Quyosh paneli samaradorligi

Quyosh paneli samaradorligi

Bu masalani ikki qismga bo'lish to'g'ri bo'ladi, chunki ishlab chiqarish darajasi ikkita omildan iborat - modullarning samaradorligi va sifati, shuningdek, iqlim sharoiti. Avvalo, energiyani konvertatsiya qilish darajasini va muhim xususiyatlarni hisobga olish kerak.

Quyosh panellarining texnik ko'rsatkichlari

Ukraina uy elektr stantsiyalarida ishlatiladigan panellarning aksariyati polikristaldir. Ularning samaradorligi 13% dan 17% gacha. Taqqoslash uchun, monokristalda bu ko'rsatkich 18-22% ni tashkil qiladi. Katta yo'qotishlar yorug'likning ko'p qismi kremniy gofretlardan aks ettirilishi yoki strukturaning o'zini isitish uchun ketishi bilan bog'liq.

Yorug'lik energiyasini konvertatsiya qilish darajasiga modullarning materiali ham ta'sir qiladi. Shunday qilib, arzonroq kadmiy plitalari uchun samaradorlik 11% ni, galiy, mis, indiy va selen tuzlari (CIGS) aralashmalaridan tashkil topgan fotoelementlar uchun - 15% va organik polimerlardan tayyorlangan analoglar uchun - 5% dan.

2018 yilda Solliance va Niderlandiya Energetika tadqiqot markazi 26,3% samaradorlik darajasi bilan birinchi kremniy-perovskit panelini yaratdi va sinovdan o'tkazdi. U hali ommaviy ishlab chiqarishga kiritilmagan.

Shunga qaramay, bu ko'rsatkich juda yuqori deb hisoblanadi, chunki yaqin vaqtgacha chegara 18% edi. Biroq, yangi materiallar va fotovoltaik oynalardan foydalanish bu ko'rsatkichni yanada oshirdi.

2017 yilda xitoylik olimlar nafaqat har qanday ob-havoda, balki tunda ham ishlaydigan barcha ob-havoga mos keladigan quyosh panellarini yaratdilar. Rivojlanishning siri shundaki, shisha uzoq muddatli fosfor (LPP) bilan qoplangan bo'lib, u inson ko'ziga ko'rinmaydigan infraqizil va ultrabinafsha spektrini saqlaydi. Kechasi LPP monoxromatik yorug'likni chiqaradi va u elektr energiyasiga aylanadi.

Ushbu texnologiya tufayli panel kechayu kunduz ishlaydi.

Texnik takomillashtirishning yana bir yo'nalishi - bu transformatsiyaning dastlabki darajasini, aslida, asosiy samaradorlikni uzoq vaqt davomida saqlab turishdir. Gap shundaki, silikon quyosh xujayralari vaqt o'tishi bilan yomonlashadi va ish faoliyatini yo'qotadi.

Shunga qaramay, bu ko'rsatkich doimiy ravishda o'sib bormoqda va hatto degradatsiyaga chidamli analoglar ham paydo bo'ldi. Ammo, bu faqat eksperimental texnologiya bo'lsa-da, amalda samaradorligini hali isbotlagani yo'q.

"Kilometr" bilan panellarning samaradorligi

Evropa mamlakatlarida arzon ishlatiladigan panellarni sotib olish uchun mashhur xizmat. Esingizda bo'lsin, agar siz ishlatilgan modelni sotib olsangiz, quvvat darajasi e'lon qilinganidan past bo'lishi mumkin. Maksimal samaradorlik uchun yangi batareyalar eng yaxshisidir. Bundan tashqari, har bir yangi seriya bilan samaradorlikning oshishi tufayli o'lchamlarni saqlab qolgan holda nominal quvvat ortadi.

Fasllar samaradorlikka qanday ta'sir qiladi

Samaradorlikning asosiy o'sishiga qo'shimcha ravishda, yoz kelishi bilan batareyaning ishlashi ortadi. Uzoq yoz kuni, qish bilan solishtirganda, ish vaqtini sezilarli darajada oshiradi va shuning uchun ishlab chiqarilgan elektr energiyasi miqdori. Biroq, issiqlik tufayli nominal ishlash pasayadi. Misol uchun, e'lon qilingan 16% samaradorlik o'rniga, aslida u 14-15% bo'ladi.

