stringtranslate.com

Солнечная панель

Солнечная батарея установлена ​​на крыше

Солнечная панель — это устройство, которое преобразует солнечный свет в электричество с помощью фотоэлектрических (PV) элементов. Фотоэлектрические элементы изготовлены из материалов, которые производят возбужденные электроны под воздействием света. Электроны движутся по цепи и производят электричество постоянного тока (DC), которое можно использовать для питания различных устройств или хранить в батареях . Солнечные панели также известны как панели солнечных батарей , солнечные электрические панели или фотоэлектрические модули .

Солнечные панели обычно располагаются в группах, называемых массивами или системами . Фотоэлектрическая система состоит из одной или нескольких солнечных панелей, инвертора , который преобразует электричество постоянного тока в электричество переменного тока (AC), а иногда и других компонентов, таких как контроллеры , счетчики и трекеры . Фотоэлектрическую систему можно использовать для обеспечения электроэнергией автономных объектов, таких как удаленные дома или коттеджи, или для подачи электроэнергии в сеть и получения кредитов или платежей от коммунальной компании. Это называется фотоэлектрической системой, подключенной к сети .

Некоторые преимущества солнечных панелей заключаются в том, что они используют возобновляемый и чистый источник энергии, сокращают выбросы парниковых газов и снижают счета за электроэнергию. Некоторые недостатки заключаются в том, что они зависят от наличия и интенсивности солнечного света, требуют очистки и имеют высокие первоначальные затраты. Солнечные панели широко используются в жилых, коммерческих и промышленных целях, а также в космосе и на транспорте .

История

В 1839 году способность некоторых материалов создавать электрический заряд под воздействием света впервые наблюдал французский физик Эдмон Беккерель . [1] Хотя первые солнечные панели были слишком неэффективны даже для простых электрических устройств, их использовали в качестве инструмента для измерения света. [2]

Наблюдение Беккереля не повторялось снова до 1873 года, когда английский инженер-электрик Уиллоуби Смит обнаружил, что заряд может быть вызван попаданием света на селен . После этого открытия Уильям Гриллс Адамс и Ричард Эванс Дэй в 1876 году опубликовали «Действие света на селен», описывая эксперимент, который они использовали для повторения результатов Смита. [1] [3]

В 1881 году американский изобретатель Чарльз Фриттс создал первую коммерческую солнечную панель, о которой Фриттс сообщил как «непрерывную, постоянную и значительную силу не только под воздействием солнечного света, но и тусклого, рассеянного дневного света». [4] Однако эти солнечные панели были очень неэффективны, особенно по сравнению с угольными электростанциями .

В 1939 году Рассел Ол создал конструкцию солнечного элемента, которая используется во многих современных солнечных панелях. Он запатентовал свою конструкцию в 1941 году. [5] В 1954 году эта конструкция была впервые использована Bell Labs для создания первого коммерчески жизнеспособного кремниевого солнечного элемента. [1]

В период с 2008 по 2013 год количество установщиков солнечных панелей значительно выросло. [6] Из-за этого роста у многих установщиков были проекты, которые не были «идеальными» солнечными крышами для работы, и им приходилось искать решения для затененных крыш и трудностей с ориентацией. [7] Первоначально эта проблема была решена путем повторной популяризации микроинверторов, а затем изобретения оптимизаторов мощности.

Производители солнечных панелей сотрудничали с компаниями, производящими микроинверторы, для создания модулей переменного тока, а компании, оптимизирующие мощность, сотрудничали с производителями модулей для создания интеллектуальных модулей. [8] В 2013 году многие производители солнечных панелей анонсировали и начали поставки своих интеллектуальных модулей. [9]

Теория и конструкция

От солнечной батареи к фотоэлектрической системе

Фотоэлектрические модули состоят из большого количества солнечных элементов и используют световую энергию ( фотоны ) Солнца для выработки электроэнергии посредством фотоэлектрического эффекта . В большинстве модулей используются кристаллические кремниевые элементы на основе пластин или тонкопленочные элементы . Конструктивным ( несущим ) элементом модуля может быть верхний или задний слой. Клетки необходимо защищать от механических повреждений и влаги. Большинство модулей являются жесткими, но доступны и полугибкие модули на основе тонкопленочных ячеек. Ячейки обычно соединяются электрически последовательно , одна с другой до нужного напряжения, а затем параллельно для увеличения тока. Мощность (в ваттах ) модуля — это напряжение (в вольтах ), умноженное на силу тока (в амперах ), и зависит как от количества света, так и от электрической нагрузки, подключенной к модулю. Производственные характеристики солнечных панелей получены при стандартных условиях, которые обычно не соответствуют истинным условиям эксплуатации солнечных панелей на месте установки. [10]

Распределительная коробка фотоэлектрической панели прикреплена к задней части солнечной панели и выполняет функцию выходного интерфейса. Для внешних подключений большинства фотоэлектрических модулей используются разъемы MC4 , что упрощает подключение к остальной части системы, защищенное от атмосферных воздействий. Также можно использовать интерфейс питания USB . [11] В солнечных панелях также используются металлические каркасы, состоящие из стоечных компонентов, кронштейнов, форм отражателей и желобов, чтобы лучше поддерживать конструкцию панели. [ нужна цитата ]

Методы сотового соединения

В солнечных модулях сами элементы должны быть соединены вместе, чтобы сформировать модуль, при этом передние электроды слегка блокируют область передней оптической поверхности солнечного элемента. Чтобы максимизировать площадь фронтальной поверхности, доступную для солнечного света, и повысить эффективность солнечных элементов, производители используют различные методы подключения солнечных элементов с задним электродом:

Массивы фотоэлектрических модулей

Один солнечный модуль может производить лишь ограниченное количество энергии; большинство установок содержат несколько модулей, добавляющих свои напряжения или токи. Фотоэлектрическая система обычно включает в себя набор фотоэлектрических модулей, инвертор , аккумуляторную батарею для хранения энергии, контроллер заряда, соединительную проводку, автоматические выключатели, предохранители, разъединители, измерители напряжения и, опционально, механизм слежения за солнечной энергией . Оборудование тщательно выбирается для оптимизации производительности, хранения энергии и снижения потерь мощности при передаче энергии, а также преобразования постоянного тока в переменный.

Умные солнечные модули

Умный модуль

Интеллектуальные модули отличаются от традиционных солнечных панелей, поскольку силовая электроника, встроенная в модуль, предлагает расширенные функциональные возможности, такие как отслеживание максимальной мощности на уровне панели , мониторинг и повышенную безопасность. [ нужна ссылка ] Силовая электроника, прикрепленная к раме солнечного модуля или подключенная к фотоэлектрической цепи через разъем, не считается интеллектуальными модулями должным образом. [14]

Несколько компаний начали включать в каждый фотоэлектрический модуль различную встроенную силовую электронику, такую ​​как:

Технологии

Доля рынка фотоэлектрических технологий с 1980 г.

Большинство солнечных модулей в настоящее время производятся из солнечных элементов из кристаллического кремния (c-Si) , изготовленных из поликристаллического или монокристаллического кремния . В 2021 году на кристаллический кремний приходилось 95% мирового производства фотоэлектрических систем [16] , в то время как остальная часть общего рынка состоит из тонкопленочных технологий с использованием теллурида кадмия (CdTe), селенида меди, индия, галлия (CIGS) и аморфного кремния ( Насколько я) . [17]

В новых солнечных технологиях третьего поколения используются передовые тонкопленочные элементы. Они обеспечивают относительно высокоэффективное преобразование при меньших затратах по сравнению с другими солнечными технологиями. Кроме того, в солнечных батареях на космических кораблях обычно используются дорогостоящие, высокоэффективные и плотноупакованные прямоугольные многопереходные элементы (MJ) , поскольку они обеспечивают самое высокое соотношение вырабатываемой мощности на килограмм, поднятый в космос. MJ-ячейки представляют собой сложные полупроводники и изготовлены из арсенида галлия (GaAs) и других полупроводниковых материалов. Еще одна новая фотоэлектрическая технология с использованием MJ-элементов — это фотоэлектрические концентраторы (CPV).

