Солнечная панель, состоящая из фотоэлектрических элементов, преобразует солнечную энергию в электрическую. Это устройство, состоящее из полупроводниковых материалов, поглощает солнечный свет и позволяет электронам перемещаться. Таким образом, происходит выработка электроэнергии. Панели являются наиболее важной частью PV, то есть фотоэлектрических систем, и используются на заводах, в коммерческих зданиях, жилых помещениях и многих других областях. Эти панели, которые бывают четырех видов: тонкопленочные солнечные панели, поликристаллические панели, двухсторонние панели и монокристаллические панели, имеют множество преимуществ.
 

Эти панели, являющиеся возобновляемым источником энергии, поскольку они получают неограниченное количество энергии от солнца, долговечны. Солнечные панели, которые можно использовать до 30 лет при регулярном обслуживании, являются экологически чистым источником энергии благодаря низкому уровню выбросов углерода. Не стоит забывать и о том, что панели, которые, как известно, наносят меньший ущерб окружающей среде по сравнению с ископаемым топливом, снижают затраты на электроэнергию. Фотоэлектрические элементы состоят из таких основных элементов, как защитное стекло, алюминиевая рамка и обратное покрытие.

 

Что такое солнечная батарея?

 

Солнечная панель, позволяющая превращать фотоны, идущие от солнца, то есть частицы луча, в электрическую энергию, состоит из фотоэлектрических элементов. Несмотря на то, что солнечная батарея всегда была экологически чистым и возобновляемым ресурсом, сегодня она начала приобретать популярность. Солнечные панели, используемые для выработки электроэнергии на коммерческих объектах и в жилых домах, сегодня получили широкое распространение по всему миру.

 

Когда мы смотрим на структуру панели, появляются 4 основных элемента. Во-первых, фотоэлементы - это специальные компоненты, которые поглощают свет от солнца и вырабатывают электричество. Как правило, они производятся из кремния и служат для преобразования его в электрическую энергию. Защитное стекло - это устройство, которое защищает эти ячейки и позволяет свету проникать к ним. В то время как алюминиевая рама обеспечивает механическую поддержку панелей, заднее покрытие защищает панель от воздействия факторов окружающей среды. Наконец, панель также включает в себя соединительные коробки и кабели.

 

Компоненты солнечных энергосистем включают в себя панели, инвертор, контроллер заряда, монтажные системы и батареи. Помимо панелей, которые являются центром производства электроэнергии, постоянный ток преобразуется в переменный благодаря инвертору. Контроллер заряда регулирует энергию, защищая батареи. Аккумуляторы предназначены для сбора энергии в системе.

 

В зависимости от технологии и типа ячеек солнечные панели могут иметь различные варианты. К ним относятся

 

• Двусторонние панели: Панели, которые собирают солнечный свет с задней и передней поверхностей. Обычно их предпочитают устанавливать на поверхностях, где солнце отражается, чтобы повысить общую энергоэффективность.
• Тонкопленочные панели: Стоимость производства этих панелей, которые отлично работают в условиях низкой освещенности, невысока. Их эффективность составляет от 10 до 12 %. Несмотря на гибкую структуру, они состоят из тонкослойных полупроводниковых материалов.
• Поликристаллические панели: Поликристаллические панели с эффективностью от 15 до 17 % обычно предпочтительны для больших площадей. В производстве используется более одного кристалла кремния.
• Монокристаллические панели: Несмотря на высокую стоимость, эти панели с высоким КПД обеспечивают высокую выработку энергии. Монокристаллические панели, КПД которых увеличивается до 22 %, дают преимущество долгосрочного использования.

 

Как работают солнечные панели?

 

В то время как эти панели преобразуют полученную от солнца энергию в электричество, системы, создающие фотоэлектрический эффект, работают за счет физических и химических реакций. В общем, фотоны солнечного света попадают на полупроводниковые материалы панели, в результате чего высвобождаются электроны. После этого генерируется электрический ток. Подробная информация о том, как работают солнечные панели, приведена ниже.

