Методы производства солнечных элементов

Более 85% солнечных батарей производятся на основе моно и поли кремния. Технология их производства достаточно трудная, длительная и энергоемкая. Но обо всем по порядку.

Основные этапы изготовления солнечных монокристаллических элементов:

Соединение самих солнечных батарей тоже может быть последовательным, параллельным или последовательно-параллельным для получения требуемых силы тока и напряжения.

Наглядное видео о этапах автоматической сборки, включая: пайку, ламинирование, коммутацию ячеек, установку распределительной коробки, стекла и алюминиевой рамы:

Производство поликристаллических батарей отличается только выращиванием кристалла. Есть несколько способов производства, но самый популярный сейчас и занимающий 75% всего производства это Сименс — процесс. Суть метода заключается в восстановлении силана и осаждении свободного кремния в результате взаимодействия парогазовой смеси из водорода и силана с поверхностью кремниевых слитков, разогретой до 650-1300°C. Освободившиеся атомы кремния, образовывают кристалл с древовидной (дендритной) структурой.

Тонкопленочные батареи производятся в основном по технике испарительной фазы. Сырьем для аморфных фотопреобразователей является кремневодород (силан, SinH_2n+2). Он напыляется на материал подложки (стекло, керамика, металлические или полимерные ленты и пр.) слоем менее 1 мкм. Водород в составе аморфного кремния (5-20%) меняет его электрофизические свойства и придает ему полупроводниковые качества.

Производство аморфных преобразователей значительно проще кристаллических: без труда создаются пластины площадью более 1 м при температурах осаждения всего 250-400°C. К тому же их полупроводниковыми свойствами можно управлять, подбирая соединения компонентов пленки для получения требуемых параметров.

Технология производства солнечных CIGS батарей тоже заключается в напылении полупроводников. Делается это с помощью вакуумных камер и электронных пушек. Медь (Cu), индий (In) или галлий (Ga) напыляются путем последовательного осаждения на подложку из стекла, покрытой молибденом слоем в 1 мкм. Полученная структура обрабатывается парами селена (Se).

Есть еще один способ изготовления CIGS батарей – метод трафаретной печати или струйного напыления. Основан он на использовании суспензии из частиц металлических оксидов. Ее вязкость позволяет получать как бы чернила для печати. «Бумагой» же могут быть разные материалы: стекло, фольга, пластик.

Метод трафаретной печати для изготовления тонкопленочных батарей используется только известными «солнечными» производителями. Имеет такие преимущества, как высокий коэффициент использования материалов (от 90%), сравнительная дешевизна оборудования, приличный КПД готового продукта – 14%.

Производство кристаллов арсенид галлия, может осуществляться, как и монокристаллов кремния, методом Чохральского — горизонтальной или вертикальной направленной кристаллизации. Кристаллы получаются  путем вытягивания их вверх от свободной поверхности большого объёма расплава с инициацией начала кристаллизации путём приведения затравочного кристалла. На картинке приведены схемы выращивания. 

Читайте также:

Разновидность солнечных батарей

Сравнение моно, поли и аморфных солнечных батарей

Расчет мощности солнечных батарей

КПД солнечной батареи — что это?

Производство солнечных батарей: пошагово.

Всё большей популярности набирает потребление энергии солнца, что неизменно влечет за собой увеличение спроса на оборудование, которое преобразует солнечное излучение в электроэнергию. Самым распространенным методом получения таковой считается фотовольтаика. Разумеется, одной из причин есть то, что производство солнечных батарей базируется на использовании кремния. Этот химический элемент – второй по численности на земном шаре.

Сейчас на рынке солнечных батарей функционируют огромные мировые компании, которые имеют многомиллионные обороты и многолетний опыт. Технологии, положенные в основу производства, из года в год совершенствуются. Вы с легкостью найдете солнечную батарею, которая вам нужна. Будь то устройство для автомобиля, микрокалькулятора или освещения дома. Если приобрести одиночный фотоэлемент, вы заметите, что у них очень маленькая мощность. Потому чаще их соединяют в солнечный модуль. Давайте разбираться, как.

Технология изготовления солнечных панелей.

Она делится на этапы, разберем каждый из них:

Конечно же, первое, с чего начинается абсолютно любое производство, и не только солнечных панелей, это с подготовки сырья (материала). Как говорилось ранее, в основном панели делают из кремния, а если быть точнее, то из кварцевого песка определенной породы. Технология подготовки материала включает два процесса:

1. Высокотемпературное плавление.
2. Синтез с добавлением разнообразных химических элементов.

После прохождения этих процессов можно достигнуть очищения кремния до 99,99 %.

Чаще всего для производства солнечных панелей берут поликристаллический или монокристаллический кремний. И хоть технология производства у них разная, тем не менее получение поликристаллического кремния считается более экономной. Поэтому, выбираю солнечную батарею из такого сырья, вы заплатите за нее меньше.

После очистки кремния, его режут тонкими пластинами, которые потом пройдут тестирование. Производится оно путем замера электропараметров с помощью световой вспышки ксеноновой лампы очень высокой мощности. По окончанию испытаний пластин, их отправляют на следующий этап.

• На втором этапе пластины спаивают в секции, после чего из них формируют блоки на стекле. Чтобы перенести эти секции на стекло, используются держатели из вакуума. С их помощью исключается механическое воздействие на готовый солнечный элемент. Обычно секции состоят из 10 элементов, а блоки из 4 секций, реже – из 6.
• Блоки, которые получили на втором этапе, ламинируются с помощью этиленвинилацетатной пленки и специального защитного покрытия. Компьютерное управление позволяет проследить за температурой, давлением и уровнем вакуума, а также запрограммировать условия для ламинирования.
• Это последний этап производства солнечных панелей. Заключается он в монтировании алюминиевой рамы и соединительной коробки. Специальный клей-герметик обеспечивает надежное соединение модуля и коробки. Потом солнечные батареи тестируют, измеряя ток короткого замыкания, напряжение точки максимальной мощности  и напряжение холостого хода.

Оборудование для производства солнечных батарей.

В производстве солнечных панелей используют только лучшее оборудование. Благодаря высокому качеству оборудования достигается минимальная погрешность при тестировании и измерении показателей. Также это гарантирует более длительный срок эксплуатации, что в свою очередь снижает затраты на покупку нового оборудования. Низкое же качество влечет за собой нарушения в технологии производства.

Основное оборудование, которое используют при изготовлении  солнечных панелей:

• Инструмент для резки ячеек. Ячейки режутся с помощью волоконного лазера. Размеры можно задать с помощью различных программ.
• Ламинатор. Название говорит само за себя.С его помощью ламинируют солнечные элементы. Имеет специальные контроллеры для поддержки выбранных параметров. Ламинаторы работают в двух режимах: ручном и автоматизированном.
• Столик для перемещения. Очень сложно обойтись без данного предмета. Именно на нем производят такие операции, как обрезка краев, укладка соединительной коробки и многие другие. Столешница имеет закрепленные шарики, с помощью которого можно открыть и переместить модуль, не боясь его повредить.
• Машинка для очистки стекла. Ее используют при очистке стеклянных подложек. Стекло сначала очищают при помощи моющего средства, позже ополаскивают деионизированной водой два раза. Уже после подложки сушатся с помощью холодного и горячего воздуха.

Производители солнечных батарей.

Изготовление солнечных панелей из кремния – довольно перспективный и прибыльный бизнес. Спрос на солнечные панели растет каждый год. Соответственно, растут объемы продаж.

Безусловно, первое место по производству солнечных батарей занимают китайцы. Их главный козырь – очень низкая стоимость. Естественно, многие компании по всему миру не выдерживают напора и конкуренции китайских компаний. Это стало следствием закрытия, например, четырех немецких брендов за последние пару лет. Это такие гиганты, как Solon, Solarhybrid, Q-Cells и SolarMillennium. Вслед за ними закрыла свой филиал в Германии американская компания FirstSolar, а вслед за ней и компании Siemens, Bosch. И это неудивительно. Китайские солнечные панели стоят в два раза дешевле своих заграничных аналогов.

Топ компаний-производителей солнечных панелей:

• YingliGreenEnergy. YGE за время своего существования установила солнечных батарей больше, чем на 2 ГВт.
• FirstSolar. Несмотря на то, что компании пришлось закрыть свой завод в Германии, она не сдала свои позиции в топе. Профилем ее являются тонкопленочные панели, которых они выпустили более, чем на 4 ГВт.
• SuntechPower Ко. Производитель выпустил на рынок около 13 миллионов батарей.

Российские популярные производители батарей:

• Завод «Солнечный ветер».
• Завод «Хевел».
• Завод «Телеком-СТВ».
• «Рязанский завод металлокерамических приборов».
• «Термотрон-завод».

Страны СНГ также не пасут задних. Например, в Астане тоже запустили завод, выпускающий солнечные батареи из кремния. Для Казахстана это пионер в подобной отрасли. В качестве материалов там планируется использование кремния, которое находится в Казахстане. Оборудование, закупленное для производства, отвечает всем стандартам и отличается высоким качеством.

Высокие темпы строительства заводов свидетельствуют о высоком спросе на солнечные батареи. Потому в ближайшем будущем можно ожидать повсеместное использования солнечных модулей. И это, однозначно, положительно повлияет на нашу атмосферу, избавив ее от загрязнений и истощений запасов топлива.

новые технологии и особенности производства солнечных батарей

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

Солнечные батареи с использованием новейших инноваций

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

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

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

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

Применяя инновационные решения, в производстве солнечных модулей, постоянно происходят различные улучшения эффективности, уменьшения влияния затенения и повышения надежности, при этом несколько производителей в настоящее время дают гарантию производительности до 30 лет.

Учитывая все новые доступные варианты выбора современных солнечных батарей, стоит провести некоторые исследования, прежде чем инвестировать в солнечную установку. В нашей полной обзорной статье о солнечных панелях мы расскажем, как выбрать надежную солнечную панель и на что обратить внимание.