Тонкая пленка

В жестких тонкопленочных модулях ячейка и модуль производятся на одной производственной линии. Ячейка создается на стеклянной подложке или суперстрате, а электрические соединения создаются на месте , так называемая «монолитная интеграция». Подложка или суперстрат ламинируется герметиком на передний или задний лист, обычно на другой лист стекла. Основными ячейочными технологиями в этой категории являются CdTe , a-Si , тандем a-Si+uc-Si и CIGS . Аморфный кремний имеет коэффициент преобразования солнечного света 6–12%. [ нужна цитата ]

Гибкие тонкопленочные элементы и модули создаются на одной производственной линии путем нанесения фотоактивного слоя и других необходимых слоев на гибкую подложку . Если подложка представляет собой изолятор (например, полиэфирную или полиимидную пленку), то можно использовать монолитное соединение. Если это проводник, то необходимо использовать другой метод электрического соединения. Элементы собираются в модули путем ламинирования их прозрачным бесцветным фторполимером на лицевой стороне, обычно этилен-тетрафторэтиленом (ETFE) или фторированным этилен-пропиленом (FEP), и полимером, подходящим для приклеивания к окончательной подложке, на другой стороне. [ нужна цитата ]

Монтаж и отслеживание

Солнечные модули, установленные на солнечных трекерах
Рабочие устанавливают солнечные панели на крыше жилого дома

Земля

Крупные солнечные электростанции коммунального масштаба обычно используют наземные фотоэлектрические системы. Их солнечные модули удерживаются на месте с помощью стоек или рам, прикрепленных к наземным монтажным опорам. [18] [19] Наземные монтажные опоры включают в себя:

Наземный монтаж солнечной батареи

Крыша

Накрышные солнечные электростанции состоят из солнечных модулей, удерживаемых стойками или рамами, прикрепленными к монтажным опорам на крыше. [20] Монтажные опоры на крыше включают в себя:

Солнечный навес

Парковка под навесом на солнечных батареях в Нью-Хейвене у отеля Marcel. Под навесом расположены зарядные устройства EV уровня 2 , а сзади — нагнетатель Tesla Supercharger на 12 отсеков .

Солнечные навесы — это солнечные батареи, установленные на навесах , которые могут быть навесом для парковки, навесом для машины , беседкой , беседкой или навесом для патио .

Портативный

Портативные солнечные панели могут обеспечить электрический ток, достаточный для зарядки устройств (мобильных, радиоприемников и т. д.) через USB-порт или для зарядки зарядного устройства.

К особенностям панелей относятся высокая гибкость, высокая прочность и водонепроницаемость. Они хороши для путешествий или кемпинга.

Солнечная панель 5 В, 2 А, 10 Вт с USB-портом.

Отслеживание

Солнечные трекеры увеличивают количество энергии, производимой на модуль, за счет усложнения механики и увеличения потребности в обслуживании. Они определяют направление Солнца и наклоняют или поворачивают модули по мере необходимости для максимального воздействия света. [21] [22]

Альтернативно, фиксированные стойки могут удерживать модули неподвижно в течение дня под заданным наклоном ( зенитным углом ) и в заданном направлении ( азимутальном угле ). Углы наклона, эквивалентные широте установки, являются обычным явлением. Некоторые системы могут также регулировать угол наклона в зависимости от времени года. [23]

С другой стороны, обычно используются массивы, обращенные на восток и запад (например, покрывающие крышу, обращенную с востока на запад). Несмотря на то, что такие установки не будут производить максимально возможную среднюю мощность от отдельных солнечных панелей, стоимость панелей сейчас обычно дешевле, чем механизм слежения, и они могут обеспечить более экономически ценную электроэнергию во время утренних и вечерних пиковых нагрузок, чем при ориентации на север или юг. системы. [24]

Концентратор

Некоторые специальные солнечные фотоэлектрические модули включают концентраторы , в которых свет фокусируется линзами или зеркалами на более мелкие ячейки. Это позволяет экономически эффективно использовать высокоэффективные, но дорогие элементы (такие как арсенид галлия ) с компромиссом в виде использования более высокой площади солнечного воздействия. [ нужна цитата ] Концентрация солнечного света также может повысить эффективность примерно до 45%. [25]

Захват света

Количество света, поглощаемого солнечным элементом, зависит от угла падения прямых солнечных лучей. Частично это связано с тем, что количество света, попадающего на панель, пропорционально косинусу угла падения, а частично потому, что при большом угле падения отражается больше света. Чтобы максимизировать общую выработку энергии, модули часто ориентируют на юг (в северном полушарии) или север (в южном полушарии) и наклоняют с учетом широты. Слежение за Солнцем можно использовать, чтобы угол падения был небольшим.

Солнечные панели часто покрываются антибликовым покрытием , которое представляет собой один или несколько тонких слоев веществ с промежуточными показателями преломления между кремнием и воздухом. Это вызывает деструктивную интерференцию отраженного света, уменьшая его количество. Производители фотоэлектрических устройств работают над уменьшением отражательной способности с помощью улучшенных антибликовых покрытий или текстурированного стекла. [26] [27]

Кривая мощности

Типичная кривая напряжения/тока для отдельных незатененных солнечных панелей. Отслеживание точки максимальной мощности гарантирует сбор как можно большего количества энергии.

В целом, если в случае отдельных солнечных панелей потребляется недостаточно тока, мощность не будет максимальной. Если подается слишком большой ток, напряжение падает. Оптимальное потребление тока примерно пропорционально количеству солнечного света, попадающего на панель. Мощность солнечной панели определяется значением MPP (максимальная мощность) солнечных панелей при ярком солнечном свете.

Инверторы

Солнечные инверторы преобразуют мощность постоянного тока, обеспечиваемую панелями, в мощность переменного тока .

Кривая мощности/напряжения частично затененного фотоэлектрического модуля с отмеченным локальным и глобальным MPP

MPP (точка максимальной мощности) солнечной панели состоит из напряжения MPP (V mpp ) и тока MPP (I mpp ). Выполняя отслеживание точки максимальной мощности (MPPT), солнечный инвертор измеряет выходную мощность (кривую IV) солнечного элемента и применяет соответствующую электрическую нагрузку для получения максимальной мощности.

Солнечная панель переменного тока ( переменного тока ) имеет небольшой микроинвертор постоянного тока в переменный на задней панели и производит переменный ток без внешнего разъема постоянного тока . Модули переменного тока определены Underwriters Laboratories как самая маленькая и наиболее полная система для сбора солнечной энергии. [28] [ для проверки нужна расценка ]

Микроинверторы работают независимо, позволяя каждой панели обеспечивать максимально возможную мощность при заданном количестве солнечного света, но могут быть более дорогими. [29]

Соединение модулей

Пример подключения: блокировочный диод устанавливается последовательно с каждой цепочкой модулей, а байпасные диоды устанавливаются параллельно модулям.

Электрические соединения модулей выполняются с помощью проводящих проводов, которые отводят ток от модулей, и их размеры выбираются в соответствии с номинальным током и условиями неисправности, а иногда включают линейные предохранители.

