Site Loader

Содержание

Гибкие солнечные панели: характеристики и особенности применения | Solar-News.ru

Привет, друзья!
В канале «Солар-Ньюс» мы разговариваем про солнечную энергетику. Если вам также близка эта тема, подписывайтесь на канал, делитесь записями со своими друзьями и пишите комментарии. Это крепко поможет каналу и идеям возобновляемой энергетики продвинуться в России

Содержание:
  1. Что такое гибкие солнечные панели?
  2. Отличительные характеристики гибких солнечных панелей
  3. Строение и принципы работы гибких панелей
  4. Преимущества гибких солнечных элементов
  5. Недостатки гибких солнечных элементов
  6. Как правильно выбрать солнечную панель?
  7. Особенности применения гибких аморфных панелей

Гибкие солнечные панели представляют собой перспективные устройства, с помощью которых можно обеспечить мобильное или стационарное электроснабжение каких-либо объектов, в том числе и вашего умного дома. Подобные приспособления относятся к возобновляемым источникам энергии, приобретающим особое значение сегодня. Обыкновенные солнечные батареи имеют высокую стоимость и жёсткую конструкцию, что ограничивает область их применения.

Гибкие солнечные панели немного отличаются от традиционных (рамных) — контактная коробка обычно находится на фронтальной стороне

Гибкие солнечные панели немного отличаются от традиционных (рамных) — контактная коробка обычно находится на фронтальной стороне

Что такое гибкие солнечные панели?

Стандартные виды монокристаллических или поликристаллических солнечных панелей состоят из кремниевых пластин. Они обычно имеют толщину до 200 микрометров, что немного толще человеческого волоса. Чтобы сделать «гибкую» солнечную панель, эти кремниевые пластины должны быть нарезаны шириной всего в несколько микрометров. Использование этих ультратонких кремниевых пластин дает солнечным панелям множество уникальных свойств, в том числе гибкость для некоторых моделей.

Гибкие солнечные панели из ультратонких кремниевых элементов существуют уже давно. Совсем недавно исследования в Массачусетском технологическом институте сменились достижениями в области органических солнечных батарей. Вместо использования кремния в качестве основы для солнечных элементов, исследователи нашли способ использовать органические материалы с электродами графена. До сих пор ограничивающим фактором гибкости панели была хрупкость типичных электродов, но из-за прозрачности и гибкости графена этот метод может привести к более тонким, более гибким и более стабильным солнечным панелям в будущем.

Отличительные характеристики гибких солнечных панелей

Гелиомодули гибкой разновидности обладают рядом особенностей, которые делают их популярными среди большого числа людей. Подобные приспособления характеризуются:

  • Тонкой и податливой структурой, которая даёт возможность применять их для установки на нестандартных поверхностях.
  • Повышенным уровнем продуктивности. Благодаря подобному свойству гибкие солнечные панели часто используются на крупных гелиокомплексах.
  • Возможностью использования даже в облачную погоду. Таким образом, можно ощутимо увеличить производительность.
Радиус изгиба современных солнечны панелей может быть достаточно большим. Некоторые даже можно скручивать в рулон

Радиус изгиба современных солнечны панелей может быть достаточно большим. Некоторые даже можно скручивать в рулон

Если ваша крыша не выдерживает большой нагрузки традиционных солнечных панелей из-за конструктивных проблем, легкие гибкие панели, такие как тонкая пленка, могут стать отличным решением, которое не нарушит структурную целостность вашего дома.

Solar-news есть везде:
Яндекс.Дзен | Telegram | Вконтакте | YouTube | Подкасты

Строение и принципы работы гибких панелей

При сборке солнечных панелей объединяются две разновидности полупроводников — полупроводник n-типа, полупроводник p-типа. Каждая панель состоит из множества объединённых между собой фотоэлементов. Специфическая конструкция определяет принцип функционирования, который основан на понятии фотовольтаики. Оно предполагает преобразование фотонной энергии в электрическую. Благодаря этому функционирование солнечных панелей заключается в следующем:

  • Свет попадает на фотоэлемент с одной стороны.
  • Фотоны сталкиваются с атомами проводника, высвобождая лишние электроны.
  • Свободные (отрицательно заряженные) частицы перемещаются в сторону другого слоя  с недостаточным числом частиц.
  • В результате производится ток, заряжающий подсоединенные к солнечным панелям аккумуляторы.

Для создания полупроводников применяют такие материалы, как селен, кремний и т. д. Чаще всего панели имеют напыление из полимеров, проводники из алюминия, что позволяет добиться легкости конструкции.

Преимущества гибких солнечных элементов

Популярность солнечных панелей обусловлена следующими положительными сторонами:

  • Надёжностью. Специализированная конструкция позволяет предохранить изделия от механического разрушения, а также воздействия влаги. Благодаря небольшому весу и большой площади панель остаётся невредимой даже при падении с высоты нескольких метров, более того, большинство конструкций оборудовано защитными чехлами.
  • Легкостью. Она ощутимо облегчает монтаж солнечных батарей, а также их транспортировку и перемещение без использования какой-либо техники.
  • Экологичностью. Для изготовления панелей применяются специализированные материалы, которые не способны нанести вред здоровью человека или окружающей среде.
  • Простотой эксплуатации. Чтобы использовать солнечные батареи, не нужно обладать специальными знаниями, навыками.
  • Поскольку гибкие панели могут иметь удобную форму  их можно легко установить на менее традиционные конструкции, такие как навесы для автомобилей.
  • В финансовом отношении гибкие панели уменьшат стоимость установки вашего солнечного блока. Гибкие / тонкопленочные панели требуют меньших трудозатрат при установке, и они намного более портативны и просты в обращении, чем обычные панели, которые могут быть громоздкими и тяжелыми и требовать мощных систем монтажа на крыше.
Гибкость, тонкость и лёгкость — три основных преимущества гибких солнечных панелей

Гибкость, тонкость и лёгкость — три основных преимущества гибких солнечных панелей

Недостатки гибких солнечных элементов

Помимо перечисленных выше положительных сторон, солнечные батареи имеют и недостатки, в число которых входит:

  • Наиболее распространённым недостатком для тонкоплёночных или гибких солнечных панелей является их более низкая эффективность, чем у классических панелей. Сегодня показатели эффективности для средних монокристаллических или поликристаллических панелей колеблются между 15 и 20 процентами. Тонкопленочные солнечные панели, с другой стороны, обычно предлагают эффективность от 11 до 13 процентов.  Этот показатель  эффективности означает, что вам понадобится больше солнечных панелей для выработки того же количества энергии, что может стать препятствием для некоторых солнечных проектов с ограниченным пространством на крыше для установки.
  • Падение производительности в слишком жаркую погоду. В такой ситуации панель сильно нагревается, что и провоцирует снижение всех рабочих показателей.
  • Непродолжительный срок службы, который редко превышает 3–4 года.

Как правильно выбрать солнечную панель?

Чтобы правильно выбрать солнечные панели, необходимо обращать внимание на климатические условия, в которых предполагается их использовать. Приобретать подобные источники энергии лучше всего для использования в сухой и солнечной местности, так как это положительно будет влиять на производительность и рентабельность.

Ещё необходимо принимать во внимание процентный показатель потребностей в тепле. Отдавать предпочтение стоит тем панелям, которые способны покрыть от 40 до 80%. Если производительность будет ниже, то система солнечных панелей обойдется дорого и не оправдает себя во время использования.

Чтоб не произошло непредвиденного, к выбору солнечных панелей нужно подойти ответственно

Чтоб не произошло непредвиденного, к выбору солнечных панелей нужно подойти ответственно

Прежде чем выбрать гибкую панель запишите для себя короткий чек-лист ответов на вопросы

  1. Сколько энергии (мощности) вам нужно?
  2. Как вы измеряете систему и рассчитываете фактическую мощность, которая вам нужна?
  3. Какой у вас бюджет?
  4. Нужно ли размещать панель в определённом месте?
  5. Это постоянная или временная установка?

Не стоит забывать и про мощностные потребности объекта, который предполагается снабжать энергией посредством солнечных панелей. Если правильно подобрать их с учетом этого фактора, то появится возможность полностью покрыть мощностные затраты при внезапном отключении основного источника электроэнергии.

Особенности применения гибких аморфных панелей

Тем, кто впервые использует подобные панели, необходимо ознакомиться с особенностями их применения. Важным моментом является использование подобных приспособлений в холодное время года. В этот период имеет место короткий день, поэтому электричества, собранного панелями, не хватает для функционирования всех приборов. В такой ситуации остаётся пользоваться аккумуляторами, которые заряжаются в более благоприятные дни.

Рациональнее всего использовать подобные приспособления в южных районах, где солнце светит дольше и чаще. В любом случае устанавливать панели необходимо универсально. Это значит, что монтировать их требуется с южной стороны под углом от 35 до 40 градусов. Подобное расположение позволит обеспечить максимально эффективное функционирование в течение всего дня.

Благодаря своей долговечности и мобильности, гибкие солнечные панели лучше всего подходят для небольших солнечных проектов на поверхностях, таких как  большие лодки, яхты, микроавтобусы для путешествий, где они могут испытывать физический износ, который не может возникнуть на стационарной крыше. Их долговечность в сочетании с уменьшенным весом гибких панелей делают их идеальными для этих небольших мобильных солнечных проектов, которые не требуют большого количества энергии.

Вступайте в наш телеграм-канал — @SolarNews

Другие новости на сайте Solar-News.ru

Для развития канала нам важна ваша поддержка, подписывайтесь на канал и ставьте лайки.

Вероятно, вам также понравятся следующие материалы:

— Российская группа компаний «Хевел» в очередной раз выигрывает тендер на строительство двух СЭС в Казахстане

— Доля солнечной энергии впервые превысит 10% выработки электроэнергии в ФРГ в 2020 г

— Солнечная электростанция вырабатывала электроэнергию 13 суток без перерыва

Трекеры — системы ориентации солнечных батарей

Подробнее о солнечных модулях.

Наиболее распространенный и популярный вид солнечных батарей солнечные батареи из монокристаллического кремния.

Их получают литьем кристаллов кремния высокой чистоты, при котором расплав отвердевает при контакте с затравкой кристалла. В процессе охлаждения кремний постепенно застывает в форме цилиндрической отливки монокристалла диаметром 13 — 20 см, длина которого достигает 200 см. Получаемый таким образом слиток нарезается листочками толщиной 250 — 300 мкм. Такие элементы имеют более высокую эффективность по сравнению с элементами, вырабатываемыми другими способами, КПД достигает 19 %, благодаря особой ориентации атомов монокристалла, которая способствует росту подвижности электронов. Кремний пронизывает сетка из металлических электродов. Традиционно монокристаллические модули вставлены в алюминиевую рамку и закрыты противоударным стеклом. Цвет монокристаллических фото-элементов — темно-синий или черный.

Солнечные батареи надежны, долговечны (срок службы до 50 лет) и просты в установке, так как не содержат движущихся частей. Солнечные батареи можно использовать, где плохо работает обычное энергоснабжение и большое количество солнечных дней. Примеры применения солнечных батарей: на крышах домов для получения электричества, на уличных и садовых фонарях для освещения, подзарядка аккумуляторов, обеспечение электричеством оборудования на судах, раций, насосов, сигнализации и т.д. 

Солнечные панели из монокристаллических фотоэлектрических элементов более эффективны, но и более дороги в пересчете на ватт мощности. Их КПД, как правило, в диапазоне 14-18%. 

Обычно монокристаллические элементы имеют форму многоугольников, которыми трудно заполнить всю площадь панели без остатка. В результате удельная мощность солнечной батареи несколько ниже, чем удельная мощность отдельного ее элемента.

Солнечные батареи из мультикристаллического кремния 
Изготовление мультикристаллического кремния намного легче, чем монокристаллического. Мультикристаллический кремний как материал состоит из случайно собранных разных монокристаллических решеток кремния (срок службы 25 лет, КПД до 15%).

Именно поэтому, мультикристаллические панели обычно предлагают дешевле.

Солнечные батареи из поликристаллического кремния 
Альтернативой монокристаллического кремния является поликристаллический кремний. У него более низкая себестоимость. Кристаллы в нем ещё агрегатные, но имеют различную форму и ориентацию. Этот материал, по сравнению с темными монокристаллами, отличается ярко синим цветом. Совершенствование процесса производства элементов данного типа позволяет сегодня получать компоненты, характеристики которых лишь немного уступают по электрическим показателям монокристаллу. 

С помощью системы солнечных батарей можно: 

  • — освещать и снабжать электричеством жилые дома и дачи, школы, больницы, офисы, хозяйства, тепличные комплексы и др; 
  • — освещать парки, сады, дворы, шоссе и улицы; 
  • — обеспечивать электропитанием телекоммуникационное, медицинское оборудование; 
  • — снабжать энергией нефте- и газопроводы; 
  • — обеспечивать энергоснабжение подачи и опреснения воды; 
  • — производить зарядку мобильных телефонов и ноутбуков 
  •  
Рис.

Рис.3 

Тонкоплёночные батареи

Тонкопленочные технологии позволяют делать более дешевую по себестоимости производства панель. Это обстоятельство делает пленочные панели более привлекательными для строительства крупных «ферм» по выработке электричества из солнечного света, когда «солнечный фермер» ограничен не столько площадью земли, сколько стоимостью установки батареи. Возможна установка не только на крышу, но также на боковые поверхности здания. 

Тонкопленочные панели не требуют прямых солнечных лучей, работают при рассеянном излучении, благодаря чему суммарная вырабатываемая за год мощность больше на 10-15%, чем вырабатывают традиционные кристаллические солнечные панели. Тонкая пленка является намного более рентабельным способом производства энергии и может переиграть монокристаллы в областях с туманным, пасмурным климатом или в тех отраслях промышленности, которым свойственна запыленность воздуха или высокое содержание в нем иных макрочастиц.

