Як працюють, де і як виробляються сучасні фотомодулі?

У всіх панелей схожа конструкція. В основі напівпровідникові елементи, що перетворюють енергію сонячного світла в електричну. Між собою вони з’єднані тонкими мідними каналами – провідниками виробленої енергії.

Кремнієві елементи та струмопровідні частини з обох сторін покриті полімерною плівкою. Під впливом температури вона перетворюється на прозорий гель, що робить конструкцію повністю герметичною.

З тильного боку їх захищає міцна металева стінка, а з фронтального – скляне покриття. Використовується здебільшого ударостійке скло, що витримує падіння великого граду та навіть великих гілок дерев. Воно не дряпається, не тріскається й не затирається, зберігаючи ідеальну прозорість протягом багаторічної експлуатації.

Щоби металеві елементи всередині не піддавалися корозії, вся конструкція зафіксована в герметичній рамці з нержавіючої сталі. З неї виводиться кабель для підключення панелі до системи.

Через застосування металевих елементів маса панелі часто досягає 18кг. Щоб, компенсувати цей недолік були створені значно легші тонкоплівкові аналоги.

Структура тонкоплівкових панелей

Конструкція складається з гнучкого полімерного матеріалу. Завдяки ньому вона значно легша та еластичніша за кремнієві аналоги, а також стійка до ударів.

В основі ті ж напівпровідникові елементи з телуриду кадмію або аморфного кремнію, тільки закріплені на міцній еластичній плівці. Така панель легко згинається та деформується, що полегшує монтаж.

Гнучкість досягається завдяки технології вакуумного напилення напівпровідникових елементів на полімерну основу. Нерівна структура забезпечує вироблення електрики під будь-яким кутом освітлення.

Завдяки таким властивостям на ринку з’явилися навіть циліндричні тонкоплівкові панелі, що додатково виробляють електрику зі світла відбитого від покрівлі. Вироблена енергія проводиться тонкими мідними каналам, щільно загерметизованими плівкою. Так вони захищені від вологи та опадів.

Попри відмінності у влаштуванні, тонкоплівкові батареї працюють так само як і кремнієві.

Принцип роботи сонячної панелі

В основі фотоелектричної панелі кремнієві фотоелементи. В атомі кремнію всі електрони розташовані в кристалічній решітці, через це в чистому вигляді він погано проводить електрику. Для поліпшення хімічних і фізичних властивостей кремній легують атомами фосфору та бору в пропорції 1:1,00 млн.

У структурі кремнію всього чотири електрони, а у фосфору – п’ять. У процесі легування чотири з них закріплюються в структурі, а п’ятий – висить. Легований фосфором кремній утворює негативне напівпровідникове поле n-типу, що виступає катодом у батареї.

У бору – три електрони й одне пусте місце в структурі, так звана «дірка». У результаті утворюється напівпровідник p-типу, що виступає анодом.

Фотони сонячного світла вибивають електрони з n-шару, після чого ті летять займати вільні місця в p-шарі. Вони проходять через металевий провідник, через що в ньому виникає заряд струму, що протікає до контролера.

Енергії одного фотона світла вистачає для того, щоби вибити вільний електрон зі своєї структури, де залишається вільне місце. Але, проблема в тому, що кремній добре відбиває сонячне світло, тому більша частина фотонів пропадає даремно. Щоби поліпшити ККД, кремнієві елементи покривають матеріалом проти відблиску.

За рівномірного освітлення електрика виробляється на кожній ділянці пластини. Щоби її зібрати та вивести, потрібні мідні смужки. Після з’єднання фотоелементів збільшується потужність батареї. Чим більше площа панелі, тим вона потужніша. Кремнієві елементи з’єднуються, як послідовно, так і паралельно.

Кількість паралельних з’єднань визначає максимальну потужність, а послідовних – напругу. Ми недавно писали, про те, як розрахувати потужність сонячних панелей для будинку.