Технология PERC, в чем особенность?

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

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

LeTID — потенциальная проблема PERC

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

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

Multi Busbar — Многолинейные солнечные элементы

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

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

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

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

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

Split panels – Новые половинчатые солнечные батареи

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

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

Bifacial — Двухсторонние солнечные батареи

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

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

Двухсторонние модули поглощают отраженный солнечный свет обратной стороной панели:

Dual Glass – Солнечные батареи с двойным стеклом

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

Безрамочные солнечные батареи

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

Умные панели и оптимизаторы мощности

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

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

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

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

Shingled Cells — Безразрывные солнечные элементы

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

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

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

Прочность солнечных ячеек

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

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

Солнечные элементы IBC — высокая прочность и долговечность

IBC не только более эффективны, но и прочность намного выше, чем у обычных элементов, так как задние слои укрепляют весь элемент и помогают предотвратить микротрещины, которые в конечном итоге могут привести к выходу из строя.

Sunpower использует высококачественный задний слой IBC из твердой меди на своей запатентованной ячейке Maxeon вместе с высокоотражающей металлической зеркальной поверхностью, чтобы отражать любой свет, который проходит обратно в ячейку. Задняя сторона ячейки IBC Maxeon, показанная ниже, чрезвычайно устойчива к нагрузкам и изгибам, в отличие от обычных ячеек, которые по сравнению с ними относительно хрупкие.

Высокоэффективные солнечные элементы N-типа

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

Гетероструктурная технология HJT

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

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

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

HJT лидер при высоких температурах

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

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

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

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

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

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

Производство и применение солнечных батарей

Основная идея солнечных батарей

Принцип действия солнечной батареи заключается в прямом преобразовании света от Солнца в электрический ток. И при этом происходит генерация постоянного тока. Эта энергия может быть использована напрямую разными нагрузками постоянного тока или может запасаться в аккумуляторных батареях для использования в будущем при необходимости. Использование солнечных батарей – отличная бизнес-идея. Но к сожалению, в России солнечная энергетика практически не развита из-за отсутствия политики поддержки в этой области. И поэтому большое количество крыш и других открытых солнцу территорий не приносят электричества и прибыли. Заняться освоением данной сферы – выгодное решение.

В первую очередь, нужно связаться с владельцами и лицами, которые заинтересованы в получении дополнительной прибыли с арендуемых крыш и других подходящих поверхностей.

Хозяевам предоставляется специально разработанный бизнес план с полным расчётом всех расходов на монтаж солнечных батарей и прибыли, получаемой в форме электроэнергии.

В бизнес-плане стоит учитывать также расчёты солнечной активности, скорости ветра, метеорологической ситуации региона. Риск такого бизнеса совсем мал.

Солнечная энергетика будет успешной, потому что зависит только от активности солнца, которого на ближайшие годы уж точно хватит. В будущем можно рассчитывать и на поддержку со стороны государства, потому что солнечная энергетика – эта отрасль будущего. Альтернативные источники энергии пользуются все большей популярностью, они незаменимы в частных домах, на тех объектах, где часто происходят сбои в поставке электрической энергии. Надежное, качественное и проверенное временем оборудование даст возможность производить солнечные батареи и расширить возможности и горизонты для своего бизнеса.

Производство солнечных батарей

На сегодня есть несколько основных технологий производства солнечных батарей, которые основаны на применении какого-либо материала при создании пластины. Базируется это на разном поглощении различными материалами солнечного излучения.

Наибольшей популярностью среди используемых материалов пользуются поли- и монокристаллический кремний, CdTe, GaAs, аморфный кремний и другие. В зависимости от выбранного материала используется определенная технология, отличающаяся стадиями производства и комплексом оборудования.

Чаще всего как сырье применяется поли- и монокристаллический кремний. КПД пластин из данного материала колеблется в диапазоне от 12 до 19%. Данные пластины довольно хрупкие, им необходима дополнительная защита, но они намного дешевле, чем пластины из других материалов. Тонкопленочная технология базируется на применении таких материалов: GaAs, аморфный кремний и CdTe. КПД этих пластин тоже не выше 20%, хотя в будущем есть планы повышения его до 22%. В зависимости от подложки, которая используется, эти батареи могут гнуться, герметичны, устойчивы к механическим воздействиям. Но и их стоимость превышает стоимость кремниевых систем.

Сегодня производство солнечных батарей в масштабе промышленности наиболее рентабельно осуществлять по кремниевой технологии, эта технология производства – самая изученная и дающая самый большой выход. Цепочка производства на основе мультикристаллического кремния включает в себя такие стадии:

• Подготовка пластины из кремния, очистка и промывка ее после резки;
• Структурирование всей поверхности пластины, создание топологии на поверхности, ее травление;
• Нанесение фосфора, легирование;
• Вжигание, диффузия фосфора;
• Создание P-n-перехода, изолирование, удаление лишних слоев;
• Нанесение антиотражающего слоя;
• Металлизация;
• Сушка;
• Создание контактов на лицевой стороне пластины;
• Выравнивание пластины;
• Проверка и тестирование.

Применение солнечных батарей

С недавнего времени солнечные батареи пользуются популярностью во всем мире. Применение солнечных батарей в микроэлектронике: (как зарядное устройство) для обеспечения электричеством аккумуляторов разной бытовой электроники — плееров, калькуляторов, фонариков и других, для подзарядки электромобилей. Например в автомобиле Skoda Superb в одной из комплектаций можно установить солнечную батарею на крышу автомобиля — и тогда в жаркие дни, салон автомобиля будет проветриваться встроенным вентилятором, работающим от этой батареии, пока автомобиль находится на стоянке. Применение солнечных батарей для энергообеспечения зданий – большие батареи работают как солнечные коллекторы, особенно популярны в субтропических и тропических регионах с большим числом солнечных дней.

Пользуются большим спросом в Средиземноморских странах, там их размещают на крышах домов. Очень много применяют солнечные батареи на крышах домов в Турции. Новые здания Испании оборудованы солнечными водонагревателями. Применение солнечных батарей в космосе: является один из главных способов получения электроэнергии на космических аппаратах, они длительное время работают без расхода материалов, и при этом экологически безопасные.

Солнечные батареи в России

В России солнечные батареи уже не новинка, существуют заводы по их производству в Москве, Краснодаре, Зеленограде, Новочебоксарске и Брянске. Их используют как в электронике, так и в быту и других сфера жизнедеятельности. Но они всё ещё слабодоступны из-за высокой стоимости: базовый элемент солнечной батареи – это дорогой монокристаллический кремний, и поэтому цена киловатт-часа этой электроэнергии больше, чем полученной из каких-либо других источников.

Производство солнечных батарей — видео

Производство солнечных батарей может быть безвредным для природы

Солнечные батареи позволяют отказаться от сжигания ископаемого топлива и снизить выбросы угрожающих климату парниковых газов. Тем не менее, производство традиционных кремниевых фотоэлементов также связано с выбросами CO2. Сделать сектор по-настоящему углеродно-нейтральному могут солнечные панели на основе перовскитов.

Использование возобновляемой энергии, включая солнечную, считается одним из главных способов сократить выбросы парниковых газов и предотвратить климатическую катастрофу. Тем не менее, производство солнечных батарей также связано с эмиссией CO2, отмечает Inverse.

Доля сектора в общих глобальных выбросах углерода сегодня незначительна, но по мере того, как мир переходит на ВИЭ, она может заметно увеличиться. По данным международной команды исследователей, уже в ближайшие десять лет производство солнечных панелей на основе кремния будет генерировать больше парниковых газов, чем международная авиация.

Существует технология, способная сделать солнечную энергетику по-настоящему углеродно-нейтральной. Речь о перовскитных солнечных элементах с обратным переходом. Эксперименты неоднократно демонстрировали, что такие батареи дешевле и эффективнее традиционных кремниевых, однако их коммерческому успеху препятствует низкий срок службы.

Авторы работы предложили методику, которая позволит продлить жизнь перовскитным солнечным элементам. Воспользовавшись технологией герметизации стекла, которую применяют при изготовлении лобовых стекол автомобилей, они создали воздухонепроницаемую оболочку, способную предотвратить проникновение кислорода к перовскиту и деградацию последнего.

КПД получившегося элемента составил 9,3% — рекордный уровень для перовскита, заключенного в стекло.

По словам исследователей, хотя такая методика изготовления солнечных панелей не идеальна, она генерирует в 20 раз меньше выбросов, чем производство кремниевых элементов. Это важный шаг как к коммерциализации солнечной энергетики на основе перовскитов, так и к достижению углеродной нейтральности сектора.

Tesla планирует сделать солнечную энергию намного более популярной, запустив продажи солнечной черепицы Solarglass на рынках Европы и Китая. Между тем, конкурирующая компания Standard Industries уже принимает заказы.

Производство солнечных батарей в регионе хотят перенести на одну площадку :: Калининград :: РБК

Фото: Pixabay

Группа компаний «Хевел», которая намерена построить в Калининградской области заводы по производству фотовольтаической продукции для солнечных энергостанций, рассматривает вопрос о переносе производств из двух индустриальных парков региона в один — в Черняховске. Об этом РБК Калининград рассказал глава региональной Корпорации развития Андрей Толмачев.

Ранее сообщалось, что завод по производству фотоэлектрических преобразователей разместят в «Храброво», по производству кремниевых пластин — в «Черняховске». Однако позже Корпорация развития порекомендовала владельцам объединить их на территории одного парка.

«Нам видится, что это грамотное логистическое решение, которое сможет оптимизировать их внутренние процессы. Уверен, что Черняховский городской округ от такого подхода только выиграет, как и вся Калининградская область», — считает Толмачев.

Сейчас производители заканчивают проектирование предприятий и в конце мая планируют подавать проектно-сметную документацию на государственную экспертизу. После этого необходимо будет получить разрешение на строительство.