Qishda, aksincha, maydonning kvadrat metriga kamroq yorug'lik tushadi, ammo qayta ishlash darajasi 18-19% ga etadi.

Ushbu ko'rsatkichga nishab ham ta'sir qiladi. Haqiqat shundaki, qishda quyosh ufqdan past bo'ladi va panelni biroz ko'tarish kerak, yozda esa, aksincha, uni tushirish kerak. Bunday holda, panellar Quyosh tomon burilgani yaxshiroqdir.

Agar siz panellarni o'rnatish haqidagi maqolani allaqachon o'qib chiqqan bo'lsangiz, bilasizki, janubiy tomondan tashqari panellarni boshqa tomonlarga joylashtirishning ma'nosi yo'q, chunki minimal ishlab chiqarish bo'ladi.

Eng yaxshi variant - cho'zilgan tom janubga yo'naltirilganda va joylashtirish uchun etarli joy mavjud. Shimoldan janubgacha joylashgan gable tomlarida tomning faqat yarmi foydali bo'ladi.

Masalan, umumiy maydoni 48,9 m2 bo'lgan bir xil 30 ta panelni joylashtirishingiz kerak. Buning uchun taxminan 50 m2 kerak bo'ladi. Agar sizda 150 m2 tomga ega bo'lsangiz ham, lekin uning faqat 40 m2 qismi janubga "qarang" bo'lsa ham, bu etarli bo'lmaydi.

Ammo, agar butun rampa to'g'ri yo'nalishda aylantirilsa ham, bu batareyalar soat kabi ishlaydi degani emas. Misol uchun, agar kunning ma'lum bir vaqtida qo'shni daraxtning soyasi panelga tushsa, umumiy ko'rsatkich pasayadi.

Nima uchun qisman soya to'liq soyadan ko'ra yomonroq

İnverterlarning ishlashining o'ziga xos xususiyati shundaki, agar panellarning bir qismi soyada bo'lsa, bu barcha modullarni, hatto Quyosh ostida bo'lganlarni ham ishlab chiqarishga salbiy ta'sir qiladi. Ular xuddi shunday ishlaydi, lekin haqiqiy salohiyatining yarmi.

Bu nafaqat samaradorlikni pasaytiradi, balki panellarning o'zi ham azoblanadi. Silikon hujayralar isitiladi, jonli qismlarning aşınması ortadi. Agar SES ushbu rejimda bir necha kun ishlasa, unda yaxshi, lekin muntazam qisman soya bilan asosiy samaradorlik pasayadi va elementlar orasidagi aloqalar zaiflashadi, bu esa ma'lum batareya zonalarining ishdan chiqishiga olib keladi.

Muammo elektr stantsiyasining teng yoritilgan bloklarini inverterning alohida MPRT (maksimal quvvat nuqtasini topish uchun trekerlar) terminallariga ulash orqali hal qilinadi, ammo bunday trekerlarning aksariyat modellarida kamdan-kam hollarda ikkitadan ko'p, kam quvvatli modellarda esa. hatto bitta.

Agar panellardan birida chiqish tushib qolsa, inverter o'zining joriy xususiyatlariga moslashadi, bu esa qolganlarida yo'qotishlarni keltirib chiqaradi - zaif aloqa printsipi. MRPT kuzatuvchisi inverterning parametrlarini o'zgartiradi, buning natijasida elektr yo'qotishlari kamayadi.

Misol uchun, agar soya panellardan biriga tushsa, qolgan joylarda yo'qotishlar 40% ga yetishi mumkin. MRI bu ko'rsatkichni 2% gacha kamaytiradi.

Bunday holatlarga yo'l qo'ymaslik uchun barcha panellar bir xil burchak ostida bir xil hududda joylashgan bo'lishi muhimdir.

Esda tutingki, quyosh nurlarining tushish burchagi ishlashga ta'sir qiladi. Batareyalar nurlar to'g'ri burchak ostida bo'lganda eng samarali hisoblanadi.

Bu faqat ekvatorda sodir bo'ladi, ammo bizning mamlakatimizda nurlar erga o'rtacha 56-57 ° moyillikda tushadi. Shunga ko'ra, ular yuzaga to'g'ri burchak ostida tushishi uchun u erga nisbatan 33-34 ° moyillikda bo'lishi kerak.

Quyosh nurlarining tushish burchagi mavsumga qarab o'zgaradi. Yozda Quyosh baland va nurlar 69 ° gacha burchak ostida tushadi, qishda esa u kamayadi va egilish faqat 14 ° ni tashkil qiladi.

