太陽能電池板的工作原理

太陽能電池板的設備及其操作原理取決於製造它的材料和技術。因此，有必要了解主要選項的特點，以便了解它們的區別並選擇合適的解決方案來使用。所有數據都與優質產品相關，便宜的電池可能不符合規定的參數，因為它們通常是在違反技術的情況下製造的。

剛性太陽能電池板的標准設計。

術語

該領域使用的主要術語：

1. 太陽能 - 使用面板時從太陽獲得的電能。
2. 日照 - 顯示垂直於光線的每平方米表面接收到多少陽光。
3. 光伏電池 - 能夠將陽光轉化為電能的模塊。通常產生 1 到 2 瓦的能量，但有更多的生產選擇。
4. 光伏系統 - 一套將太陽光轉化為電能的設備。
5. 太陽能電池或面板是一組光伏電池，它們組合在一起形成一個大模塊，並以串聯或串並聯方式連接。通常，單個電池包含 36 到 40 節。
6. 陣列 - 連接幾個太陽能電池板以獲得所需的電流量。
7. 框架模塊 - 鋁框架結構，耐用且氣密。
8. 無框架元素 - 靈活的版本，它們用於較低負載的條件。
9. 千瓦時 (kW) - 電能的標準度量。
10. Efficiency（效率）——太陽能電池板。表示有多少照射到地表的太陽能轉化為電能。通常，該指標為 15-24%。
11. 退化 - 由於自然原因導致太陽能電池容量降低。以原始值的百分比來衡量。
12. 高峰負荷是需要最大電量的時間。
13. 晶體矽是製造太陽能電池板的原材料。當今最常見和最耐用的選擇。
14. 無定形矽 - 通過蒸發施加到表面並覆蓋有保護性組合物的組合物。
15. 半導體 - 在特定條件下可以傳導電流的物質。這包括用於製造太陽能電池的大部分新材料。
16. 逆變器 - 用於將直流電轉換為交流電的設備。
17. 控制器 - 調節太陽能模塊的輸出電壓，為電池正確充電。

俄羅斯境內的日照地圖。

這些只是最常用的術語，還有其他選項。但即使了解基礎知識也會幫助您更好地理解該主題。

質量類別

要評估太陽能電池板的質量，我們必須首先找出用於生產光伏電池的原材料的等級。這決定了成品的效率和使用壽命。主要有四個類：

1. 甲級 - 最好的等級，沒有任何損壞和裂縫。填充的均勻性和表面的光滑度保證了高性能，這通常甚至高於文檔中的說明。此外，該變體的降解率最低，可以長時間保持良好的性能。
2. 乙級 質量稍差，可能有表面缺陷。但是，它通常用於生產性能與 A 級相當的產品。退化指數更差，因此它更快地失去其初始特徵。
3. C級 - 選項，可能有相當嚴重的缺陷 - 從裂縫到芯片和其他損壞。就價格而言，此類模塊要便宜得多，但效率不超過 15%。適用於小負載的廉價解決方案。
4. D級 - 本質上，這是光伏電池製造後留下的廢料，不應該用來製造電池。但許多不太誠實的製造商，尤其是來自亞洲的製造商，在生產中使用它們。此選項的性能極差。

最好選擇第一個選項，在極端情況下，第二個就可以了。只有他們才能提供正常的效率並長期服務。

太陽能電池板上的保護膜也應該是高質量的。

EVA覆膜材料是一種特殊的薄膜，位於正面，可以在反面使用。主要目的是在不干擾陽光的情況下保護工作元件免受不利影響。質量變體服務約 25 年，低質量 - 從 5 到 10 年。肉眼無法確定品種，因此從價格出發更容易 - 優質的選擇不會低。

該視頻以陽光為例，展示了電流是如何產生的。

工作原則

解釋太陽能電池板的特點是相當困難的，但可以理解一般要點：

1. 當陽光照射到光電池上時，非平衡電子-空穴對開始在那裡形成。
2. 由於電子過剩，它們開始移動到半導體的下層。
3. 在外部電路中產生電壓。正極出現在p層的接觸處，負極出現在n層的接觸處。
4. 如果電池組連接到光伏電池，則會形成一個閉合圓圈，並且不斷移動的電子為電池組提供逐漸充電。
5. 傳統的矽組件是單過渡電池，只能從一定光譜的太陽光中產生能量。正因為如此，設備的效率低下。
6. 為了解決這個問題，廠商開發了級聯版本；它們可以從太陽光譜的不同光線中獲取能量。這提高了效率，但由於生產成本高，這種面板的價格要高得多。
7. 未轉化為電能的能量被轉化為熱能，因此太陽能電池板在此過程中加熱到 55 度，而半導體板加熱到 180 度。隨著天氣越來越熱，太陽能電池板的效率會降低。