 

• Фотоэлектрические элементы: Эти элементы являются основным элементом солнечной панели. Для их производства используется кремний, один из полупроводниковых материалов. Хотя он имеет особую структуру, его важнейшая особенность заключается в том, что он взаимодействует с частицами фотонов и обладает способностью их высвобождать.
• Процесс поглощения света: частицы солнечного света сначала попадают на фотоэлектрические элементы. Затем они поглощаются полупроводниковым материалом. Если уровень энергии фотонов, то есть частиц света, высок, электроны мобилизуются.
• Процесс высвобождения электронов и генерация тока: Электроны высвобождаются, когда фотоны попадают на фотоэлектрические элементы. Электроны, движущиеся в полупроводниковых слоях типа N и P, генерируют ток. При движении к слоям между двумя концами панелей возникает напряжение.

• Транспортировка электрического тока: После того как электроны освобождаются, возникающий ток начинает выводиться из панели. Затем полученный электрический ток собирается в электрическую цепь и становится готовым к использованию. Высокая эффективность достигается, когда система панелей объединяет несколько фотоэлектрических элементов. Кроме того, хотя каждая ячейка вырабатывает несколько ватт электроэнергии, более высокие уровни мощности достигаются после объединения.

• Преобразование тока: Вырабатываемое электричество изначально имеет форму постоянного тока, т.е. постоянного тока. Однако в жилых помещениях и на рабочих местах предпочитают использовать переменный ток. Поэтому постоянный ток должен быть преобразован в переменный. Это преобразование осуществляется с помощью аппарата, называемого инвертором в панели.
• Накопление энергии: Дополнительные батареи могут использоваться для хранения избыточной энергии солнечных панелей. Благодаря батареям избыток электроэнергии накапливается и сохраняется в периоды, когда нет солнца.

 

Принцип работы солнечных панелей

 

Принцип работы солнечных батарей заключается в преобразовании фотонов, поступающих от солнца, в электрическую энергию. В фотоэлектрических элементах этот процесс завершается электрическим током, который возникает в результате взаимодействия фотонов и электронов, как было указано выше. Полученное электричество изначально имеет форму постоянного тока. Благодаря инвертору, установленному в панелях, это электричество преобразуется в переменный ток и становится доступным. Излишки энергии можно хранить в аккумуляторах или продавать в сеть.

 

Эти панели, имеющие множество областей применения, заняли свое место в домашних и коммерческих объектах. Кроме того, солнечные панели, которые мы встречаем в сельскохозяйственной деятельности, также предпочтительны для автономного использования. Другими словами, они могут применяться для удовлетворения потребностей в электричестве в сельской местности, где нет электросетей. Наконец, сейчас существуют портативные панели. Их популярность продолжает расти с каждым днем в качестве возобновляемого источника энергии в караванах или лагерях.

 

Из каких материалов сделаны солнечные панели?

 

Фотоэлементы являются основой солнечных батарей. Фотоэлектрические элементы являются самым основным компонентом на этапе производства электроэнергии. Кроме того, материалы, используемые в конструкции панелей, влияют на долговечность, эффективность и срок использования этих элементов. Помимо фотоэлементов, ниже приведена информация о материалах, из которых изготавливаются солнечные панели, поддерживаемые некоторыми конструкционными материалами;

 

• Фотоэлектрические элементы: Это динамо-машина солнечных батарей. Он преобразует свет непосредственно в электрическую энергию. Он изготовлен из полупроводниковых материалов. В данном контексте монокристаллические силиконы производятся из монокристаллического кремния. Они обладают высокой эффективностью и допускают длительное использование. Поликристаллические силиконы имеют низкую стоимость, но их эффективность несколько ниже. Вместо кремния используются тонкопленочные материалы.
• Защитное стекло: На лицевой стороне панелей имеется специально изготовленное стекло. Этот материал, выполненный в виде закаленного стекла, предназначен для пропускания лучей на самом высоком уровне. С другой стороны, он также выполняет функцию защиты фотоэлементов от внешних факторов. Обладая высокой прочностью, он продолжает защищать внешнюю поверхность панелей в течение многих лет.
• Материал инкапсулянта: Для защиты клеток между стеклом и клетками оставляется инкапсулянт, т.е. слой покрытия. Этот материал защищает ячейки от всех факторов окружающей среды. Он изготавливается из таких материалов, как EVA или PVB. Обеспечивая бесперебойную работу ячеек, он также обеспечивает структурную поддержку.
• Металлический каркас: Используется для крепления панельных систем. Как правило, он изготавливается из алюминия. Он обеспечивает механическую прочность и одновременно облегчает монтаж панели. Причина использования алюминия заключается в том, что он обеспечивает устойчивость к коррозии. Кроме того, он обеспечивает долговечность при установке и транспортировке панелей.

