Бизнес/Технологии/Самые Эффективные Солнечные Панели 2022 Года

Самые Эффективные Солнечные Панели 2022 Года

Эффективность Солнечной Панели

Эффективность  солнечной панели  — это мера количества солнечного света (излучения), которое падает на поверхность солнечной панели и преобразуется в электричество. Благодаря многочисленным достижениям в области фотоэлектрических технологий  за последние годы средний КПД преобразования панелей увеличился с 15% до более чем 20%. Этот значительный скачок эффективности привел к увеличению номинальной мощности панели стандартного размера с 250 Вт до 370 Вт.

Как подробно объясняется ниже, эффективность солнечной панели определяется  двумя основными факторами; КПД фотогальванических (PV) элементов в зависимости от конструкции элемента и типа кремния, а также общий КПД панели в зависимости от компоновки элемента, конфигурации и размера панели.

Эффективность ячейки

Эффективность ячейки определяется структурой ячейки и типом используемой подложки, которая обычно представляет собой кремний P-или N-типа . Эффективность ячейки рассчитывается по так называемому коэффициенту заполнения (FF), который представляет собой максимальную эффективность преобразования фотоэлектрической ячейки при оптимальном рабочем напряжении и токе.

Конструкция ячейки играет важную роль в эффективности панели. Ключевые особенности включают кремниевый тип, конфигурацию шин и тип пассивации (PERC). Панели, построенные с использованием дорогостоящих элементов IBC , в настоящее время являются наиболее эффективными (20-22%) благодаря подложке из кремния N-типа высокой чистоты и отсутствию потерь от затенения шин. Тем не менее, панели, разработанные с использованием новейших монокристаллических ячеек PERC и более совершенных ячеек с гетеропереходом (HJT), достигли уровней эффективности, значительно превышающих 20%.

Слева: крупный план монофонической ячейки с 5 шинами P-типа от панели Trina Honey M plus 310 Вт. Справа: крупный план более эффективной ячейки N-типа с 12 сборными шинами из панели LG Neon 2 335 Вт.

Эффективность панели

Эффективность солнечной панели измеряется в стандартных условиях испытаний (STC), основанных на температуре ячейки 25 ° C, солнечном излучении 1000 Вт/м2 и воздушной массе 1,5. Эффективность (%) панели эффективно рассчитывается путем деления максимальной номинальной мощности или Pmax (Вт) в STC на общую площадь панели, измеренную в квадратных метрах.

На общую эффективность панели могут влиять многие факторы, в том числе; температура, уровень освещенности, тип ячейки и взаимосвязь ячеек. Удивительно, но даже цвет защитного листа может повлиять на эффективность. Черный задний лист может выглядеть более эстетично, но он поглощает больше тепла, что приводит к более высокой температуре ячейки, что увеличивает сопротивление, что, в свою очередь, немного снижает общую эффективность преобразования.

Тип солнечной батареи, конструкция и конфигурация влияют на эффективность панели

Панели, построенные с использованием усовершенствованного «встречно-штыревого заднего контакта» или ячеек IBC, являются наиболее эффективными, за ними следуют ячейки с гетеропереходом (HJT), полуразрезанные и многошинные монокристаллические ячейки PERC, черепичные ячейки и, наконец, монокристаллические ячейки с 60 ячейками (4-5 шин). клетки. 60-ячеечные поли- или мультикристаллические панели, как правило, являются наименее эффективными и в равной степени самыми дешевыми панелями.


Топ-10 Самых Эффективных Солнечных Панелей

В прошлом году наблюдался всплеск производителей, выпускающих более эффективные солнечные панели на основе высокопроизводительных гетеропереходов N-типа или ячеек HJT. Впервые КПД топ-6 панелей теперь выше 22%. Панели SunPower Maxeon по-прежнему лидируют, но ненадолго, так как новые панели Canadian Solar, Panasonic EverVolt H и REC Alpha Pure с ячейками HJT N-типа не отстают. Высокопроизводительные панели от SPIC и Meyer Burger, использующие элементы IBC, также сократили этот разрыв, а панели следующего поколения с полуразрезанными ячейками N-типа с несколькими шинами (MBB) от Jinko Solar, Trina Solar и JA Solar помогли увеличить количество панелей. КПД намного выше 21%.