Tomning qiyaligini qoplash uchun fotosellarni biriktirish burchagini oshirish yoki kamaytirish uchun maxsus ramka ishlatiladi. Bu odatdagidan ko'ra kamroq estetik ko'rinadi, ammo shu tarzda siz qimmatbaho kilovatlarni yo'qotmaysiz.

Yangi quyosh loyihalarida tomning yonbag'irlari odatda qurilish bosqichida rejalashtirilgan. Agar eski uyingiz bo'lsa va butun tuzilmani joylashtirish uchun etarli tom yopmasangiz, klassik versiyada to'xtamang.

Samaradorlikni qanday oshirish mumkin

Uyingizda quyosh panellari uchun mos bo'lmasa, nima qilish kerak. Ushbu muammoni hal qilish yordamga o'rnatish bo'ladi. Tom yopishdan farqli o'laroq, panel atrofidagi bo'shliqni cheklaydigan hech narsa yo'q, bu esa uni aylantirish imkonini beradi. Va uni avtomatik qilish uchun - aylanadigan trekerni qo'ying.

U burchak va yo'nalishni o'zgartirganda panellarni 360 ° aylantiradi. Ishlash printsipi juda oddiy: indikator Quyoshning o'rnini aniqlaydi, elektr motoriga signal beradi, u trekerni aylantiradi va u fotosellarni silliq ravishda unga aylantiradi. Butun tizim avtonom va batareyaning o'zi tomonidan quvvatlanadi.

Aylanadigan treker samaradorlikni 30-40% ga oshiradi, ammo yuqori narxi tufayli u sanoat elektr stantsiyalarida mahalliy elektr stantsiyalariga qaraganda ko'proq qo'llaniladi.

O'rnatishning o'zi juda murakkab va aniq jarayon, shuning uchun uni mutaxassislarga topshirish yaxshiroqdir. Ammo quyosh panellarining ramkasi va quvvati haqida qanday qaror qabul qilish kerak, bu erda o'qing.

Iqlim samaradorligi omili

Panellarning samaradorligi yorug'likning intensivligiga bog'liq. Yoritish qanchalik yaxshi bo'lsa, shunchalik ko'p quvvat ishlab chiqariladi. Shunga ko'ra, ob-havo va iqlim sharoitlari hosildorlikka ta'sir qiluvchi bir xil darajada muhim omil hisoblanadi.

Ko'pgina panellar -40 ° C dan + 80 ° C gacha bo'lgan haroratlarda ishlashga mo'ljallangan va harorat qanchalik past bo'lsa, konversiya tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Standart harorat + 25 ° C deb hisoblanadi, nominal quvvat aynan shu haroratda o'lchanadi. Har bir daraja bilan samaradorlik yo'qoladi yoki 0,41% ga oshadi.

Misol uchun, agar siz 270 vattli panelni o'rnatgan bo'lsangiz, issiq yozda + 35 ° C da uning quvvati taxminan 257 Vt, qishda -20 ° C da 298 Vt bo'ladi.

Qutbli kengliklarda past harorat tufayli bir zumda samaradorlik ekvatorga qaraganda kattaroqdir, ammo yorug'lik kamligi tufayli - umuman, samaradorlik pastroq. Shuning uchun issiq mamlakatlarda quyosh elektr stantsiyalari ko'proq mashhur.

Geografik joylashuv ham ishlashga ta'sir qiladi. Shunday qilib, masalan, shimoliy kengliklarda yozda uzoq kun, qishda esa qisqa tun bo'ladi, ya'ni yozda SPP uzoqroq ishlaydi va u ko'proq mahsulotga ega. Janubiy yarimsharda hamma narsa aksincha.

Ukrainada joylashuv qanchalik janubda bo'lsa, unumdorlik shunchalik yuqori bo'ladi. Quyosh insolyatsiya xaritasi yerning kvadrat metri yiliga o'rtacha qancha yorug'lik energiyasini olishi haqida ma'lumot beradi. U bo'ylab shunday tendentsiyalarni kuzatish mumkinki, siz janubga qanchalik uzoqqa borsangiz, u erda Quyosh shunchalik tez-tez porlaydi.

