Полное руководство по пониманию солнечных элементов: ответы на часто задаваемые вопросы

1. Что такое фотоэлектричество?

Фотовольтаика — это прямое преобразование солнечного света в электричество с использованием фотоэлектрического эффекта. Этот процесс включает солнечные элементы, также известные как фотоэлектрические элементы, которые улавливают солнечный свет и преобразуют его в электрическую энергию.

2. Чем фотоэлектричество отличается от других технологий преобразования солнечной энергии?

В отличие от других методов, которые преобразуют солнечный свет в тепло (например, солнечные водонагреватели или солнечная тепловая генерация электроэнергии), фотоэлектричество напрямую преобразует солнечный свет в электричество без промежуточных этапов. Такое прямое преобразование более эффективно и универсально для различных применений.

3. Как работает солнечный элемент?

Солнечный элемент работает, поглощая свет, который возбуждает электроны в материале, позволяя им течь и генерировать электричество. Ключевым компонентом в этом процессе является pn-переход, где две различные области полупроводникового материала создают электрическое поле, которое помогает разделять и собирать сгенерированные электроны, создавая ток и напряжение.

4. Что такое эффективность солнечных элементов и почему показатели эффективности так сильно различаются?

Эффективность солнечных элементов — это процент солнечного света, преобразованного в пригодное для использования электричество. Эффективность варьируется в зависимости от различных материалов и технологий, используемых в солнечных элементах. Эффективность имеющихся в продаже солнечных элементов составляет от 5% до 17%, в то время как усовершенствованные элементы, используемые в космосе, могут достигать 33%. Такие факторы, как методы производства и условия окружающей среды, также влияют на эффективность.

5. Каковы различные технологии солнечных элементов?

Технологии солнечных элементов различаются в основном по материалам и производственным процессам. Распространенные типы включают:

• Солнечные элементы на основе кремниевых пластин: Наиболее распространен, доступен в виде монокристаллов или поликристаллов.
• Тонкопленочные солнечные элементы: Изготовленные из таких материалов, как аморфный кремний, теллурид кадмия или диселенид меди и индия, они тоньше и дешевле, но, как правило, менее эффективны.
• Солнечные элементы III-V: Высокоэффективные элементы, изготовленные из таких материалов, как арсенид галлия, часто используемые в космической технике.
• Многопереходные солнечные элементы: Комбинируйте различные материалы, чтобы охватить более широкий диапазон солнечного спектра и добиться более высокой эффективности.

Технологии солнечных элементов различаются в основном по материалам и производственным процессам. Распространенные типы включают:

6. В чем разница между солнечным элементом и фотоэлектрической панелью или массивом?

Солнечный элемент — это единый блок, преобразующий солнечный свет в электричество. Несколько солнечных элементов соединены в фотоэлектрическую панель, которая увеличивает напряжение и выходную мощность. Фотоэлектрическая решетка относится к системе соединенных панелей.

7. Какой тип электроэнергии вырабатывает фотоэлектрическая панель?

Фотоэлектрические панели вырабатывают постоянный ток (DC), аналогичный току от батарей. Этот постоянный ток можно преобразовать в переменный ток (AC) с помощью инвертора, что делает его совместимым с большинством бытовых и сетевых приложений.

8. Сколько электроэнергии вырабатывает фотоэлектрическая панель и что означает стандартный номинал?

Фотоэлектрические панели оцениваются на основе их выходной мощности в стандартных условиях тестирования, обычно называемых AM1.5, и при комнатной температуре. Для грубой оценки умножьте номинальную мощность панели на 5 для мест в средних широтах, чтобы определить ежедневное производство энергии в киловатт-часах (кВт·ч).

9. Сколько фотоэлектрической мощности мне нужно для данного применения?

Оцените свои потребности в энергии, рассчитав ежедневное потребление энергии (в кВт·ч) и применив эмпирическое правило. Например, для местностей около 30° широты разделите общую ежедневную нагрузку на 4, чтобы получить требуемую мощность фотоэлектрических систем. При необходимости отрегулируйте этот коэффициент для более высоких или более низких широт.

10. Каковы наиболее распространенные области применения фотоэлектрических систем?

Системы PV используются в различных приложениях, от небольших устройств, таких как калькуляторы и часы, до крупномасштабных установок, таких как домашние солнечные энергосистемы и электростанции коммунального масштаба. Они особенно полезны для удаленных мест без доступа к сети и для снижения потребления электроэнергии в жилых и коммерческих зданиях.