Более эффективные панели, использующие элементы N-типа, также выигрывают от более низкой скорости деградации под действием света или LID, которая составляет всего 0,25% потерь мощности в год. При расчете 25-летнего срока службы панели многие из этих высокопроизводительных панелей гарантированно будут генерировать 90% или более от первоначальной номинальной мощности, в зависимости от сведений о гарантии производителя.

* Панели для жилых помещений — форматы ячеек от 60 до 66 (120-HC или 132-HC) и 96/104 ячеек. Не включает коммерческие панели длиной более 2,0 м.


Ниже приведена последняя загружаемая диаграмма Clean Energy Reviews 20 самых эффективных солнечных панелей на 2022 год с подробностями о технологии фотоэлементов, добавленными для сравнения.

Почему Важна Эффективность

Термин «эффективность» используется часто, но чуть более эффективная панель не всегда означает панель лучшего качества. Многие люди считают эффективность наиболее важным критерием при выборе солнечной панели, но важнее всего качество изготовления, которое связано с реальными характеристиками, надежностью, обслуживанием производителя и гарантийными условиями. Подробнее о выборе качественных солнечных панелей читайте здесь.

Быстрая окупаемость

С точки зрения охраны окружающей среды, повышенная эффективность обычно означает, что солнечная панель будет окупать воплощенную энергию (энергию, используемую для извлечения сырья и производства солнечной панели) за меньшее время. Согласно подробному  анализу жизненного цикла , большинство солнечных панелей на основе кремния уже окупают затраченную энергию в течение 2 лет, в зависимости от местоположения. Однако, поскольку эффективность панелей превысила 20%, срок окупаемости во многих местах сократился до менее 1,5 лет. Повышенная эффективность также означает, что солнечная система будет генерировать больше электроэнергии в течение среднего срока службы солнечной панели более 20 лет и быстрее окупать первоначальные затраты, а это означает, что окупаемость инвестиций (ROI) будет повышаться.

Эффективность солнечной панели обычно дает хорошее представление о производительности, особенно потому, что во многих высокоэффективных панелях используются кремниевые элементы N-типа более высокого качества с улучшенным температурным коэффициентом и меньшим снижением мощности с течением времени. Некоторые производители, такие как  LG , Panasonic и  SunPower  , даже предлагают гарантии с сохранением выходной мощности 90% или выше после 25 лет использования.

Солнечные панели с разной эффективностью - полипанель Trina 250 Вт, монопанели 300 Вт и 310 Вт, полуобрезанные 120 ячеек 315 Вт, мультишина 335 Вт и крайняя справа панель LG Neon R 360 Вт с высокой эффективностью 20,8% .

Площадь против эффективности

Эффективность действительно имеет большое значение в размере необходимой площади крыши. Панели с более высокой эффективностью генерируют больше энергии на квадратный метр и, следовательно, требуют меньшей общей площади. Это идеально подходит для крыш с ограниченным пространством, а также позволяет устанавливать системы большей мощности на любую крышу. Например, 12 высокоэффективных солнечных панелей мощностью 400 Вт, таких как панели LG или SunPower с эффективностью преобразования 21,8%, обеспечат примерно на 1200 Вт (1,2 кВт) большую общую солнечную мощность, чем такое же количество панелей аналогичного размера мощностью 300 Вт с меньшей мощностью преобразования 17,5%. % эффективность.

  • 12 панелей по 300 Вт при КПД 17,5% = 3600 Вт
  • 12 панелей по 400 Вт при КПД 21,8% = 4800 Вт

Реальная Эффективность

В реальных условиях эффективность работы солнечной панели зависит от многих внешних факторов. В зависимости от местных условий окружающей среды эти различные факторы могут снизить эффективность панели и общую производительность системы. Основные факторы, влияющие на эффективность солнечной панели, перечислены ниже:

  • Освещенность (Вт/м2)
  • Затенение
  • Ориентация панели
  • Температура
  • Местоположение (широта)
  • Время года
  • Пыль и грязь

Факторами, оказывающими наибольшее влияние на эффективность панели в реальных условиях, являются освещенность, затенение, ориентация и температура.