Панели обычно соединяются последовательно из одной или нескольких панелей, образуя цепочки для достижения желаемого выходного напряжения, а цепочки можно соединять параллельно , чтобы обеспечить желаемую токовую нагрузку (амперы) фотоэлектрической системы.

При цепном соединении напряжения модулей суммируются, но ток определяется панелью с наименьшей производительностью. Это известно как «эффект рождественского света». При параллельном соединении напряжения будут одинаковыми, а токи складываются. Массивы подключаются так, чтобы удовлетворить требования к напряжению инверторов и не превышать пределы тока.

Блокирующие и обходные диоды могут быть встроены в модуль или использоваться снаружи для борьбы с частичным затенением массива и максимизации выходной мощности. При последовательном соединении байпасные диоды размещаются параллельно модулям, чтобы ток мог обходить заштрихованные модули, которые в противном случае сильно ограничивали бы ток. Для параллельных соединений блокировочный диод может быть установлен последовательно с цепочкой каждого модуля, чтобы предотвратить протекание тока назад через заштрихованные цепочки, тем самым вызывая короткое замыкание других цепочек.

Разъемы

Наружные солнечные панели обычно имеют разъемы MC4 . Автомобильные солнечные панели также могут включать в себя вспомогательную розетку и/или USB -адаптер. Внутренние панели (включая солнечные фотоэлектрические стекла, тонкие пленки и окна) могут быть оснащены микроинвертором ( солнечные панели переменного тока).

Эффективность

Сообщенный график лучших показателей эффективности преобразования энергии солнечных модулей с 1988 года ( Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии ) [30]

Каждый модуль рассчитан на выходную мощность постоянного тока в стандартных условиях испытаний (STC), поэтому выходная мощность в рабочем состоянии может варьироваться. Мощность обычно составляет от 100 до 365 Вт (Вт). Эффективность модуля определяет площадь модуля при той же номинальной мощности: модуль мощностью 230 Вт с КПД 8% будет иметь вдвое большую площадь, чем модуль мощностью 230 Вт с КПД 16%. Некоторые коммерчески доступные солнечные модули имеют эффективность, превышающую 24%. [31] [32] В настоящее время [ требуется обновление ] наилучший достигнутый коэффициент преобразования солнечного света (эффективность солнечного модуля) составляет около 21,5% в новых коммерческих продуктах [33] и обычно ниже, чем эффективность их ячеек по отдельности. Наиболее эффективные солнечные модули массового производства имеют плотность мощности до 175 Вт/м 2 (16,22 Вт/фут 2 ). [34]

Кривая зависимости тока от напряжения модуля предоставляет полезную информацию о его электрических характеристиках. [35] Производственные процессы часто вызывают различия в электрических параметрах разных фотоэлектрических модулей, даже в элементах одного и того же типа. Поэтому только экспериментальное измерение ВАХ позволяет точно установить электрические параметры фотоэлектрического устройства. Эти измерения предоставляют весьма важную информацию для проектирования, установки и обслуживания фотоэлектрических систем. Обычно электрические параметры фотоэлектрических модулей измеряются путем испытаний в помещении. Однако тестирование на открытом воздухе имеет важные преимущества, такие как отсутствие необходимости в дорогостоящем искусственном источнике света, отсутствие ограничений по размеру образца и более однородное освещение образца.

Коэффициент мощности солнечных панелей ограничен в первую очередь географической широтой и существенно варьируется в зависимости от облачности, пыли, продолжительности дня и других факторов. В Великобритании сезонный коэффициент мощности колеблется от 2% (декабрь) до 20% (июль) при среднегодовом коэффициенте мощности 10–11%, а в Испании значение достигает 18%. [36] В мировом масштабе коэффициент мощности фотоэлектрических ферм коммунального масштаба составил 16,1% в 2019 году. [37] [ ненадежный источник? ]

Перегрев является наиболее важным фактором эффективности солнечной панели. [38]

Радиационно-зависимая эффективность

В зависимости от конструкции фотоэлектрические модули могут производить электроэнергию в диапазоне световых частот , но обычно не могут покрыть весь диапазон солнечного излучения (в частности, ультрафиолетовое , инфракрасное , а также слабый или рассеянный свет). Следовательно, большая часть падающей солнечной энергии тратится солнечными модулями впустую, и они могут обеспечить гораздо более высокую эффективность, если освещаются монохроматическим светом. Поэтому другая концепция дизайна состоит в том, чтобы разделить свет на шесть-восемь различных диапазонов длин волн, которые будут давать свет разного цвета, и направить лучи на разные ячейки, настроенные на эти диапазоны. [39]

Производительность и деградация

Эта диаграмма иллюстрирует влияние облаков на производство солнечной энергии.

Производительность модуля обычно оценивается при стандартных условиях испытаний (STC): интенсивность излучения 1000 Вт/м 2 , солнечный спектр AM 1,5 и температура модуля 25 ° C . [40] Фактическое выходное напряжение и ток модуля изменяются по мере изменения условий освещения, температуры и нагрузки, поэтому никогда не существует одного конкретного напряжения, при котором работает модуль. Производительность варьируется в зависимости от географического положения, времени суток, дня года, количества солнечного излучения , направления и наклона модулей, облачности, затенения, загрязнения , состояния заряда и температуры. Производительность модуля или панели можно измерить в различные промежутки времени с помощью клещей постоянного тока или шунта, а также записать, построить график или составить диаграмму с помощью самописца или регистратора данных.

Для оптимальной работы солнечная панель должна состоять из одинаковых модулей, ориентированных в одном направлении, перпендикулярном прямому солнечному свету. Обходные диоды используются для обхода сломанных или затененных панелей и оптимизации выходного сигнала. Эти байпасные диоды обычно размещаются вдоль групп солнечных элементов для создания непрерывного потока. [41]

Электрические характеристики включают номинальную мощность (P MAX , измеряется в Вт ), напряжение холостого хода (В OC ), ток короткого замыкания (I SC , измеряется в амперах ), максимальное напряжение мощности (В MPP ), максимальную мощность тока (I MPP) . ), пиковая мощность ( ватт-пик , Вт ) и эффективность модуля (%).

Напряжение холостого хода или V OC — это максимальное напряжение, которое модуль может производить, когда он не подключен к электрической цепи или системе. [42] V OC можно измерить вольтметром непосредственно на клеммах освещаемого модуля или на его отсоединенном кабеле.

Номинальная пиковая мощность, Вт p , представляет собой максимальную выходную мощность в стандартных условиях испытаний (а не максимально возможную выходную мощность). Типичные модули размером примерно 1 на 2 метра (3 х 7 футов) будут иметь мощность от 75 Вт до 600 Вт, в зависимости от их эффективности. Во время тестирования тестовые модули группируются в соответствии с результатами испытаний, и типичный производитель может оценивать свои модули с шагом 5 Вт и либо оценивать их как +/- 3%, +/- 5%, +3/ -0% или +5/-0%. [43] [44] [45]

Влияние температуры

Производительность фотоэлектрического (PV) модуля зависит от условий окружающей среды, в основном от общей падающей освещенности G в плоскости модуля. Однако температура Т p–n-перехода влияет и на основные электрические параметры: ток короткого замыкания ISC, напряжение холостого хода VOC и максимальную мощность Pmax. В целом известно, что ЛОС обнаруживает значимую обратную корреляцию с Т, тогда как для ISC эта корреляция прямая, но более слабая, так что это увеличение не компенсирует снижение ЛОС. Как следствие, Pmax уменьшается с увеличением T. Эта корреляция между выходной мощностью солнечного элемента и рабочей температурой его перехода зависит от материала полупроводника и обусловлена ​​влиянием Т на концентрацию, время жизни и подвижность собственных носителей заряда, т. е. электронов и запрещенных зон. внутри фотоэлектрического элемента.