Сонячні батареї виробляють постійний струм із напругою 12В або 24В. Мідними провідниками він надходить у контролер, а з нього на інвертор. Там він перетворюється в постійний струм із напругою 230В або 380В та протікає в мережу.

Сила струму та напруга, що йде від сонячних елементів, вимірюється ще на етапі виробництва.

Як виготовляються сонячні панелі

Перший етап – це вирощування кристалів. Їх роблять із кварцового піску з високим вмістом кремнію. Спочатку сировину розплавляють, нагріваючи до 2000°C, потім очищають і синтезують.

У підсумку виходить легований кремній для вирощування монокристалічних і полікристалічних пластин. Для монокристалічних потрібен матеріал високого рівня очищення (99,99 %), а це дуже енергозатратний процес. Для виплавки 1 кг кремнію в середньому витрачається 13 кВт⋅год електроенергії, що впливає собівартість виробництва.

Зовні вони нагадують квадрати товщиною 0,2–0,3мм чорного чи темно-синього кольору зі зрізаними або закругленими кутами.

У монокристалічних фотоелементів більша тривалість служби та вища продуктивність, але це за умови, якщо сонце світить під прямим кутом – про вплив кута освітлення ми вже писали.

А полікристалічні складаються з витягнутих правильних квадратів темно-синього чи сріблясто-сірого кольору. Товщина, як і в монокристалічних – 0,2–0,3мм. ККД нижчий – 12–18 %, зате не високий поріг включення. Електрика виробляється під будь-яким кутом падіння променів, навіть із відбитого світла.

Кристали виготовляються за менш затратною технологією поступового охолодження кремнієвої основи, через це полікристалічні модулі дешевші.

В обох типах фотоелементи об’єднуються в секції, а секції в готові фотоелектричні модулі. На цьому етапі перевіряються струмові характеристики кожного фотоелементу. Потім, з допомогою вакуумних власників робот переносить секції на скляні плити та формує блоки.

Щоби панель не вийшла з ладу через часткове затемнення, її частини шунтуються діодами. Без них затемнені фотоелементи просто почали б споживати електрику й від неї нагріватися. Від високої температури руйнуються напівпровідникові елементи, а так, діоди перекривають контакти і струм тимчасово не протікає.

Наприкінці готові блоки об’єднують та ламінують етиленвінілацетатною плівкою. Під впливом температури вона перетворюється в гель, на якому фіксується захисне покриття.

На завершальному етапі готові конструкції монтуються в алюмінієву раму та герметизуються спеціальним клеєм-герметиком. Це потрібно, щоби всередину не потрапляла волога, інакше корозія знищить контакти. Саме з цієї причини батареї найчастіше виходять із ладу.

Після цього, готова панель тестується – вимірюється струм короткого замикання, напруга холостого ходу та максимальної потужності тощо.

Весь процес виробництва вимагає впровадження високих технологій та розвиненої ресурсної бази. Тому далеко не всі виробники здійснюють повний цикл, здебільшого вони лише замовляють готові кремнієві елементи і складають із них власні фотоелектричні модулі.

Де виготовляються модульні панелі

Переважно в Китаї, адже саме там зосереджена величезна сировинна база кремнію.

На китайських заводах виробництво виходить значно дешевшим, ніж у будь-якій іншій країні, оскільки поряд випускається все необхідне обладнання та сировина, що заощаджує вартість транспортування. Крім того, тут зосереджені виробничі потужності з автоматизованими процесами, де люди лише контролюють роботу роботів та конвеєрів.

Звідки взялися «українські» бренди

Наприклад, щоби запустити завод сонячних батарей де-небудь у Німеччині, виробнику довелося б закупити обладнання… і все одно в китайського постачальника, бо навіть із транспортуванням воно вийде набагато вигідніше, ніж у Європі.