Sharqiy Ukrainada insolyatsiya darajasi g'arbga qaraganda yuqori. Bu ko'proq iqlim xususiyatlari va g'arbiy hududlarning tez-tez yog'ingarchilik bilan past bosimli zonalar shakllanadigan Boltiqbo'yi mintaqasi mamlakatlariga yaqinligi bilan bog'liq.

"Quyosh" elektr energiyasini qaerdan olish eng foydali ekanligini bilish uchun ushbu sahifadagi o'rtacha yillik ishlab chiqarishning tayyor jadvaliga qarang, u erda biz quyosh elektr stantsiyasining o'zini oqlashini hisoblab chiqdik.

Har yili ma'lum bir aholi punktida o'rtacha bir xil miqdorda elektr energiyasi ishlab chiqariladi. Biroq, maydan avgustgacha batareya boshqa oylarga qaraganda samaraliroq ishlaydi va noyabrdan fevralgacha - aksincha.

Ushbu naqsh mavsumning o'rtacha ishlab chiqarishga ta'sirini o'rganish diagrammalari bilan tasdiqlanadi. Taqqoslash va tahlil qilish uchun biz Ukrainaning bir nechta mintaqalarini olamiz. Grafiklarda Quyosh tomon 33,5 ° egilgan 10 kVt quvvatga ega SPP misoli ko'rsatilgan.

Ba'zi hududlarda, Kievda bo'lgani kabi, maksimal daromad yiliga bir necha oyga erishiladi, aks holda u qish davriga qadar ortadi va kamayadi. Deyarli butun mamlakat bo'ylab eng samarali 6 oy - maydan avgustgacha.

Ushbu naqshdan istisnolar Odessa viloyati va Qrim bo'lib, u erda yil davomida, hatto qishda ham samaradorlik nisbatan yuqori.

Bu o'rtacha natijalar va ularni aniq hisoblash mumkin emas, chunki bulutli va bulutsiz kunlar soni ishlab chiqarishga ta'sir qiladi. Aniq va bulutsiz qish yoki yomg'irli yozni oldindan aytish qiyin. Shunga qaramay, umuman olganda, Ukraina bo'yicha ko'rsatkichlar ancha yuqori.

Quyosh batareyalarini qanday samarali saqlash kerak

Maishiy quyosh elektr stantsiyalarining aksariyati uylarning tomlariga o'rnatiladi. Vaqt o'tishi bilan shisha yuzasi chang va tushgan barglar bilan qoplanadi. Va agar shamol vaqti-vaqti bilan barglarni uchirib yuborsa, unda chang odatda birinchi yomg'irgacha qoladi. Samarali ishlashni ta'minlash uchun panellarning yuzasi uchun maxsus parvarishlash tartibi talab qilinadi.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Perovskit plyonkasi quyosh paneli samaradorligini 50% ga oshirishi mumkin

Stenfordlik olimlar kristalli mineral perovskitning yupqa shaffof plyonkasini qo'llash quyosh batareyalarining energiya samaradorligini sezilarli darajada oshirishi mumkinligini aniqladilar, shu bilan birga ularning narxini sezilarli darajada oshirmaydi.

Tadqiqot hammuallifi Maykl MakGi shunday deydi: “Quyosh panellarini samaraliroq va arzonroq qilishning uzoq tarixi bor. Bozorda hozirda kremniy quyosh panellari ustunlik qilmoqda, biroq uning samaradorligi 25% ni tashkil etdi va so'nggi 15 yil davomida o'zgarmadi [mijozlarga taqdim etiladigan sanoat namunalariga ishora - taxminan. Tarjima.] Bunday panellar asosida arzon tandemlar yaratish orzu qilingan maqsaddir. Siz shunchaki bitta fotoselni ikkinchisining ustiga qo'yasiz va natija har ikkalasiga qaraganda yuqori samaradorlikka ega bo'ladi. Tijorat nuqtai nazaridan, silikon quyosh batareyalarini substrat sifatida ishlatish mantiqan to'g'ri keladi. Va perovskit materiali paydo bo'lgunga qadar yuqori qismga nomzod yo'q edi.

Tadqiqot mualliflaridan biri Kolin Beyli shunday deydi: “Maqsadimiz bu xabarni butun dunyodagi mavjud kremniy zavodlariga yetkazishdir. Tandem fotosellardan foydalanish yangi texnologiyada milliardlab dollarlarni talab qilmaydi. Kremniy modulini yasash va ustiga perovskit qatlamini qo'llash kifoya, bu maxsus xarajatlarni talab qilmaydi "

Olimlar erisha olgan yangilik shaffof perovskit ishlab chiqarish texnologiyasidir. Bu qatlam ko'rinadigan spektrdan faqat yuqori energiyali fotonlarni o'zlashtiradi, qolgan qismi esa o'tishiga imkon beradi, kremniy substrat asosan past energiyali fotonlar va infraqizil spektr bilan ishlaydi.