Температурная чувствительность обычно описывается температурными коэффициентами, каждый из которых выражает производную параметра, к которому он относится, по температуре перехода. Значения этих параметров можно найти в любом паспорте фотоэлектрического модуля; следующие:

- β: коэффициент вариации ЛОС по отношению к Т, определяемый как ∂ЛОС/∂Т.

- α: Коэффициент вариации ISC относительно T, определяемый как ∂ISC/∂T.

- δ: Коэффициент изменения Pmax относительно T, определяемый как ∂Pmax/∂T.

Методики оценки этих коэффициентов по экспериментальным данным можно найти в литературе [46]

Деградация

Способность солнечных модулей противостоять воздействию дождя, града , сильной снеговой нагрузки, а также циклов жары и холода варьируется в зависимости от производителя, хотя большинство солнечных панелей на рынке США внесены в список UL, что означает, что они прошли испытания на устойчивость к граду. [47]

Потенциально-индуцированная деградация (также называемая ПИД) — это потенциально-индуцированное ухудшение характеристик кристаллических фотоэлектрических модулей, вызванное так называемыми блуждающими токами. [48] ​​Этот эффект может привести к потере мощности до 30%. [49]

Достижения в фотоэлектрических технологиях привели к процессу «легирования» кремниевой подложки для снижения энергии активации, что делает панель более эффективной в преобразовании фотонов в возвращаемые электроны. [50]

Такие химические вещества, как бор (p-типа), применяются в кристалле полупроводника, чтобы создать донорные и акцепторные энергетические уровни существенно ближе к валентной и проводящей зонам. [51] При этом добавление примеси бора позволяет снизить энергию активации в двадцать раз с 1,12 эВ до 0,05 эВ. Поскольку разность потенциалов (E B ) настолько мала, бор способен термически ионизироваться при комнатной температуре. Это позволяет использовать свободные носители энергии в зонах проводимости и валентной зоне, тем самым обеспечивая большее преобразование фотонов в электроны.

Выходная мощность фотоэлектрического (PV) устройства со временем уменьшается. Это уменьшение связано с воздействием солнечной радиации, а также других внешних условий. Индекс деградации, который определяется как годовой процент потери выходной мощности, является ключевым фактором, определяющим долгосрочную производительность фотоэлектрической установки. Чтобы оценить это ухудшение, процент снижения связан с каждым из электрических параметров. Индивидуальная деградация фотоэлектрического модуля может существенно повлиять на производительность всей цепочки. Более того, не все модули в одной установке снижают свою производительность с одинаковой скоростью. Учитывая набор модулей, подвергающихся длительному воздействию внешних условий, необходимо учитывать индивидуальную деградацию основных электрических параметров и увеличение их дисперсии. Поскольку каждый модуль имеет тенденцию к деградации по-разному, поведение модулей со временем будет все более различаться, что отрицательно скажется на общей производительности установки. [ нужна цитата ]

В литературе имеется несколько исследований, посвященных анализу снижения мощности модулей на основе различных фотоэлектрических технологий. Согласно недавнему исследованию [52] деградация кристаллических кремниевых модулей носит очень регулярный характер и колеблется от 0,8% до 1,0% в год.

С другой стороны, если проанализировать работу тонкопленочных фотоэлектрических модулей, наблюдается начальный период сильной деградации (который может длиться несколько месяцев и даже до 2 лет), за которым следует более поздний этап, на котором деградация стабилизируется. тогда его можно сравнить с кристаллическим кремнием. [53] В таких тонкопленочных технологиях также наблюдаются сильные сезонные колебания, поскольку влияние солнечного спектра гораздо сильнее. Например, для модулей из аморфного кремния, микроморфного кремния или теллурида кадмия речь идет о годовых темпах деградации в течение первых лет от 3% до 4%. [54] Однако другие технологии, такие как CIGS, демонстрируют гораздо более низкие темпы деградации, даже в те первые годы.

Обслуживание

Генеральная очистка наземных солнечных панелей на золотом руднике Шанта в Танзании
Более глубокий уровень очистки с мойкой под давлением солнечных панелей навеса для автомобиля в Googleplex, Маунтин-Вью, Калифорния.

Эффективность преобразования солнечных панелей, обычно составляющая 20 %, снижается из-за накопления пыли, грязи, пыльцы и других частиц на солнечных панелях, что в совокупности называется загрязнением . «Грязная солнечная панель может снизить свою мощность до 30% в районах с высоким содержанием пыли/пыльцы или в пустынных районах», – говорит Шеймус Карран, доцент физики Хьюстонского университета и директор Института наноэнергетики, который специализируется на проектирование, проектирование и сборка наноструктур. [55] Средняя потеря загрязнения в мире в 2018 году оценивается как минимум в 3–4%. [56]

По состоянию на 2019 год оплата очистки солнечных панелей является хорошей инвестицией во многих регионах. [56] Однако в некоторых регионах очистка нерентабельна. В Калифорнии по состоянию на 2013 год финансовых потерь, вызванных загрязнением, редко было достаточно, чтобы оправдать затраты на мытье панелей. В среднем панели в Калифорнии теряли чуть менее 0,05% своей общей эффективности в день. [57]

Существуют также профессиональные риски при установке и обслуживании солнечных панелей. В ходе исследования, проведенного в Великобритании в 2015–2018 годах, было изучено 80 случаев пожаров, связанных с фотоэлектрическими установками, из них более 20 «серьезных пожаров», непосредственно вызванных фотоэлектрическими установками, включая 37 жилых зданий и 6 солнечных электростанций. В 1/3 инцидентов основная причина не была установлена, а в большинстве других случаев причиной была плохая установка, неисправность продукта или проблемы с конструкцией . Наиболее частым элементом, вызывающим пожары, были изоляторы постоянного тока. [58]

Исследование, проведенное компанией «KWh Analytics» в 2021 году, определило, что медианная годовая деградация фотоэлектрических систем составляет 1,09% для жилых домов и 0,8% для нежилых, что почти вдвое больше, чем предполагалось ранее. [59] Исследование надежности модулей, проведенное в 2021 году, выявило тенденцию к увеличению частоты отказов солнечных модулей: 30% производителей сталкиваются с нарушениями безопасности, связанными с распределительными коробками (рост с 20%), а 26% — с ошибками в спецификациях (рост с 20%). . [60]

Методы очистки солнечных панелей можно разделить на 5 групп: ручные инструменты, механизированные инструменты (например, щетки, установленные на тракторе), установленные гидравлические системы (например, разбрызгиватели), установленные роботизированные системы и развертываемые роботы. Ручные инструменты для очистки на сегодняшний день являются наиболее распространенным методом очистки, скорее всего, из-за низкой стоимости приобретения. Однако в исследовании, проведенном в Саудовской Аравии в 2014 году, было обнаружено, что «установленные роботизированные системы, механизированные системы и установленные гидравлические системы, вероятно, являются тремя наиболее многообещающими технологиями для использования при очистке солнечных панелей». [61]