 

Тонкоплёночные панели в 95 % случаев используются для «он-грид» систем, генерирующих электроэнергию непосредственно в сеть. Для этих панелей необходимо использовать высоковольтные контроллеры и инверторы, не стыкующиеся с маломощными бытовыми системами.  
Хотя себестоимость тонкопленочных панелей невысокая, они занимают значительно бόльшую площадь (в 2,5 раза), чем моно- и поли-кристаллические панели. Из-за меньшего КПД. Тонкопленочные панели эффективно использовать в системах мощностью 10 кВт и более. Для построения небольших автономных или резервных систем электроснабжения используются монокристаллические и поликристаллические панели.

Солнечные батареи из аморфного кремния

Солнечные батареи из аморфного кремния обладают одним из самых низки КПД. Обычно его значения в пределах 6-8%. Однако среди всех кремниевых технологий фотоэлектрических преобразователей они вырабатывают самую дешевую электроэнергию. 

  
Рис.

4

Солнечные батареи на основе теллуида кадмия  

Солнечные панели из теллурида кадмия (CdTe) создаются на основе пленочной технологии. Полупроводниковый слой наносят тонким слоем в несколько сотен микрометров. Эффективность элементов из теллурида кадмия невелика, КПД около 11%. Однако, в сравнении с кремниевыми панелями, ватт мощности этих батарей обходится на несколько десятков процентов дешевле. 

 
Рис.5.

Солнечные батареи на основе CIGS

Солнечные панели на основе CIGS. CIGS — это полупроводник, состоящий из меди, индия, галлия и селена. Этот тип солнечных батарей тоже выполнен по пленочной технологии, но в сравнении с панелями из теллурида кадмия обладает более высокой эффективностью, его КПД доходит до 15%. 

  
Рис.6

Потенциальные покупатели солнечных батарей часто задают себе вопрос, сможет ли тот или иной тип фотоэлектрических преобразователей обеспечить необходимую мощность всей системы. Здесь надо понимать, что эффективность солнечных батарей напрямую не влияет на количество вырабатываемой установкой энергии. 

Одинаковую мощность всей установки можно получить при помощи любых типов солнечных батарей, однако более эффективные фотоэлектрические преобразователи займут меньше места, для их размещения понадобится меньшая площадь. Например, если для получения одного киловатта электроэнергии потребуется около 8 кв.м. поверхности солнечной батареи на основе монокристаллического кремния, то панели из аморфного кремния займут уже около 20 кв.м. 

Приведенный пример, конечно же, не является абсолютным. На выработку электроэнергии фотоэлектрическими преобразователями влияет не только общая площадь солнечных панелей. Электрические параметры любой солнечной батареи определяются в так называемых стандартных условиях тестирования, а именно при интенсивности солнечного излучения 1000 Вт/кв.м. и рабочей температуре панели 25° C. 

В странах Центральной и Восточной Европы интенсивности солнечного излучения редко достигает номинального значения, поэтому даже в солнечные дни фотоэлектрические панели работают с недогрузкой. Может показаться, что и температура 25° C тоже встречается не так уж и часто. Однако речь о температуре солнечной панели, а не о температуре воздуха.  
В рамках общей тенденции снижения отдаваемой мощности с ростом рабочей температуры, каждый тип солнечных батарей ведет себя по-разному. Так у кремниевых элементов номинальная мощность падает с каждым градусом превышения номинальной температуры на 0,43-0,47%.В то же время элементы из теллурида кадмия теряют всего 0,25%.

Солнечные батареи из поликристаллического кремния

Если вы выбираете солнечные батареи для дома и основным критерием выбора является цена, то идеальным решением для вас будут экономичные и более доступные — поликристаллические солнечные батареи.

Поликристаллические солнечные батареи создают, используя кремний не самой высокой степени очистки, что делает конечный продукт более доступным. В отличии от изделий из моно- кристалла, создание поликристаллического кремния происходит в процессе охлаждения кремниевого расплава.

Этот процесс является менее энергоемким и, соответственно, менее затратным. Постоянное совершенствование процессов производства позволяет повышать электрические показатели этих солнечных модулей, приближая их к характеристикам монокристаллических солнечных батарей.

Внешне солнечные фотоэлектрические модули из поликристаллического кремния отличаются неоднородной структурой поверхности от голубого до светло-синего цвета. Солнечные электростанции на основе модулей из поликристаллического кремния имеют эффективность от 15% и выше.

 

Показано 1 — 8 из 8

Солнечная батарея DELTA BST 340-72 P

Солнечная панель DELTA BST 340-72 P выполнена из 72 поликристаллических ячеек класса Grade A в алюминиевой анодированной раме толщиной 35мм. Габаритные размеры модуля 1956х992мм.
подробнее…

по запросу


Солнечная батарея DELTA SM 280-24 P

Солнечная панель DELTA SM 280-24 P изготовлена из 60 поликристаллических ячеек класса А. Срок службы панели — 25 лет, 10 из которых производитель гарантирует сохранение не менее 90% от заявленной мощности.
подробнее…

по запросу


Солнечные батареи Delta SM 100-12P

Поликристаллические солнечные батареи Delta SM 100-12P изготовлены из высококачественных ячеек типа Grade A и покрыты калёным стеклом, пропускающим максимум света и обеспечивающим стабильную работу панели в суровых погодных условиях. Данная модель солнечной панели часто используется в комплекте для домов, в частности для маломощного их освещения ( с использованием светодиодных источников света).

подробнее…

по запросу


Солнечные батареи Delta SM 15-12P

Самая маломощная модель в линейке солнечных батарей Delta SM 15-12P. Это совсем небольшой солнечный модуль из поликристаллических ячеек Grade A энергии которого достаточно для зарядки мобильных устройств, гаджетов или для обеспечения автономной работы сигнальных ламп индикации на пешеходных переходах.

подробнее…

по запросу


Солнечные батареи Delta SM 170-12P

Солнечные батареи Delta SM 170-12P изготовлены из поликристаллических ячеек самого высокого качества Grade A. Это означает, что срок эксплуатации для данного вида панелей свыше 25 лет, снижение эффективности преобразования энергии за который не превысит 20%. Производитель гарантирует работоспособность солнечной батареи в течении 10 лет.

подробнее…

по запросу


Солнечные батареи Delta SM 200-12P

Если Вам необходима солнечная батарея большой мощности, но с низким рабочим напряжением, то это модель Delta SM 200-12P. Такие солнечные батареи пользуются большим спросом в регионах с высокой солнечной активностью, так как позволяют выбирать более дешевые контроллеры заряда типа ШИМ в комплектах небольших солнечных электростанций.

подробнее…

по запросу


Солнечные батареи Delta SM 30-12P

Солнечная батарея Delta SM 30-12P — это поликристаллический солнечный модуль малой мощности, изготовленный из ячеек Grade A под прозрачным калёным стеклом толщиной 3,2 мм. Каркас модуля выполнен из анодированного алюминия и имеет толщину 25 мм, придающую прочность конструкции и обеспечивающую стабильную работу в экстремальных погодных условиях.

подробнее…

по запросу


Солнечные батареи Delta SM 50-12P

Солнечная батарея Delta SM 50-12P выполнена из высококачественных материалов с использованием ячеек поликристаллического кремния Grade A. Панель подходит для решения задач энергоснабжения маломощных приборов освещения и индикации. Например автономного энергоснабжения приборов освещения и индикации на пешеходных переходах, переездах или в частном домовладении.

подробнее…

по запросу


Общие сведения

Батареи и модули  → Общие сведения


Каталог солнечных элементов и солнечных модулей находится здесь

 

  Солнечная батарея, солнечный модуль, фотоэлектрический модуль всеми этими названиями мы обозначаем основной компонент солнечной энергоустановки. Он дал название системам подобного типа и с него они начинаются. Солнечные модули составляются из солнечных элементов, а солнечные батареи в свою очередь составляются из солнечных модулей. Рассмотрим процесс изготовления солнечного модуля поближе. Все начинается с сортировки фотоэлементов. В одном солнечном модуле фотоэлементы должны иметь максимально близкие параметры, в противном случае один некачественный элемент может испортить всю схему, т.к. через всю цепочку последовательно спаянных элементов ток будет протекать такой как у наихудшего элемента. Солнечные элементы в модуле могут соединяться самыми разнообразными способами: последовательно, параллельно-последовательно или просто параллельно. Количество последовательно спаиваемых элементов диктуется необходимым номинальным напряжением солнечного модуля. Солнечные модули с «номиналом» на 12В состоят из 36 солнечных элементов. Напряжение максимальной мощности 36-ти солнечных элементов даже с учетом потерь при нагреве модуля на солнце обеспечивает заряд 12-ти вольтового аккумулятора. Как известно при нагреве модуля при реальной работе, а не тестировании, напряжение максимальной мощности постепенно уменьшается. Скорость снижения задается специальными коэффициентами каждым производителем. Ориентировочно это 0.002В/°С на каждый фотоэлемент. Отсчет ведется от 25°С. Причем при температурах ниже 25°С напряжение увеличивается и это нужно учитывать при подборе контроллера заряда или сетевого инвертора. Кроме этого коэффициента производители задают температурные коэффициенты для мощности и тока короткого замыкания. Чтобы увеличить мощность модуля необходимо параллельно коммутировать цепочки из последовательных солнечных элементов. К этому приходится прибегать, нужны модули определенной мощности, а коммутация маломощных модулей для достижения необходимой мощности нежелательна. Модули со стандартным напряжением 24В состоят из цепочки 72 последовательно соединенных фотоэлементов. В изделиях для космоса подобный параллельно-последовательный тип сборки модуля из мелких  солнечных элементов применяется целенаправленно для повышения надежности солнечной батареи в целом, т. к. в космосе она подвергается «расстрелу» мелкими и не очень частицами, и повреждение одной из параллельных цепочек не приведет к значительной потере мощности, как если бы была вышла из строя одна цепочка из крупных фотоэлементов. Модули из 60 последовательно скоммутированных солнечных элементов применяются в системах Grid Tie или с «контроллерами технологии МРРТ» Теперь схему из элементов нужно заламинировать. Подобный способ герметизации элементов имеет несколько преимуществ. Во первых элементы надежно фиксируются на защитном стекле. Во вторых из за отсутствия воздушного зазора между покровным стеклом и элементами минимизируются потери на отражение, т.к. коэффициент преломления пленки ЭВА в кристаллизованном состоянии и коэффициент преломления стекла одинаковы — соответственно нет ненужных потерь на отражение при переходе солнечного света из одной среды в другую. Для ламинирования используется этилвинилацетантная(ЭВА) пленка, защитная пленка полиэтилентерефталат(ПЭТ) и закаленное стекло с текстурой.

  •  
  •  
  • 1 — Герметик
  • 2 — Стекло
  • 3 — Герметизирующая пленка ЭВА
  • 4 — Фотоэлементы
  • 5 — Защитная пленка ПЭТ
  • 6 — Алюминиевый каркас

 

   Процесс ламинирования проходит в вакуумном ламинаторе при температуре 140-150°С. Перед этим собирается своеобразный сэндвич из стекла, двух слоев ЭВА между которыми находится электрическая схема из фотоэлементов и один слой защитной пленки ПЭТ. Под воздействие высокой температуры ЭВА расплавляется, приобретает необходимую прозрачность и надежно спекается со стеклом и тыловой ПЭТ. Адгезия ЭВА со стеклом и ПЭТ великолепная. Затем солнечный модуль проходит предварительный контроль, и в случае положительных результатов теста помещается в каркас из алюминиевого анодированного профиля. Этот профиль придает модулю окончательную герметичность при помощи силикона, а также жесткость. Стекло как упоминалось выше текстурированное. Подобный рисунок работает как антиблик и снижает потери на отражение от поверхности модуля под углами падения излучения менее 90°. Качество стекла играет немаловажную роль. Стекло применяемое при производстве солнечных модулей не содержит окислов железа и потому высокопрозрачно. По сравнению с обычным оконным гладким стеклом или стеклом марки М0 коэффициент пропускания больше на 7-10%. Следующий этап это установка с тыльной стороны модуля контактной коробки для электрических выводов модуля. Если модуль мощности более 60Вт, то при сборке схемы делается 1 или 2 отвода — средние точки. Эти средние точки нужны для установки в контактной коробке шунтирующих диодов. Эти диоды уменьшают потери мощности от частичного затенения, а также предотвращают выход модуля из строя. Для наращивания суммарной мощности СЭС модули коммутируются в более крупные массивы, которые называются солнечные батареи. Подобная модульность конструкций позволяет создавать системы неограниченной мощности. Технология сборки модулей, которую мы здесь описали в настоящий момент является наилучшей и гарантирует большой ( 25 лет и более) срок эксплуатации. Надежность солнечных батарей объясняется отсутствием в них подвижных частей и долговечностью. Мы производим стандартные модули в диапазоне мощностей 15-250Вт, а также производим модули «под заказ» в соответствии с техническими требованиями заказчика. Также мы производим расчет и установку систем «под ключ». Тип, размер, мощность и прочие параметры солнечных модулей необходимых для реализации проекта подбираются индивидуально согласно условиям эксплуатации и прочих условий. ВАХ солнечного модуля по форме полностью повторяет ВАХ отдельного фотоэлемента, она представлена на рис.4. Все солнечные модули паспортизируются при условиях идентичных тестированию фотоэлементов- STC: освещенность 1000 Вт/м2, температура — 25°С, спектр АМ1,5.

 

Условные обозначения для электрических параметров следующие:

— Uн — номинальное напряжение, В;
— Uхх — напряжение холостого хода, В;
— Iкз — ток короткого замыкания, А;
— Uр — напряжение максимальной мощности, В;
— Wp — максимальная мощность, Вт;
— Iр — рабочий ток, А;

   На рис. 4 можно видеть все электрические параметры модуля, кроме максимальной мощности. Этот параметр можно получить перемножив Up- напряжение максимальной мощности(иначе рабочее напряжение) и Ip. Часто пользователи задают вопрос почему по их подсчетам мощности меньше паспортной. Их ошибка состоит в том, что рабочий ток солнечного модуля умножать нужно не на номинальное напряжение модуля, а на напряжение максимальной мощности.