Приведенные выше кривые мощности показывают взаимосвязь между излучением и выходной мощностью панели.

Уровень солнечного излучения , измеряемый в ваттах на квадратный метр (Вт/м2), зависит от атмосферных условий, таких как облака и смог, широты и времени года. Естественно, если панель полностью затенена, выходная мощность будет очень низкой, но частичное затенение также может иметь большое влияние не только на эффективность панели, но и на общую эффективность системы. Например, небольшое затенение нескольких ячеек на одной панели может снизить выходную мощность на 50% и более, что, в свою очередь, может снизить мощность всей цепочки на аналогичную величину, поскольку большинство панелей соединены последовательно, и затенение одной панели влияет на всю цепочку. . Поэтому очень важно попытаться уменьшить или устранить затенение, если это возможно. К счастью, существуют дополнительные устройства, известные как  оптимизаторы  и микроинверторы,  которые могут уменьшить негативное влияние затенения, особенно когда затеняется лишь небольшое количество панелей.


Эффективность В Зависимости От Температуры

Номинальная мощность солнечной панели, измеренная в ваттах (Вт), рассчитывается в соответствии со стандартными условиями испытаний (STC) при температуре элемента 25 ° C и уровне излучения 1000 Вт/м2. Однако в реальных условиях температура элемента обычно значительно превышает 25 ° C в зависимости от температуры окружающего воздуха, скорости ветра, времени суток и количества солнечного излучения .(Вт/м2). В солнечную погоду внутренняя температура элемента обычно на 20-30°C выше температуры окружающего воздуха, что соответствует примерно 8-15% снижению общей выходной мощности - в зависимости от типа солнечного элемента и его температурного коэффициента. Чтобы обеспечить среднюю реальную оценку производительности солнечных панелей, большинство производителей также указывают номинальную мощность в условиях NOCT или номинальную рабочую температуру элемента . Производительность NOCT обычно указывается при температуре элемента 45 ° C и более низком уровне солнечного излучения 800 Вт / м2, что пытается приблизиться к средним реальным условиям эксплуатации солнечной панели.

И наоборот, экстремально низкие температуры могут привести к увеличению выработки электроэнергии выше номинала, указанного на паспортной табличке, поскольку напряжение фотоэлемента увеличивается при более низких температурах ниже STC (25°C). Солнечные панели могут кратковременно превышать номинальную мощность панели (Pmax) в очень холодную погоду. Это часто происходит, когда полный солнечный свет пробивается после периода облачной погоды.

Температурный коэффициент мощности

Температуры ячейки выше или ниже STC уменьшат или увеличат выходную мощность на определенную величину для каждого градуса выше или ниже 25 ° C. Это известно как температурный коэффициент мощности, который измеряется в %/ ° C . Монокристаллические панели имеют средний температурный коэффициент -0,38%/ ° C, тогда как поликристаллические панели немного выше -0,40%/ ° C. Монокристаллические панели IBC имеют гораздо лучший (более низкий) температурный коэффициент около -0,30%/ ° C, в то время как наиболее эффективными элементами при высоких температурах являются элементы HJT (гетеропереход), температура которых составляет всего -0,25% / ° C.

Сравнение температурного коэффициента

Температурный коэффициент мощности измеряется в % на ° C . Чем ниже, тем эффективнее

  • Поликристаллические клетки - от 0,39 до 0,43 %/ ° С
  • Монокристаллические ячейки - от 0,35 до 0,40 %/ ° С
  • Монокристаллические клетки IBC - от 0,28 до 0,31 %/ ° C
  • Монокристаллические ячейки HJT - от 0,25 до 0,27 %/ ° C

На приведенной ниже диаграмме показана разница в потерях мощности между панелями, использующими различные типы фотоэлементов. Гетеропереход N-типа (HJT) и элементы IBC демонстрируют гораздо более низкие потери мощности при повышенных температурах по сравнению с обычными поли- и монокристаллическими элементами PERC.

Таблица сравнения мощности солнечной панели и температуры для различных типов элементов. Обратите внимание, что температура элемента (панели) обычно на 20–30 градусов выше температуры окружающего воздуха.