Отходы и переработка

В 2021 году было 30 тысяч тонн фотоэлектрических отходов, а годовой объем, по оценкам Bloomberg NEF, вырастет до более чем 1 миллиона тонн к 2035 году и более 10 миллионов к 2050 году. [62] Для сравнения: 750 миллионов тонн летучей золы . было произведено на угольной энергии в 2022 году. [63] В Соединенных Штатах около 90% выведенных из эксплуатации солнечных панелей по состоянию на 2023 год оказываются на свалках. [64] Большинство частей солнечного модуля могут быть переработаны, включая до 95% некоторых полупроводниковые материалы или стекло, а также большое количество черных и цветных металлов. [65] Некоторые частные компании и некоммерческие организации принимают обратно и перерабатывают модули с истекшим сроком эксплуатации. [66] Законодательство ЕС требует от производителей обеспечить правильную переработку своих солнечных панелей. Аналогичное законодательство принимается в Японии , Индии и Австралии . [67] В австралийском отчете за 2023 год говорится, что существует рынок качественных использованных панелей, и даны рекомендации по увеличению повторного использования. [68] : 33 

Возможности переработки зависят от типа технологии, используемой в модулях:

С 2010 года ежегодно проводится европейская конференция, объединяющая производителей, переработчиков и исследователей, чтобы посмотреть на будущее переработки фотоэлектрических модулей. [74] [75]

Производство

Производство фотоэлектрических систем следует классическому эффекту кривой обучения : значительное снижение затрат происходит одновременно со значительным ростом эффективности и производительности. [77]

Благодаря более чем 100-процентному росту количества установок фотоэлектрических систем в 2019 году производители фотоэлектрических модулей резко увеличили поставки солнечных модулей. Они активно наращивали свои мощности и превратились в игроков в гигаваттные ГВт . [78] По данным Pulse Solar, пять из десяти крупнейших компаний по производству фотоэлектрических модулей в 2019 году испытали рост производства солнечных панелей как минимум на 25% по сравнению с 2019 годом. [79]

В основе производства солнечных панелей лежит использование кремниевых элементов. [80] Эти кремниевые элементы обычно имеют эффективность 10–20% [81] при преобразовании солнечного света в электричество, а в новых моделях этот показатель сейчас превышает 22%. [82]

В 2018 году в пятерку крупнейших производителей солнечных модулей в мире по отгруженной мощности в течение 2018 календарного года входили Jinko Solar , JA Solar , Trina Solar , Longi Solar и Canadian Solar . [83]

Цена

Закон Суонсона, гласящий, что цены на солнечные модули падают примерно на 20% при каждом удвоении установленной мощности, определяет «кривую обучения» солнечной фотоэлектрической энергии . [84] [85]

Цена на солнечную электроэнергию продолжает падать, и с 2012 года во многих странах она стала дешевле, чем электроэнергия, получаемая из энергосистемы на основе ископаемого топлива . Это явление известно как сетевой паритет . [86] С ростом глобальной осведомленности такие учреждения, как IRS, приняли формат налоговых льгот, возвращая часть любой солнечной панели для частного использования. [87] Цена на солнечные батареи продолжает падать.

Информация о средних ценах делится на три ценовые категории: покупатели небольших объемов (модули всех размеров в диапазоне киловатт в год), покупатели среднего уровня (обычно до 10 МВт в год) и покупатели больших объемов (не требует пояснений и с доступом). по самым низким ценам). В долгосрочной перспективе явно наблюдается систематическое снижение цен на элементы и модули. Например, в 2012 году было подсчитано, что себестоимость одного ватта составляла около 0,60 доллара США, что в 250 раз ниже, чем стоимость в 150 долларов США в 1970 году. [88] [89] Исследование 2015 года показывает, что цена за кВтч падает на 10% в год с 1980 года, и прогнозирует, что солнечная энергия может составлять 20% от общего потребления электроэнергии к 2030 году, тогда как Международное энергетическое агентство прогнозирует 16% к 2050 году. [90] ]

Реальные затраты на производство энергии во многом зависят от местных погодных условий. В пасмурной стране, такой как Великобритания, стоимость произведенного кВтч выше, чем в более солнечных странах, таких как Испания.

Краткосрочное сравнение нормализованных затрат, демонстрирующее ценность различных технологий производства электроэнергии [91]
Долгосрочное сравнение нормализованных затрат, демонстрирующее ценность различных технологий производства электроэнергии [91]

Согласно RMI , элементы Balance-of-System (BoS), то есть немодульные затраты на немикроинверторные солнечные модули (как проводка, преобразователи, стеллажные системы и различные компоненты), составляют около половины общей стоимости установок.

Для коммерческих солнечных электростанций, где электроэнергия продается в сеть передачи электроэнергии, стоимость солнечной энергии должна соответствовать оптовой цене на электроэнергию. Эту точку иногда называют «оптовой четностью сети» или «паритетом шин». [86]

Некоторые фотоэлектрические системы, например, установки на крыше, могут подавать электроэнергию непосредственно потребителю электроэнергии. В этих случаях установка может быть конкурентоспособной, если себестоимость продукции соответствует цене, по которой пользователь платит за потребление электроэнергии. Эту ситуацию иногда называют «паритетом розничной сети», «паритетом сокетов» или «четностью динамической сети». [92] Исследования, проведенные UN-Energy в 2012 году, показывают, что районы солнечных стран с высокими ценами на электроэнергию, такие как Италия, Испания и Австралия, а также районы, использующие дизельные генераторы, достигли паритета розничных сетей. [86]

Стандарты

Стандарты, обычно используемые в фотоэлектрических модулях:

Приложения

Существует множество практических применений использования солнечных панелей или фотоэлектрических систем. Впервые его можно будет использовать в сельском хозяйстве в качестве источника энергии для орошения. В здравоохранении солнечные панели можно использовать для охлаждения медикаментов. Его также можно использовать для инфраструктуры. Фотоэлектрические модули используются в фотоэлектрических системах и включают в себя большое разнообразие электрических устройств :

Ограничения

Влияние на электросеть

С увеличением количества фотоэлектрических систем на крышах поток энергии становится двусторонним. Когда местное производство превышает потребление, электроэнергия экспортируется в сеть. Однако электрическая сеть традиционно не предназначена для двусторонней передачи энергии. Поэтому могут возникнуть некоторые технические проблемы. Например, в Квинсленде, Австралия, к концу 2017 года более 30% домохозяйств использовали фотоэлектрические системы на крышах. Начиная с 2015 года , утиная кривая часто появлялась во многих общинах. Проблема с перенапряжением может возникнуть, поскольку электроэнергия течет от фотоэлектрических домов обратно в сеть. [93] Существуют решения для решения проблемы перенапряжения, такие как регулирование коэффициента мощности фотоэлектрических инверторов, новое оборудование для контроля напряжения и энергии на уровне распределителя электроэнергии, замена электропроводки, управление спросом и т. д. Часто существуют ограничения. и затраты, связанные с этими решениями.

Чтобы солнечная батарея на крыше могла обеспечить достаточное резервное питание во время отключения электроэнергии, часто также требуется батарея . [94]

Гарантия качества

Обеспечение качества солнечных модулей включает в себя тестирование и оценку солнечных элементов и солнечных панелей для обеспечения соблюдения требований к их качеству. Ожидается, что солнечные модули (или панели) будут иметь длительный срок службы – от 20 до 40 лет. [95] Они должны постоянно и надежно передавать и доставлять ожидаемую мощность. Модули представлены широкой экспозиции климатических условий, а также использования при различных температурах. Солнечные модули можно тестировать с помощью сочетания физических испытаний, лабораторных исследований и численного анализа . [96] Кроме того, солнечные модули необходимо оценивать на разных этапах их жизненного цикла. Различные компании, такие как Southern Research Energy & Environment, SGS Consumer Testing Services, TÜV Rheinland , Sinovoltaics, Clean Energy Associates (CEA), CSA Solar International и Enertis, предоставляют услуги по обеспечению качества солнечных модулей. Внедрение последовательных, отслеживаемых и стабильных производственных процессов. становится обязательным для защиты и обеспечения качества фотоэлектрических модулей» [97]

Этапы тестирования

Этапы жизненного цикла тестирования солнечных модулей могут включать: этап разработки концепции, этап производства , транспортировку и установку, этап ввода в эксплуатацию и этап эксплуатации. В зависимости от этапа тестирования могут применяться разные принципы тестирования.