• Задний лист: Задняя часть панелей покрыта задним листом, т.е. Backsheet, для защиты от факторов окружающей среды. Материал задней панели изготавливается из изоляционного пластика. Задний лист, защищающий ячейки от влаги и других факторов, особенно от ультрафиолетовых лучей, также позволяет использовать панели в течение длительного времени. Наиболее широко используемый сегодня материал покрытия известен как TPT.

• Распределительная коробка: Распределительная коробка используется для передачи электроэнергии, вырабатываемой в панелях, во внешние цепи. Основная задача этой коробки, соединяющей панель с электрическими системами, - управлять электрическим током. В ней находятся кабели, по которым передается постоянный ток, то есть ток, генерируемый в панели. Здесь же расположены диоды. Кроме того, он защищает панели от электрической перегрузки.

• Кабель и диоды: Проводящие материалы обеспечивают передачу вырабатываемой электроэнергии в сеть и аккумуляторы. Благодаря тонким металлическим полоскам, которые могут быть медными или серебряными, панель продолжает работать более эффективно.

• Полупроводниковые материалы: Полупроводниковые материалы, являющиеся основным компонентом элементов, обладают способностью проводить электричество. После попадания солнечного света на этот материал высвобождаются электроны и образуется ток. Наиболее широко используемым полупроводниковым материалом является кремний. Он обладает высокой эффективностью и долговечностью. Теллурид кадмия используется в тонкопленочных панелях. Среди полупроводниковых материалов, используемых в тонкопленочных панелях, - медь, индий, галлий и селенид.

 

Эти материалы должны быть тщательно подобраны для обеспечения долговечности, эффективной работы и прочности панели. Ведь предпочтение высококачественных материалов гарантирует стабильную работу панелей на протяжении многих лет. Кроме того, не стоит забывать, что они обеспечивают полную защиту от воздействия факторов окружающей среды.

 

Как рассчитать эффективность солнечных панелей?

 

Расчет КПД солнечных панелей производится для того, чтобы понять, насколько эффективно полученная энергия преобразуется в электрическую. КПД выражается в процентах и показывает, сколько электроэнергии вырабатывается из луча, падающего на каждую единицу площади солнечной панели.

 

При расчете КПД сначала смотрят на Pmax, то есть максимальную выходную мощность. Это значение обычно указывается в Вт (ваттах). Его можно найти в паспорте панели. Она также определяется как наибольшее количество электроэнергии, которое панель может произвести в стандартных условиях. На этом этапе в расчеты также включается мощность поступающего солнечного света. Она принимается равной 1000 ватт на квадратный метр при стандартных условиях испытаний. Полученное значение относится к мощности света, падающего под прямым углом к поверхности панели. Площадь панели также учитывается в расчетах.
 

Для расчета эффективности солнечных батарей можно рассмотреть следующий пример;

 

• Размеры панели - 1,6 метра в длину и 1 метр в ширину.
• Выходная мощность - 300 ватт.
• Для панели с мощностью солнечного света 1000 Вт/кв. м площадь панели составляет 1,6 м x 1 м = 1,6 кв. м.

 

Эффективность рассчитывается путем деления выходной мощности на мощность солнечного света и умножения на 100. В данном случае полученное значение будет равно 18,75.

 

Где используются солнечные панели?

 

Области использования солнечных панелей становятся все более широкими с каждым днем. Разнообразились и сферы применения этих панелей, которые предпочитают использовать в различных областях для устойчивого удовлетворения потребностей в энергии. В то время как бытовое использование становится все более распространенным, можно встретить панели солнечной энергии на крышах домов. Благодаря этим панелям, установленным на крыше дома, происходит выработка электроэнергии и удовлетворение энергетических потребностей. Избыток энергии можно продавать в сеть. Ее также можно использовать в качестве системы нагрева воды для бытовых нужд.
 