   Для получения сертификата модули отправляются в центр сертификации. Специалисты проводят испытания, по их результатам заполняют протоколы испытаний. В ходе этих сертификационных испытаний солнечные модули подвергаются следующим видам суровых испытаний:

— 200 температурных циклов от -50°С до 75°С;
—10 циклов  от 75°С до -40°С при относительной влажности 85%;
— Испытание прочности на удар ледяного шара массой 200 грамм;
— Воздействие ультрафиолетового излучения.
— Воздействие высокой температуры и влажности;
— Проверка механической прочности посредством равномерно распределенной нагрузки до 2000 Пa.

 

   Напряжение на выводах солнечного модуля появляется с первыми лучами солнца. Если это одиночный модуль, то никакой опасности нет. Но большое число последовательно соединенных модулей может генерировать смертельно опасное напряжение. Особенно это относится к солнечным системам подключаемым на вход сетевых инверторов. При эксплуатации и монтаже солнечные модули не стоит перекручивать «пропеллером», изгибать и разбирать. Не нужно концентрировать излучение на поверхности модуля, т.к. это приводит к значительному повышению температуры, что может повредить герметизацию модуля или привести к вскипанию пленки ЭВ от высокой температуры. Старайтесь использовать при монтаже инструмент с изолированными ручками или резиновые перчатки. При параллельном соединении солнечных модулей или их цепочек нужна диодная развязка или применение специального стринг-бокс-устройства для коммутации солнечных модулей параллельно-последовательно. Кроме этого стринг-бокс обеспечивает защиту от переполюсовки, а также молнии и прочих импульсных перенапряжений.

   При производстве модулей нами применяются только высококачественные материалы производства РФ и стран Европы. Мы производим модули в течении 15 лет и имеем в этом деле огромный опыт. Класс защиты солнечных модулей не ниже IP65. Контактная коробка в зависимости от мощности солнечного модуля снабжена двумя или тремя диодами, минимизирующими потери при затенении.

                                                                             В результате солнечные модули работоспособны:

— в температурном диапазоне –50ºС до +75ºС;
— в диапазоне атмосферного давления до 85-107 кПа;
— в диапазоне относительной влажности 0-100%;
— максимальной интенсивности дождя до 5 мм/мин;
— максимальная нагрузка снег+ветер до 2000 Па.

   Выше мы описали процесс сборки солнечных модулей каркасного типа. Помимо них мы еще производим модули бескаркасного типа-серия серия МСБ. Кроме отсутствия каркаса их конструктивное отличие от каркасных модулей в том, что их рабочая поверхность защищается не стеклом, а  прозрачной пленкой ПЭТ. Тыловая поверхность защищена либо подложкой из стеклотекстолита, либо такой же пленкой ПЭТ, но уже не обязательно оптически прозрачной. Такие солнечные модули обычно применяются туристами или для иных целей, где важен вес и габариты изделия. Бескаркасные солнечные модули менее устойчивы к атмосферным воздействиям по сравнению с каркаcными изделиями.
   Ознакомиться с обоими типами солнечных модулей более подробно можно в разделе «Обзор продукции». Прайс лист с краткими техническими характеристиками на стандартные солнечные модули находится в разделе «Каталог продукции». Полные технические характеристики солнечных модулей стандартного ряда можно скачать здесь: «Технические характеристики каркасных солнечных модулей (3. 2Мб)»

 

 

Что означает информация в спецификации солнечной панели

 

Производительные, надежные, качественные – характеристики, с помощью которых привлекают ваше внимание. Но зачастую за такими словами ничего не стоит. Ценную информацию нужно искать в спецификации – документе, который точно, полностью, в поддающейся проверке форме описывает конкретную модель солнечной панели. Так как приведенные там технические характеристики обычному покупателю сложно понять, попытаемся их расшифровать.

 

 

Параметры STC и NOCT – в чем разница?

 

Перед поступлением в продажу солнечные батареи обязательно тестируют. Полученные по итогам сведения заносят в паспорт изделия. Общепринятыми условиями проверки являются STC и NOCT.

 

STC (Standart Test Conditions) – стандартные тестовые условия, отражающие работу солнечной панели в идеале. Достигаются на заводе или в лаборатории при кратковременной вспышке тестера. Освещенность соответствует 1000 Вт/м2, а спектр излучения – массе воздуха 1,5. Скорость ветра равна нулю. Температура воздуха достигает 25°C. Данные параметры имитируют ясный весенний или осенний полдень при условии, что лучи падают на рабочую поверхность солнечного модуля под прямым углом.  

 

NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) – номинальная рабочая температура фотоэлемента при типичных условиях эксплуатации. Измеряется при освещении интенсивностью 800 Вт/м2, температуре воздуха 20°C, скорости ветра 1 м/с. Солнечную панель во время испытаний выставляют под углом 45° с ориентацией на юг.

 

Важно! В реальности условия STC встречаются редко, поэтому технические характеристики по ним, как правило, завышены. Что касается NOCT, то это лишь один из параметров фотомодулей, учитывать который нужно в комплексе с другими.

 

 

Электрические характеристики:

 

  • Номинальная мощность (Nominal Power, P max) – количество электроэнергии в ваттах (от 10 до 360 Вт), выдаваемое солнечной батареей в час при определенных тестовых условиях (STC или NOCT). Заявленное значение тока электрогенерирующее устройство должно вырабатывать при нормальной работе в штатном режиме. Мощность зависит от количества радиации, поступающей на поверхность панели, числа, эффективности и материала фотоэлементов, качества сборки.
  • Напряжение разомкнутой цепи (Open Circuit Voltage, Voc) – количество вольт, вырабатываемых солнечной батареей в режиме холостого хода (без нагрузки). Например: 38,0 V (В). 
  • Ток короткого замыкания (Short Circuit Current, Isc) – значение тока при нулевом напряжении. Например: 8,75 А.
  • Напряжение при номинальной мощности (Voltage at Nominal Power, Vmp) – показания вольтметра при испытаниях фотоэлектрического модуля в условиях STC/NOCT. Например: 30,3 V (В). 
  • Ток при номинальной мощности (Current at Nominal Power, Imp) – показания амперметра при испытаниях солнечной батареи в условиях STC/NOCT. Например: 8,26 А.
  • Эффективность модуля (Module Efficiency) – отношение максимальной мощности солнечной панели к произведению мощности падающего излучения на площадь электрогенерирущего устройства. Показывает, насколько результативно фотомодуль преобразует энергию солнца в постоянный электрический ток. Выражается в процентах. Средние показатели эффективности для солнечных батарей типа поликристалл – 15–18%, монокристалл – 17–20%. Максимальные показатели: поликристалл – 20,5%, монокристалл – 25%.
  • Диапазон рабочих температур (Operating Temperature) – показатель минимальной и максимальной температуры, при которых солнечный модуль функционирует нормально. Превышение указанных норм приводит к снижению производительности, ускоренной деградации, появлению «горячих» точек и микротрещин. Для большинства панелей диапазон рабочих температур составляет -40…+85°C.
  • Максимальное напряжение системы (Maximum System Voltage) – максимально допустимое напряжение постоянного тока для цепей с фотомодулями. Например: 1000 В.
  • Рейтинг огнестойкости (Fire Resistance Rating) – класс пожарной безопасности (А, В, С) электрогенерирующего устройства, определяемый в ходе огневых испытаний по стандартам UL1703 и IEC61730.
  • Максимальный номинальный ток предохранителя (Maximum Series Fuse Rating) – максимальное значение тока, при длительном протекании которого нет перегрева устройства, защищающего фотомодуль от перегрузки и короткого замыкания. Например: 15 А.

 

 

Механические характеристики:

 

  • Тип ячейки (Cell type) – материал изготовления и размер фотоэлемента (ячейки). Элементы, из которых состоят панели, могут быть поликристаллическими и монокристаллическими. Размер, как правило, – 156х156 мм.
  • Число ячеек (Number of cells) – количество фотоэлементов в панели. У большинства кристаллических кремниевых моделей ячеек либо 60, либо 72. Но есть и нестандартные солнечные модули, например, серия Panasonic HIT.
  • Габаритные размеры модуля (Module dimensions) – высота, ширина, толщина фотоэлектрической панели в миллиметрах и дюймах.
  • Weight – вес солнечной батареи в килограммах и фунтах.
  • Лицевое покрытие (Front cover). Стандарт – закаленное стекло толщиной 3,2 мм с низким содержанием железа и антикоррозийным покрытием.
  • Рама (Frame). Стандарт – рама из анодированного алюминиевого сплава. Может быть серебристой или черной.
  • Распределительная или клеммная коробка (Junction box) – пластиковая коробка с крышкой, по торцам которой есть отверстия для ввода провода. Находится с тыльной стороны солнечной панели. В характеристиках указывают количество диодов и степень защиты, например, IP 67.
  • Кабель (Cable) – диаметр сечения и длина провода солнечного модуля.
  • Коннектор (Connector) – тип устройства для подключения панели. Стандарт – МС4.

 

Важно! Степень защиты IP (International Protection) – международно-принятые двузначные коды, где первая цифра означает защиту от посторонних предметов, а вторая цифра – защиту от проникновения воды. «6» в начале кода получают пыленепроницаемые устройства. Если вторая цифра «5», устройство защищено от водяных струй с любого направления, «6» – от морских волн, «7» – выдерживает кратковременное погружение в воду на глубину до метра.

 

 

Температурные характеристики:

 

  • Temperature Coefficients of P max – температурный коэффициент мощности.
  • Temperature Coefficients of Voc – температурный коэффициент напряжения холостого хода.
  • Temperature Coefficients of Isc – температурный коэффициент тока короткого замыкания.

 

Все три величины измеряются в %/°C. Для оценки качества солнечной панели интерес представляет температурный коэффициент P max. Он показывает, насколько процентов снижается выход мощности устройства за каждый градус выше 25°C. В среднем тепловой коэффициент составляет -0,45%/°C….-0,5%/°C. Показатели ниже считаются преимуществом: такие солнечные батареи сохраняют высокую производительность даже в сильную жару.

 

Таким образом, в технических характеристиках фотоэлектрических модулей приводят электрические, механические и температурные свойства модели. Данные получают на основе испытаний STC и NOCT.

Характеристики, эффективность и работа солнечной панели

Солнечные батареи сегодня применяют для обеспечения энергией самой разнообразной техники: от мобильных устройств до электромобилей. Как же они устроены, какие бывают виды, и на что способны новейшие солнечные батареи, мы расскажем в этой статье.

Когда появились солнечные панели?

Солнечные батареи можно назвать второй попыткой человечества обуздать безграничную энергию Солнца. Самыми первыми были разработаны солнечные коллекторы, то есть солнечные термальные электростанции. В них электричество вырабатывалось от нагретой до температуры кипения воды, под сконцентрированными солнечными лучами.
Сегодня солнечные батареи, технология изготовления которых подразумевает создание цепи фотоэлементов, преобразует солнечную энергию непосредственно в электрический ток. Путь преобразования энергии солнца в электрический ток называют — фотоэлектрический эффект.
Это явлении впервые заметил французский физик Александр Эдмон Беккерель в середине XIX века. Однако, первый действующий фотоэлемент был создан почти через 50 лет русским ученым Александром Столетовым. В начале 20го столетия Альберт Эйнштейн опубликовал количественное описание фотоэлектрического эффекта.

Как работают солнечные панели?

Полупроводником принято называть материал, в атомах которого присутствуют лишние электроны (n-тип), или же их меньше положенного (p-тип). Таким образом, в составе полупроводникового типа фотоэлемента имеется два слоя с разной проводимостью. Катодом выступает n-слой, а анодом – p-слой.
Началась история фотоэлектрических материалов с селена. В конце 19го и начале 20го веков из него делали фотоэлементы. Однако, наблюдая очень низкий КПД (менее 1%), ученые начали искать замену селену.
Массово создавать солнечные батареи начало телекоммуникационное предприятие Bell Telephone, разработавшее фотоэлемент на базе кремния. Он и сегодня является наиболее востребованным материалом для создания солнечных батарей. Стоит отметить, что процесс очистки кремния достаточно дорогой, поэтому разработчики ищут альтернативу, например, соединения меди, индия, галлия или кадмия.
Конечно, мощности отдельно взятого фотоэлемента недостаточно для обеспечения питания мощных электроприборов. Чтобы справиться с этой проблемой, их необходимо объединить в электрическую цепь, то есть, создать солнечную батарею, иными словами солнечную панель.
На каркасе солнечной батареи фотоэлементы закреплены так, чтобы не возникало проблем с ремонтом в случае поломки одного из них. Чтобы защитить конструкцию от действия внешних факторов ее закрывают прочным пластиком или закаленным стеклом.

Эффективность солнечных панелей

Главная характеристика эффективной работы солнечной панели — коэффициент преобразования солнечного света в электроэнергию называют. Он определяется в стандартных условиях тестирования фотомодуля STC:

  • температура окружающей среды 250 С
  • 1000 Вт/м2 светового потока спектра AM 1.5G.

Распространенные поликристаллические солнечные панели КПД демонстрируют 16% — 17,5%. Монокристаллических солнечные батареи отличаются более высоким коэффициентом 17% — 19%. К примеру, для поликристаллического модуля, имеющего размер 1650 мм х 991 мм и КПД 15,9%, мощность достигает 260 Вт, а при КПД 17,1% уровень мощности возрастет до 280 Вт, при аналогичном размере модуля.
Не только технические характеристики солнечных панелей нужно учитывать при их покупке. На эффективность работы солнечной панели оказывают влияние эксплуатационные и проектные решения. Общая производительность солнечной станции зависит от:

  • географического положения
  • ориентации и угла наклона солнечной батареи
  • вида установки и температурных характеристик
  • затененности.

