Предисловие

В соответствии с глобальной целью достижения углеродной нейтральности, солнечная энергия, как один из наиболее зрелых и доступных источников чистой энергии, проникает в тысячи домохозяйств. Когда люди говорят о солнечных энергетических системах, они часто представляют себе ряды аккуратно расположенных солнечных панелей — на крышах, поверхностях земли и даже фасадах зданий, преобразующих солнечный свет в непрерывный поток чистой электроэнергии.

Солнечные панели являются основным источником энергии для всей фотоэлектрической системы. Их эффективность выработки электроэнергии, срок службы и надежность напрямую определяют производительность всей солнечной системы. Итак, что же такое солнечные панели? Какие существуют типы? Как выбрать продукт, соответствующий вашим потребностям? Эта статья даст вам исчерпывающие ответы.

I. Что такое солнечная панель?

Солнечные панели, также известные как фотоэлектрические модули, — это устройства, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электрическую энергию, используя фотоэлектрический эффект. Основной принцип их работы следующий: когда фотоны попадают на полупроводниковый материал (например, кремний), энергия фотонов поглощается, генерируя электронно-дырочные пары. Под воздействием встроенного электрического поля эти пары образуют постоянный ток, тем самым производя электрическую энергию.

Стандартная солнечная панель состоит из следующих частей:

1. Солнечные элементы являются основой солнечных панелей, обычно состоящих из 60 или 72 кремниевых солнечных элементов, использующих такие технологии, как PERC, TOPCon и HJT, соединенных последовательно, и отвечающих за преобразование световой энергии в электрическую.
2. Пленка EVA расположена на верхней и нижней сторонах аккумуляторного элемента, обеспечивая сцепление элемента с стеклом и задней панелью, а также защиту от ультрафиолетового излучения и замедление старения.
3. Передняя часть солнечной панели покрыта закаленным стеклом, обеспечивающим высокую светопропускаемость (обычно более 91%) и превосходную механическую прочность, защищая элементы от града, ударов посторонних предметов и эрозии от дождя.
4. Задняя панель расположена на обратной стороне солнечной панели и обычно изготавливается из композитного материала TPT (Tedlar/PET/Tedlar), который обеспечивает водонепроницаемость, влагостойкость и устойчивость к старению.
5. Рама из алюминиевого сплава обеспечивает механическую поддержку и защиту кромок солнечной панели, облегчая установку и крепление.
6. Распределительная коробка, расположенная на задней стороне солнечной панели, содержит шунтирующие диоды и выходные клеммы для отвода тока, вырабатываемого солнечными элементами, и его подключения к системной проводке.

II. Каковы основные преимущества солнечных панелей?

Благодаря своим уникальным преимуществам солнечные панели стали одним из самых быстрорастущих источников энергии в мире:

1. Неисчерпаемый источник чистой энергии. Солнечный свет — самый бескорыстный дар природы; каждую секунду солнечная энергия, достигающая поверхности Земли, эквивалентна энергии, вырабатываемой при сжигании 5 миллионов тонн стандартного угля. В отличие от ископаемого топлива, солнечная энергия неисчерпаема и не производит загрязнения или выбросов углекислого газа. Использование солнечной энергии может сократить выбросы углекислого газа примерно на 0,7 килограмма на каждый киловатт-час произведенной электроэнергии, что имеет огромное значение в борьбе с изменением климата.
2. Гибкие возможности установки и широкий спектр применения. Солнечные панели могут быть установлены в различных условиях: на крышах жилых домов, фасадах коммерческих зданий, на наземных опорах и даже на крышах сельскохозяйственных теплиц и плавучих системах. Такая гибкость позволяет адаптировать их к потребностям различных пользователей, предлагая подходящие решения как для домашнего использования, так и для крупных наземных электростанций.
3. Стоимость продолжает снижаться, что подчеркивает соотношение цены и качества. За последнее десятилетие стоимость солнечных панелей снизилась более чем на 80%. Десять лет назад поликристаллический модуль мощностью 280 Вт стоил около 15 юаней за ватт, а сегодня монокристаллический модуль мощностью 600 Вт стоит около 1,5 юаней за ватт. Это снижение стоимости привело к тому, что приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) от солнечной энергии в большинстве регионов оказалась ниже, чем цены на электроэнергию для жилых домов, что обеспечило чрезвычайно высокую экономическую эффективность.
4. Длительный срок службы и низкие затраты на техническое обслуживание. Срок службы обычных солнечных панелей обычно составляет от 25 до 30 лет, при этом производители, как правило, предоставляют 25-летнюю гарантию на выработку электроэнергии. Даже после 25 лет они сохраняют более 80% своей эффективности выработки электроэнергии. Плановое техническое обслуживание требует лишь периодического промывания поверхности панели для удаления пыли, практически без дополнительных затрат на обслуживание.
5. Повышение стоимости и эстетической привлекательности зданий. Солнечные панели могут придать зданиям более современный и технологически продвинутый вид. Для коммерческих проектов, стремящихся к соблюдению стандартов «зеленого строительства», установка солнечных систем также может улучшить уровень сертификации зданий и повысить стоимость недвижимости.