11. Производят ли солнечные элементы больше энергии, чем потребляется при их производстве?

Да, солнечные элементы обычно имеют срок окупаемости энергии от нескольких месяцев до шести лет, в зависимости от типа и местоположения. За 20+ лет своего срока службы они генерируют гораздо больше энергии, чем потребляется при их производстве.

12. Сколько стоит фотоэлектрическая энергия?

Стоимость фотоэлектрических панелей варьируется, но грубая оценка для установленных жилых систем составляет около 7 долларов за ватт. Для удаленных систем эта сумма может быть выше. Установка и другие компоненты могут удвоить стоимость панели. Цены обычно указываются за ватт или за квадратный метр.

13. Является ли фотоэлектричество экономически выгодным?

PV экономически выгодна для небольших нагрузок и удаленных приложений без доступа к сети. Для систем, подключенных к сети, это зависит от местных цен на электроэнергию, экологических соображений и вариантов финансирования. В некоторых случаях это не самый дешевый вариант по сравнению с традиционными источниками электроэнергии.

14. Какова стоимость электроэнергии, вырабатываемой с помощью фотоэлектрических систем, по сравнению со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой другими способами?

Сравнение затрат может быть сложным из-за различных структур ценообразования. Расходы на фотоэлектрические системы в основном являются авансовыми, в то время как обычные расходы на электроэнергию включают текущее топливо и обслуживание. Оценки для фотоэлектрической электроэнергии варьируются от 20 до 40¢/кВт·ч, в то время как обычная электроэнергия в США обычно стоит около 8¢/кВт·ч. Такие факторы, как местоположение, субсидии и будущие цены на электроэнергию, влияют на это сравнение.

15. Какие компании производят фотоэлементы и продукцию?

Многие компании производят фотоэлементы и продукцию. Полный список можно найти на сайтеSolarbuzz. Местные розничные торговцы также продают комплектующие и предоставляют услуги по установке и обслуживанию.

16. Каковы преимущества и недостатки фотоэлектрических систем?

Преимущества:

• Надежность и низкие эксплуатационные расходы
• Подходит для различных применений, как больших, так и малых.
• Экологически чистый
• Может быть установлена ​​быстро и поэтапно

Недостатки:

• Более высокая первоначальная стоимость по сравнению с традиционными источниками электроэнергии
• Более низкая плотность мощности солнечного света делает его менее подходящим для применений с высоким потреблением энергии, таких как транспорт.

17. Что вы делаете для получения электроэнергии ночью?

Для автономных фотоэлектрических систем аккумуляторы хранят избыточную энергию для использования в ночное время. Системы, подключенные к сети, используют электроэнергию от сети ночью.

18. Каков срок службы фотоэлектрической системы?

Фотоэлектрические системы долговечны, часто служат более 20 лет с минимальным обслуживанием. Фотоэлектрические модули обычно поставляются с 20-летней гарантией, в то время как электронные компоненты имеют гарантию около пяти лет. Батареи в автономных системах могут нуждаться в замене каждые 5-10 лет.

19. Каковы компоненты фотоэлектрической системы?

Ключевые компоненты включают в себя:

• Подсистема кондиционирования питания: Контроллеры заряда и инверторы
• Хранилище: Обычно свинцово-кислотные аккумуляторы
• Компоненты баланса системы (БОС): Проводка, монтаж массива и т. д.

20. Достаточно ли солнечного света для удовлетворения мировых потребностей в энергии?

Конечно. Земля получает больше энергии от солнца всего за один час, чем мир использует за целый год.

21. Как я могу принять участие в программах по возобновляемым источникам энергии?

Примите участие, установив фотоэлектрические системы на своей территории или поддержав программы зеленой энергетики, использующие возобновляемые источники для выработки электроэнергии.

Отвечая на эти часто задаваемые вопросы, мы надеемся предоставить всестороннее понимание систем солнечной энергетики. Если вы планируете установить фотоэлектрическую систему или просто интересуетесь тем, как работает солнечная технология, это руководство предлагает ценные идеи, которые помогут вам принимать обоснованные решения. Для получения более подробной информации и советов экспертов посетите наш веб-сайт по адресуok-eps.com.