12,7% konversiya samaradorligiga ega bo'lgan perovskitni 11,4% samaradorlik bilan arzon kremniy paneli qatlamiga qo'llash orqali ular 17% samaradorlikka ega bo'lgan panelni olishdi. Olimlar hozirgi yuqori panellarga teng, lekin ishlab chiqarish narxi ancha past bo'lgan 25% samaradorlikka ega tandem panelga erishishni rejalashtirmoqda. Va uzoq muddatda, 10 yil ichida, 30% panel samaradorligiga erishish.

Perovskit - Ural tog'larida nemis geologi Gustav Rouz tomonidan topilgan va minerallar kollektori bo'lgan rus davlat arbobi graf L.A.Perovskiy sharafiga nomlangan noyob mineral. Kristalli mineralni laboratoriyada tayyorlash oddiy va arzon. 2009 yilda fotoelektrik effektga ega bo'lgan perovskitlarning birinchi namunalari olindi va hozirgi vaqtda ushbu kristallardan 20% gacha samaradorlikdagi fotoelementlar olinmoqda.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

MOSKVA, 10-sentabr. /TASS/. Olimlar quyosh batareyalarining yangi avlodi - perovskit quyosh batareyalari tarkibini o'zgartirib, ularning samaradorligini 25% ga oshirdi. Bu haqda seshanba kuni NUST MISIS matbuot xizmati ma'lum qildi.

Perovskit - noyob mineral, kaltsiy titanatning nomi. Perovskit quyosh xujayralari kremniyga qaraganda engilroq va arzonroq, ularning ishlab chiqarilishi toksik emas va hujayralarning o'zi nozik va moslashuvchan bo'lishi mumkin. Biroq, perovskitlar hali ham beqaror va tez buziladi. Hozirgi vaqtda butun dunyo bo'ylab ko'plab tadqiqot guruhlari perovskit quyosh batareyalarining samaradorligini oshirish bilan shug'ullanadi.

“NUST MISIS va Tor Vergata universiteti olimlari perovskit fotoelementi tarkibidagi ikki o‘lchamli titan karbidining mikroskopik dozasi uning elektr zaryadlarini yig‘ish qobiliyatini sezilarli darajada o‘zgartirib, yakuniy samaradorlikni 20,14 foizga oshirishini aniqladi”, — deyiladi xabarda. deydi.

Yupqa plyonkali perovskit fotoelementi, olimlarning fikriga ko'ra, sendvich tuzilishga ega bo'lib, uning qatlamlari orasida elektronlarni yig'ish jarayoni sodir bo'ladi, buning natijasida quyosh nuri energiyasi elektr energiyasiga aylanadi. Ushbu elektron almashtirish jarayoni qanchalik kam energiya talab qilsa, butun modul shunchalik samarali ishlaydi. Samaradorlikni oshirish uchun olimlar perovskitni metall karbid (maksenami) asosidagi ikki o'lchovli moddalar bilan boyitishni taklif qilishdi.

"Biz italiyalik hamkasblarimiz bilan birgalikda perovskit modulining deyarli barcha ichki tuzilmalariga 0,14 mg/ml mikroskopik hajmdagi titan karbid nanomaterialini kiritish bo'yicha bir qator tajribalar o'tkazdik. prototiplar ", - dedi mualliflardan biri. ishi, istiqbolli quyosh energiyasi NUST laboratoriyasi muhandisi MISIS "Danila Saranin, uning so'zlari xabarda keltirilgan.

Xalqaro jamoaning ishi, matbuot xizmatiga ko'ra, nafaqat bir qator tajribalar va olingan natijalarni tavsiflabgina qolmay, balki fizik-kimyoviy nuqtai nazardan o'zgartirilgan perovskitda yuzaga keladigan mexanizmlarni ham tushuntirib beradigan dunyodagi birinchi ilmiy ishdir. . Tadqiqot Rossiya Federatsiyasi hukumatining "mega-grantlar" dasturi doirasida amalga oshirildi.