最簡單的太陽能電池板示意圖。

順便一提！ 太陽能電池板在晴朗的冬季最為有效，此時光線充足且低溫使表面變冷。

它們是由什麼製成的

要研究太陽能電池板的結構，有必要了解主要品種，因為生產技術因使用的原材料而異：

1. 碲化鎘電池.碲化鎘用於製造薄膜模塊。幾百微米的層足以獲得大約11％或略高的效率。坦率地說，它的費率很低，但在重新計算時每 1 瓦的功率成本至少比傳統的矽選擇便宜 30%。此外，這個品種更薄更輕。
2. 類型 CIGS.該縮寫表示該組合物包括銅、銦、鎵和硒。我們得到了一種也應用於小層的半導體，但與第一種選擇不同的是，這裡的效率要高一個數量級，達到 15%。
3. GaAs 和 InP 類型 類型的特點是能夠施加5-6微米的薄層，效率約為20%。這是太陽能發電技術中的一個新詞。由於工作溫度高，電池會變得非常熱而不會降低性能。但由於生產中使用稀土材料，這種類型的成本很高。
4. 量子點電池 (QDSC).他們使用量子點作為太陽能轉換的吸收材料，而不是傳統的塊狀材料。由於帶隙調諧的特性，可以製造更有效地吸收太陽能的多躍遷模塊。
5. 非晶矽 通過蒸發施加並且具有異質結構。它不是很有效，但均勻的表面非常擅長吸收甚至散射的光。
6. 多晶 變體是通過將矽熔化並在特定條件下冷卻以產生單向晶體而製成的。由於生產成本低且效率高，這是最常見的解決方案之一。
7. 單晶 細胞由切成薄板並與磷合金化的單晶組成。最持久的解決方案，具有低降解率和至少 30 年的使用壽命，但通常更長 10-15 年。

就每千瓦電力的成本而言，碲化鎘電池是最有利可圖的。

順便一提！ 這個或那個變體的效率取決於生產技術，因此應該指定。

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太陽能電池板的類型和安裝方法

 

太陽能電池板的優點和缺點

每種類型都有自己的特點，選擇時要綜合考慮，決定哪種類型最合適：

1. 單晶面板具有最高的效率並節省模塊放置空間。它們至少可以使用 25 年並慢慢失去動力。同時表面對污垢非常敏感，應經常清潔。而且價格是所有基於矽的選項中最高的。
2. 多晶變體不能有效吸收太陽光線，但在漫射光下效果更好。就價格質量比而言，它們更有利可圖，但由於效率較低，它們佔用了更多空間。
3. 非晶矽電池可以放置在任何地方，包括建築物的牆壁上，因為它們擅長吸收漫射光。效率低，價格低，因此可以用作經濟的選擇。同時，它們可以使用很長時間，並且不那麼害怕表面污染。
4. 稀土選項有類似的優點和缺點，所以我們可以一起考慮。效率優於經典面板，可貼膜，使用方便。它們的溫度範圍更大，因此加熱不會影響性能。但由於價格高昂且金屬稀有，此類期權並未大量使用。

在牆壁上放置的選項簡化了安裝工作。

在哪裡使用

所有考慮過的選項都可以安裝在私營部門，以從太陽能獲取電力並節省能源，甚至實現完全自主。在使用方面，有一些簡單的準則需要考慮：

1. 單晶和多晶選項最好放置在屋頂或地面上，之前已經以直角構建了框架。傾斜角度最好是可調的，這樣您就可以根據太陽進行調整。
2. 膠片模塊可以放置在任何地方，無論是在牆上還是在 屋頂.即使光線沒有以正確的角度撞擊表面，它們也能很好地工作，這非常重要。
3. 在工業規模上，薄膜電池也是首選，因為它們更便宜且更易於安裝。

對於大量工作，膠片選項更易於安裝。

太陽能電池板的品種繁多，但由於價格低廉、性能好，傳統的矽模型占據了大約 90% 的市場。您也可以選擇其中一種半導體解決方案，但隨後您將不得不多花一倍半到兩倍的錢。