Примечания к диаграмме зависимости мощности от температуры:

  • STC = Стандартные условия испытаний - 25 ° C (77 ° F)
  • NOCT = Номинальная рабочая температура ячейки - 45 ° C (113 ° F)
  • (^) Высокая температура ячейки = Типичная температура ячейки в жаркую летнюю погоду - 65 ° C (149 ° F)
  • (#) Максимальная рабочая температура = Максимальная рабочая температура панели при экстремально высоких температурах, установленных на темной крыше - 85 ° C (185 ° F)

Температура ячейки обычно на 20 ° C выше температуры окружающего воздуха, что соответствует снижению выходной мощности на 5-8% при NOCT. Тем не менее, температура элемента может подняться до 85 ° C при установке на крыше темного цвета в очень жаркие 45 ° C, безветренные дни, что обычно считается максимальной рабочей температурой солнечной панели.


Самые Эффективные Солнечные Батареи

В наиболее эффективных солнечных панелях на рынке обычно используются монокристаллические кремниевые элементы N-типа (IBC) или другие высокоэффективные гетеропереходные элементы N-типа (HJT). Большинство других производителей в настоящее время используют более распространенные  моноэлементы PERC P-типа ; однако несколько крупных производителей, в том числе JinkoSolar , Longi Solar и Trina Solar , сейчас начинают переходить на более эффективные элементы N-типа.

Эффективность различных типов солнечных фотоэлементов

  • Поликристаллический - от 15 до 18%
  • Монокристаллический - от 16,5 до 19%
  • Поликристаллический PERC - от 17 до 19,5%
  • Монокристаллический PERC - от 17,5 до 20%
  • Монокристаллический N-тип - от 19 до 20,5%
  • Монокристаллический HJT N-типа - от 19 до 21,7%
  • Монокристаллический КСГ N-типа - от 20 до 22,8%

* Приблизительная сравнительная таблица средней эффективности солнечных фотоэлементов - моно- и поликремниевые типы

Стоимость Против Эффективности

Все производители производят ряд панелей с различными рейтингами эффективности в зависимости от используемого типа кремния и от того, используют ли они технологии PERC , многошинные шины или другие технологии ячеек. Очень эффективные панели выше 21% с ячейками N-типа, как правило, намного дороже , поэтому, если стоимость является основным ограничением, они лучше подходят для мест с ограниченным монтажным пространством, в противном случае вы можете заплатить больше за ту же мощность, что и достигается за счет использования 1 или 2 дополнительных панелей. Тем не менее, высокоэффективные панели, использующие элементы N-типа, почти всегда превосходят панели, использующие элементы P-типа, и служат дольше панелей, использующих элементы P-типа, из-за более низкой скорости светоиндуцированной деградации или LID , поэтому дополнительные затраты обычно оправдывают себя в долгосрочной перспективе.

Например, высокоэффективная панель мощностью 400 Вт+ может стоить 350 долларов США и более, в то время как обычная панель мощностью 370 Вт обычно стоит около 185 долларов США. Это соответствует примерно 0,50 доллара за ватт по сравнению с 0,90 доллара за ватт. Хотя в случае с ведущими производителями, такими как Sunpower, Panasonic и REC, более дорогие панели обеспечивают более высокую производительность с более низкой скоростью деградации и, как правило, имеют более длительный срок гарантии производителя или продукта , поэтому это часто является разумным вложением.


Размер Панели Против Эффективности

Эффективность панели рассчитывается путем деления номинальной мощности на общую площадь панели, поэтому просто наличие панели большего размера не всегда означает более высокую эффективность. Однако более крупные панели с использованием ячеек большего размера увеличивают площадь поверхности ячеек, что повышает общую эффективность.

В большинстве распространенных жилых панелей по-прежнему используются стандартные 6-дюймовые (156 мм) квадратные панели с 60 ячейками, в то время как в коммерческих системах используются панели большего формата с 72 ячейками. Однако, как поясняется ниже, в 2020 году появилась новая отраслевая тенденция к использованию панелей гораздо большего размера, построенных на основе новых ячеек большего размера, которые повысили эффективность панели и увеличили выходную мощность до впечатляющих 600 Вт.