III. Как выбрать подходящую солнечную панель?

На рынке представлено множество марок и типов солнечных панелей, поэтому для выбора продукта, соответствующего вашим потребностям, необходимо учитывать следующие ключевые факторы:

Тип солнечной батареи определяет её основные характеристики. В настоящее время на рынке наиболее распространены следующие типы солнечных батарей:

1. Технология PERC (пассивированный эмиттер и тыльный слой) в настоящее время является наиболее зрелой и широко используемой, с эффективностью массового производства около 22-23% и высокой экономической эффективностью. К числу известных брендов относятся LONGi, Jinko, JA Solar и Trina Solar.
2. TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) — это технология следующего поколения, предназначенная для массового производства, с эффективностью около 24-25%, лучшим температурным коэффициентом и лучшими характеристиками при слабом освещении, но цена немного выше, чем у PERC.
3. Технология гетеропереходов (HJT) обладает КПД 25-26% и преимуществом двусторонней генерации энергии, но в настоящее время её стоимость высока.
4. Высокоэффективные технологии, такие как IBC (межпальцевые задние контакты), могут достигать КПД более 26%, но они дороже и в основном используются в высокотехнологичных проектах.
5. Для обычных семейных пользователей PERC или TOPCon являются экономически выгодными вариантами.

Мощность солнечных панелей должна соответствовать проекту системы. Как правило, мощность солнечных панелей варьируется от 400 Вт до 750 Вт. Более высокая мощность означает большую производительность одной панели, но и цена соответственно возрастает. При выборе панелей необходимо учитывать доступную площадь крыши и мощность инвертора. Например, для бытовой системы мощностью 5 кВт потребуется примерно 10 монокристаллических панелей мощностью 550 Вт каждая, покрывающих общую площадь около 22 квадратных метров; в этом случае потребуется 12 панелей мощностью 450 Вт.

Размер солнечной панели следует подбирать с учетом местных условий. Существует два распространенных размера: стандартные панели (обычно 60 или 66 ячеек) имеют приблизительные размеры 1,7 м x 1,0 м и подходят для обычных крыш жилых домов; большие панели (обычно 72 или 78 ячеек) имеют приблизительные размеры 2,2 м x 1,1 м и подходят для больших крыш или наземных опор. Если форма крыши неправильная или площадь ограничена, необходимо заранее произвести замеры и спланировать размещение.

Выбор бренда имеет решающее значение для обеспечения 25-летнего срока службы. Солнечные панели — это долговечные изделия, предназначенные для длительного использования, поэтому выбор бренда имеет первостепенное значение. Ведущие бренды, такие как LONGi Green Energy, Jinko Solar, JA Solar, Trina Solar, Canadian Solar и Tongwei, обладают полной производственной цепочкой, передовыми возможностями в области технологических исследований и разработок, а также разветвленными глобальными сетями послепродажного обслуживания, что гарантирует более высокое качество продукции и своевременную доставку. Хотя некоторые более мелкие бренды могут предлагать более низкие цены, они могут представлять риски, такие как ложная реклама выходной мощности, быстрая деградация и отсутствие послепродажного обслуживания.

Стандарты сертификации являются критерием качества. При покупке солнечных панелей обязательно убедитесь, что продукт имеет следующие основные сертификаты: IEC 61215 — это базовый стандарт производительности для фотоэлектрических модулей; только путем испытаний можно доказать надежность и срок службы продукта в различных климатических условиях; IEC 61730 — это стандарт безопасности для фотоэлектрических модулей, охватывающий электробезопасность, механическую безопасность и пожарную безопасность; UL 61730 — это стандарт безопасности для рынка США; протоколы испытаний от сторонних организаций, таких как TÜV Rheinland и SGS, также являются важными ориентирами для качества продукции.