Солнечные панели также предпочтительны в коммерческих и промышленных зонах. Эти системы, которые используются для снижения затрат на электроэнергию на заводах, обеспечивают электричество, необходимое заводу на этапе производства. Кроме того, коммерческие здания, такие как отели, торговые центры и офисные здания, также могут предпочесть эти системы для снижения потребления. В целом, на солнечные энергетические системы сегодня обращают особое внимание для получения сертификата экологичности здания.

 

Известно, что в сельском хозяйстве и тепличном хозяйстве также используются панели. Солнечная энергия используется в этом секторе для удовлетворения потребностей машин в электричестве и для работы водяных насосов. Солнечная энергия также используется для обогрева теплиц. В сельской местности, где нет доступа к электросети, устанавливаются солнечные панели и используется солнечная радиация.

 

Фотоэлектрические станции - еще одна область применения этих панелей. Электростанции, в которых используются фотоэлементы, преобразуют полученное излучение непосредственно в электрическую энергию. Выработанная энергия передается в сеть, а затем становится доступной для распределения среди поставщиков коммунальных услуг. Кроме того, CSP, или концентрированные солнечные электростанции, концентрируют лучи с помощью зеркал и линз. Эта технология предпочтительна для крупномасштабного производства электроэнергии.

 

Теперь солнечные батареи заняли свое место и в транспортном секторе. В этом контексте;

 

• Благодаря солнечной энергии используются беспилотные летательные аппараты, которые могут долгое время находиться в воздухе и летать беспилотно. Кроме того, начали разрабатываться самолеты на солнечных батареях.
• Солнечные панели занимают важное место в морском секторе. Солнечная энергия - очень экономичный источник для электроснабжения судов и лодок. Благодаря им снижаются расходы на топливо и обеспечивается безопасная транспортировка без ущерба для окружающей среды.
• Опять же, автомобили на солнечных батареях могут преодолевать большие расстояния. Солнечные панели используются для зарядки аккумуляторов электромобилей.

 

Солнечные панели являются очень важным источником энергии для космических технологий. Потому что солнечный свет постоянно присутствует в космосе, и поэтому спутники подвергаются неограниченному воздействию солнечного света в космосе. Можно сказать, что это очень подходящий источник энергии. Опять же, панели выходят на первый план, чтобы удовлетворить энергетические потребности крупных структур, таких как космические станции.

 

Благодаря солнечным батареям количество устройств, работающих на солнечной энергии, постоянно растет. Благодаря солнечной энергии, которая получила широкое распространение в серьезной сфере от сумок до проекторов, от вентиляторов до часов;

 

• Зарядные устройства
• Лампы
• Часы
• Камеры
• Проекторы
• Можно заряжать такие устройства, как системы отопления и охлаждения.

 

Как сократить расходы на электроэнергию с помощью солнечных панелей?

 

Счета за электричество можно сократить с помощью солнечных панелей, а производство электроэнергии можно реализовать, непосредственно используя солнечную энергию. Преобразование солнечного луча в электрическую энергию обеспечивает серьезную экономию. Кроме того, стоимость электроэнергии продолжает снижаться в долгосрочной перспективе.

 

Во-первых, с помощью этих панелей солнечная энергия преобразуется в электричество, чтобы удовлетворить потребности домов и рабочих мест в электроэнергии. Количество электроэнергии, потребляемой из сети, также сокращается. Поскольку электричество, произведенное панелью, используется непосредственно в более солнечные дни, потребление, отраженное в счете, также уменьшается. Поскольку эти панели, производящие очень эффективную электроэнергию в дневное время, снижают зависимость от электросети, счета за электричество продолжают уменьшаться.

 

Счета за электричество также можно уменьшить, продавая его в сеть. В пасмурные дни или ночью, когда необходимо покупать электричество, можно использовать излишки энергии, проданные в сеть. В качестве альтернативы можно использовать систему аккумуляторов. Благодаря батареям, которые хранят энергию, произведенную панелями в течение дня, ее можно использовать при высоком потреблении электроэнергии. Это позволит сократить расходы на электроэнергию.

 

Вклад солнечных панелей в окружающую среду

 

Солнечные панели, которые вносят чрезвычайно серьезный вклад в охрану окружающей среды, являются одной из самых важных технологий. Эти панели, защищающие экосистему и природные ресурсы, также снижают выбросы углекислого газа. Солнечные панели, сокращающие потребление воды и улучшающие качество воздуха, также снижают транспортные расходы и количество отходов. Самое главное, что эта технология привлекает внимание в борьбе с изменением климата.