Длительный период эксплуатации зависит от качества проектных и монтажных работ, которые проводит фирма инсталлятор. К примеру, очень важно учитывать температурные режимы функционирования солнечной установки. С повышением температуры, снижается уровень производительности выработки электроэнергии солнечной панели в летний период. По этой причине для систем, которые установлены на скатной крыше, нужно оставлять зазор между панелью и кровлей, чтобы гарантировать дополнительную вентиляцию. Таким образом, уменьшается температура ячеек фотомодуля и минимизируется вероятность преждевременной деградации солнечной панели.
Кроме этого, высокая температура нередко становится причиной деструкции герметизирующих материалов, что обязательно отразится на качестве работы системы и эффективности работы в целом. Разгерметизация происходит и в панелях с некачественной сборкой, если использовались дешевые материалы, а также при неблагоприятных условиях окружающей среды, к примеру, в результате града, частых дождей, резких перепадов температурного режима.

Разновидности

Работа солнечной панели зависит от вида конструкции. Делятся солнечные батареи по мощности вырабатываемого электричества, зависящей от площади панели и ее конструкции. Показатель мощности потока солнечных лучей в районе экватора составляет 1 кВт, а вот на территории нашей страны при облачной погоде он опускается ниже 100 Вт.
Самым распространенным и востребованным видом солнечных батарей давно признаны батареи из монокристаллического кремния. Их создают при помощи литья кристаллов кремния высокой чистоты, в процессе которого расплав переходит в твердую фазу вследствие контакта с затравкой кристалла. На этапе охлаждения кремний медленно твердеет, принимая форму цилиндрической отливки монокристалла, диаметр которого составляет 13 — 20 см, а длина 200 см. Далее полученный слиток нарезают листочками толщиной 250 — 300 мкм. Данная конструкция характеризуется более высокой эффективностью в сравнении с другими типами — КПД составляет 19 %,. Такой высокий уровень достигается вследствие особой ориентации атомов монокристалла, способствующей ускорению электронов. Через кремний проходит сетка из металлических электродов. Стандартная конструкция предусматривает наличие алюминиевой рамки и противоударное стекло. Такие фотоэлементы изготавливают темно-синего или черного цвета.
Создание мультикристаллического кремния более легкое, чем монокристаллического. Такой кремний как материал представляет собой случайно собранные разные монокристаллические решетки кремния (период службы 25 лет, КПД до 15%). Такие панели зачастую имеют более низкую цену.
Отличная альтернатива монокристаллическому кремнию — поликристаллический кремний. Он отличается более низкой себестоимостью. Состояние кристаллов — агрегатные, однако они имеют разную форму и ориентацию. От монокристаллических панелей они отличаются ярко синим оттенком. Модернизация системы производства элементов такого вида дает возможность получить компоненты, характеристики которых незначительно уступают по электрическим показателям монокристаллу.
Благодаря разработке тонкопленочной технологии появилась возможность создавать более бюджетные панели. Таким образом, пленочные панели стали востребованными в строительстве крупных «ферм» по выработке электричества из солнечного света. Их можно монтировать не только на крышах, но и на боковых поверхностях зданий.
Тонкопленочным панелям не нужны прямые солнечные лучи. Они способны вырабатывать электроэнергию и при рассеянном излучении, вследствие чего общая годовая мощность выше на 10-15%, в сравнении с обычными кристаллическими солнечными панелями. Такой тип панелей часто применяется для «он-грид» систем, которые генерируют электроэнергию прямо в сеть. Для таких конструкций нужно применять высоковольтные контроллеры и инверторы, которые не стыкуются с маломощными бытовыми системами. Из недостатков таких панелей стоит выделить большую площадь, которые они занимают. Она примерно в 2,5 раза больше, чем в случае с моно- или поли-кристаллическими панелями.
Солнечные батареи из аморфного кремния характеризуются одним из наиболее низких КПД. Он составляет от 6 до 8%. В тоже время из числа всех кремниевых технологий фотоэлектрических преобразователей они производят наиболее дешевую электроэнергию.
Солнечные панели из теллурида кадмия (CdTe) производятся на базе пленочной технологии. Полупроводниковый слой имеет толщину несколько сотен микрометров. Показатель эффективности не очень высок — КПД примерно 11%. Но, если сравнить их с кремниевыми панелями, то ватт мощности подобных конструкций получается на несколько десятков процентов ниже по цене.
Самый низкий коэффициент фотоэлектрического преобразования наблюдается у аморфных, фотохимических и органических фотоэлементов. Причем, для первых двух видов он составляет около 10%, а у последнего – только 5%. Таким образом, при мощности солнечного потока в 500 Вт солнечная панель, площадь которой составляет один квадратный метр, будет давать 50 и 25 Вт электрической энергии.
Более высокий коэффициент фотоэлектрического преобразования наблюдается у солнечных батарей, созданных из кремниевых полупроводников — 18%. При наиболее подходящих погодных условиях уровень мощности метровой солнечной панели достигает 125 Вт.
Еще более высоким коэффициентом обладают солнечные батареи из арсенида галлия. При помощи такого вещества, ученые смогли создать многослойные фотоэлементы с КФП, который превышает 30% (до 150 Вт электричества с квадратного метра).

Использование солнечных панелей

Сегодня солнечные панели используются в таких направлениях:

  • реализация электроэнергии в сеть по зеленой ставке. Организация сетевой станции – наиболее легкий и доступный вариант применения энергии солнца. Чтобы такая станция функционировала вам не нужно приобретать дорогие аккумуляторы, или сложные устройства управления. Необходимо просто осуществить монтаж фотомодулей, подключить их к сетевому инвертору, а инвертор включить в сеть через аппарат учета электрической энергии. Отметим, что такой вариант очень быстро окупится вследствие высокой ставки зеленого тарифа
  • частичное замещение сетевой электроэнергии. Чтобы снизить счета на оплату электроэнергии стоит устанавливать станции на объектах, где энергия потребляется главным образом в дневные часы, к примеру, на крышах офисов, магазинов. Таким образом, в летний период вы сможете полностью заместить энергопотребление, а в зимнее время уменьшить счета за электроэнергию примерно наполовину
  • электроснабжение отдаленных объектов. Автономная солнечная станция является идеальным решением в том случае, когда присутствуют проблемы с подключением потребителя к общей электросети. В таких станциях присутствуют аккумуляторы и контроллеры заряда. Для объектов, которым энергия необходима круглый год, потребуется наличие дублирующих источников, например, бензинового генератора, или ветрогенератора
  • освещение и видеонаблюдение. Многие компании, работающие в этом направлении, предлагают решения для уличного освещения и систем видеонаблюдения. При наличии такой системы вам не придется прокладывать длинные кабельные линии и подключать объект к сети
  • электротранспорт. Существуют разработки, специально созданные для работы электротранспорта.

Солнечная панель 150 Вт, 12 В CHN150-36P Поликристаллическая

Солнечная батарея (панель) представляет собой несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. В отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя, солнечная батарея производит непосредственно электричество.

Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли, составляет около 1366 ватт на квадратный метр. В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может[5] быть менее 100 Вт/м². С помощью наиболее распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл.

Особенности строения фотоэлементов вызывают снижение производительности панелей с ростом температуры. Частичное затемнение панели вызывает падение выходного напряжения за счёт потерь в неосвещённом элементе, который начинает выступать в роли паразитной нагрузки. От данного недостатка можно избавиться путём установки байпаса на каждый фотоэлемент панели. Из рабочей характеристики фотоэлектрической панели видно, что для достижения наибольшей эффективности требуется правильный подбор сопротивления нагрузки. Для этого фотоэлектрические панели не подключают напрямую к нагрузке, а используют контроллер управления фотоэлектрическими системами, обеспечивающий оптимальный режим работы панелей.

При помощи этой батареи и контроллера заряда, подходящего по напряжению и току, можно заряжать аккумуляторы емкостью от 50 до 200 А*ч и напряжением 12 В. Оптимальной емкостью аккумулятора для данной батареи является 90 А*ч. При необходимости использования с АГМ или гелевыми аккумуляторами напряжением 24 В, нужно купить 2 солнечные батареи и соединить их последовательно.

 

Основные
Производитель   Chinaland Solar Energy
Страна производитель Китай
Напряжение   12.0 (В)
Мощность   150.0 (Вт)
Габаритные размеры
Вес 12.0 (кг)
Дополнительные характеристики
Тип элементов кремниевые поликристаллические солнечные элементы Grade A++ 156×156 мм.
Эффективность элементов (КПД): 17.15%
Напряжение разомкнутой цепи (Voc), В: 22,6
Ток короткого замыкания (lsc), А: 8,7
Напряжение в точке максимальной мощности (Vmp), В: 18,3
Тип кабеля: без кабеля
Размер солнечного модуля, мм. : 1480 x 670 x 40
Вес, кг: 12


Наши специалисты установят готовые комплекты оборудования электроснабжения на солнечных батареях для решения конкретных задач (солнечная электростанция для автомобиля, резервное и автономное питание для дачи, автономное электроснабжение для дома, инверторные системы бесперебойного энергоснабжения для коттеджа, источник питания 12 Вольт для освещения и т.п.). Специалисты выезжают в г. Уральск, г. Атырау, г. Актау. Также устанавливаем солнечные водонагреватели, коллекторы с вакуумными трубками и сплит-системы (готовые комплекты ГВС), предлагаемые Вашему вниманию, изготавливаются на заводе в Китае (по OEM соглашению). Оборудование разработано с учетом климатических условий Казахстана и обеспечивает высокую эффективность даже при работе в отсутствии прямого солнечного света.

Полное руководство по типам солнечных панелей

Стремление к использованию возобновляемых источников энергии привело к резкому увеличению использования солнечной энергии. Только за последнее десятилетие солнечная промышленность выросла почти на 50% благодаря федеральной поддержке, такой как Налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию, и высокому коммерческому и промышленному спросу на экологически чистую энергию.

Поскольку сектор солнечной энергетики продолжает расти, стоит изучить основу солнечной промышленности: солнечные панели.

В этом руководстве показаны различные типы солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, их сильные и слабые стороны, а также то, какие из них лучше всего подходят для конкретных случаев использования.

 

Что такое солнечная панель?

Солнечные панели используются для сбора солнечной энергии солнца и преобразования ее в электричество.

Типичная солнечная панель состоит из отдельных солнечных элементов, каждый из которых состоит из слоев кремния, бора и фосфора. Слой бора обеспечивает положительный заряд, слой фосфора обеспечивает отрицательный заряд, а кремниевая пластина действует как полупроводник.

Когда солнечные фотоны ударяются о поверхность панели, они выбивают электроны из кремниевого «бутерброда» в электрическое поле, создаваемое солнечными элементами.Это приводит к направленному току, который затем превращается в полезную мощность.

Весь процесс называется фотоэлектрическим эффектом, поэтому солнечные панели также известны как фотоэлектрические панели или фотоэлектрические панели. Типичная солнечная панель содержит 60, 72 или 90 отдельных солнечных элементов.

 

Четыре основных типа солнечных панелей

Сегодня на рынке доступны 4 основных типа солнечных панелей: монокристаллические, поликристаллические, PERC и тонкопленочные панели.

Монокристаллические солнечные панели

Также известные как монокристаллические панели, они сделаны из одного кристалла чистого кремния, который разрезается на несколько пластин. Поскольку они сделаны из чистого кремния, их легко узнать по темно-черному цвету. Использование чистого кремния также делает монокристаллические панели наиболее компактными и долговечными среди всех трех типов солнечных панелей.

Однако за это приходится платить — на производство одной монокристаллической ячейки тратится много кремния, иногда превышающее 50%.Это приводит к здоровенный ценник.

Поликристаллические солнечные панели

Как следует из названия, они состоят из разных кристаллов кремния, а не из одного. Фрагменты кремния расплавляют и заливают в квадратную форму. Это делает поликристаллические элементы гораздо более доступными, так как почти нет отходов, и придает им характерную квадратную форму.

Однако это также делает их менее эффективными с точки зрения преобразования энергии и занимаемой площади, поскольку их чистота кремния и конструкция ниже, чем у монокристаллических панелей.Они также имеют более низкую термостойкость, что означает, что они менее эффективны в высокотемпературных средах.

Пассивированные панели излучателя и задней ячейки (PERC)

Солнечные панели

PERC являются усовершенствованием традиционных монокристаллических элементов. Эта относительно новая технология добавляет пассивирующий слой на заднюю поверхность ячейки, что повышает эффективность несколькими способами:

  • Он отражает свет обратно в клетку, увеличивая количество поглощаемой солнечной радиации.
  • Уменьшает естественную склонность электронов к рекомбинации и подавляет поток электронов в системе.
  • Позволяет отражать свет с большей длиной волны. Световые волны с длиной волны более 1180 нм не могут поглощаться кремниевыми пластинами и просто проходят сквозь них, поэтому в конечном итоге они нагревают металлический задний лист ячейки и снижают ее эффективность. Пассивирующий слой отражает эти более высокие длины волн и не дает им нагревать задний лист.

Панели

PERC обеспечивают больший сбор солнечной энергии при меньшей занимаемой площади, что делает их идеальными для ограниченного пространства.Их производство лишь немного дороже, чем традиционные панели, из-за необходимых дополнительных материалов, но их можно производить на том же оборудовании, и в конечном итоге средняя стоимость на ватт может быть ниже из-за их эффективности.

Чтобы лучше понять преимущества панелей PERC, ознакомьтесь с нашим блогом «5 важных преимуществ солнечных панелей PERC, которые вам нужно знать».

Тонкопленочные солнечные панели

Тонкопленочные панели характеризуются очень тонкими слоями, достаточно тонкими, чтобы быть гибкими.Каждая панель не требует подложки для рамы, что делает их легче и проще в установке. В отличие от панелей из кристаллического кремния, которые имеют стандартные размеры на 60, 72 и 96 ячеек, тонкопленочные панели могут иметь разные размеры в соответствии с конкретными потребностями. Однако они менее эффективны, чем типичные кремниевые солнечные панели.