Концептуальный этап

Первый этап может включать проверку конструкции , при которой ожидаемые выходные данные модуля тестируются посредством компьютерного моделирования. Кроме того, проверяется способность модулей противостоять природным условиям окружающей среды, таким как температура , дождь , град , снег , коррозия , пыль , молния , воздействие горизонта и тени. На этом этапе также можно проверить схему проектирования и изготовления модуля, а также качество компонентов и монтажа.

Этап производства

Проверка производителей комплектующих осуществляется путем выезда. Проверка может включать проверку сборки, контроль испытаний материалов и неразрушающий контроль (NDT). Сертификация осуществляется по стандартам ANSI/UL1703, IEC 17025, IEC 61215, IEC 61646, IEC 61701 и IEC 61730-1/-2.

Смотрите также

Викискладе есть медиафайлы по теме солнечных батарей .

Рекомендации

  1. ^ abc «25 апреля 1954 года: Bell Labs демонстрирует первый практический кремниевый солнечный элемент». Новости АПС . Американское физическое общество. 18 (4). Апрель 2009 года.
  2. ^ Кристиан, М. «Краткое описание истории изобретения солнечной панели». Engergymatters.com . Energymatters.com . Проверено 25 января 2019 г.
  3. ^ Адамс, Уильям Гриллс; День, RE (1 января 1877 г.). «IX. Действие света на селен». Философские труды Лондонского королевского общества . 167 : 313–316. дои : 10.1098/rstl.1877.0009. ISSN  0261-0523.
  4. ↑ Мейерс, Гленн (31 декабря 2014 г.). «Фотоэлектрические мечты 1875–1905 годов: первые попытки коммерциализации фотоэлектрических систем». Cleantechnica.com . Устойчивые предприятия Media Inc. CleanTechnica . Проверено 7 сентября 2018 г.
  5. ↑ Оль, Рассел (27 мая 1941 г.). «Светочувствительное электрическое устройство» . Проверено 7 сентября 2018 г.
  6. ^ «Данные солнечной промышленности». СЭИА . Проверено 13 января 2014 г.
  7. ^ «Оценка фотоэлектрических (PV) ресурсов на крыше Калифорнии и потенциал роста по округам» (PDF) . Калифорнийская энергетическая комиссия . Сентябрь 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 13 декабря 2013 г. . Проверено 28 сентября 2022 г.
  8. ^ «Производители солнечных модулей ищут преимущества с помощью инверторной электроники» . Гринтек Медиа. 23 октября 2012 года . Проверено 13 января 2014 г.
  9. ^ «Ведущие производители солнечных модулей продемонстрируют энергетическую технологию Tigo следующего поколения во время PV Expo Japan» . Тиго Энерджи. 28 февраля 2012 года. Архивировано из оригинала 12 августа 2012 года . Проверено 13 января 2014 г.
  10. ^ Кифилидин, Осаньинпеджу; Адеволе, Адеринлево; Адетунджи, Олайиде; Эммануэль, Аджисегири (2018). «Оценка характеристик монокристаллических фотоэлектрических панелей в Фунаабе, Алабата, штат Огун, Нигерия, погодные условия». Международный журнал инноваций в области инженерных исследований и технологий . 5 (2): 8–20.
  11. ↑ Кинселла, Пэт (3 июня 2021 г.). «Стоят ли солнечные зарядные устройства того: полезный инструмент или просто трюк?». advnture.com . Проверено 16 февраля 2022 г.
  12. ↑ Чан, Кенг Сью (21 ноября 2019 г.). «Что такое солнечный элемент TOPCON? -» . Проверено 11 ноября 2022 г.
  13. ^ «Технология солнечных батарей BSF PERC TOPCON HJT IBC — Знания» . ДС Новая Энергия . Проверено 11 ноября 2022 г.
  14. ^ «Солнечная электроника, интеграция панелей и проблемы банковской деятельности». Гринтек Медиа. 23 августа 2012 года . Проверено 13 января 2014 г.
  15. ^ «Работают ли солнечные панели в тени? Полное руководство по затенению солнечных панелей, его эффекту и решениям | RenewableWise» . www.renewablewise.com . 15 октября 2021 г. Проверено 11 ноября 2022 г.
  16. ^ «ОТЧЕТ О ФОТОВОЛЬТАИКЕ» (PDF) .
  17. ^ «Отчет о фотогальванике» (PDF) . Фраунгофера ИСЭ . 28 июля 2014 г. стр. 18, 19.
  18. ^ «Наземные фотоэлектрические стеллажи» . SolarProfessional.com . Март 2013. Архивировано из оригинала 15 мая 2013 года . Проверено 19 октября 2014 г.
  19. ^ «Наземные солнечные фотоэлектрические системы» (PDF) . Департамент энергетических ресурсов штата Массачусетс . Декабрь 2012.
  20. ^ «Руководство по проектированию и установке фотоэлектрических систем» . ecodiy.org . Проверено 26 июля 2011 г.
  21. ^ Шинглтон, Дж. «Одноосные трекеры – повышенная надежность, долговечность, производительность и снижение затрат» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . Проверено 30 декабря 2012 г.
  22. ^ Мусазаде, Хоссейн; и другие. «Обзор принципов и методов отслеживания солнца для максимизации» (PDF) . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 13 (2009) 18:00–18:18 . Эльзевир . Проверено 30 декабря 2012 г.
  23. ^ «Оптимальный наклон солнечных панелей». Лаборатория МАКС . Проверено 19 октября 2014 г.
  24. ↑ Перри, Кейт (28 июля 2014 г.). «Большинство солнечных панелей ориентированы в неправильном направлении, — говорят ученые» . «Дейли телеграф» . Архивировано из оригинала 11 января 2022 года . Проверено 9 сентября 2018 г.
  25. ↑ Пол Маркс (13 февраля 2016 г.). «Космическая солнечная энергия: глобальная гонка по использованию солнечной энергии с орбиты». Новый учёный .
  26. ^ Раджиндер Шарма (июль 2019 г.). «Влияние наклона падающего света на характеристики кремниевых солнечных элементов». Гелион . 5 (7): e01965. Бибкод : 2019Heliy...501965S. doi :10.1016/j.heliyon.2019.e01965. ПМК 6611928 . ПМИД  31317080. 
  27. ^ Джанакираман, Сурьянараяна Васантха (май 2013 г.). Анализ угла падения и снижения мощности фотоэлектрических модулей (PDF) (MSt). Университет штата Аризона . Проверено 1 мая 2023 г.
  28. ^ UL1741, стр. 17, раздел 2.2.
  29. ^ «Микроинверторы для бытовых солнечных батарей» . Проверено 10 мая 2017 г.
  30. ^ NREL (1 апреля 2022 г.). «График эффективности фотоэлектрического модуля Champion» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . Проверено 6 апреля 2022 г.
  31. ↑ Уланов, Лэнс (2 октября 2015 г.). «Илон Маск и SolarCity представляют «самую эффективную» солнечную панель в мире». Машаемый . Проверено 9 сентября 2018 г.