По данным регионального минэкономразвития, производство фотовольтаических панелей для солнечных энергостанций должно стать одним из крупнейших инвестиционных проектов в Калининградской области в 2021 году.

Кто и как производит солнечные панели?

Неизменный рост потребления энергии солнечного света способствует увеличению спроса на оборудование, с помощью которого эту энергию можно накапливать и использовать для дальнейших нужд. Наиболее популярным способом получения электроэнергии является солнечная фотовольтаика. В первую очередь объясняется это тем, что производство солнечных батарей основано на использовании кремния – химического элемента, занимающего второе место по содержанию в земной коре.

Рынок солнечных батарей на сегодняшний день представляют крупнейшие мировые компании с многомиллионными оборотами и многолетним опытом. В основе производства солнечных панелей лежат различные технологии, которые постоянно совершенствуются. В зависимости от ваших нужд вы можете найти солнечные батареи, размеры которых позволяют встроить их в микрокалькулятор, или панели, которые без проблем разместятся на крыше здания или автомобиля. Как правило, одиночные фотоэлементы вырабатывают очень небольшое количество мощности, поэтому используются технологии, позволяющие соединять их в так называемые солнечные модули. О том, кто и как это делает и пойдет речь дальше.

Технологический процесс изготовления солнечных панелей

1 этап

Первое с чего начинается любое производство, в том числе и производство солнечных батарей – это подготовка сырья. Как мы уже упоминали выше, основным сырьем в данном случае служит кремний, а точнее кварцевый песок определенных пород. Технология подготовки сырья состоит из 2 процессов:

1. Этап высокотемпературного плавления.
2. Этап синтеза, сопровождающийся добавлением различных химических веществ.

Путем этих процессов достигают максимальной степени очистки кремния до 99,99%. Для изготовления солнечных батарей чаще всего используют монокристаллический и поликристаллический кремний. Технологии их производства различны, но процесс получения поликристаллического кремния менее затратный. Поэтому солнечные батареи, изготовленные из этого вида кремния, обходятся потребителям дешевле.

После того, как кремний прошел очистку, его разрезают на тонкие пластины, которые, в свою очередь, тщательно тестируют, производя замер электрических параметров посредством световых вспышек ксеноновых ламп высокой мощности. После проведенных испытаний пластины сортируют и отправляют на следующий этап производства.

2 этап

Второй этап технологии представляет собой процесс пайки пластин в секции, с последующим формированием из этих секций блоков на стекле. Для переноса готовых секций на поверхность стекла используют вакуумные держатели. Это необходимо для того, чтобы исключить возможность механического воздействия на готовые солнечные элементы. Секции, как правило, формируют из 9 или 10 солнечных элементов, а блоки – из 4 или 6 секций.

3 этап

3 этап – это этап ламинирования. Спаянные блоки фотоэлектрических пластин ламинируют этиленвинилацетатной пленкой и специальным защитным покрытием. Использование компьютерного управления позволяет следить за уровнем температуры, вакуума и давления. А также программировать требуемые условия ламинирования в случае использования разных материалов.

4 этап

На последнем этапе изготовления блоков солнечных батарей монтируется алюминиевая рама и соединительная коробка. Для надежного соединения коробки и модуля используется специальный герметик-клей. После чего солнечные батареи проходят тестирование, где измеряют показатели тока короткого замыкания, тока и напряжения точки максимальной мощности и напряжения холостого хода. Для получения необходимых значений силы тока и напряжения возможно объединение не только солнечных элементов, но и готовых солнечных блоков между собой.

Какое оборудование необходимо?

При производстве солнечных панелей необходимо использовать только качественное оборудование. Это обеспечивает минимальные погрешности при измерении различных показателей в процессе тестирования солнечных элементов и состоящих из них блоков. Надежность оборудования предполагает более долгий срок эксплуатации, следовательно, минимизируются расходы на замену вышедшего из строя оборудования. При низком качестве возможны нарушения технологии изготовления.

Основное оборудование, используемое в процессе производства солнечных панелей:

1. Стол для перемещения. Незаменим при осуществлении различных действий с солнечными модулями. Обрезка краев, укладка, установка соединительной коробки – эти и многие другие операции производят исключительно на данном столе. Закрепленные на столешнице неметаллические шарики позволяют без каких-либо усилий перемещать модуль, не повреждая его при этом.
2. Ламинатор для солнечных батарей. Как понятно из названия, данное оборудование применяется при ламинации солнечных элементов. Все необходимые параметры поддерживаются специальными контроллерами. Имеется возможность выбора как полностью автоматизированного режима работы, так и ручного управления.
3. Инструмент для резки ячеек (рисунок справа). Разрезание ячеек осуществляется волоконным лазером. Размеры задаются программно.
4. Машина для очистки стекла. Оборудование используется для очистки стеклянных подложек. Процесс происходит в несколько этапов. Сначала стекло очищают с использованием моющего средства, для чего применяют нейлоновые щетки, а затем споласкивают деионизированной водой в 2 этапа. Затем стеклянные подложки сушат холодным и горячим воздухом.

Кто поставляет нам солнечные батареи?

Солнечные панели – дело очень перспективное, а главное прибыльное. Количество покупаемых солнечных батарей увеличивается с каждым годом. Что обеспечивает постоянный рост объемов продаж, в котором заинтересован любой завод по производству солнечных батарей, а их по всему миру немало.

На первом месте стоят, конечно, китайские компании. Низкая стоимость солнечных батарей, которые китайцы экспортируют по всему миру, привела к появлению множества проблем у других крупнейших компаний. За последние 2-3 года о закрытии производства солнечных панелей объявили, по меньшей мере, 4 немецких бренда. Началось все с банкротства компании Solon, после которой закрылись Solarhybrid, Q-Cells и Solar Millennium. Американская компания First Solar также заявила о закрытии своего завода во Франкфурте-на-Одере. Свое производство панелей свернули и такие гиганты как Siemens и Bosch. Хотя, учитывая, что китайские солнечные батареи стоят, к примеру, почти в 2 раза дешевле немецких аналогов, удивляться здесь нечему.

Первые места в топе компаний, производящих солнечные панели, занимают:

• Yingli Green Energy (YGE) является ведущим производителем солнечных батарей. За 2012 год ее прибыль составила более 120 млн. $. Всего она установила солнечных модулей более чем на 2 ГВт. Среди ее продукции панели из монокристаллического кремния мощностью 245-265 Вт и поликристаллические кремниевые батареи мощностью 175-290 Вт.
• First Solar. Хоть эта компания и закрыла свой завод в Германии, в числе крупнейших она все-таки осталась. Ее профиль – это тонкопленочные панели, мощность которых за 2012 год составила около 3,8 ГВт.
• Suntech Power Ко. Производственные мощности этого китайского гиганта составляют примерно 1800 МВт в год. Около 13 млн солнечных батарей в 80 странах мира – это результат труда этой компании.

Среди российских заводов следует выделить:

• «Солнечный ветер»
• ООО «Хевел» в Новочебоксарске
• «Телеком-СТВ» в Зеленограде
• ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»
• ЗАО «Термотрон-завод» и другие.

Более полный перечень фирм, изготавливающих и поставляющих оборудование и изделия для солнечной энергетики, вы найдете в нашем Каталоге производителей и поставщиков.

Не отстают и страны СНГ. Так, например, завод по производству солнечных батарей еще в прошлом году был запущен в Астане. Это первое предприятия подобного рода в Казахстане. В качестве сырья планируется использовать 100% казахского кремния, а оборудование, установленное на заводе, отвечает всем последним требованиям и полностью автоматизировано. Запуск аналогичного завода есть и в планах у Узбекистана. Инициатором строительства выступила крупнейшая китайская компания Suntech Power Holdings Co, такое же предложение поступило и от российского нефтяного гиганта «ЛУКОЙЛ».

При таких темпах строительства, следует ожидать повсеместного использования солнечных модулей. Но это и неплохо. Экологичный энергетический источник, дающий бесплатную энергию, сможет решить множество проблем, связанных с загрязнением окружающей среды и истощением запасов природного топлива.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Видео о процессе изготовления солнечных панелей:

Сколько энергии вырабатывает солнечная панель?

Время чтения: 6 минут

Выходная мощность или мощность — важный фактор, который следует учитывать при сравнении вариантов солнечных панелей. Вы можете услышать, как ваш установщик солнечных батарей говорит: «Это панель мощностью 255 Вт» или «Панель, которую я рекомендую, имеет мощность 300 Вт». Или, когда вы читаете цитату установщика солнечной энергии, вы можете увидеть числа вроде 245 Вт, 300 Вт или 345 Вт рядом с названием панели. Все они относятся к мощности, мощности и выходной мощности солнечной панели.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Основные выводы о выходной мощности солнечных панелей

• Солнечные панели обычно производят от 250 до 400 Вт мощности — фактическая мощность будет зависеть от таких факторов, как затенение, ориентация и солнечные часы.
• С 30-панельной системой вы будете производить более чем достаточно электроэнергии в год, чтобы покрыть все ваши потребности в электроэнергии, а может быть и больше!
• Вы можете свободно сравнивать расценки на солнечные батареи на EnergySage Marketplace, чтобы увидеть, как панели различной мощности повлияют на вашу уникальную систему

Сколько энергии вырабатывает солнечная панель?

Для примера, если вы получаете 5 часов прямого солнечного света в день в солнечном штате, таком как Калифорния, вы можете рассчитать мощность своей солнечной панели следующим образом: 5 часов x 290 Вт (пример мощности солнечной батареи премиум-класса). панель) = 1450 Вт-час , или примерно 1.5 киловатт-часов (кВтч). Таким образом, мощность каждой солнечной панели в вашем массиве будет производить около 500-550 кВтч энергии в год .