 

Варианты тонкопленочных солнечных панелей

В отличие от кристаллических панелей, в которых используется кремний, тонкопленочные солнечные панели изготавливаются из других материалов.Это:

  • Теллурид кадмия (CdTe)
  • Аморфный кремний (a-Si)
  • Селенид меди, индия, галлия (CIGS) 

Теллурид кадмия (CdTe)

CdTe имеет то же преимущество низкой стоимости, что и поликристаллические элементы, при этом обладая самым низким углеродным следом, потребностью в воде и временем окупаемости энергии среди всех типов солнечных панелей. Однако токсичность кадмия делает переработку более дорогой, чем другие материалы.

Аморфный кремний (a-Si)

Панели из аморфного кремния (A-Si) получили свое название из-за своей бесформенной природы.В отличие от моно- и поликристаллических солнечных элементов кремний не структурирован на молекулярном уровне.

В среднем, элемент a-Si требует лишь части кремния, необходимого для производства типичных кремниевых элементов. Это позволяет им иметь самые низкие производственные затраты за счет эффективности. Вот почему панели a-Si подходят для приложений, требующих очень мало энергии, таких как карманные калькуляторы.

Селенид меди, индия, галлия (CIGS) 

В панелях

CIGS используется тонкий слой меди, индия, галлия и селена, нанесенный на стеклянную или пластиковую подложку.Комбинация этих элементов приводит к самой высокой эффективности среди тонкопанельных типов, хотя и не такой эффективной, как панели из кристаллического кремния.

 

Типы солнечных панелей по эффективности

Среди всех типов панелей кристаллические солнечные панели имеют самый высокий КПД.

  • Монокристаллические панели имеют КПД более 20%.
  • Панели
  • PERC повышают эффективность на 5 % благодаря пассивирующему слою.
  • Поликристаллические панели колеблются где-то между 15-17%.

Напротив, тонкопленочные панели обычно на 2-3% менее эффективны, чем кристаллический кремний. В среднем:

  • Панели CIGS имеют КПД в диапазоне 13-15%.
  • CdTe колеблется в пределах 9-11%.
  • a-Si имеют самый низкий КПД на уровне 6-8%.
Тип панели Эффективность
ПЕРК Самый высокий (на 5 % больше, чем монокристаллический)
Монокристаллический 20% и выше
Поликристаллический 15-17%
Селенид меди, индия, галлия (CIGS) 13-15%
Теллурид кадмия (CdTe) 9-11%
Аморфный кремний (a-Si) 6-8%

 

Типы солнечных панелей по мощности Монокристаллические элементы

имеют самую высокую мощность благодаря своей монокристаллической конструкции, которая обеспечивает более высокую выходную мощность в меньшем корпусе. Большинство монокристаллических панелей могут генерировать мощность до 300 Вт.

Последние достижения в области солнечных технологий позволили поликристаллическим панелям сократить разрыв. Стандартная поликристаллическая панель с 60 ячейками теперь способна производить от 240 до 300 Вт. Тем не менее, монокристаллические панели по-прежнему превосходят поликристаллические по мощности на ячейку.

Поскольку тонкопленочные панели не имеют одинаковых размеров, не существует стандартной меры мощности, и мощность одной тонкопленочной панели будет отличаться от другой в зависимости от ее физического размера.В целом, при одинаковых физических размерах обычные кристаллические панели выдают больше энергии, чем тонкопленочные панели того же размера.

 

Типы солнечных панелей по стоимости

Монокристаллические панели (или модули, как их технически называют) имеют высокую цену из-за энергоемкого и неэффективного производственного процесса, при котором выход каждого кристалла кремния составляет всего 50%.

Поликристаллические модули дешевле, потому что в них используются фрагменты кристаллов, оставшиеся от монокристаллического производства, что приводит к упрощению производственного процесса и снижению производственных затрат.

Среди тонкопленочных солнечных панелей самыми дорогими являются CIGS, за которыми следуют CdTe и аморфный кремний. Помимо более низкой стоимости приобретения, тонкопленочные модули проще в установке благодаря их меньшему весу и гибкости, что снижает стоимость рабочей силы.

В то время как общая стоимость систем для жилых помещений за последнее десятилетие снизилась более чем на 65 %, фактические затраты на систему фактически выросли с 58 % от общей стоимости системы в 2014 г. до 65 % в 2020 г.

Для получения дополнительной информации о мягких затратах ознакомьтесь с нашей статьей о мягких затратах в солнечной отрасли и о том, что делается для их сокращения.

Тип панели (модуль) Средняя стоимость за ватт
ПЕРК 0,32–0,65 $
Монокристаллический $1 – $1,50
Поликристаллический 0,70–1 долл. США
Селенид меди, индия, галлия (CIGS) 0,60–0,70 $
Теллурид кадмия (CdTe) $0.50 – 0,60 долл. США
Аморфный кремний (a-Si) 0,43–0,50 $

Обратите внимание, что эти цифры не включают стоимость установки и работы. С учетом труда и других накладных расходов общая сумма может возрасти до 2,50-3,50 долларов за ватт.

 

Другие факторы, которые следует учитывать

Температура

Температура солнечной панели может повлиять на ее способность генерировать энергию. Эта потеря выходной мощности отражается через температурный коэффициент, который является мерой снижения выходной мощности панели на каждый 1°C повышения температуры выше 25°C (77°F).

Монокристаллические и поликристаллические панели имеют температурный коэффициент от -0,3%/°C до -0,5%/°C, тогда как тонкопленочные панели ближе к -0,2%/°C. Это означает, что тонкопленочные панели могут быть хорошим вариантом для более жарких условий или мест, где в течение года больше солнечного света.

Огнестойкость

Обновленные Международные строительные нормы и правила от 2012 года требуют, чтобы солнечные панели соответствовали огнестойкости крыши, на которой они установлены. Это делается для того, чтобы модули не ускоряли распространение пламени в случае пожара.(Калифорния делает еще один шаг вперед, требуя, чтобы вся фотоэлектрическая система, включая систему стеллажей, имела одинаковую огнестойкость).

Таким образом, солнечные панели теперь имеют тот же рейтинг классификации, что и крыши:

.
Класс А
  • эффективен при испытаниях на сильное возгорание
  • Распространение пламени не должно превышать 6 футов
  • требуется для территорий, граничащих с дикой природой и городом, или районов с высокой степенью пожароопасности и риска лесных пожаров
Класс В
  • эффективен при умеренном воздействии огня
  • Распространение пламени не должно превышать 8 футов
Класс С
  • эффективен против воздействия светового огня
  • Распространение пламени не должно превышать 13 футов

 

Рейтинг града

Солнечные панели

также тестируются на воздействие града.

Стандарты

UL 1703 и UL 61703 касаются града путем сбрасывания 2-дюймовых твердых стальных сфер на солнечные панели с высоты 51 дюйм и стрельбы 1-дюймовыми ледяными шарами по фотоэлектрическим панелям из пневматической пушки для имитации ударов града.

Из-за своей более толстой конструкции кристаллические панели могут выдерживать удары градом на скорости до 50 миль в час, в то время как тонкопленочные солнечные панели имеют более низкий рейтинг из-за их тонкой и гибкой природы.

Рейтинг урагана

Хотя официальной классификации ураганов по солнечной энергии не существует, Министерство энергетики недавно расширило свои рекомендуемые технические требования к конструкции солнечных панелей для защиты от неблагоприятных погодных условий.

Новые рекомендации включают: 

  • Модули с самым высоким рейтингом ASTM E1830-15 по снеговой и ветровой нагрузке как спереди, так и сзади.
  • Крепежные детали с надежной блокировкой в ​​соответствии со стандартом DIN 65151
  • Использование сквозных болтовых модулей с замковыми креплениями вместо зажимных креплений
  • Использование трехрамных рельсовых систем для повышения жесткости и защиты от скручивания
  • Трубчатые рамы над открытыми С-образными швеллерами
  • Ограждение по периметру фотоэлектрических систем для замедления ветра

Светоиндуцированная деградация (LID)

LID — это потеря производительности, обычно наблюдаемая в кристаллических панелях в течение первых нескольких часов пребывания на солнце. Это происходит, когда солнечный свет вступает в реакцию со следами кислорода, оставшимися после производственного процесса, что влияет на структуру решетки кремния.

Потери LID напрямую связаны с качеством изготовления и могут составлять от 1 до 3%.

 

Резюме: Сравнение типов солнечных панелей
ПЕРК Монокристаллический Поликристаллический Тонкопленочный
Первоначальная стоимость Самый высокий Высокий Средний От высшего к низшему:

СИГС

CdTe

а-Си

Эффективность Самый высокий (на 5 % больше, чем монокристаллический) 20% и выше 15-17% CIGS: 13-15%

CdTe: 9-11%

a-Si: 6-8%

Внешний вид Черный с закругленными краями Черный с закругленными краями Синий с квадратными краями В зависимости от тонкопленочного варианта
Преимущества Требуется минимум места

Самый эффективный

Максимальная мощность

Менее дорогая альтернатива панелям PERC без пассивирующего слоя Средний вариант по стоимости, эффективности и мощности Самая низкая стоимость Проще установить
Недостатки Самый дорогой изначально

Некоторые более ранние панели подвергались деградации под воздействием света и повышенной температуры

Высокая начальная стоимость

Низкий выход в производственном процессе

Низкая термостойкость, не подходит для жарких сред Срок службы короче, чем у кристаллических панелей, требуется больше места

Наименее эффективный

 

Итак, какой тип солнечной панели вам следует использовать?

Так как у кристаллических и тонкопленочных панелей есть свои плюсы и минусы, выбор солнечной панели в конечном итоге сводится к вашим конкретным свойствам и параметрам состояния .

Ограниченное пространство

Те, кто живет в густонаселенных районах с ограниченным пространством, должны выбрать высокоэффективные монокристаллические модули, чтобы максимально использовать физическое пространство и максимизировать экономию на коммунальных услугах. Если позволяет бюджет, переход на панели PERC может еще больше снизить затраты на производство энергии в долгосрочной перспективе.

Крупные объекты

Те, у кого есть достаточно большая недвижимость, могут сэкономить на первоначальных затратах, используя поликристаллические солнечные панели, где большая площадь панели может компенсировать более низкую эффективность панели.Тем не менее, большая занимаемая площадь также может означать дополнительные затраты на рабочую силу, поэтому приобретение большего количества менее дорогих панелей не обязательно обходится дешевле. Хотя первоначальные затраты могут быть низкими, в конечном итоге они могут быть компенсированы снижением эффективности и более высокими операционными расходами в долгосрочной перспективе.

Что касается тонкопленочных солнечных панелей, то они лучше всего подходят для мест, где невозможна тяжелая и трудоемкая установка кристаллического кремния. Такие места могут включать коммерческие здания с ограниченным пространством или тонкими крышами; компактные пространства, такие как транспортные средства для отдыха и плавсредства; и области, которые требуют гибкой установки вместо жестких панелей.

Имейте в виду, что солнечные панели рассчитаны на долгосрочную установку, которая может достигать 25 лет. Поэтому, какой бы тип вы ни выбрали, обязательно сделайте домашнее задание, чтобы убедиться, что это лучший вариант для ваших нужд.

Чтобы узнать больше об основах солнечной энергетики, подпишитесь на наш блог.

 

 

Фотогальваническая панель – обзор

21.2.2 Математическая модель фотоэлектрической панели

Типичные коммерческие фотоэлектрические панели состоят из 60, 72 или 96 (в последнее время) последовательно соединенных ячеек. Электрические характеристики фотоэлектрической панели представлены на рис. 21.3. Можно сделать следующие выводы:

Рисунок 21.3. Электрические характеристики фотоэлектрической панели: (A) общие кривые I V и P V ; (Б) влияние солнечной радиации на кривые P V ; и (C) влияние температуры ячейки на кривые P V ; и (D) модель с одним диодом.

Поведение фотоэлектрической панели нелинейно (поведение источника тока при низком напряжении и поведение источника напряжения при более высоком напряжении), как показано на рис. 21.3A. Кроме того, на кривой фотоэлектрической панели I V представлены три характерные точки: точка короткого замыкания (0,isc), напряжение холостого хода (voc,0) и точка максимальной мощности (vmp,imp) .

Ток короткого замыкания isc более чувствителен к солнечному излучению G, чем температура фотоэлектрической панели T. С другой стороны, напряжение холостого хода voc более чувствительно к температуре фотоэлектрической панели T, чем к солнечному излучению G. Эти факты приводят к поведению кривой P V , показанному на рис. 21.3B и C.

Повышение температуры фотоэлектрической панели или уменьшение солнечной радиации снижает генерируемую мощность, как показано на рис. 21.3C.

Максимальная мощность солнечной панели зависит от климатических условий.Поэтому MPPT должен быть реализован в алгоритме управления фотоэлектрическим инвертором.

Для аппроксимации электрических характеристик фотоэлектрических панелей были разработаны различные математические модели с разным уровнем детализации и сложности (Barth, Jovanovic, Ahzi, & Khaleel, 2016). Модель с одним диодом представлена ​​на рис. 21.3D. В этой модели фотоэлектрическая ячейка моделируется источником тока, подключенным параллельно диоду. Последовательные и параллельные сопротивления Rs и Rp представляют падение напряжения при миграции зарядов с электрических контактов и обратный ток утечки диода соответственно.

Другим подходом является модель с двумя диодами. Этот второй диод представляет носители рекомбинации в p-n переходе (Barth et al., 2016). Более того, согласно Singh, Singh, Lal, and Husain (2008), последовательное сопротивление Rs уменьшается с напряжением, а параллельное сопротивление Rp уменьшается с температурой. Однако эти модели обычно требуют экспериментальной характеристики фотоэлектрической панели. С другой стороны, параметры однодиодной модели могут быть получены на основе параметров таблицы данных, как это было предложено (Sera, Teodorescu, & Rodriguez, 2007) и Villalva, Gazoli, and Filho (2009).Поэтому модель с одним диодом можно рассматривать как компромисс между точностью и сложностью (Villalva et al., 2009).