  32. ↑ да Силва, Уилсон (17 мая 2016 г.). «Достигнута важная веха в повышении эффективности солнечных батарей». ScienceDaily . Проверено 9 сентября 2018 г. Новая конфигурация солнечных батарей, разработанная инженерами Университета Нового Южного Уэльса, позволила повысить эффективность преобразования солнечного света в электричество до 34,5%, установив новый мировой рекорд по несфокусированному солнечному свету и приблизив теоретические пределы для такого устройства.
  33. ^ «Модуль SunPower e20» . 25 июля 2014 года. Архивировано из оригинала 1 июля 2014 года . Проверено 6 июня 2014 г.
  34. ^ «Фотоэлектрический модуль HIT» (PDF) . Саньо/Панасоник . Проверено 25 ноября 2016 г.
  35. ^ Пилюжин, М.; Карретеро, Дж.; Мора-Лопес, Л.; Сидрач-де-Кардона, М. (2011). «Экспериментальная система для измерения вольт-амперных характеристик фотоэлектрических модулей в уличных условиях». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . Прогресс в фотоэлектрической энергетике. 19 (5): 591–602. дои : 10.1002/pip.1073. S2CID  96904811.
  36. ↑ Мирнс, Юан (20 октября 2015 г.). «Статистика солнечной фотоэлектрической энергии Великобритании». Энергия имеет значение . Проверено 14 июля 2021 г.
  37. ^ «Коэффициент мощности солнечных фотоэлектрических систем в мире, 2020 год» . Статистика . Проверено 14 июля 2021 г.
  38. ^ Элькади, Хешам И.; Эль-Шазли, Ах; Елкади, МФ (31 октября 2022 г.). «Параметрическое исследование для оптимизации двухслойного микроканального радиатора для управления температурой солнечных панелей». Научные отчеты . 12 (1): 18278. Бибкод : 2022NatSR..1218278E. дои : 10.1038/s41598-022-23061-8. ISSN  2045-2322. ПМЦ 9622875 . ПМИД  36316376. 
  39. ^ Оркатт, Майк. «Управление светом для повышения эффективности использования солнечной энергии». Обзор технологий Массачусетского технологического института . Архивировано из оригинала 20 февраля 2016 года . Проверено 14 марта 2018 г.
  40. ^ Данлоп, Джеймс П. (2012). Фотоэлектрические системы. Национальный объединенный комитет по ученичеству и обучению в электротехнической промышленности (3-е изд.). Орланд-Парк, Иллинойс: ISBN Американского технического издательства, Inc. 978-1-935941-05-7. OCLC  828685287.
  41. ^ Боуден, Стюарт; Хонсберг, Кристиана. «Обходные диоды». Фотоэлектрическое образование . Проверено 29 июня 2021 г.
  42. ^ «Напряжение холостого хода (батарея)» . Электротехническая школа . 13 июня 2018 года . Проверено 30 июня 2021 г.
  43. ^ «Информационный бюллетень о серии REC Alpha Black» (PDF) .
  44. ^ «Техническое описание TSM PC/PM14» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 октября 2013 года . Проверено 4 июня 2012 г.
  45. ^ «Технические данные LBS Poly 260 275» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 января 2019 года . Проверено 9 января 2018 г.
  46. ^ Пилюжин, М.; Укая, А.; Сидрач-де-Кардона, М.; Спаньоло, Г. (2021). «Температурные коэффициенты фотоэлектрических модулей из кристаллического кремния с деградацией в уличных условиях». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . Прогресс в фотоэлектрической энергетике. 29 (5): 558–570. дои : 10.1002/pip.3396. S2CID  233976803.
  47. ^ «Влияет ли погода на солнечные панели?». Энергетическая информативность . Проверено 14 марта 2018 г.
  48. ^ «Потенциальная деградация Solarplaza: борьба со скрытой угрозой» . Solarplaza.com . Проверено 4 сентября 2017 г.
  49. ^ (www.inspire.cz), INSPIRE CZ sro «Что такое PID? – eicero». eicero.com . Архивировано из оригинала 4 сентября 2017 года . Проверено 4 сентября 2017 г.
  50. ^ «Как работают солнечные элементы». Как это работает . Апрель 2000 года . Проверено 9 декабря 2015 г.
  51. ^ «Связь в металлах и полупроводниках». 2012books.lardbucket.org . Проверено 9 декабря 2015 г.
  52. ^ Пилюжин, М.; Укая, А.; Санчес-Фриера, П.; Петроне, Г.; Санчес-Пачеко, JF; Спаньоло, Г.; Сидрак-де-Кардона, М. (2021). «Анализ деградации модулей монокристаллического кремния после 21 года эксплуатации». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . Прогресс в фотоэлектрической энергетике. 29 (8): 907–919. дои : 10.1002/pip.3409. S2CID  234831264.
  53. ^ Пилюжин, М.; Укая, А.; Сидрач-де-Кардона, М.; Спаньоло, Г. (2022). «Анализ деградации модулей на основе аморфного кремния после 11 лет воздействия с помощью процедуры 3 IEC60891:2021». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . Прогресс в фотоэлектрической энергетике. 30 (10): 1176–1187. дои : 10.1002/pip.3567. hdl : 10630/24064 . S2CID  248487635.
  54. ^ Пилюжин, М.; Санчес-Фриера, П.; Петроне, Г.; Санчес-Пачеко, JF; Спаньоло, Г.; Сидрак-де-Кардона, М. (2022). «Новая модель для изучения деградации тонкопленочных фотоэлектрических модулей под открытым небом». Возобновляемая энергия . 193 : 857–869. doi : 10.1016/j.renene.2022.05.063. S2CID  248926054.
  55. ^ Кроуфорд, Майк (октябрь 2012 г.). «Самоочищающиеся солнечные панели повышают эффективность». Американское общество инженеров-механиков . КАК Я . Проверено 15 сентября 2014 г.
  56. ^ ab Ильзе К., Микели Л., Фиггис Б.В., Ланге К., Дасслер Д., Ханифи Х., Вольфертштеттер Ф., Науманн В., Хагендорф С., Готтшалг Р., Багдан Дж. (2019). «Технико-экономическая оценка потерь от загрязнения и стратегии смягчения последствий для производства солнечной энергии». Джоуль . 3 (10): 2303–2321. дои : 10.1016/j.joule.2019.08.019 . hdl : 11573/1625631 .
  57. ^ Патрингенару, Иоана (август 2013 г.). «Очистка солнечных панелей часто не стоит затрат, считают инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего». Центр новостей Калифорнийского университета в Сан-Диего . Проверено 31 мая 2015 г.
  58. ^ «Пожары, связанные с солнечными батареями» . GOV.UK. _ 19 марта 2019 года . Проверено 22 июня 2021 г.
  59. ^ «Построенные солнечные активы« хронически неэффективны », а модули деградируют быстрее, чем ожидалось, как показывают исследования» . ПВ Тех . 8 июня 2021 г. Проверено 22 июня 2021 г.
  60. ^ «Частота отказов солнечных модулей продолжает расти, поскольку рекордное количество производителей признано в системе показателей надежности модуля PVEL» . ПВ Тех . 26 мая 2021 г. Проверено 22 июня 2021 г.
  61. ^ Альшехри, Али; Пэрротт, Брайан; Ута, Али; Амер, Айман; Абделлатиф, Фадл; Триги, Хасан; Карраско, Пабло; Патель, Сахеджад; Тайе, Ихсан (декабрь 2014 г.). «Уменьшение запыленности в пустыне: механизмы очистки солнечных панелей в засушливых регионах». Конференция по интеллектуальным сетям Саудовской Аравии, 2014 г. (SASG) . стр. 1–6. дои : 10.1109/SASG.2014.7274289. ISBN 978-1-4799-6158-0. S2CID  23216963.