Все солнечные панели классифицируются по величине мощности постоянного тока, которую они вырабатывают при стандартных условиях испытаний. Мощность солнечной панели выражается в ваттах (Вт) и представляет собой теоретическую выработку энергии панелью при идеальных условиях солнечного света и температуры. Большинство бытовых солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, имеют номинальную выходную мощность от 250 до 400 Вт, причем более высокие номинальные мощности обычно считаются предпочтительными, чем более низкие номинальные мощности.Цены на солнечную батарею обычно измеряются в долларах за ватт ($ / Вт), и общая мощность ваших солнечных панелей играет значительную роль в общей стоимости вашей солнечной системы.

Забудьте об отдельных солнечных батареях — сколько энергии будет производить вся ваша система?

Знать, сколько энергии производит одна солнечная панель, — это хорошо, но, что более важно, , сколько солнечной энергии может генерировать ваша крыша? Давайте посчитаем ниже:

Возьмем приведенный выше пример, где вы получаете в среднем пять часов прямого солнечного света в день (среднее количество солнечного света для большинства районов Калифорнии) и используете солнечные панели мощностью 290 Вт.Допустим, вы устанавливаете 30 таких солнечных панелей премиум-класса на свою крышу, что дает вам систему солнечных панелей Вт или 8,7 кВт , что близко к среднему размеру системы, купленному на EnergySage Marketplace. Умножьте пять часов прямого солнечного света, которые мы оценили выше, на 8,7 кВт, и мы получим примерно 43,5 кВт · ч электроэнергии, производимой в день. И для одного окончательного преобразования, если мы умножим 43,5 на 365 дней в году, мы получим примерно 15,800 кВт-ч электроэнергии, произведенной за полный календарный год из 30 солнечных панелей премиум-класса мощностью 290 Вт на крыше.Учитывая, что среднее потребление электроэнергии в год в США составляет около 10600 кВтч, этого, вероятно, более чем достаточно для питания вашего дома от солнечной энергии.

Эта оценка, вероятно, высока для большинства покупателей солнечной энергии, и, вероятно, из-за нашей оценки количества солнечного света, которое получит система (известного как солнечные часы). Чтобы узнать больше о средних солнечных часах , посетите наш блог здесь, где мы рассмотрим среднее количество солнечного света в год по местоположению.

Что можно получить от одной солнечной панели?

В приведенном выше примере солнечная панель производит 1.5 кВтч в день, что в итоге составляет около 45 кВтч в месяц. Этой энергии достаточно для питания некоторых небольших приборов без особых проблем, но если вы хотите покрыть энергию, используемую системами климат-контроля вашей собственности или крупными кухонными приборами, вам понадобится больше солнечных панелей.

Почему важна мощность солнечных панелей? Расчет мощности панели

Выходная мощность — важный показатель для вашей домашней или коммерческой системы солнечных панелей. Когда вы покупаете или устанавливаете солнечную фотоэлектрическую (PV) энергетическую систему, цена , которую вы платите , обычно основывается на общей выходной мощности солнечных панелей в системе (выраженной в ваттах или киловаттах).

Мощность солнечной панели представляет собой теоретическое производство энергии солнечной панелью при идеальных условиях солнечного света и температуры. Мощность рассчитывается путем умножения вольт на x ампер на , где вольт представляет собой величину силы электричества, а амперы (амперы) относятся к общему количеству использованной энергии. Финансовая экономия, которую вы получаете от солнечной системы, является результатом электроэнергии, которую она вырабатывает с течением времени (выражается в киловатт-часах).

Размер против количества: типичные номинальные характеристики и емкость солнечных панелей

Выходная мощность сама по себе не является полным показателем качества и рабочих характеристик панели. Для некоторых панелей высокая выходная мощность обусловлена ​​их большим физическим размером, а не их более высокой эффективностью или технологическим превосходством.

Например, если две солнечные панели имеют 15-процентный рейтинг эффективности, но одна имеет номинальную выходную мощность 250 Вт, а другая — 300 Вт, это означает, что 300-ваттная панель примерно на 20 процентов физически больше, чем 250-ваттная панель.Вот почему EnergySage и другие отраслевые эксперты рассматривают эффективность панелей как более показательный критерий производительности солнечных панелей, чем просто мощность солнечных батарей.

На практике система солнечных панелей с общей номинальной мощностью 5 кВт (киловатт) может состоять либо из 20 панелей по 250 Вт, либо из 16 панелей по 300 Вт. Обе системы будут генерировать одинаковое количество энергии в одном и том же географическом месте. Хотя система мощностью 5 кВт может производить 6000 киловатт-часов (кВт-ч) электроэнергии каждый год в Бостоне, эта же система будет производить 8000 кВт-ч каждый год в Лос-Анджелесе из-за количества солнечного света, получаемого каждым местом каждый год.

Электроэнергия, вырабатываемая солнечной фотоэлектрической системой, зависит от ее номинальной выходной мощности, но она также зависит от других факторов, таких как эффективность панели и температурная чувствительность, а также степень затенения, которое испытывает система, а также угол наклона и азимут крыши, на которой он установлен. Как правило, имеет смысл с финансовой точки зрения установить солнечную систему с максимальной выходной мощностью, которую вы можете себе позволить (или которую вмещает ваша крыша) .Это обеспечит максимальную экономию и ускорит период окупаемости вашей солнечной энергетической системы.

Узнайте больше о средних ценах на солнечную энергию по стране для солнечных систем мощностью 3 кВт, 4 кВт, 5 кВт, 6 кВт, 7 кВт, 8 кВт и 10 кВт. На сайте EnergySage Solar Marketplace вы можете легко сравнить свои сбережения от солнечных панелей при различных номинальных мощностях.

Сколько ватт энергии вырабатывает солнечная панель? Сравнение отдельных продуктов

На приведенном ниже графике представлена ​​выходная мощность многих производителей, поставляющих солнечные панели в США.С. рынок. Поскольку производители панелей часто производят более одной линейки моделей солнечных панелей, выходная мощность большинства компаний имеет значительный диапазон. В таблице ниже указаны минимальная, максимальная и средняя выходная мощность солнечных панелей в портфеле каждого производителя.

Выходная мощность (в ваттах) производителей солнечных панелей

900 Гелиен

0410410

9010 4365

55

Какие солнечные панели производят больше всего электроэнергии

Солнечные панели обычно имеют выходную мощность от 250 до 400 Вт, но некоторые панели превышают отметку в 400 Вт.Солнечная панель с максимальной мощностью — это SunPower E-Series, коммерческая линейка солнечных панелей. Верхняя панель в E-Series выдает колоссальные 435 Вт . Если вы просто посмотрите на солнечные панели для жилых помещений, то верхней доступной панелью мощности является модуль переменного тока SunPower серии A — верхняя панель в линейке A-Series может похвастаться мощностью 425 Вт .

Три совета для покупателей солнечных батарей

1. Домовладельцы, которые получают несколько предложений, экономят 10% или более

Как и в случае любой крупной покупки, покупка установки солнечной панели требует большого количества исследований и рассмотрения, в том числе тщательного изучения компании в вашем районе. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США рекомендовалось, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной отрасли.

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

2. Крупнейшие установщики обычно не предлагают лучшую цену

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

3. Не менее важно сравнивать все варианты оборудования.

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

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

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

основных солнечных элементов

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Из чего сделаны солнечные панели? Список материалов для панелей

Время чтения: 3 минуты

Солнечная энергия вошла в мейнстрим как самый дешевый источник энергии в мире, что заставляет многих задуматься, как солнечные фотоэлектрические системы могут быть такими эффективными и недорогими, при этом обеспечивая «зеленую» энергию. Ответ на этот вопрос означает понимание того, как работает солнечная энергия, как производятся солнечные панели и каковы их части.Большинство панелей, доступных на рынке, изготовлены из монокристаллического, поликристаллического или тонкопленочного («аморфного») кремния. В этой статье мы расскажем о различных способах изготовления солнечных элементов и о том, какие детали необходимы для производства солнечных батарей.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Основные выводы о производстве солнечных панелей

• Солнечные панели обычно изготавливаются из нескольких ключевых компонентов: кремния, металла и стекла
• Стандартные панели изготавливаются из монокристаллический или поликристаллический кремний
• Начните сравнивать расценки на солнечные батареи на EnergySage Marketplace, чтобы увидеть варианты оборудования рядом

Из чего сделаны солнечные панели?

Материалы, из которых изготовлены элементы для солнечных панелей, являются лишь частью самой солнечной панели.Процесс производства солнечных панелей обычно объединяет шесть различных компонентов. Если вы заинтересованы в материалах для солнечных панелей и хотите сделать их своими руками, возможно, вам даже понадобится гипотетический список «ингредиентов» для самостоятельного производства. Вот общие части солнечной панели:

1. Кремниевые солнечные элементы
2. Металлический каркас (обычно алюминий)
3. Стеклянный лист для корпуса
4. Стандартный провод 12 В
5. Провод шины
6. Оргстекло

В дополнение к солнечному свету сами элементы, стандартная солнечная панель включает в себя стеклянный кожух в передней части панели, чтобы добавить прочность и защиту кремниевым фотоэлектрическим элементам.Под стеклянной внешней стороной панели имеется кожух для изоляции и защитный задний лист, который помогает ограничить рассеивание тепла и влажность внутри панели. Изоляция особенно важна, потому что повышение температуры приведет к снижению эффективности, что приведет к снижению мощности солнечной панели. Таким образом, производители фотоэлектрических элементов должны прилагать все усилия, чтобы обеспечить улавливание света без перегрева технологии.

Как изготавливаются солнечные панели? Монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные

Солнечные фотоэлектрические элементы состоят из нескольких частей, наиболее важными из которых являются кремниевые элементы.Кремний, атомный номер 14 в периодической таблице, представляет собой неметалл с проводящими свойствами, которые дают ему способность преобразовывать солнечный свет в электричество. Когда свет взаимодействует с кремниевой ячейкой, он приводит в движение электроны, что инициирует поток электричества. Это известно как «фотоэлектрический эффект».