Щоби випускати кремнієві пластини, необхідно закуповувати сировину й на місці вирощувати кристали. Це дуже енергозатратний процес, середня вартість електрики для підприємств у Німеччині біля 0,3$ за кВт⋅год, тоді як у Китаї – 0,13$ за кВт⋅год, що майже втричі дешевше. Висновок: навіщо возити з Китаю, якщо вигідніше робити там?!

Для порівняння, щоби запустити такий завод в Україні, де порівняно дешева електрика та недорога робоча сила (середня зарплата робітника промислового сектору приблизно 5 500$/рік), необхідно буде закуповувати обладнання за кордоном і розв’язувати питання із сировиною (знову таки з Піднебесної). Дешевше купити готові кремнієві пластини в Китаї, що здебільшого й роблять вітчизняні бренди.

Проте, заводи з повним виробничим циклом працюють у Європі, США та навіть країнах СНД. Наприклад, один із найбільших Astana Solar розташований в Нурсултані (Казахстан).

Будівництво першого в Україні заводу кремнієвих сонячних батарей заплановано у Вінниці. Про виробничі потужності підприємства, та про те, коли воно буде введено в експлуатацію поки даних немає.

Виробники, що підкорили світовий ринок

Серед найкращих світових виробників варто виділити такі бренди:

• Motech – тайванська компанія з повним циклом виробництва, включно з вирощуванням кремнієвих кристалів, складанням пластин і панелей. Частина обслуговуючих заводів розташована США;
• Suntech – одна з перших компаній, що почала випускати батареї в Китаї. У 2010 році була визнана найбільшим виробником модульних панелей у світі. Орієнтується на високий клас захисту та експлуатацію в жорсткому кліматі. Suntech тестують власну продукцію в умовах піщаних бур, морського узбережжя та аміачної корозії, що робить її придатною для експлуатації за будь-якої температури в будь-якому куточку світу;
• Trina Solar – китайська компанія, що контролює більшу частину ринку. Своє місце в рейтингу посіла завдяки порівняно низькій вартості та високій якості батарей. Випускає монокристалічні від 185Вт до 195Вт (серія Mono) та полікристалічні модулі від 230Вт до 305Вт (серія Multi);
• Jinko Solar – китайський бренд, постійний член рейтингу Tier-1 за версією Bloomberg. Перший, хто почав ставити чотири шини на мідні кремнієві модулі, завдяки чому вдалося скоротити загальні втрати та підвищити ККД до 21 %;
• Hanwha Solar One – південнокорейський бренд із дослідним центром у Німеччині та виробництвом у Сінгапурі. Славиться високою якістю, утримує хорошу ціну завдяки дешевому постачанню сировини;
• Yingli Green Energy – до 2014 року найбільша за обсягами виробництва компанія в Китаї. Домоглася успіху завдяки низькій собівартості виробництва монокристалічних модулів;
• Canadian Solar – канадська фірма з заводами в Китаї. Володіє широким асортиментом та хорошою якістю виробництва. Випускає полікристалічні та монокристалічні модулі стандарту 165×165мм (6 дюймів);
• Solarworld – німецька компанія з заводами в Європі, орієнтована на західний ринок. На відміну від прямих конкурентів, у цього бренду немає великих виробничих потужностей у Китаї. У 2016 році почала випускати 5-шинні фотоелементи замість 3-шинних. У результаті вдалося підвищити ККД до 21,4 %, а розподільна потужність модуля зросла до 303,3 Вт;
• First Solar – американська компанія, що випускає недорогі модулі. Замість кремнію вона використовує дешевший телурид кадмію, що дозволило знизити ціну та зберегти високу ефективність. Політика First Solar спрямована на здешевлення собівартості виробництва;
• Sunpower – ще одна компанія зі США, але вона пішла іншим шляхом, й орієнтується на покращення ККД. Основний продукт – високоефективні сонячні елементи 165×165мм (6 дюймів), упаковані в 60-елементні модульні панелі з коефіцієнтом перетворення 25,2 % та потужністю до 360Вт;
• Renewable Energy Corporation – ннорвезька компанія, що випускає полікристалічні кремнієві пластини. З 2017 року випускає модулі на 60 (295Вт) та 72 фотоелементи (350Вт), стійкі до потенційної дегенерації в умовах високої температури та вологості.