Общие размеры солнечных панелей

  • Панель из 60 ячеек (120 HC): Приблизительная ширина 0,98 м x длина 1,65 м
  • Панель из 72 ячеек (144 HC): Приблизительная ширина 1,0 м x длина 2,0 м
  • Панель 96/104 ячеек: Приблизительная ширина 1,05 м x длина 1,60 м
  • Панель из 66 ячеек (132 HC) - Приблизительная ширина 1,10 м x длина 1,80 м
  • Панель из 78 ячеек (156 HC): Приблизительная ширина 1,30 м x длина 2,4 м

HC = полуразрезанные клетки

Панель стандартного размера с 60 ячейками (1 м x 1,65 м) с КПД 18-20% обычно имеет номинальную мощность 300-330 Вт, тогда как панель с более эффективными ячейками того же размера может производить до 370 Вт. Как объяснялось ранее, в наиболее эффективных панелях стандартного размера используются высокопроизводительные ячейки IBC N-типа или ячейки с встречно-штыревыми задними контактами, которые могут достигать эффективности панели до 22,8% и генерировать впечатляющие 390–440 Вт.

Популярные модули с половинными или разделенными ячейками имеют вдвое больше ячеек при примерно одинаковом размере панели. Панель с 60 ячейками в формате половинной ячейки удваивается до 120 ячеек, а 72 ячейки в формате половинной ячейки имеют 144 ячейки. Конфигурация ячейки с половинным вырезом немного более эффективна , так как напряжение на панели такое же, но ток распределяется между двумя половинами. Из-за более низкого тока панели с половинным вырезом имеют меньшие резистивные потери, что приводит к повышению эффективности и более низкому температурному коэффициенту, что также помогает повысить эффективность работы.

Новые ячейки большего размера и панели высокой мощности 600 Вт+

Чтобы снизить производственные затраты, повысить эффективность и увеличить мощность, производители солнечных панелей отказались от стандартного размера пластин с квадратными ячейками 156 мм (6 дюймов) в пользу пластин большего размера. В настоящее время доступно множество различных размеров ячеек, наиболее популярными из которых являются 166 мм, 182 мм и 210 мм. Большие ячейки в сочетании с новыми большими форматами панелей позволили производителям разработать чрезвычайно мощные солнечные панели мощностью до 700 Вт . Ячейки большего размера имеют большую площадь поверхности и в сочетании с новейшими технологиями ячеек, такими как многошинная шина (MBB), TOPcon и мозаичная лента, могут повысить эффективность панели намного выше 22%.


 https://www.cleanenergyreviews.info/

Ниже Вы можете высказаться по теме или оставить свои вопросы - узнайте больше информации!
Как выбрать гладильную доску для дома?

Как выбрать гладильную доску для дома?
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю

Для эффективной и качественной глажки вещей наилучшим образом подойдут гладильные доски. Сегодня невозможно представить ...
Простая русская женщина
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Технические параметры, которые следует учитывать перед переходом на солнечную энергию

Технические параметры, которые следует учитывать перед переходом на солнечную энергию
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю

Многие предприятия в самых разных отраслях снижают свои накладные расходы, устанавливая солнечные батареи для ...
Буратино на пенсии
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Электрическая строительная техника: будущее тяжелой техники

Электрическая строительная техника: будущее тяжелой техники
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю

Стремясь сделать строительство более экологичным, производители тяжелой техники выпускают полностью электрические версии...
Электроshok
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Каково будущее модульных систем электропроводки?

Каково будущее модульных систем электропроводки?
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю

Нет никаких сомнений в том, что системы электропроводки играют очень важную роль в общем благополучии дома.Мы должны вид...
Электроshok
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
person Опубликовал(а): Фомин Анатолий
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Оцените статью:
person group filter_1
Ширина охвата темы
0
0
0
Глубина
0
0
0
Оценка автору
0
0
0

Чтобы увидеть комментарии, или написать свой, авторизуйтесь.

ВНИМАНИЕ: факты и мнения, высказанные в этой статье, являются личным мнением автора. BeText.ru не несет никакой ответственности за точность, полноту, пригодность или достоверность любой информации в этой статье.