Однако кремниевые элементы сами по себе не могут обеспечить электричеством ваш дом. Они соединены с металлическим корпусом и проводкой, которые позволяют электронам солнечного элемента улетучиваться и обеспечивать полезную мощность.Кремний имеет несколько различных структур ячеек: однокамерный (монокристаллический), поликристаллический или аморфный , чаще всего ассоциируется с тонкопленочными солнечными панелями.

Процесс производства солнечных панелей

Монокристаллические солнечные панели производятся из одного большого кремниевого блока и изготавливаются в форматах кремниевых пластин. Производственный процесс включает вырезание отдельных пластин из кремния, которые можно прикрепить к солнечной панели.Монокристаллические кремниевые элементы более эффективны, чем поликристаллические или аморфные солнечные элементы. Производство отдельных монокристаллических пластин является более трудоемким и, следовательно, более дорогим в производстве, чем поликристаллические ячейки. Монокристаллические элементы имеют отчетливый черный эстетический вид и часто ассоциируются с гладким внешним видом панелей премиум-класса SunPower.

Поликристаллические солнечные элементы также являются кремниевыми элементами, но вместо того, чтобы формироваться в виде большого блока и разрезаться на пластины, они производятся путем плавления нескольких кристаллов кремния вместе.Многие молекулы кремния плавятся, а затем повторно соединяются вместе в самой панели. Поликристаллические ячейки менее эффективны, чем монокристаллические, но они также менее дороги. У них голубоватый оттенок, который часто ассоциируется с эстетикой солнечных панелей SolarWorld.

Наконец, аморфные кремниевые элементы создают гибкие материалы для солнечных панелей, которые часто используются в тонкопленочных солнечных панелях. Ячейки из аморфного кремния не являются кристаллическими и вместо этого прикреплены к подложке, такой как стекло, пластик или металл.По этой причине тонкопленочные солнечные панели верны своему названию: они тонкие и гибкие, в отличие от стандартных. Несмотря на то, что аморфные солнечные элементы являются идеальным вариантом использования для универсальности, они очень неэффективны по сравнению с моно- или поликристаллическими элементами. First Solar наиболее известна производством тонкопленочных панелей в США.

После создания уникального типа солнечных элементов производители солнечных панелей завершают процесс, подключая электрические системы, добавляя антибликовое покрытие к элементам и корпусу. вся система в металлическом и стеклянном корпусе.

Можете ли вы сделать солнечные панели самостоятельно?

Для тех, кто хочет установить солнечную батарею и рассматривает возможность самостоятельного использования, необходимо учитывать ряд факторов, таких как гарантии, долговечность продукции, эффективность и общая стоимость. Чтобы получить полное представление об этой поломке, ознакомьтесь с нашей статьей о плюсах и минусах солнечных батарей своими руками. Если вы ищете индивидуальную оценку стоимости солнечной установки в зависимости от вашего конкретного местоположения и типа крыши, попробуйте наш солнечный калькулятор.Для домовладельцев, заинтересованных в получении предложений от местных предварительно отобранных установщиков, посетите EnergySage Solar Marketplace.

с низким содержанием cvr

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем регионе в 2021 году

Производительность и производство солнечных панелей РУКОВОДСТВО

Основы для понимания производства и производства солнечных панелей

Фотоэлектрический эффект: как фотоэлектрические панели производят электричество?

Вы уже знакомы с фотоэффектом и имеете единицы измерения кВтч? Переходите непосредственно к следующей части.

Прежде всего, вы должны понять, как работают эти панели. Фотоэлектрический эффект был открыт в 1839 году Александром Эдмоном Беккерелем. Конкретно этот эффект наблюдается в некоторых материалах, которые испускают электроны при попадании света.

В случае фотоэлектрической солнечной панели использование так называемых фотоэлектрических элементов позволяет создать фотоэлектрическое явление. Эти элементы производятся из кремния. Кремний является основным компонентом песка и поэтому является очень распространенным материалом на поверхности планеты.Панель состоит из 60-62 ячеек этого типа, соединенных последовательно.

Фотоэлементы — это полупроводники. Это материалы, которые в зависимости от условий являются изолирующими или проводящими. Фактически, полупроводник становится проводящим, если он нагревается, освещается или подвергается определенному напряжению. В случае фотоэлементов при освещении они становятся проводящими и позволяют создавать электрический ток.

Позвольте нам подробно объяснить это явление: то, что мы ищем с солнечными панелями, — это производить электрический ток, т.е.е. циркуляция электронов. Для его создания нужен избыток электронов на одном конце диполя, а на другом — недостаток. Это дает возможность создать разность потенциалов между полюсами, т.е. напряжение, а значит, и условия для появления электрического тока.

Для этого фотоэлектрические элементы состоят из двух пластин, соединенных токопроводящими проводами. Первый, верхний слой, имеет избыток электронов. Второй, нижний слой, имеет дефицит электронов.Именно эта поляризация, обнаруженная в полюсах, обозначенных соответственно символами — и +, позволяет создавать электрический ток.

Давайте подведем итоги. Сначала фотоны попадают на поверхность панели. Впоследствии электроны, высвободившиеся под действием солнца, пересекают пластины. В результате разница полярности обеспечивает создание электрического тока. Подключив солнечные панели к электрической цепи, мы можем подавать питание на электрические устройства.Таким образом, фотоэлектрические панели представляют собой гениальные системы производства энергии. К сожалению, эффективность фотоэлектрической панели уменьшается с увеличением тепла.

Что такое кВтч?

кВтч (киловатт-час) — это единица энергии . Буква W от Ватта. Эта единица мощности получила свое название от Джеймса Ватта. Например, мы находим измерения ватт на лампочках. Ватт и кВт относятся к энергии устройства. Это не имеет прямого отношения к кВтч. Единица W используется, когда вы хотите узнать энергетические характеристики (производство или потребление) с течением времени.Это служит, например, для энергетического баланса. Он отображает потребление энергии с течением времени. Возьмем аналогичный образ проточного крана. КВт (= 1000 Вт) может соответствовать расходу воды в кране. В то время как кВтч — это количество воды, которое можно собрать в бутылку за один час с помощью этого крана. Это разные вещи. Разница важна, потому что если солнечная установка рассчитана на 100 кВт мощности, она не обязательно будет производить 100 кВтч энергии за один час. Действительно, без перебоев работать не получится.

Электроэнергия фотоэлектрической солнечной панели

Мощность солнечных фотоэлектрических панелей выражается в пиковой мощности Вт , сокращенно Wp на английском языке, Wc на французском. Количество ячеек в панели и их качество определяет мощность данной панели. Текущий стандарт мощности фотоэлектрических солнечных панелей составляет около 300 Вт.

Необходимо принять во внимание, что номинальная пиковая мощность соответствует этим данным условиям:

• Температура не слишком низкая и не слишком высокая 25 °
• Падающий солнечный свет 1000 Вт на м2
• Наклонная поверхность 30 °, направленная на юг
• Ясное небо

кВтч гарантирует, что вы знаете максимальную теоретическую мощность солнечной панели и дает представление о ее производительности.Тем не менее, учитывая все элементы, которые необходимо учитывать в солнечной установке, имейте в виду, что кВтп является приблизительной информацией.

Чем больше совершенствуются технологии, тем мощнее и эффективнее становятся панели.

Солнечная тепловая энергия, как она работает ??

Что касается гелиотермики, то процесс отличается. Действительно, используется не фотоэлектрический эффект. Здесь это солнечное тепло, которое восстанавливается и накапливается датчиками и передается через теплопроводящий материал.

Этот тип солнечных панелей более эффективен, чем фотоэлектрические. Это около 80%. С другой стороны, фотоэлектрическая эффективность зависит от типа используемой панели. Это значение колеблется от 5 до 7% для аморфного кремния до 18-24% для монокристаллического кремния (см. Ниже: типы солнечных панелей).

Тепловая мощность солнечной тепловой панели

Что касается солнечных тепловых панелей, то мощность выражается в ваттах. Мощность солнечной тепловой панели выражается в Вт на м2.Таким образом, в случае теплового захвата лучше думать о м2 установленного теплового захвата. Солнечные панели большей площади могут производить больше энергии. Выбор устанавливаемой поверхности зависит от ваших потребностей. Если вы хотите использовать тепло для водонагревателя, отопления дома или и того, и другого, потребности будут разными.

Качество солнечных батарей

Были разработаны различные сертификаты, чтобы гарантировать покупателю солнечной панели возможность легко распознать качественный продукт.Эти сертификаты помогут вам при совершении покупок. Но они также необходимы, если вы хотите получить государственную помощь при установке систем солнечных батарей. Это одна из причин, по которой DualSun имеет сертификаты IEC и Solar Keymark.

IEC означает Международная электротехническая комиссия. Миссия комиссии — стандартизация секторов электроэнергии, электроники и нанотехнологий. Таким образом, их прерогативы также применимы к солнечным панелям, которые являются устройствами, производящими электрическую энергию.

Солнечная панель, сертифицированная IEC, имеет электрическую защиту. Кроме того, сертификация гарантирует, что его эффективность составляет не менее 12%.

Вторая сертификация, называемая Solar Keymark, тоже европейская. Европейский комитет по стандартизации (CEN) ввел его в действие. Это гарантирует потребителю уровень качества, подтвержденный различными испытаниями, проводимыми на продукции.

Не пренебрегайте сертификатами. Солнечные панели, как и во многих других секторах, могут стать причиной продажи недобросовестными людьми продукции, не соответствующей требованиям.Было бы стыдно вкладывать деньги в бракованную продукцию.

Виды солнечных панелей

Желание установить солнечные батареи — это хорошо. Однако одна из основных трудностей — это узнать о них, потому что их много. Давайте посмотрим ниже все типы панелей.