За результатами американського дослідницького інституту Global Data, у 2017 році 9 китайських компаній покрили половину світового ринку сонячних панелей. Лідером став бренд Jinko Solar, друге місце впевнено утримує Trina Solar, і тільки на четвертому місці розташувався перший не китайський, але з виробництвом у Піднебесній, бренд Canadian Solar (Канада).

Перша, незалежна від Китаю, компанія посіла лише п’яте місце – Hanwha Solar One (Південна Корея).

Через те, що в КНР найсприятливіші умови для виробництва фотоелектричних модулів, європейським і американським компаніям важко конкурувати з китайцями на світовому ринку. Проте, вони успішно працюють над здешевленням і збільшенням ефективності панелей, а також пошуком альтернативи кремнію, як основної сировини для виробництва.

На самом деле нет никакой разницы, какую марку лучше выбрать. Одни панели дороже, другие – дешевле, но преимущественное большинство делается на одном и том же заводе в Китае. даже если посмотреть характеристики на сайте, они почти не отличаются, но есть панели за 100 долларов, а есть за 250. Я бы покупал те, что подешевле. На счет отечественных панелей, не думаю, что кто-то захочет перенести производство в Украину, если даже сырья у нас нет. Да и вряд-ли кто-то начнет собирать завод по крупицам, если можно полететь в Китай, заказать партию, доплатить, чтобы нанесли написанное на листке название и импортировать в Украину, выдавая за made in Ukraine. А отечественные органические панели – это вообще бред, там КПД очень низкое.

Я правильно понимаю, что важно не только от нормального бренда купить, но и установку заказать? Чтобы гарантированно без проблем работала система и успела окупиться хотя бы:). Сколько будет стоить монтаж приблизительно на 36 модульных панелей по 275 Вт? И дешевле ли будет, если брать готовую солнечную электростанцию, чем набирать отдельно?

Цены зависят от компании и региона, в среднем где-то 1200 – 1500 грн/ за 1 кВт (4 панели), за 36 панелей получится около 11-14К, плюс-минус. Обычно при заказе целой станции “под ключ” установка дешевле, чем если заказать отдельно. Покупать панели отдельно от инвертора не всегда выгоднее, но это смотря где брать. Многое зависит от качества панелей, инвертора, плюс нужно еще двунаправленный счетчик подобрать. Получается приблизительно одинаково, но если заказывать электростанцию большой мощности на 20-30кВт вместе с установкой, то вместе брать дешевле.

Не удивили. Лучше скажите что сейчас не в Китае производится. Конечно там рентабельнее всего и конкурентоспособность высокая, и для панелей в том числе.

Вирощують кристали і “стягують” променями: як в Україні створюють сонячні панелі

Віртуальний меморіал загиблих борців за українську незалежність: вшануйте Героїв хвилиною вашої уваги!

Українська компанія “Квазар” показала, як виготовляє сонячні панелі на своїй фабриці, розташованій в Києві.

Про це йдеться в сюжеті телеканалу ” Факти”, показаному в YouTube. При цьому автори підкреслюють, що підприємство на сьогоднішній день є єдиним в країні.

Для виробництва головного компонента сонячних панелей інженери використовують кварцовий пісок або кремінь. Спочатку камені поміщають в спеціальні печі, в яких проходить штучне вирощування гігантського кристала. Весь процес герметичний і вимагає високих температур – понад 1400 градусів.

Процес росту кристалу в середньому займає близько двох діб. Надалі кристал обробляється під променями світла, які “зв’язують” його структуру.

Згодом монокристал потрапляє вже в цех, де його ріжуть на пластинки і покривають спеціальною плівкою, яка притягує до себе сонячне випромінювання. Також всі ці елементи споюють між собою спеціальним волокном.