Важно различать эффективность и мощность. Многие потребители путают понятия «эффективность преобразования» и «выходная мощность». Эффективность преобразования — это доля световой энергии, которую солнечная батарея преобразует в электрическую энергию; в настоящее время эффективность распространенных монокристаллических солнечных панелей составляет около 21-23%. Выходная мощность — это максимальная мощность, которую панель может выдавать в стандартных условиях тестирования (освещенность 1000 Вт/м², температура 25°C, AM1.5). При покупке обращайте внимание на то, соответствует ли выходная мощность номинальному значению; эффективность — лишь один из показателей.

IV. Сценарии применения и будущие тенденции развития солнечных панелей

С точки зрения сценариев применения, солнечные панели проникли во все аспекты жизни и производства.

1. В жилых районах все больше домохозяйств выбирают установку солнечных батарей на крышах для выработки электроэнергии для собственного потребления, хранения излишков или продажи ее в сеть. В некоторых регионах с политикой взаимозачета электроэнергии пользователи могут продавать излишки солнечной энергии обратно в сеть, получая дополнительный доход.
2. В промышленных и коммерческих зданиях неиспользуемые крыши крупных сооружений, таких как заводы, склады и торговые центры, идеально подходят для установки солнечных батарей. Многие компании значительно сократили эксплуатационные расходы, улучшили свой экологический имидж и выполнили требования ESG, установив распределенные фотоэлектрические системы мегаваттного масштаба.
3. В сценариях с наземными электростанциями крупные наземные фотоэлектрические электростанции обеспечивают значительные объемы чистой электроэнергии в сети в районах с обильными земельными ресурсами. В таких проектах обычно используются системы слежения по двум осям для дальнейшего повышения выработки электроэнергии.
4. В особых случаях плавающие фотоэлектрические панели размещаются на поверхности водохранилищ и озер, вырабатывая электроэнергию и одновременно уменьшая испарение воды; интегрированные в здания фотоэлектрические системы (BIPV) интегрируют солнечные панели со строительными материалами, заменяя традиционную черепицу или навесные стены; гибкие солнечные панели могут крепиться к изогнутым или неровным поверхностям и применяться в мобильных системах, таких как автодома и суда.
5. Что касается будущих тенденций, то следует обратить внимание на несколько направлений.

Технологический прогресс ускоряется. Новые технологии, такие как TOPCon, HJT и тандемные элементы, быстро внедряются в массовое производство, при этом лабораторная эффективность уже превышает 33%. В течение следующих 2-3 лет ожидается выход на рынок солнечных элементов с эффективностью выше 30%. Это означает, что солнечные панели той же площади смогут вырабатывать больше электроэнергии, что еще больше снизит стоимость киловатт-часа.

Двусторонние модули стали основным выбором. Обратная сторона двустороннего модуля также может принимать отраженный свет для выработки электроэнергии, производя на 5-25% больше энергии, чем односторонний модуль. По мере сокращения разницы в цене преимущество двусторонних модулей в плане экономической эффективности становится все более очевидным, и они становятся стандартной конфигурацией для наземных электростанций.

Интеллектуальная эксплуатация и техническое обслуживание повышают эффективность. Новые технологии, такие как осмотр с помощью дронов, визуальная диагностика на основе искусственного интеллекта и роботизированная очистка, меняют подход к обслуживанию солнечных панелей. Благодаря интеллектуальным методам можно своевременно выявлять такие проблемы, как перегрев и микротрещины, что снижает потери электроэнергии и продлевает срок службы системы.

Экологически чистое производство стало общепринятой нормой в отрасли. Все больше производителей солнечных панелей начинают использовать возобновляемые источники энергии для производства, изучают технологии переработки и повторного использования и продвигают отрасль к более экологичному будущему на протяжении всего жизненного цикла продукции.

Заключение

Солнечные панели играют ключевую роль в переходе к чистой энергетике, преобразуя неисчерпаемый солнечный свет в ежедневное электричество для бесчисленных домохозяйств. От небольшой панели на крыше до огромного океана фотоэлектрической энергии на полях, солнечная энергия коренным образом меняет энергетический ландшафт человечества.

Выбор правильной солнечной панели — это не просто выбор продукта, а выбор образа жизни на будущее. Давайте вместе осветим наши жизни солнечным светом и окружим Землю зеленью.

Пожалуйста, свяжитесь с Саймоном как можно скорее, чтобы обсудить ваш проект:

• WeChat: TY530643572

• Телефон: +86 137 1166 0041