность, солнечные панели SEL — надежный выбор для обеспечения вашего дома или бизнеса экологически чистой энергией.