З одержані стрічок конструюють сонячні панелі, які також ламінують, щоб пластини трималися між собою і не псувалися від погоди. На підприємстві стверджують, що ці панелі повинні прослужити понад 20 років.

Нагадаємо, раніше OBOZREVATEL розповідав, як в Швеції створили “кімнатні” фотоелектричні панелі для зарядки гаджетів, які працюють від штучного освітлення в закритих приміщеннях.

Важливе

Які причини є законними для неявки до ТЦК, якщо особа підлягає мобілізації: пояснення адвоката

Бєдняков пояснив, чому Регіна Тодоренко залишилася в Росії і мовчить про війну

“Обов’язок кожного з нас”: у Латвії будуть карати вчителів, які не говорять державною мовою

TOP NEWS

Що стоїть за зверненням Придністров’я до Росії “за захистом” і чи є загроза для України. Інтерв’ю з ексміністром оборони Молдови

В Азовському морі горіло судно окупантів: росіяни зазнали втрат. Аудіоперехоплення

“Не виключаємо”: прем’єрка Естонії підтримала ідею Макрона щодо розміщення іноземних військ в Україні

Життя

Як позбутися неприємного запаху у спортивній сумці: потрібен всього один інгредієнт

Хто розбагатіє до кінця 2024 року: фінансовий гороскоп

Чому в СРСР дітей часто били і відправляли у трудові табори на літо: суворі методи виховання, які були “нормою”

Думки

Вільний демократичний світ чекає рішення Палати Представників

З мемуарів Патрушева: як Зеленського вмовляли стати прем’єром Союзної держави РФ, України й Білорусі

Європа боїться війни: світ недооцінив погрози Путіна

Як Росія готувала “православний майдан” в Україні

У Росії зароджується партизанський рух: про що мовчить ФСБ

Чи варто панікувати через новини з Придністров’я

Україна та МВФ досягли згоди на рівні персоналу щодо перегляду програми EFF: що це означає і які подальші кроки

News in English

“We do not rule it out”: Estonian Prime Minister supports Macron’s idea to deploy foreign troops in Ukraine

Under certain conditions: Prystaiko explains what functions NATO troops could perform in Ukraine

“Will there be a cartoon?” Putin boasted of the successes of his army and “Sarmatians” and ran into a response from Russians

Life

Пози йоги, які допоможуть позбутися болю в куприку: 5 простих вправ

Унікальна процедура, яка продовжить молодість і красу

5 причин, чому вам варто повісити у своїй кімнаті “ловця снів”

Використання будь-яких матеріалів, розміщених на ресурсі OBOZREVATEL дозволяється лише за умови обов’язкового посилання на OBOZREVATEL, а для інтернет-видань – розміщення прямого, відкритого для пошукових систем, гіперпосилання на сторінку OBOZREVATEL, на якій розміщено оригінальний матеріал. Будь-яке копiювання, публiкацiя, передрук і подальше поширення інформації, яка містить посилання на “Інтерфакс-Україна” www.interfax.com.ua, суворо заборонено. Всі опубліковані фотоматеріали Getty Images та УНІАН не підлягають подальшому відтворенню та/або розповсюдженню в будь-якій формі без письмового дозволу компаній. Редакція OBOZREVATEL може не поділяти точки зору, викладену в авторському матеріалі. Відповідальність за достовірність інформації, опублікованої в рекламних матеріалах, несе рекламодавець.

© 2024 Всі права захищені, ТОВ “Золота середина”.

What solar energy meaning ?

Solar energy is the energy given off by the sun’s rays. Plants use sunlight to produce their own food through a process called photosynthesis. Using the sun’s rays, plants turn water and carbon dioxide (what we exhale) into fuel to grow and exhale oxygen in the process.

Why is it called solar energy?

Solar energy is energy that comes from the sun. Read also : New polymer property could boost accessible solar power. Every day the sun radiates or sends out an enormous amount of energy.