Фотоэлектрические панели

Первый тип панелей, как мы видели ранее, фотоэлектрические. При этом используется описанный выше фотоэлектрический процесс в кремниевых ячейках. Они могут быть разных типов.

Панели из монокристаллических кремниевых элементов являются самыми дорогими. Однако солнечная панель, оснащенная этими элементами, будет иметь более высокий КПД, чем другие. Это от 18 до 24%. Панели также могут быть изготовлены из ячеек из поликристаллического кремния. Это самый распространенный кремний. Его КПД ниже монокристаллического. Это от 14 до 18%. Панели с ячейками из аморфного кремния имеют наименьший КПД. Это колеблется от 5 до 7%. Этот тип кремния дешевле кристаллических форм.

Гибкие солнечные панели

Это не кремниевые элементы. Они состоят из органических полимеров. Их можно производить в больших количествах, используя технику печати, напоминающую текстиль. Следствием такого процесса является гораздо более низкая стоимость, чем обычная солнечная панель. Однако эффективность этих панелей оставляет желать лучшего. У них нет той же полезности, и они используются для небольших предметов (например, карманных калькуляторов).

Этот тип технологии также используется в солнечных зарядных устройствах или коврах на солнечных батареях.Последние представляют собой типы солнечных матов для установки возле бассейнов. Существуют также гибкие солнечные панели относительно небольших размеров, состоящие из кремниевых элементов, подходящие для автомобильного, морского или кочевого использования.

Перовскит

Это незнакомое название на самом деле титанат кальция. Так же, как и органические ячейки, их можно распечатать. Однако они в 5 раз эффективнее.

Они очень перспективны и могут устанавливаться везде: на окнах или различных элементах здания.Как это ни удивительно, их можно даже нанести на стену, как традиционную краску. Огромным преимуществом перовскита является его способность производить энергию при очень небольшом количестве света. Работает даже при искусственном освещении! Это позволяет «рециркулировать» энергию, используемую для создания искусственного освещения.

Тепловая солнечная панель

Второй тип солнечных панелей, солнечные тепловые, не использует те же физические механизмы для производства энергии. Следовательно, их составные части тоже различаются.

Этот тип установки состоит из стеклянных трубок.Каждая из этих трубок состоит из двух элементов: поглотителя и теплообменника. Первый улавливает энергию солнечного излучения, а второй позволяет передавать энергию системе. Эти трубки герметичны. Это предотвращает потерю тепла. Солнечная тепловая трубка имеет отличный КПД порядка 75%.

Для работы солнечной тепловой установке требуется так называемый жидкий теплоноситель. Как следует из названия, он служит для передачи тепла. Жидкий теплоноситель должен обладать несколькими свойствами:

• Он должен быть антикоррозионным.
• Обладает низкой вязкостью для облегчения циркуляции.
• Обладают высокой удельной теплоемкостью, что снижает любые потери тепловой энергии.
• Выдерживает экстремальные температуры.

Это может быть вода или смесь воды и антифриза. Эта жидкость течет по трубкам, организованным в виде каналов. Обычно они покрывают всю поверхность солнечной панели.

В солнечной тепловой, как и в солнечной фотоэлектрической, есть несколько технологий. Во-первых, это то, что мы называем датчиком с плоским или неглазурованным покрытием.Если он не покрыт глазурью, трубки находятся в прямом контакте с солнцем. Этот тип установки имеет худшие характеристики. Если же он застеклен, то это, наоборот, создает парниковый эффект, повышая его эффективность.

Затем у нас есть трубчатый метод захвата. Последний более эффективен и дороже. Его работа гарантирует оптимизацию энергопотребления. Их двойная кожа, в частности, улучшает влияние солнечного излучения.

Как начать производство солнечных панелей в США

См. Также:

У.Развитие рынка производства модулей S.A. за последние несколько лет является прекрасным примером печально известных солнечных горок. Так же быстро, как такие компании, как Schott, Solyndra, Solon, Suntech, Suniva и Stion (это S-вещь?), Обанкротились или покинули рынок США, многие крупные производители в 2018 году объявили, что открывают магазины в США. Состояния. По мнению многих из тех, кто въезжает в США, говорить, что это прямой результат 30% тарифов на импортные солнечные панели из кристаллического кремния (c-Si), преждевременно.Спрос в США достаточен для того, чтобы компании строили новые производственные мощности, превышающие объемы производства Suniva и SolarWorld (ранее крупнейшие производители c-Si в стране) на пике популярности. Тарифы или нет, Соединенным Штатам нужно больше панелей, и крупные мировые бренды готовы вмешаться.

Когда компания решает, что производство в Соединенных Штатах — хороший шаг, возникает вопрос, строить ли новое предприятие или работать с признанным производителем оригинального оборудования (OEM). Меньшие бренды Made in-USA, такие как Lumos Solar и CertainTeed Solar, производят панели через OEM в Калифорнии.Другие предпочитают работать в одиночку на новых заводах.

Завод

SolarWorld в Хиллсборо, штат Орегон, будет модернизирован для производства высокоэффективных модулей SunPower.

SunPower легко выиграла благодаря приобретению относительно современного сборочного предприятия SolarWorld в Хиллсборо, штат Орегон, которое в ближайшее время будет завершено, мощностью 530 МВт. Производительность может измениться, когда SunPower переключится на производство модулей серии P и нового технологического процесса Next Generation Technology, но все основные составляющие предприятия на месте.

Канадская Heliene также модернизирует два бывших завода по производству панелей в Миннесоте и Орегоне. Сначала Heliene использовала OEM-маршрут и производила панели на заводе в Миннесоте, принадлежащем Silicon Energy. Когда Silicon Energy обанкротилась, правительство Миннесоты попросило Хелиен вмешаться и сохранить занятость. Президент Heliene Мартин Почтарук сказал, что 60% продаж канадской компании в 2017 году приходилось на Соединенные Штаты, поэтому идея приобрести целую станцию ​​мощностью 140 МВт не была большой натяжкой.

«Мы присутствуем на рынке США с 2010 года. Мы не приходим, не зная, кому мы собираемся продавать», — сказал он. «Сейчас мы находимся в агрессивной позиции. Совершенно очевидно, что существует спрос на продукцию, произведенную в США ».

На рынке солнечной энергии США в 2017 году было установлено 10,6 ГВт новых солнечных батарей, а к концу 2018 года ожидается еще 10 ГВт. Если бы все производители c-Si и тонких пленок, производимые сегодня в Соединенных Штатах, производили бы на полную мощность, стране, возможно, повезло бы иметь 4 ГВт внутреннего продукта — даже не удовлетворяя половину спроса.

Рынок производства модулей в США полон возможностей. Компании просто нужно выбрать лучший план атаки.

Когда лучше всего OEM

Установщики солнечных батарей могут быть не знакомы с панелями Auxin Solar, производимыми на предприятии площадью 100 000 кв. Футов в Сан-Хосе, Калифорния. Это потому, что там производится лишь небольшое количество панелей марки Auxin; 90% станции мощностью 150 МВт используется под другими названиями. Президент компании Мамун Рашид сказал, что Auxin Solar изначально хотела производить свои собственные уникальные модули по дешевке в Азии, но более низкая цена часто означает более низкое качество, поэтому Auxin решил работать в Соединенных Штатах и ​​открыть свои двери в качестве OEM.

Завод Auxin Solar в Сан-Хосе, Калифорния.

«Мы быстро осознали проблемы качества в Азии», — сказал Рашид. «Рассматривая солнечные панели как продукт, рассчитанный на 25 лет, мы сочли это неприемлемым. Поэтому в 2008 году мы изучили бизнес-план, чтобы выяснить, что нужно для открытия в Соединенных Штатах ».

Рашид и его партнеры полагали, что в будущем будет расти спрос на высококачественные солнечные панели, произведенные в США. И после прочтения отчета, в котором ожидалось, что международным компаниям потребуется создавать региональные производства из-за высоких транспортных расходов, они сделали ставку на то, что происходит в солнечной отрасли.Иностранным компаниям скоро понадобится место для производства модулей в США, и Auxin Solar хотела, чтобы это произошло на своем заводе в Калифорнии.

«Поскольку мы являемся товарным продуктом, мы не хотели тратить ресурсы на узнаваемость бренда и внутренние продажи», — сказал Рашид. «Мы были счастливы направить наши ресурсы на улучшение производственных процессов и снижение себестоимости продукции. Вот почему мы быстро перешли на OEM для других жителей США ».

Некоторые из ранних OEM-работ Auxin Solar исходили от азиатских компаний первого уровня, которые были достаточно крупными, чтобы выиграть U.S. правительственные или военные проекты, для которых требовалась продукция, произведенная в США. Бренды будут собраны на предприятии Auxin Solar для достижения соответствия. Сегодняшние OEM-вакансии разнообразны: от компании по производству панелей, которая нуждается в дополнительной помощи при выполнении крупного заказа для проекта коммунального обслуживания в США, до производителей, которые только начинают работать и которым требуется всего несколько мегаватт в год. Рашид сказал, что компания работает с 12-18 брендами и имеет возможность производить множество различных технологий производства панелей. Линии могут переключаться с 60 ячеек на 72 или двухсторонние на традиционные в течение двух часов.

«Вот почему мы существуем и поэтому можем справиться со всеми этими различными типами», — сказал он. «Это то, что мы усовершенствовали. Все наши линии разрабатываются нами по индивидуальному заказу. Мы закупили оборудование в Германии, Италии, Азии, но строим по нашему проекту ».

Рашид сказал, что он доволен решением передать оборудование Auxin Solar в основном другим брендам. У него стабильно стабильно работают 60 человек в две смены. Так же, как установка солнечных батарей носит сезонный характер, производство панелей протекает так же.Для выполнения крайних сроков в четвертом квартале может потребоваться больше панелей, в то время как производство во втором квартале замедлится. У производителя, использующего собственное производство, будут времена загруженности и простоя, но он платит за это здание в течение всего года. Auxin Solar как OEM-компания работает по контрактам, чтобы оставаться занятыми 12 месяцев в году.