В модели с одним диодом кривая I V выражается как где ipg — фототок, i0 — ток обратного насыщения диода. a — константа идеальности диода, обычно в диапазоне 1≤a≤1,5, где a=1 означает идеальный диод. vt — тепловое напряжение фотоэлектрического модуля, которое определяется как

(21. 3)vt=NskTq,

, где Ns — число последовательно соединенных ячеек, k — постоянная Больцмана (1,3806×10 −23 Дж/К), T (K) — температура ячейки, q — электронная заряд (1,602×10 −19 Кл).

Текущее значение ipv пропорционально солнечному излучению и изменяется линейно в зависимости от температуры элемента. Соответственно,

(21.4)ipg=(ipgn+Ki∆T)GGn,

, где ∆T=T−Tn, а Ki (A/K) – температурный коэффициент тока короткого замыкания. ipgn — фотоэлектрический ток при стандартных условиях (Gn=1000 Вт/м2 и Tn=25°C), вычисляемый следующим образом:

(21.5)ipgn=iscn(Rp+RsRp),

, где iscn — ток короткого замыкания при стандартных условиях.

С другой стороны, обратный ток насыщения можно оценить по формуле (Villalva et al., 2009) напряжение при стандартных условиях, а Kv – температурный коэффициент напряжения холостого хода.

Важно отметить, что последовательное и параллельное сопротивление, а также коэффициент идеальности диода не указаны в спецификациях. Действительно, последовательное и параллельное сопротивления влияют на замечательные кривые рис. 21.3А. С другой стороны, фактор идеальности влияет на кривизну ВАХ. Поэтому Sera, Teodorescu, & Rodriguez, (2007) и Villalva et al. (2009) предложили алгоритмы для оценки Rs и Rp, требующие только примечательных точек кривой I V . Затем можно использовать дополнительные баллы для оценки фактора идеальности (Barth et al., 2016).

В таблице 21.2 сравниваются данные, представленные в техническом описании фотоэлектрической панели JKM260P-60B производства Jinko Solar, и полученные результаты для алгоритма, предложенного Villalva et al.(2009). Алгоритм доступен для скачивания в Villalva (2020). Смоделированные кривые I V и P V представлены на рис. 21.4A и B. Как видно, эта модель может представлять электрические характеристики фотоэлектрической панели с незначительной ошибкой для высоких значений освещенности. .

Таблица 21. 2. Сравнение параметров, предоставленных производителем, и результатов алгоритма моделирования.

Параметры Спецификация a Модель
vocn 38.1 В 38,1 V
ISCN 8,98 8,98
ВМП 31,1 V 31,1 V
имп 8,37 8,37
PMP 260134 260,31 W 260.31 W
Ki 0.0054 A / K
кВ -0134134
RS 0.277 Ω
RP RP 162.92 Ω
A 1

Рисунок 21. 4. Смоделированные электрические характеристики фотоэлектрической панели JKM260P-60B: (A) кривая I V и (B) кривая P V .

Наконец, важно отметить, что солнечное излучение и температура фотоэлектрической панели взаимосвязаны. Действительно, чем выше освещенность, тем выше температура фотоэлектрической панели.Обычно производители также предоставляют электрические характеристики фотоэлектрических панелей при номинальной рабочей температуре ячейки (NOTC). NOTC измерен для G = 800 Вт/м 2 , температуры окружающей среды T a = 20°C и скорости ветра 1 м/с. В литературе обсуждались различные модели тепловой динамики фотоэлектрических панелей (Lobera & Valkealahti, 2013). Тем не менее, установившейся температуры достаточно для оценки производительности фотоэлектрического инвертора.Установившуюся температуру фотоэлектрической панели можно грубо оценить по следующему линейному уравнению:

(21,7)T=Ta+(NOTC-20)G800.

Часто задаваемые вопросы | Основы системы солнечной энергии для RV

Базовая эквивалентная схема свинцово-кислотной батареи моделируется источником напряжения с равновесным напряжением (VE) последовательно с внутренним резистором (Rin) (см. ниже). Здесь следует отметить, что эта конфигурация может описывать только текущее состояние, поскольку величины VE и Rвх на самом деле не являются постоянными, а являются функцией многих параметров, таких как состояние заряда (SOC), температура, плотность тока и старение батареи. батарея.

Кроме того, следует учитывать, что эти параметры зависят также от направления тока (зарядка или разрядка). Когда батарея находилась в состоянии покоя или в состоянии разомкнутой цепи, VB = VE. Когда ток потребляется от батареи, напряжение будет ниже, чем VE. Когда ток течет в батарею, напряжение на клеммах будет выше, чем VE.

Более высокий разрядный ток приводит к снижению напряжения на клеммах. Поэтому, чтобы определить состояние батареи по напряжению батареи, необходимо также измерить ток разряда.

В случае разряда минимальный уровень напряжения, приемлемый для свинцово-кислотной батареи, определяется как  пороговое значение напряжения разряда . Падение ниже этого порога называется глубоким разрядом, при котором батарея может выйти из строя. В случае, если после глубокого разряда батарея остается дольше, свинец опорной конструкции преобразуется в сульфат свинца в грубокристаллической форме, который при зарядке может быть только плохим или уже не может снова преобразоваться. В результате батарея теряет часть своей емкости; кроме того, возникает потеря опорной конструкции.

На практике необходимо предотвращать вредный глубокий разряд: нагрузки будут принудительно отключаться от батареи, как только будет достигнуто пороговое значение напряжения разряда, т.е. с помощью так называемой защиты от глубокого разряда (DDP). Этот порог в основном указан производителем в спецификациях для различных разрядных токов. Желательно, чтобы значение этого порога зависело от разрядного тока. Соотношение между током разряда и напряжением во время разряда для свинцово-кислотного аккумулятора представлено ниже.

На приведенном выше графике показан профиль разряда типичного типа батареи при нескольких значениях постоянного тока. Типичное конечное напряжение разряда при этих скоростях разряда также можно заметить, когда напряжение начинает резко падать. Причем конечное напряжение разряда колеблется в пределах 1,75-1,9 В, в зависимости от типа аккумулятора и тока разряда. Более высокая пропускная способность достигается при более низких скоростях разряда. При более высоких скоростях разряда электролит в пористой структуре пластины истощается, и он не может диффундировать достаточно быстро, чтобы поддерживать напряжение на ячейке.Однако прерывистый разряд, дающий время для диффузии электролита, улучшит характеристики при высоких скоростях разряда.

Газирование

При напряжении 2,3 В и 2,4 В на электродах батареи образуется газ, который разлагает воду на водород и кислород. Оба газа смешиваются в батарее, образуя гремучий газ (взрывоопасный!) и выбрасываются через вентиляционное отверстие в вентиляционной пробке. При загазовывании батарея теряет также воду, которую необходимо пополнять в соответствии с техническим обслуживанием через регулярные промежутки времени.Газ является нежелательной вторичной реакцией химического превращения во время зарядки, потому что ток потребляется для электролиза, и, следовательно, эффективность хранения батареи без необходимости ухудшается. После превышения напряжения газообразования напряжение остается примерно постоянным. Весь зарядный ток в течение этого периода составляет h3 и O2, что определяется как потери.

Замерзание электролита

Для приложений с низкой температурой окружающей среды свинцово-кислотная батарея также должна быть защищена от замерзания электролита.Риск замерзания зависит от уровня заряда.

На приведенном ниже графике показан предел замерзания в зависимости от уровня заряда.

 

Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов

 

(PDF) Характеристики фотогальванических панелей Методы

представляет собой шунт датчика, который представляет собой резистор небольшого значения, он

поглощает большой ток, который измеряется на его клеммах, напряжение

, которое делится на значение этого резистора, затем получается абсобед

тока. Операционный усилитель LM358 является важным компонентом

, в этом варианте осуществления он позволяет корректировать ток

по отношению к эталону, который используется в качестве компаратора

. Это сравнение создает пропорциональное управление шарового типа

между выходным сигналом и заданным заданием

. Эта ссылка отправляется картой представляет собой

приобретение изображения и ток. Выход компаратора

напрямую атакует базу транзистора TIP111.Переменная нагрузка

основана на двух силовых транзисторах. 2N3055 Bipolar

NPN Darlington и NPN TIP111 (рис. 11).

Рис.10. Переменная нагрузка

C. Блок сбора данных

Для управления измерительной картой и различными климатическими

и электрическими параметрами реализовано программное обеспечение LabViewTM

(рис.11.). Его программа состоит из четырех шагов:

Рис11. Блок-схема программного обеспечения LabViewTM Simulation

¬ Шаг 1: Этот шаг состоит в отправке с карты сбора данных

NI PCI 6959 треугольного управляющего сигнала, представляющего текущее изображение

.

¬ Шаг 2: После отправки управляющего сигнала следует шаг

, получение выходных сигналов датчиков.

¬ Шаг 3: Этот шаг выполняется для обработки данных, полученных

при сборе данных. Он состоит из фильтра и прибора

, измеряющего среднее значение.

¬ Шаг 4: После сбора и фильтрации данных можно

отобразить результаты (график).

VI. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИ ТРЕХ МЕТОДАХ

Мы проводим три испытания (низкое, среднее и высокое облучение) для

каждого метода.

• Испытание №1: T= 31,79°C, Es=201,9 Вт/м².

• Испытание №2: T= 35,60°C, Es=530,41 Вт/м².

• Испытание №3: T= 34,40°C, Es=729,61 Вт/м².

Получаем следующие характеристики (Рис.12-14). Мы

отмечаем соответствие между тремя методами. Мы отмечаем

некоторые погрешности, особенно при низком облучении, которые происходят из-за ошибок измерения

датчиков освещенности и температуры.

Результаты, полученные в третьем методе, более точны в

измерении, и мы получаем большее количество точек на

заданной шкале времени.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой статье мы представили электрические фотоэлектрические характеристики

, полученные тремя различными методами и при различных

метеорологических условиях испытаний. Полученные результаты

по сравнению. Используя программное обеспечение LabViewTM, система сбора данных

позволяет измерять значения тока и напряжения, чтобы

одновременно отслеживать электрические характеристики в режиме реального времени.

Экспериментальные результаты в реальном времени согласуются с результатами моделирования

.

ССЫЛКИ

[1] С. Ульд-Амруш, Д. Рекиуа, А. Хамидат, «Моделирование фотоэлектрических

систем водяных насосов и оценка их потенциала смягчения выбросов CO2

», Applied Energy, 87(11), Ноябрь 2010 г., стр.

3451-3459.

[2] Z. Ouennoughi, M. Chegaar, «Простой метод извлечения параметров солнечного элемента

с использованием метода проводимости», Solid-State Electronics, 43,

(1999), p. 1985

[3] Д.Рекиуа, С. Бенсмаил, Н. Беттар, «Разработка гибридной системы фотоэлектрических топливных элементов

для автономного применения»,

International Journal of Hydrogen Energy, 2013 г., http://0-

dx.doi. org.library.hct.ac.ae/10.1016/j.ijhydene.2013.03.040.

[4] Ф. Чекиред, К. Ларбес, Д. Рекиоуа, Ф. Хаддад, «Реализация нечеткого контроллера

MPPT для фотоэлектрических систем на схеме ПЛИС»,

Energy Procedia, 6 , стр. 541-549 , 2011

[5] Д.Рекиуа, Э. Эрнест, Оптимизация фотоэлектрической энергетической системы:

Моделирование, моделирование и управление, изд. Спрингер; 2012.

[6] NI PCI-6259, http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/fr/nid/14128

[7] «LabVIEW System Design Software», http ://www.ni.com/labview/f/

[8] М. Захран, Ю. Атиа, А. Аль-Хусейн, И. Эль-Сайед, Система мониторинга

на основе LabVIEW, применяемая для фотоэлектрической электростанции, в проц.

АКМОС’10, 2010, стр.65-70.

[9] Долан, Дейл С.Л., Дураго, Джозеф; Тауфик, Разработка эмулятора фотоэлектрической панели

с использованием Labview, в материалах 37-й конференции

IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 2011 г., 19-24 июня

2011 г., стр.001795 — 001800.

Triangu

LAR

LAR

U

Фильтр

U

MES

Uring

Среднее

Значения

Сигнал

IPv -VPV

результаты

PPV-VPV

РЕЗУЛЬТАТЫ PPV-VPV

IPv-VPV

PPV-VPV

0 Фотоэлектрические и физические характеристики напечатанных на экране монокристаллических кремниевых солнечных элементов с лазерным допингом и гальваническим медью

Фотоэлектрические и физические характеристики Солнечные элементы из монокристаллического кремния с трафаретной печатью (SPMSC) были представлены с гальваническим медным покрытием (EPC) в качестве заднего контакта.Поле обратной поверхности бора (B-BSF), сформированное спиновым легированием и лазерным легированием (LD), было подготовлено в качестве затравочного слоя для EPC. Исследовались параметры ЛД, в том числе фокус лазера, мощность лазера, скорость лазера и шаг лазерной линии. Кроме того, было исследовано влияние травления КОН на свойства поверхности после процесса LD. Кроме того, для улучшения адгезии между затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC был предложен процесс лазерной точечной обработки. Наконец, были рассмотрены процессы EPC с различным временем гальванического покрытия.Результаты показали, что механизм улучшения можно объяснить непрерывным затравочным слоем B-BSF и снижением последовательного сопротивления, а также увеличением напряжения холостого хода и адгезией между затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC.