  62. ↑ Хольгер, Дитер (5 мая 2022 г.). «Солнечный бум приведет к образованию миллионов тонн мусорных панелей». Журнал "Уолл Стрит . ISSN  0099-9660 . Проверено 14 октября 2022 г.
  63. ^ «Экологичный цемент может проложить путь к более экологичному будущему: ученые из Университета Райса «выделяют» токсичные тяжелые металлы из летучей золы, делая более прочный бетон» . ScienceDaily . Проверено 17 мая 2023 г.
  64. ^ «Поскольку миллионы солнечных панелей устаревают, переработчики надеются заработать». Йель E360 . Проверено 7 мая 2023 г.
  65. ^ Крюгер, Лиза. «Обзор программы сбора и переработки модулей компании First Solar» (PDF) . Брукхейвенская национальная лаборатория . п. 23 . Проверено 17 марта 2017 г.
  66. ^ Вамбах, К. «Схема добровольного возврата и промышленная переработка фотоэлектрических модулей» (PDF) . Брукхейвенская национальная лаборатория . п. 37 . Проверено 17 марта 2017 г.
  67. ↑ Стоун, Мэдди (22 августа 2020 г.). «Солнечные панели начинают умирать, оставляя после себя токсичный мусор». Проводной . Проверено 2 сентября 2020 г.
  68. ^ «Отчет об оценке рынка вторичного фотоэлектрических панелей» (PDF) .
  69. ↑ Синтия, Латунусса (9 октября 2015 г.). «Солнечные панели можно перерабатывать – BetterWorldSolutions – Нидерланды». BetterWorldSolutions – Нидерланды . Проверено 29 апреля 2018 г.
  70. ^ Латунусса, Синтия Э.Л.; Арденте, Фульвио; Бленджини, Джан Андреа; Манчини, Люсия (2016). «Оценка жизненного цикла инновационного процесса переработки фотоэлектрических панелей из кристаллического кремния». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 156 : 101–11. дои : 10.1016/j.solmat.2016.03.020 .
  71. ^ Вамбах. 1999. с. 17
  72. ^ Крюгер. 1999. с. 23
  73. ^ Вамбах. 1999. с. 23
  74. ^ «Первый прорыв в переработке солнечных фотоэлектрических модулей, говорят эксперты» . Европейская ассоциация фотоэлектрической промышленности. Архивировано из оригинала 12 мая 2013 года . Проверено 1 января 2011 г.
  75. ^ «3-я Международная конференция по переработке фотоэлектрических модулей» . ФЭ ЦИКЛ. Архивировано из оригинала 10 декабря 2012 года . Проверено 1 октября 2012 года .
  76. ^ «LONGi: кто они и почему мы их используем» . Импульсная солнечная энергия . 5 августа 2020 года. Архивировано из оригинала 5 марта 2021 года . Проверено 5 августа 2020 г.
  77. ↑ Харфорд, Тим (11 сентября 2019 г.). «Может ли солнечная энергия встряхнуть энергетический рынок?» . Проверено 24 октября 2019 г.
  78. ^ «Отчет о проекте солнечной фотоэлектрической энергии | Спиральная энергия» . www.helicalpower.com . Архивировано из оригинала 6 августа 2019 года . Проверено 12 августа 2022 г.
  79. ^ «LONGi: кто они и почему мы их используем» . Импульсная солнечная энергия . Архивировано из оригинала 5 марта 2021 года . Проверено 18 июня 2020 г.
  80. ^ «Как работают солнечные панели?». Коммерческая солнечная энергия в Австралии . 5 сентября 2020 г.
  81. ^ «Большие задачи делают солнечную энергию экономичной». Engineeringchallenges.org .
  82. ^ "Пресс-релиз SolarCity". 2 октября 2015 г. Проверено 20 апреля 2017 г.
  83. ^ «10 лучших поставщиков солнечных модулей в 2018 году» . ПВ Тех . 23 января 2019 года . Проверено 24 октября 2019 г.
  84. ^ «Цены на солнечные (фотоэлектрические) панели в зависимости от совокупной мощности» . OurWorldInData.org . 2023. Архивировано из оригинала 29 сентября 2023 года.OWID предоставил исходные данные: Nemet (2009); Фермер и Лафонд (2016); Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA).
  85. ^ «Закон Свонсона и превращение США в солнечную шкалу, как в Германии» . Гринтек Медиа . 24 ноября 2014 г.
  86. ^ abc Морган Базилиана; и другие. (17 мая 2012 г.). Переосмысление экономики фотоэлектрической энергии. ООН-Энергетика (Отчет). Объединенные Нации. Архивировано из оригинала 16 мая 2016 года . Проверено 20 ноября 2012 г.
  87. ^ «Налоговые льготы на электроэнергию для дома | Налоговая служба» . www.irs.gov . Проверено 4 декабря 2023 г.
  88. ^ ENF Ltd. (8 января 2013 г.). «Маленькие китайские производители солнечной энергии сократились в 2012 году | Новости бизнеса в сфере солнечных фотоэлектрических систем | Справочник компаний ENF» . Enfsolar.com . Проверено 29 августа 2013 г.
  89. ^ Использование света. Национальный исследовательский совет. 1997. с. 162. дои : 10.17226/5954. ISBN 978-0-309-05991-6.
  90. ^ Фармер, Дж. Дойн; Лафонд, Франсуа (2016). «Насколько предсказуем технологический прогресс?». Исследовательская политика . 45 (3): 647–65. arXiv : 1502.05274 . doi :10.1016/j.respol.2015.11.001. S2CID  154564641.
  91. ^ Аб Макдональд, Александр Э.; Клак, Кристофер ТМ; Александр, Аннелиза; Данбар, Адам; Вильчак, Джеймс; Се, Юаньфу (2016). «Будущие конкурентоспособные электроэнергетические системы и их влияние на выбросы CO 2 в США». Природа Изменение климата . 6 (5): 526–531. Бибкод : 2016NatCC...6..526M. дои : 10.1038/nclimate2921.
  92. ^ «Солнечная фотоэлектрическая энергия, конкурирующая в энергетическом секторе - на пути к конкурентоспособности» (PDF) . ЭПИА. Архивировано из оригинала (PDF) 26 февраля 2013 года . Проверено 1 августа 2012 г.
  93. ^ Миллер, Венди; Лю, Аарон; Амин, Закария; Вагнер, Андреас (2018). «Качество электроэнергии и фотоэлектрические системы на крыше: анализ данных измерений в точке подключения потребителя». Устойчивость . 10 (4): 1224. дои : 10.3390/su10041224 .
  94. ^ Паулос, Бентам; Барбоз, Гален; Горман, Уилл (28 сентября 2022 г.). «Могут ли солнечные батареи и батареи питать ваш дом, когда отключится электросеть?». Разговор . Проверено 16 сентября 2023 г.
  95. ^ Дики, PM (1999). Региональный семинар по производству солнечной энергии с использованием фотоэлектрических технологий. Издательство ДИАНА. п. 120. ИСБН 9780788182648.
  96. ^ Хаф, Т.П. (2006). Тенденции в исследованиях солнечной энергетики. Новая звезда. п. 98. ИСБН 9781594548666.
  97. ^ Парра, Висенте; Гомес, Руперто (сентябрь 2018 г.). «Реализация стратегий снижения рисков посредством заводских и производственных проверок модулей». ПВ Тех . 16 :25–28.