«Поскольку я делаю много разных продуктов в разное время года, у меня нет такого риска, — сказал Рашид. «Достаточно легко купить оборудование [и запустить производство]. Но совсем другое дело — снизить эксплуатационные расходы.”

Auxin Solar — это история успеха производства солнечных батарей, которую Чарльз Буш надеется повторить в Ричмонде, штат Вирджиния. Буш купил бывший завод штамповок площадью 16 000 кв. Футов в Ричмонде и потратил 1,2 миллиона долларов на создание завода по сборке панелей и активно ищет производителей для сотрудничества.

Буш хорошо знает солнечную промышленность. Он владеет монтажной компанией Off Grid By Design и работает как над сетевыми, так и над автономными проектами в Вирджинии. По словам Буша, из-за названия «Off Grid» он получает много звонков от людей, которые ищут 12-вольтовые солнечные батареи.Не имея возможности предложить хорошие продукты из США, Буш решил производить их сам. Вот почему он основал завод в Ричмонде (получивший название Solar Electric America), и он также обратился к производителям первого уровня для сборки на своем предприятии.

«Просто поставив рамы и распределительные коробки, он будет собран в Америке», — сказал Буш. «Я могу поставить панели по цене 0,50 доллара за Вт, и они собираются в Америке».

Хотя Solar Electric America работает уже почти полтора года, в настоящее время на объекте мощностью 60 МВт не происходит большой активности.Буш надеется наладить партнерские отношения с Solar Power International в конце этого месяца.

Крупномасштабное здание

Для более крупных компаний, которые хотят работать с мощностью более 150 МВт, запуск нового производства — разумный шаг. Джефф Джугер, директор по развитию бизнеса JinkoSolar, сказал, что решение компании построить собственное предприятие в Джексонвилле, штат Флорида, а не сотрудничать с OEM-производителем, было связано с тем, что объем поставленных JinkoSolar целей в США превысил возможности существующих OEM-производителей и ограничил будущие амбиции компании.Как поставщик модулей №1 в мире, JinkoSolar не беспокоится о загруженности своей новой электростанции в США мощностью 400 МВт; в начале этого года компания подписала контракт на поставку 2,75 ГВт с NextEra Energy и контракт на поставку 1,43 ГВт с sPower.

«JinkoSolar был одним из лидеров рынка продаж модулей в США, и завод во Флориде будет поддерживать часть этого объема. Спрос в США значительно превысит производственные мощности завода », — сказал Джугер. «Хотя влияние тарифов не следует недооценивать, близость к спросу и возможность предлагать местные продукты с местными услугами являются сильными мотивами [для переезда в Соединенные Штаты].”

Объект SolarWorld в Орегоне

Завод во Флориде будет поддерживать 200 рабочих мест, и поставки панелей должны начаться до конца года. JinkoSolar провела оценку существующих солнечных установок в США при выборе площадки, но в конечном итоге компания решила строить с нуля.

«JinkoSolar создает ультрасовременное предприятие в Соединенных Штатах», — сказал Джугер. «JinkoSolar придерживается очень высоких стандартов производственных процессов и эффективности продукции, что затрудняет соответствие старых предприятий требованиям компании.Захват другого объекта мог означать сначала демонтаж устаревшей или нерелевантной инфраструктуры. Дополнительные затраты на такой шаг стали ненужными, когда компания нашла в Джексонвилле хорошее здание для настройки ».

Джон Тейлор, старший вице-президент по связям с общественностью и коммуникациям LG Electronics USA, сказал нечто подобное, объясняя, почему LG решила построить собственный завод мощностью 500 МВт в Алабаме.

«У нас есть свой секретный соус с технологией виолончели и высокопроизводительными панелями», — сказал Тейлор.«Мы считаем, что находимся в хорошем положении с точки зрения лидерства в сфере продуктов и технологий, и не имело смысла сотрудничать с другими».

Основная цель завода LG в Алабаме — обслуживать рынок США. Даже при мощности 500 МВт и более 1 миллиона панелей, которые, как ожидается, будут производиться каждый год, спрос LG в США настолько высок, что придется импортировать дополнительные модули. Компания является ведущим поставщиком панелей как на жилом, так и на коммерческом рынках.

«Начало производства солнечных модулей в Соединенных Штатах — разумное бизнес-решение, особенно в нынешних условиях, когда мы тратим 30% пошлин на импортные панели», — сказал Тейлор.«О том, что вы находитесь в одном часовом поясе с вашими клиентами, можно много сказать».

Центр тестирования модулей Hanwha Q CELLS в Корее

LG не пришлось долго искать место в США для производства солнечных батарей. В кампусе компании в Хантсвилле, штат Алабама, было пустое здание, в котором когда-то строились цветные телевизоры. LG решила, что объект, который раньше использовался для старой технологии, идеально подходит для производства новой солнечной энергии.

«Круг замкнулся в Хантсвилле с запуском нашей последней производственной операции, на этот раз для технологий 21 века», — сказал Тейлор.Хантсвилл является домом для Центра космических полетов им. Маршалла НАСА и имеет большой резерв высокотехнологичных сотрудников. LG не беспокоится о том, чтобы найти в этом районе 160 высококвалифицированных технических специалистов. Линия монокристаллических модулей LG NeON 2 начнется с завода в Алабаме в первом квартале 2019 года.

И JinkoSolar, и LG имеют идеальные бизнес-планы для успеха на рынке США. Южнокорейская компания Hanwha Q CELLS, которая в основном поставляет модули для проектов коммунального масштаба, думает еще шире, планируя построить модульную установку мощностью 1600 МВт в Джорджии .Даже с учетом этих трех крупных заявлений иностранных компаний, у производителей все еще есть много возможностей присоединиться к веселью.

«Рынок большой. Здесь найдется место для всех », — сказал Почтарук из Гелиены. «Посмотрим, кто на самом деле это делает. Мы не делаем больших объявлений; мы просто строим солнечную энергию ».

Ознакомьтесь с нашим списком текущих и объявленных предприятий по сборке панелей в США на нашей специальной странице и щелкните на нашей карте местоположений.

Анализ затрат на производство солнечной энергии | Солнечные исследования

NREL анализирует производственные затраты, связанные с фотоэлектрическими (PV) технологиями,
в том числе кристаллический кремний, теллурид кадмия, диселенид галлия, меди, индия,
перовскит и солнечные элементы типа III-V.

Эти анализы часто основаны на восходящих моделях затрат для нескольких компонентов вдоль
цепочка поставок, предлагая подробный анализ факторов затрат. Ключевые результаты этих
анализы бывают:

• Минимальные устойчивые цены (MSP)
• Пошаговые и общие производственные затраты для данного процесса для определения факторов затрат
• Дорожные карты, определяющие потенциальные пути снижения затрат.

Минимальная устойчивая цена

NREL регулярно использует расчеты MSP при анализе производственных затрат. MSP представляет
минимальная цена, которую необходимо будет взимать за фотоэлектрическую технологию в любой момент времени
покрыть все производственные и накладные расходы и вернуть инвесторам в срок
норма прибыли.

MSP не является рыночной ценой и не предназначен для обозначения минимально достижимой цены.
для данной технологии.Скорее, расчеты MSP позволяют проводить сравнения «яблоки с яблоками».
между различными технологиями и может показать, как рыночные цены соотносятся со стоимостью
производить технологию.

Восходящее моделирование производственных затрат

Во многих анализах производственных затрат NREL используется восходящий подход к моделированию. Цены
материалов, оборудования, средств, энергии и рабочей силы, связанных с каждым шагом в
производственный процесс моделируется индивидуально.Исходные данные для этого метода анализа
собираются путем первичных собеседований с производителями фотоэлектрических элементов, материалов и оборудования.
поставщики.

Этот подход позволяет NREL оценивать пошаговые затраты и определять факторы затрат.
для данного материала и производственного процесса.

исследователей NREL рассматривают полный процесс производства солнечных элементов и модулей.
при проведении восходящего моделирования затрат.

Моделирование затрат в прошлом и будущем

С 2010 года NREL проводит восходящий анализ производственных затрат на определенную
технологии — с периодически добавляемыми новыми технологиями — чтобы получить представление о
факторы, которые со временем приводят к снижению стоимости фотоэлектрических модулей.

NREL также создает дорожные карты, которые иллюстрируют, как инновации, увеличение объема производства,
и другие факторы могут привести к снижению затрат в будущем.

Эта дорожная карта, разработанная NREL, предлагает пути дальнейшего снижения стоимости кремния.
солнечные элементы и показывает, как каждая категория производственных затрат может со временем развиваться.

Публикации

Оптоэлектроника на основе III-V с недорогой динамической гидридной парофазной эпитаксией, кристаллов (2019)
Технико-экономический анализ и дорожная карта снижения затрат для солнечных элементов III-V , Технический отчет NREL (2018)

Найдите больше публикаций по анализу затрат на производство солнечных батарей.

Учебники

Посмотрите эти видеоролики, чтобы узнать о подходе NREL к технико-экономическому анализу (TEA) и
стоимостное моделирование фотоэлектрических технологий. Они являются частью серии видеоуроков NREL Solar TEA Tutorials.

Подход и методология технико-экономического анализа фотоэлектрических модулей

Моделирование затрат для конкретных фотоэлектрических технологий

Основы солнечных фотоэлектрических элементов

| Министерство энергетики

Кремний

Кремний, безусловно, является наиболее распространенным полупроводниковым материалом, используемым в солнечных элементах, составляя примерно 95% модулей, продаваемых сегодня.Это также второй по распространенности материал на Земле (после кислорода) и наиболее распространенный полупроводник, используемый в компьютерных микросхемах. Кристаллические кремниевые ячейки состоят из атомов кремния, соединенных друг с другом, чтобы сформировать кристаллическую решетку. Эта решетка обеспечивает организованную структуру, которая делает преобразование света в электричество более эффективным.