1. Введение

Солнечные элементы из моно- и мультикристаллического кремния с трафаретной печатью широко разрабатывались для промышленных солнечных элементов [1–4]. Как правило, для тыльного контакта на СППМЭ использовались трафаретные алюминиевые пасты [5–7].В литературе сообщается, что потеря контакта, которая ограничивает эффективность преобразования солнечных элементов, является одним из механизмов потери [8]. Поэтому очень желательно улучшение объемных свойств металлического контакта с низким удельным сопротивлением. В последнее время большое внимание уделяется технологии гальванопокрытий в связи с ее низким удельным сопротивлением и дешевизной металлизации [9]. В литературе есть сообщения о том, что производительность можно улучшить с помощью методов гальванического покрытия. Одностадийный процесс отжига переднего металлического контакта с помощью адаптированного пакета покрытий Ni-Cu-Ag был исследован для улучшения спектрального отклика солнечных элементов на основе кремния [10].Ni-покрытие на слегка легированном эмиттере через диэлектрик SiN x плюс формирование NiSi с последующим медным или серебряным покрытием использовалось для балансировки контактного сопротивления и улучшения синего отклика SPMSC [11]. Было показано, что использование слаболегированного эмиттера и плакированных Ni-Ag передних боковых контактов увеличивает эффективность преобразования кремниевых солнечных элементов [12]. Улучшенные фотоэлектрические характеристики СФМТЭ были продемонстрированы методом ЭПК в качестве задней металлизации. Затравочный слой для ЭПК был получен за счет поля задней поверхности алюминия, образованного трафаретной алюминиевой пастой [13].В этой работе будет продемонстрирован затравочный слой B-BSF для EPC.

Кроме того, лазерное легирование получило широкое распространение для формирования селективного эмиттера и заднего контакта для СФМЭП. Например, были реализованы два различных подхода к формированию медных контактов на основе лазерной абляции просветляющего покрытия SiN x :H [14]. Были продемонстрированы исследования селективного эмиттера в одноступенчатом диффузионном процессе для металлизации кристаллических кремниевых солнечных элементов с покрытием Ni-Cu [15].Было изучено влияние мощности лазера на электрические параметры солнечного элемента, чтобы установить взаимосвязь и компромисс между шероховатостью поверхности и электрическими характеристиками [16, 17]. Таким образом, в данной работе в качестве затравочного слоя для ЭПК был предложен слой B-BSF, образованный с помощью спин-он-легирующей примеси и технологии LD. Улучшенная эффективность преобразования для SPMSC будет продемонстрирована EPC в качестве тылового контакта.

2. Экспериментальные методы

Для изучения влияния ЛД в качестве затравочного слоя для ЭПК на фотоэлектрические и физические характеристики СФМЭП, квадратные образцы (156 × 156 мм 2 ) (100)-ориентированного кремния p-типа вафли с 0.5–3 Ом·см и 200 ± 20  мк м. Щелочное текстурирование проводили в растворе 1,73% КОН при 83°С в течение 10 мин. Фронтальные эмиттеры кремниевых подложек p-типа формировались диффузией фосфора при 850°С. После односторонней краевой изоляции и травления ФСГ поверхностное сопротивление передних эмиттеров составило приблизительно 100 ± 5 Ом/кв. Для пассивирования и просветления на эмиттеры n + была нанесена стандартная пленка SiN x толщиной 80 нм путем разложения NH 3 и SiH 4 методом плазменно-стимулированного химического осаждения из паровой фазы при температуре частота 13.56 МГц. Непосредственно фронтальную пасту Ag наносили трафаретной печатью на лицевую сторону СППМЭ и сушили в ленточной инфракрасной печи при 230°C. Затем с помощью промышленной ленточной печи с инфракрасным излучением пасты Ag обжигались в излучателях n-типа. Пиковая температура и скорость ленты были установлены на уровне 790°C и 508 см/мин соответственно. Далее, для защиты переднего контакта СПППП, на переднюю поверхность СПППП методом центрифугирования наносили полимерную пасту при 3000 об/мин и сушили при 130°С в течение 30 мин. После процесса защиты наносится борная паста (Futurrex Inc., США, покрытие с легирующей добавкой бора BDC5-25001) наносили на тыльную сторону SPMSC. Процессы ЛД формировались твердотельным Nd:YAG-лазером с длиной волны 1064 нм на тыльной стороне СФМТП. Параметры положения лазера от фокуса настраивались от −012 до 0,08  мм. Отрицательное значение указывает на то, что обработанная лазером поверхность находилась ниже фокуса лазера. Мощность лазера варьировалась от 0,6 до 1,6 Вт, скорость лазера достигалась от 240 до 560 мм/мин. Шаги лазерных линий варьировались от 10 до 50  мкм мкм.Для улучшения адгезии между затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC было предложено лазерное точечное отверстие после процесса LD. Процесс лазерного обскуры был достигнут при мощности лазера 2,6 Вт и расстоянии между контактами лазера 600  мкм м. После всех процессов ЛД проводилось щелочное травление в диапазоне от 0 до 60 с в растворе 1,73% КОН при 83°С. Наконец, были рассмотрены различные времена EPC от 20 до 70  мин. Плотность тока EPC составляла 25  мА/см 2 . В качестве эталона был изготовлен SPMSC с трафаретной алюминиевой задней частью.Кривые плотности тока и напряжения СФМЭП были измерены в стандартных условиях испытаний (спектр AM1.5G, 100 мВт/см 2 и 25°C). Эффективность преобразования представляла собой среднее значение всех измерений на 25 устройствах с планкой погрешности. Морфологию поверхности исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FESEM). Испытание на силу отслаивания проводили при постоянной скорости 1 мм/с при постоянном угле 90° между ячейкой и лентой со слоем Sn62Pb36Ag2 размером 20 ± 5  мкм мкм.

3. Результаты и обсуждение

На рисунке 1 представлены различные эффективности преобразования SPMSC с затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC в качестве задних контактов. Процессы ЛД обрабатывались в различных положениях от лазерного фокуса. Результаты показали, что оптимальные условия были достигнуты на расстоянии -0,04 мм от фокуса лазера, а не в фокусе лазера. Положение -0,04 мм указывает на то, что лазерный луч сфокусировался на высоте 0,04 мм над поверхностью. Сообщалось, что самый сильный эффект скалывания был получен, когда фокус лазерного луча находился в объемной подложке [18].Положение фокуса лазера сильно влияет на степень лазерно-индуцированного скалывания. Кроме того, улучшенная эффективность преобразования может быть продемонстрирована путем тщательной настройки профиля луча [19]. Таким образом, затравочный слой B-BSF, сформированный на расстоянии -0,04 мм от лазерного фокуса, был подготовлен для EPC в качестве заднего контакта SPMSC. Исследовано достижение повышения эффективности преобразования более чем на 2,9% с 12,7% до 15,6% для СФМЭП с перестройкой положения лазера от лазерного фокуса.


Для исследования влияния различной мощности лазера на фотоэлектрические характеристики СФМЭП различные коэффициенты преобразования СФМЭТ с затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC в качестве задних контактов показаны на рис. 2.Результаты показывают, что эффективность преобразования увеличивается с увеличением мощности лазера, пока не будет достигнута оптимальная мощность. При превышении этой оптимальной мощности эффективность преобразования снижается по мере увеличения мощности сканирования. Сообщалось, что эффективность преобразования снижается с увеличением тока диода [16]. Таким образом, слой B-BSF с большим количеством лазерной энергии был продемонстрирован при более высокой мощности лазера. Оптимальное состояние достигалось при мощности лазера 1 Вт. Достижение повышения эффективности преобразования более чем в 4 раза.Исследовано абсолютное 3% ​​от 11,5% до 15,8% для СФМЭП с перестройкой мощности лазера.


Чтобы продемонстрировать механизм влияния различной мощности лазера на свойства поверхности после процесса LD, были получены изображения морфологии поверхности задней поверхности СФМЭМ методом FESEM с различной мощностью лазера: (а) 0,8, (б) 1,0, (в) 1,2, и (d) 1,4 Вт показаны на рисунке 3. Затравочный слой B-BSF был прерывистым для мощности лазера при 0,8 Вт, как показано на рисунке 3 (а). Сообщалось, что при увеличении энергии облучения под областью абляции появлялась большая дислокация [20].Энергия лазера увеличивается с увеличением мощности лазера. Таким образом, текстурирующая пирамида исчезла при мощности лазера 1,4 Вт, как показано на рисунке 3(d). Подходящий затравочный слой B-BSF был представлен при мощности лазера 1,0 Вт, как показано на рисунке 3(b). Таким образом, в качестве затравочного слоя для контактного слоя ЭПК был приготовлен непрерывный затравочный слой B-BSF с низкой энергией лазера, сформированный при мощности лазера 1 Вт.

Для изучения влияния различных скоростей лазерного излучения на фотоэлектрические характеристики СФМЭП различные коэффициенты преобразования СФМЭП с затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC в качестве задних контактов показаны на рис. 4.Результаты показывают снижение эффективности преобразования как при низкой, так и при высокой скорости лазера. Оптимальное состояние достигалось при скорости лазера 400 мм/мин. Исследовано достижение повышения эффективности преобразования более чем на 2,5% с 13,5% до 16,0% для СФМЭП с перестройкой скорости лазера.


Для понимания механизмов влияния различных скоростей лазерного излучения на свойства поверхности СФМЭП, различные изображения морфологии поверхности задней поверхности СФМЭМ методом FESEM с различными скоростями лазерного излучения (а) 320, (б) 400, (в) 480 и (г) 560 мм/мин показаны на рисунке 5.Сообщалось, что энергия лазера (Дж/см 2 ) связана со временем плавления [21]. Кроме того, уменьшение скорости сканирования увеличивает время плавления [16]. Таким образом, при низкой скорости лазера может накапливаться больше лазерной энергии. Большое количество лазерной энергии формировалось при низкой скорости лазера. Следовательно, глубокий затравочный слой B-BSF может быть сформирован при низкой скорости лазера, как показано на рисунке 5 (а). С другой стороны, прерывистый затравочный слой B-BSF был представлен с высокой скоростью лазера, как показано на рисунках 5 (c) и 5 ​​(d).Результаты показывают, что непрерывный затравочный слой B-BSF был обработан при скорости ниже 400 мм/мин. Таким образом, подходящая скорость лазера была представлена ​​на уровне 400 мм/мин, как показано на рисунке 5(b).

Чтобы изучить влияние различных шагов лазерной линии на эффективность преобразования SPMSC с затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC в качестве задних контактов, кривая зависимости эффективности преобразования от шага лазерной линии показана на рисунке 6. Результаты показывают, что эффективность преобразования увеличивается с увеличением шага лазерной линии, пока не будет достигнут оптимальный шаг линии.Выше этого оптимального шага строки эффективность преобразования снижается по мере увеличения шага строки сканирования. Сообщалось, что диагональные трещины наблюдались в лазерном легировании с увеличением перекрытия легирования [22]. Оптимальное состояние достигалось при шаге лазерной линии 30  мкм м. Исследовано достижение повышения эффективности преобразования более чем на 1,6 % с 14,6 % до 16,2 % для СФМЭП с перестройкой шага лазерной линии.


На рис. 7 показаны различные изображения морфологии поверхности FESEM тыльной поверхности SPMSC с различным шагом лазерной линии 10 (а) и 40  (б) мк мкм.Измеренная ширина лазерного луча составила примерно 12,6  мкм м, как показано на рисунке 7(b). Результаты показывают, что непрерывный затравочный слой B-BSF был представлен при шаге лазерной линии 10  мкм м. Хотя непрерывный затравочный слой B-BSF был обработан при шаге лазерной линии 10  мкм м, энергия лазера могла быть увеличена, поскольку лазерные лучи перекрывают друг друга [22]. Таким образом, время гальванического покрытия для ЭПК может быть сокращено за счет непрерывного затравочного слоя B-BSF. Наоборот, при большом шаге лазерной линии мог образоваться нарушенный контактный слой ЭПК.Это может быть связано с большим расстоянием между областями затравочного слоя B-BSF. Следовательно, толщина ЭПК уменьшается с увеличением шага лазерной линии (толщина ЭПК будет продемонстрирована ниже). Таким образом, разрыв контактного слоя ЭФП мог произойти при большом шаге лазерной линии при том же времени ЭФП. Подходящий шаг лазерной линии был представлен в этой работе на уровне 30  мкм м.

На рис. 8 показана кривая зависимости эффективности преобразования от времени травления KOH для SPMSC с затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC в качестве задних контактов.После процесса LD проводилось щелочное травление в диапазоне от 0 до 60   с. Результаты показывают снижение эффективности преобразования как при коротком, так и при длительном времени травления КОН. Эффективность преобразования увеличивается по мере увеличения времени травления KOH, пока не будет достигнуто оптимальное время. Оптимальные условия были достигнуты при времени травления КОН 30 с. Было исследовано достижение повышения эффективности преобразования более чем на 2,3% абсолютного значения с 14,1% до 16,4% для СФМПП с настройкой времени травления КОН.


Чтобы понять механизм улучшения, на рис. повреждение можно удалить раствором КОН [20, 23]. Непрерывный затравочный слой B-BSF с большим лазерным повреждением будет сформирован без обработки KOH. Результаты показывают, что непрерывный затравочный слой B-BSF с несколькими остатками был представлен при времени травления KOH 30 с, как показано на рисунке 9 (a).Однако увеличение лазерной канавки в области затравочного слоя B-BSF было устранено при обработке KOH в течение 40 с, как показано на рисунке 9 (b). Нарушенный затравочный слой B-BSF мог образоваться при длительном травлении КОН. Таким образом, подходящее время травления KOH должно помочь в формировании непрерывного затравочного слоя B-BSF с низким уровнем лазерного повреждения. Подходящее время травления KOH было представлено ниже 30 с в этой работе.

Чтобы исследовать влияние различных времен EPC на эффективность преобразования SPMSC с затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC в качестве задних контактов, эффективность преобразования по сравнению сВременная кривая EPC показана на рисунке 10(a). Результаты показывают, что снижение эффективности преобразования наблюдается как при коротких, так и при длинных временах EPC. Толщина EPC, сформированного через 40 минут, составила приблизительно 50  мкм мкм, как показано на рисунке 10(b). Было исследовано достижение повышения эффективности преобразования более чем на 1,7% с 15,4% до 17,1% для SPMSC с настройкой времени EPC.