 

• Сокращение транспортных расходов: Поскольку топливо может быть произведено на месте, его можно мгновенно использовать в местах, где требуется электричество. Это снижает потери энергии, которые возникают при транспортировке топлива.
• Сокращает количество отходов: Нефтяные отходы, угольная зола и другие вредные вещества наносят большой ущерб окружающей среде. Однако при производстве солнечной энергии вредные отходы не образуются, а благодаря тому, что она производится из материалов, пригодных для вторичной переработки, она наносит больший вред окружающей среде.
• Защита экосистем: К сожалению, естественная среда обитания разрушается при выбросе ископаемого топлива. Такая ситуация негативно сказывается на многих видах растений и животных. Однако благодаря солнечной энергии воздействие на природную жизнь уменьшается, а среда обитания защищается.
• Улучшает качество воздуха: После сжигания ископаемого топлива образуются диоксид серы, твердые частицы и азот. Эти вещества серьезно загрязняют воздух. Когда вместо ископаемого топлива используется солнечная энергия, загрязнение воздуха уменьшается. Кроме того, уменьшение количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, означает уменьшение количества кислотных дождей.
• Сокращает потребление воды: Солнечные панели не нуждаются в воде при выработке энергии. Серьезное экологическое преимущество обеспечивается в регионах, где с водными ресурсами больше проблем.
• Защита природных ресурсов: Солнечная энергия, которая не загрязняет окружающую среду, поскольку является возобновляемым источником энергии, эффективно защищает подземные и водные ресурсы.
• Сокращение выбросов углекислого газа: Благодаря солнечным панелям, которые не создают выбросов углерода при выработке электроэнергии, выбросы углекислого газа сводятся к нулю. Кроме того, уменьшается выброс парниковых газов, что вносит важный вклад в борьбу с изменением климата.

 

Процесс и стоимость установки солнечных панелей

 

Процесс установки солнечных батарей состоит из нескольких этапов. Стоимость варьируется в зависимости от многих ситуаций. В процессе предварительной подготовки и исследования определяются потребности, затем получают разрешение в соответствии с местными нормами и правилами. Затем определяется выбор панелей и размер системы. Панели могут быть выбраны из нескольких типов. Кроме того, размер системы рассчитывается в соответствии с требуемой выходной мощностью. На этапе установки начинается этап принятия решения с получения предложений от компаний-подрядчиков или компаний, занимающихся солнечной энергетикой.

 

При установке солнечных панелей сначала выполняется процесс сборки. После установки панелей в отведенных местах завершается подключение электричества и система тестируется. Кроме того, размещение панелей под правильным углом означает высокую энергоэффективность. После установки система вводится в эксплуатацию и получает разрешение от местных властей. Процесс получения разрешений действует не во всех регионах. При анализе стоимости учитываются следующие критерии;

 

• Тип солнечной батареи
• Размер системы
• Расходы на оплату труда
• Расходы на установку
• Расходы на оборудование
• Государственные стимулы

 

Если мы посмотрим на среднюю стоимость;

 

• От 50 тысяч лир для небольших панельных систем
• От 75 тысяч лир для средних систем
• В крупных системах возможны цифры от 80-90 тысяч лир.

 

Солнечные панели Государственные льготы и поддержка

 

При производстве солнечных батарей могут использоваться некоторые государственные льготы. Финансовая поддержка, предоставляемая для стимулирования таких инвестиций, обычно отражается в виде инвестиционных и налоговых вычетов. Например, существуют скидки на НДС для материалов, необходимых для установки панельных систем. Кроме того, могут быть организованы программы грантов в рамках серьезных стимулов и кредитов. Опять же, финансовые институты и банки могут предложить специальные кредитные пакеты для инвестиций в солнечную энергетику. Эти кредиты с низкими процентными ставками необходимо отслеживать до сих пор.

 

В нашей стране существует программа YEKDEM, направленная на поддержку производства электроэнергии. В рамках этой программы гарантируется фиксированная закупочная цена на определенный период времени на электроэнергию, произведенную на электростанциях. Это одна из тех мер, которые удовлетворяют инвесторов. Иногда муниципалитеты также могут реализовывать специальные программы стимулирования в рамках местных стимулов.