Солнечные элементы, изготовленные из кремния, в настоящее время обеспечивают сочетание высокой эффективности, низкой стоимости и длительного срока службы. Ожидается, что модули прослужат 25 или более лет, и по истечении этого срока все еще будут вырабатывать более 80% своей первоначальной мощности.

Тонкопленочная фотогальваника

Тонкопленочный солнечный элемент изготавливается путем нанесения одного или нескольких тонких слоев фотоэлектрического материала на поддерживающий материал, такой как стекло, пластик или металл. Сегодня на рынке представлены два основных типа тонкопленочных фотоэлектрических полупроводников: теллурид кадмия (CdTe) и диселенид меди, индия, галлия (CIGS). Оба материала можно наносить непосредственно на переднюю или заднюю поверхность модуля.

CdTe является вторым по распространенности фотоэлектрическим материалом после кремния, и элементы CdTe могут быть изготовлены с использованием недорогих производственных процессов.Хотя это делает их экономичной альтернативой, их эффективность по-прежнему не так высока, как у кремния. Ячейки CIGS обладают оптимальными свойствами для фотоэлектрического материала и высокой эффективностью в лаборатории, но сложность, связанная с объединением четырех элементов, делает переход от лаборатории к производству более сложным. И CdTe, и CIGS требуют большей защиты, чем кремний, чтобы обеспечить длительную работу на открытом воздухе.

Перовскитные фотоэлектрические элементы

Перовскитные солнечные элементы представляют собой тип тонкопленочных элементов, названных в честь их характерной кристаллической структуры.Ячейки из перовскита состоят из слоев материалов, которые напечатаны, покрыты или нанесены в вакууме на нижележащий опорный слой, известный как подложка. Как правило, их легко собрать, и они могут достигать эффективности, аналогичной эффективности кристаллического кремния. В лаборатории эффективность перовскитных фотоэлементов повышается быстрее, чем у любого другого фотоэлектрического материала, с 3% в 2009 году до более 25% в 2020 году. Чтобы быть коммерчески жизнеспособными, перовскитные фотоэлементы должны стать достаточно стабильными, чтобы выдержать 20 лет работы на открытом воздухе, поэтому исследователи работают над тем, чтобы сделать их более долговечными и разрабатывают крупномасштабные и недорогие технологии производства.

Органические фотоэлектрические элементы

Органические фотоэлектрические элементы, или OPV, состоят из богатых углеродом (органических) соединений и могут быть адаптированы для улучшения определенных функций фотоэлектрических элементов, таких как ширина запрещенной зоны, прозрачность или цвет. Элементы OPV в настоящее время примерно вдвое менее эффективны, чем элементы из кристаллического кремния, и имеют более короткий срок службы, но могут быть дешевле в производстве в больших объемах. Их также можно наносить на различные вспомогательные материалы, такие как гибкий пластик, благодаря чему ОПВ может использоваться в самых разных целях.PV

Сколько энергии вырабатывают солнечные панели для вашего дома

Ключевые моменты:

• Большинство бытовых солнечных панелей на сегодняшнем рынке рассчитаны на выработку от 250 до 400 Вт каждая в час.
• Бытовые системы солнечных панелей обычно имеют мощность от 1 кВт до 4 кВт.
• Солнечная панель мощностью 4 кВт в доме среднего размера в Йоркшире может производить около 2850 кВтч электроэнергии в год (в идеальных условиях).
• Мощность солнечной панели зависит от нескольких факторов, включая ее размер, мощность, ваше местоположение и погодные условия.

Быстрые ссылки:

Как рассчитать мощность солнечной панели?

Поскольку все системы солнечных панелей индивидуальны, трудно сказать точно, сколько электроэнергии вырабатывала бы ваша. Этот полезный калькулятор от Центра альтернативных технологий может дать вам приблизительное представление, а также сумму денег, которую вы можете рассчитывать сэкономить.

Есть также несколько общих тестов, которые вы можете использовать для оценки потенциальной производительности вашей системы.

1. Мощность солнечных панелей в день

Определите, сколько электроэнергии (в киловатт-часах (кВтч)) ваши панели будут производить каждый день, используя следующую формулу:

Размер одной солнечной панели (в квадратных метрах) x 1,000

Эта цифра x Эффективность одной солнечной панели (в процентах в виде десятичной дроби)

Эта цифра x Количество солнечных часов в вашем районе каждый день

Разделить на 1000

Подробнее об эффективности ниже .

Чтобы оценить количество солнечных часов в вашем районе, воспользуйтесь этим калькулятором.

Пример

• Панель размером 1,6 квадратных метра:

• В вашем районе 4,5 солнечных часа в день *:

• Разделить на 1000:
  • 1,440 ÷ 1,000 = 1. 44 кВтч в день

* Количество солнечных часов сильно варьируется в течение года (4,5 часа — оценка на июль) и будет намного меньше в зимние месяцы, особенно в зимние месяцы.

2. Мощность солнечных панелей в месяц

Для получения итоговой суммы за месяц рассчитайте дневную цифру, а затем умножьте ее на 30:

• 1,44 x 30 = 43,2 кВтч в месяц

3. Мощность солнечных панелей на квадратный метр

Самая популярная бытовая система солнечных панелей — 4 кВт. Он состоит из 16 панелей, каждая из которых:

• размером около 1,6 квадратных метров (м ² ) размером
• рассчитан на выработку примерно 265 Вт (Вт) мощности (в идеальных условиях)

Для расчета производительности на квадратный метр используйте следующую формулу:

Количество панелей x Емкость системы солнечных панелей

Емкость ÷ Общий размер системы (количество панелей x размер одной панели)

Пример

• 16 панелей по 265 Вт каждая:
  • 16 x 265 = мощность 4240 кВт

• Общий размер системы (16 панелей по 1.6 м ² каждый)
  • 4,240 ÷ 6 = 165 Вт на м ²

Сколько ватт вырабатывает солнечная панель?

Большинство бытовых солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, рассчитаны на выработку от 250 до 400 Вт каждая в час.

Номинальная мощность поясняется ниже.

Сколько электроэнергии вырабатывает система солнечных панелей мощностью 1 кВт?

Система солнечных панелей мощностью 1 кВт может вырабатывать около 850 кВтч электроэнергии в год.

Насколько эффективны солнечные батареи?

Следующие факторы влияют на то, сколько электроэнергии будут вырабатывать ваши солнечные панели:

Емкость

Максимальное количество электроэнергии, которое система может производить в идеальных условиях (известное как «пиковое солнце»).

Иногда это называется «номинальная мощность» или «номинальная мощность», это означает 1000 ватт (или 1 кВт) солнечного света на каждый квадратный метр панели.

Большинство бытовых систем солнечных панелей имеют мощность от 1 кВт до 4 кВт.

КПД

Сколько солнечного света солнечные панели могут превратить в электричество.

Поскольку условия для солнечных панелей никогда не бывают идеальными, они никогда не будут эффективными на 100%. Фактически, КПД большинства жилых панелей составляет около 20%. Доступны панели с КПД от 40% до 50%, но они, как правило, непомерно дороги.

Обычно солнечные панели с более высокой эффективностью стоят дороже, но занимают меньше места на крыше.

Материалы

То, из чего сделана панель, также может повлиять на ее эффективность.

• В монокристаллических панелях используется кремний более высокого качества, что делает их наиболее эффективными с точки зрения производительности и занимаемой площади.
• Поликристаллические панели немного менее эффективны, но дешевле покупать

Ваша крыша

Направление

Широта Великобритании — ее точка на Земле по отношению к экватору — составляет 51 градус северной широты, что означает, что солнце всегда находится к югу от вашего дома и никогда не проходит прямо над ним.

Вот почему крыши, ориентированные на юг, дают наилучшие результаты, хотя солнечные батареи все равно будут работать на крышах, выходящих на восток или запад.

Угол

Говорят, что крыша, наклоненная под углом около 30 градусов, дает наилучшие общие характеристики. Чтобы узнать больше о том, как угол наклона крыши влияет на производительность, щелкните здесь.

Shade

На вашей крыше не должно быть теней и препятствий (например, деревьев), так как все, что блокирует солнечный свет, сделает панели менее эффективными.

Ваше местоположение

Не все районы Великобритании получают одинаковое количество солнечного света. Юг Англии — самая солнечная часть страны, где высокое давление способствует очищению неба от облаков.

Количество солнечного света падает постепенно по мере того, как вы двигаетесь вглубь суши и дальше на север, что имеет небольшое влияние на то, насколько продуктивными могут быть солнечные панели.

Могу ли я хранить электроэнергию, которую генерируют мои панели?

Батареи для хранения солнечной энергии теперь доступны в Великобритании. Однако технология все еще довольно новая, поэтому эти продукты могут быть довольно дорогими, хотя, как и в случае с солнечными панелями, стоимость постепенно снижается.

Когда вы регистрируете свои солнечные панели в соответствии с государственным льготным тарифом (теперь закрытым для приложений), вы получаете оплату за электроэнергию, которую вы производите, но не используете сами.Но поскольку этот платеж ограничен 50%, в ваших интересах использовать как можно больше электроэнергии, в том числе хранить ее в батарее и использовать на ночь.

Любая устанавливаемая вами батарея должна быть совместима с вашими солнечными панелями и иметь правильное напряжение. Установщик солнечных панелей сможет сказать вам, какой тип батареи (если есть) лучше всего подходит для вас.

Как мне проверить, что мои солнечные панели работают эффективно?

Ваши солнечные панели подключены к панели управления, называемой домашним дисплеем.Это беспроводное устройство, которое вы можете использовать, чтобы контролировать, вырабатывает ли ваша система столько электроэнергии, сколько должно быть.