На рис. 11 показаны различные изображения морфологии поверхности FESEM тыльной поверхности SPMSC с различным временем EPC: 20 (а), 30 (б), 40 (в) и 50 мин (г).Можно видеть, что разрушенный контактный слой EPC был представлен менее чем через 30 минут, как показано на рисунке 11 (a). Расстояние между контактными слоями EPC уменьшается с увеличением времени EPC. Непрерывный контактный слой EPC был обработан при времени EPC 40  мин, как показано на рисунке 11 (c). Кроме того, более толстый контактный слой ЭПК формировался до 50 мин, как показано на рисунке 11(d). Более толстый контактный слой EPC был продемонстрирован при высоком времени EPC, что привело к большому последовательному сопротивлению [13]. Кроме того, превосходное удельное сопротивление, обусловленное ориентацией кристалла Cu (111), было продемонстрировано для ЭПК, сформированного при плотности тока 25  мА/см 2 [13].Причина может быть связана с пленкой меди с ориентацией (111) без линии скольжения [24]. Таким образом, в этой работе было продемонстрировано подходящее время ЭПК, равное 40 мин.

Для увеличения адгезии между затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC был предложен процесс лазерной точечной обработки после процесса LD. После этого было принято решение о времени травления КОН, равном 30 с. Ширина и глубина лазерного отверстия были измерены и составили приблизительно 14,85 и 9,9  мкм м соответственно, как показано на рисунке 12(а).Кривые зависимости плотности тока от напряжения на затворе СФМЭП с процессами лазерного обскуры и без них показаны на рисунке 12(b). Как правило, в качестве тыльных контактов СФМЭП использовалась алюминиевая задняя часть с трафаретной печатью [7]. Таким образом, кривая зависимости плотности тока от напряжения на затворе SPMSC с трафаретной алюминиевой задней частью использовалась в качестве эталона. Результаты показывают, что лазерный точечный процесс помогает повысить эффективность преобразования. По сравнению с SPMSC без лазерного точечного процесса достижение повышения эффективности преобразования более чем на 0.Было исследовано абсолютное 6% от 17,1% до 17,7% для СФМЭ с лазерным точечным процессом. Кроме того, по сравнению с SPMSC с трафаретной алюминиевой задней частью было продемонстрировано достижение повышения эффективности преобразования более чем на 1,5% с 16,2% до 17,7% для SPMSC с процессом лазерного точечного отверстия. Одним из методов оценки последовательного сопротивления солнечного элемента является определение наклона кривой — в точке напряжения холостого хода [13]. Были продемонстрированы последовательные сопротивления 0,4 и 0,6 Ом·см 2 для СИПТЭ с ЭПК и трафаретным алюминием в качестве задних контактов соответственно.Таким образом, методы EPC обладают потенциалом для повышения последовательного сопротивления SPMSC. Кроме того, были достигнуты напряжения холостого хода 633 и 614  мВ для SPMSC с EPC и трафаретным алюминием в качестве задних контактов, соответственно, как показано на рисунке 12 (b). Скорости рекомбинации тыльной поверхности в диапазоне от 200 до 450 см/с обеспечивались полем тыльной поверхности Al [25, 26]. Таким образом, B-BSF лучше, чем алюминиевое поле задней поверхности для пассивации поверхности.

Для оценки адгезии между затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC на рисунке 13 показаны различные профили силы отслаивания SPMSC с лазерным точечным отверстием и без него.Как правило, в качестве межсоединения для кремниевого модуля использовалась тыльная сторона Ag, нанесенная трафаретной печатью [27, 28]. Таким образом, профиль силы отслаивания SPMSC с тыльной стороной Ag, нанесенной трафаретной печатью, был использован в качестве эталона. Профиль силы отслаивания SPMSC с последующей лазерной обработкой отверстий был лучше, чем без дополнительной лазерной обработки. Адгезия до 2 Н/мм была продемонстрирована СФМСК с последующей лазерной точечной обработкой. По сравнению с SPMSC без последующей лазерной точечной обработки, улучшенная адгезия 1.36 Н/мм было достигнуто для SPMSC с последующей лазерной обработкой отверстий. Сообщалось, что было продемонстрировано усилие отслаивания 1–5  Н/мм для метода точечной лазерной пайки [29]. Таким образом, чтобы улучшить адгезию между затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC, после процесса LD была предложена последующая лазерная точечная обработка. Адгезия до 2 Н/мм для СФМЭТ с последующей лазерной обработкой отверстий была аналогична адгезии СФМЭТ с трафаретной задней частью из серебра.


4. Выводы

Был представлен подходящий процесс LD для повышения эффективности преобразования SPMSC с затравочным слоем B-BSF и контактным слоем EPC в качестве задних контактов.Непрерывный затравочный слой B-BSF был продемонстрирован на расстоянии -0,04 мм от лазерного фокуса при мощности лазера 1 Вт, скорости лазера 400 мм/мин, шаге лазерной линии 30  мкм м и времени травления КОН 30 с после процесса LD. Превосходная адгезия до 2,0 Н/мм была продемонстрирована с помощью лазерного точечного процесса. По сравнению с SPMSC с трафаретной алюминиевой задней частью было исследовано достижение повышения эффективности преобразования более чем на 1,5% с 16,2% до 17,7% для SPMSC с EPC в качестве заднего контакта.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Министерство науки и технологий Тайваня за финансовую поддержку по контракту № 107-2221-E-150-049. Мы благодарим Futurrex Inc. и Wellspring & Vim Tech.Corp. за поддержку технологии допинга.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Фотогальванические панели (PV)


Страница PV позволяет вам ввести стоимость, рабочие характеристики и ориентацию массива фотоэлектрических (PV) панелей и выбрать размеры, которые вы хотите, чтобы HOMER учитывал при поиске оптимальной системы. Компонент PV может представлять как плоские панели, так и технологии концентрирования PV. Вы можете указать, является ли PV концентрирующим PV в фотогальванической библиотеке.

Страница PV предоставляет доступ к следующим вкладкам:

• Инвертор: Если электрическая шина настроена на переменный ток, здесь указываются параметры инвертора.

•MPPT: Если электрическая шина настроена на постоянный ток, здесь вы устанавливаете параметры отслеживания точки максимальной мощности (преобразователь постоянного тока в постоянный).

• Расширенные входы — это место, где вы можете установить определенные дополнительные переменные.

•Температура: Вы указываете, следует ли учитывать влияние температуры окружающей среды на эффективность панели, и если да, то устанавливаете соответствующие входы.

Чтобы добавить солнечный компонент, нажмите кнопку PV на вкладке «Компоненты» на панели инструментов. На странице «Настройка PV» выберите вариант из раскрывающегося списка и нажмите кнопку «Добавить PV».На странице PV вы можете управлять информацией для модели.

Затраты

Таблица затрат включает первоначальные капитальные затраты и стоимость замены на киловатт фотоэлектрической системы, а также годовые затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M) на киловатт.

При указании капитальных затрат и затрат на замену обязательно учитывайте все затраты, связанные с фотоэлектрической системой, которые могут включать:

•Фотоэлектрические панели

•Крепежное оборудование

•Система слежения

•Проводка

•Установка

Вы можете включить затраты на силовую электронику в капитальные затраты или учитывать их отдельно на вкладке MPPT или Inverter.

Примечание. Капитальные затраты — это первоначальная цена покупки, стоимость замены — это стоимость замены фотоэлектрической системы в конце ее срока службы, а затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание — это ежегодные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание фотоэлектрической системы.

Кривая затрат

В таблице «Стоимость» введите кривую стоимости PV, указывающую, как стоимость меняется в зависимости от размера. Обычно для этого требуется только одна строка, потому что аналитики часто предполагают, что затраты PV линейно зависят от размера. В приведенном выше примере капитальные затраты на фотоэлектрические панели указаны на уровне 3000 долл. США/кВт, а стоимость замены указана на уровне 2500 долл. США/кВт.Стоимость эксплуатации и обслуживания (O&M) указана как 0,

Если стоимость подсистемы PV не была линейной с размером, вы можете ввести несколько строк данных в таблицу стоимости. Например, если предельные капитальные и восстановительные затраты упали до 2 500 долл./кВт и 2 100 долл./кВт соответственно для объемов свыше 2 кВт, заполните таблицу «Стоимость» следующим образом:

Если затем HOMER смоделирует систему с размером фотоэлектрической батареи 0,1 кВт, она экстраполирует затраты на 1 кВт и 2 кВт, что даст капитальные затраты в размере 300 долларов.Для фотоэлектрической батареи размером 2,5 кВт HOMER интерполирует между затратами на 2 кВт и затратами на 3 кВт, что дает капитальные затраты в размере 7250 долларов. Для фотоэлектрической батареи размером 6 кВт HOMER экстраполирует затраты на 2 кВт и 3 кВт, что даст капитальные затраты в размере 16 000 долларов.

Примечание. Капитальные затраты — это первоначальная цена покупки, стоимость замены — это стоимость замены фотоэлектрических панелей в конце их срока службы, а затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание — это ежегодные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание фотоэлектрической батареи.

Область поиска

Щелкните вкладку MPPT или Inverter, чтобы увидеть область поиска.Введите номинальную мощность фотоэлектрического модуля в кВт или введите несколько величин, которые HOMER будет учитывать при оптимизации системы. Включите ноль, если хотите, чтобы HOMER рассматривал системы без этого PV.

Щелкните значок звездочки, чтобы включить оптимизатор. Пространство поиска заменяется нижней границей и верхней границей. При включенном оптимизаторе HOMER автоматически находит для вас наилучшую емкость.

   

См. справочную статью об Оптимизации для получения более подробной информации об оптимизаторе HOMER.

Фотоэлектрические входы

В основном разделе страницы PV вы можете редактировать следующие входы.

 

Переменная

Описание

Электрическая шина

Определяет, вырабатывает ли фотоэлектрическая батарея мощность переменного или постоянного тока. Все фотоэлементы производят электричество постоянного тока, но некоторые фотоэлектрические массивы имеют встроенные инверторы для преобразования в переменный ток.

Срок службы

Количество лет до замены фотоэлектрических панелей по восстановительной стоимости, указанной в таблице затрат.

Коэффициент снижения характеристик

Масштабный коэффициент, применяемый к выходной мощности массива фотоэлектрических модулей для учета снижения выходной мощности в реальных условиях эксплуатации по сравнению с условиями эксплуатации, для которых был рассчитан массив.

Примечание. Справа от каждого числового ввода находится кнопка чувствительности (), которая позволяет выполнить анализ чувствительности этой переменной. Для получения дополнительной информации см. Зачем мне проводить анализ чувствительности?

Инвертор

Эта опция доступна, если фотоэлектрический компонент подключен к шине переменного тока.Солнечные инверторы преобразуют электричество постоянного тока, вырабатываемое солнечными панелями, в электричество переменного тока. Используя HOMER Grid, мы можем рассчитать оптимальные размеры солнечной панели и ее инвертора. Выход солнечной панели — это мощность постоянного тока, а выход инвертора — номинальная мощность переменного тока. Отношение мощности постоянного тока (солнечные панели) к номинальной мощности переменного тока инвертора является отношением постоянного тока к переменному. Солнечная батарея мощностью 120 кВт постоянного тока с инвертором мощностью 100 кВт переменного тока имеет отношение постоянного тока к переменному, равное 1,2. Типичное значение отношения DC-AC > 1 (обычно около 1.2)

 

Для определения размера солнечного инвертора HOMER Pro предлагает два способа сделать это –

1.Введите список отношений постоянного и переменного тока

2.Введите список мощности инвертора (кВт)

Вы можете определить таблицу стоимости, размер (определить свой собственный размер) и срок службы таким же образом, как и для других компонентов. Вы также можете указать эффективность одним значением или установить флажок «Использовать таблицу эффективности» и ввести значения эффективности в зависимости от процентной доли входной нагрузки.Если вы не хотите моделировать инвертор, снимите флажок «Явно моделировать инвертор».

МРРТ

Устройство отслеживания максимальной мощности (или MPPT) представляет собой преобразователь постоянного тока в постоянный, который согласовывает напряжение PV с напряжением на шине постоянного тока, изменяя при этом напряжение самого массива PV для максимизации выходной мощности. Входы для MPPT идентичны входам для инвертора, описанным выше.

Дополнительные входы

Вкладка Advanced Input содержит параметры, влияющие на расчет выходной мощности фотоэлектрических модулей.Статья How HOMER Calculates the Radiation Incident on PV содержит дополнительную информацию об отражательной способности земли, наклоне панели и азимуте панели.

Переменная

Описание

Отражение земли

Доля падающей на землю солнечной радиации, которая отражается, в %

Система слежения

Тип системы слежения, используемой для направления фотоэлектрических панелей на солнце

Использовать уклон по умолчанию

Если этот ввод отмечен, ввод наклона отключен, и наклон устанавливается в соответствии с широтой

Наклон панели

Угол крепления панелей относительно горизонтали, в градусах

Использовать азимут по умолчанию

Если этот ввод отмечен, ввод азимута отключен, а азимут устанавливается на 0 или 180 градусов для проектов в северном или южном полушарии соответственно

Панель Азимут

Направление, в котором обращены панели, в градусах

Температура

Вкладка «Температура» позволяет установить или игнорировать температурные эффекты.См. Как HOMER рассчитывает выходную мощность фотоэлектрической батареи для получения подробной информации о влиянии температуры на мощность, номинальной рабочей температуре ячейки и эффективности при стандартных условиях испытаний.

Переменная

Описание

Учитывать влияние температуры

Учитывает ли HOMER влияние температуры фотоэлектрической ячейки на выходную мощность фотоэлектрической батареи

Температурный коэффициент мощности

Число, указывающее, насколько сильно выходная мощность фотоэлектрической батареи зависит от температуры ячейки, в %/градусы Цельсия

Номинальная рабочая температура ячейки

Температура ячейки при 0.8 кВт/м2 и температура окружающей среды 20°C в градусах Цельсия

Эффективность при стандартных условиях испытаний

Максимальный КПД точки питания при стандартных условиях испытаний, %

См.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.