Why is solar energy called? Solar radiation, often referred to as the solar resource or simply sunlight, is a general term for the electromagnetic radiation emitted by the sun. Solar radiation can be captured and transformed into useful forms of energy, such as heat and electricity, using various technologies.

What is solar energy called?

Solar radiation is light, also called electromagnetic radiation, emitted by the sun. To see also : How solar energy is converted to electrical energy ?. Although every place on Earth receives some sunlight for a year, the amount of solar radiation that reaches any point on the Earth’s surface varies.

What is another term for solar energy?

• solar energy (noun) insolation, solar energy, solar radiation.

What does the term solar energy literally mean?

Energy is the ability to do work, and “solar” is an adjective from the Latin “solaris” describing the sun. So, we can define solar energy as the energy obtained from the sun. We can use this energy for us in many ways, from heating water and living spaces in our homes to generating electrical energy.

What is solar energy answer in one sentence?

Solar energy is defined as the transformation of the energy present in the sun and is part of renewable energies. Once sunlight passes through the Earth’s atmosphere, most of it is in the form of visible light and infrared radiation.

What is solar energy definition quizlet?

Solar energy is the conversion of solar radiation into other forms of practical energy like electricity or heat.

What is meant by the term solar energy?

Solar energy is any type of energy produced by the sun. Solar energy can be harnessed directly or indirectly for human use. These solar panels, mounted on a roof in Germany, harvest solar energy and convert it into electricity.

What is solar energy class 4th?

Solar energy is the natural source of energy from solar energy absorbed by the sun through solar panels. It is a renewable form of energy on planet Earth and a readily available form of energy.

What is the simple answer of solar energy? Solar energy is any type of energy produced by the sun. Solar energy is created by nuclear fusion that takes place in the sun. Fusion occurs when protons of hydrogen atoms collide violently in the core of the sun and fuse together to create a helium atom.

What are the uses of solar energy Class 4?

Solar energy for battery charging. Solar energy for cooking. Solar energy for homes. Solar water heater.

What are the 10 uses of solar energy?

Top 10 Residential Uses of Solar Power

• 01 of 09. Solar Powered Ventilation Fans. …
• 02 of 09. Solar heating for your swimming pool. …
• 03 of 09. Solar water heater. …
• 04 of 09. Solar heating of the house. …
• 05 of 09. Solar powered pumps. …
• 06 of 09. Charging the batteries with solar energy. …
• 07 of 09. Power your home with photoelectricity. …
• 08 of 09.

What are the uses of solar energy?

Solar energy is commonly used for solar water heaters and home heating. The heat from the solar ponds enables the production of chemicals, food, textiles, hothouses, swimming pools and livestock buildings. Cooking and providing a power source for electronic devices can also be done using solar energy.

What are the four main uses of solar energy of solar energy?

The most commonly used solar technologies for homes and businesses are solar photovoltaic for electricity, passive solar design for space heating and cooling, and solar water heating. Businesses and industry are using solar technologies to diversify their energy sources, improve efficiency and save money.

What is solar energy and examples?

Solar energy is energy or heat that comes from the sun. An example of solar energy is the power of the sun to move a car. An example of solar energy is installing windows on the east side of the house to catch the morning sun to heat a house.

What is solar energy in simple words?

Solar energy is any type of energy produced by the sun. Solar energy can be harnessed directly or indirectly for human use. These solar panels, mounted on a roof in Germany, harvest solar energy and convert it into electricity.

Is the example of the solar energy *?

Solar energy – renewable energy Solar energy, wind energy and geothermal energy, for example, have renewable energy sources on a human time scale. The energy of the Sun, in our personal time scale, never runs out.

How does solar energy work examples?

Solar technologies convert sunlight into electrical energy, either through photovoltaic (PV) panels or through mirrors that concentrate solar radiation. This energy can be used to generate electricity or be stored in batteries or thermal storage.