پنل های خورشیدی (باتری) برای خانه. پنل های خورشیدی با کیفیت بالا - مشکی، تک کریستالی

پنل های خورشیدی یک تبدیل منحصر به فرد انرژی پرتوهای نور به الکتریسیته با منبع خارجی نامحدود هستند. تقاضای رو به رشد مداوم برای این محصولات به دلیل در دسترس بودن و سازگاری با محیط زیست تامین انرژی بدون مصرف حامل گرما و همچنین بازپرداخت اقتصادی در 2 سال با حداقل عمر مفید پانل ها 25 سال است.

اساس آن نیمه هادی ها یا پلیمرهای فیلم است، صفحه ای از لایه هایی با قطبیت های مختلف نور را به حرکت جهتی الکترون ها تبدیل می کند - این پدیده فیزیکی برای همه سلول های خورشیدی غیر قابل تغییر است. در عین حال، چنین طراحی کارایی مبدل های نوری را محدود می کند، بخشی از انرژی فوتون هنگام عبور از مرز اتصال pn ناگزیر از بین می رود. در عمل، کارایی باتری ها تحت تأثیر عوامل زیادی قرار می گیرد: مواد، مساحت، مکان، شدت شار نوری که هنگام خرید و استفاده در نظر گرفته می شود.

وابستگی کارایی به نوع مبدل های نوری

این نشانگر به عنوان درصد انرژی الکتریکی تولید شده به توان نور خورشید فرودی تعریف می شود. ارزش تحت تأثیر خلوص صفحه و ساختار آن است: فیلم، پلی یا تک کریستالی. نوع دوم جزو گران‌ترین و طولانی‌مدت‌های بازده هستند؛ پنل‌های خورشیدی موجود با راندمان بالا برای خانه هنوز هم فقط از لایه‌های سیلیکونی با قطبیت‌های مختلف تولید می‌شوند. پانل‌های ترورید کادمیوم و CIGS که با استفاده از فناوری فیلم تولید می‌شوند کارایی کمتری دارند. راندمان باتری های کادمیوم تنها 11 درصد است، اما به اندازه کافی ارزان و قابل اعتماد برای کار هستند. این شاخص برای فیلمی با ذرات رسوب‌شده گالیوم، مس، ایندیم و سلنیوم کمی بالاتر است؛ فتوسل‌های CIGS 15 درصد کارآمد هستند.

برای مقایسه: راندمان مبدل های تک کریستالی سیلیکون 25٪ است و برای زیرماژول های لایه نازک یا آمورف ساخته شده از همان ماده - حداکثر 10، دستگاه های مبتنی بر پلیمرهای آلی حداقل مقدار 5٪ دارند. خیلی به مساحت پانل بستگی دارد، فتوسل های منفرد در تولید برق محدود هستند.

کارایی پنل های خورشیدی کوچک اجازه نمی دهد که از آنها برای یک منبع تغذیه کامل استفاده شود، اما آنها برای اجرای برخی از انواع الکترونیک کافی هستند. در هر صورت افزایش راندمان دستگاه ها و به حداقل رساندن هزینه آنها از اولویت های مهندسی برق مدرن است.

عوامل موثر بر کارایی سلول خورشیدی

کارایی نه تنها به مواد و فناوری مورد استفاده، بلکه به طیف وسیعی از شرایط خارجی بستگی دارد:

1. شدت شار نورانی. به نوبه خود، این شاخص با مختصات جغرافیایی باتری واقع شده، به ویژه - با عرض جغرافیایی مرتبط است.

2. زاویه شیب سازه. در حالت ایده آل، شما باید پنل های خورشیدی را نصب کنید که آن را بر اساس شیب تابش پرتوها تغییر دهند. چنین سیستمی گران تر است، اما به شما امکان می دهد مقدار قابل توجهی برق (تا 40-60٪) جمع آوری کنید و کمتر به فصل و زمان روز وابسته است.

3. دمای محیط. گرمایش تاثیر بدی بر اثر فوتوالکتریک دارد، باتری های تهویه شده بازده بسیار بالایی دارند. بطور متناقض، آنها در هوای صاف یخبندان نسبت به هوای گرم انرژی بیشتری تولید می کنند (اگرچه اثر تجمعی کلی به دلیل ساعات کوتاه روز کاهش می یابد).

4. فصل سال. در عمل، بازده پانل های خورشیدی در زمستان 2 تا 8 برابر کاهش می یابد، اما این به دلیل بارش برف نیست: به سرعت در یک سطح تاریک ذوب می شود؛ علاوه بر این، مبدل های نوری نور پراکنده را کاملا درک می کنند.

5. گرد و غبار. هرچه قسمت بیرونی سلول های خورشیدی تمیزتر باشد، فوتون های بیشتری تبدیل می شود، بنابراین برای افزایش راندمان، توصیه می شود حداقل هر دو سال یک بار سطوح کار را پاک کنید.

6. سایه ها. این راز نیست که راندمان پنل های خورشیدی در هوای ابری به طور قابل توجهی کاهش می یابد ، در مناطق مه آلود و بارانی نصب آنها بی معنی است ، همین امر در مناطق سایه دار نیز صدق می کند. نصب پانل ها در سایه درختان بلند یا خانه های مجاور نامطلوب است؛ هنگام انتخاب مکان، اولویت با ضلع جنوبی است.

محققان مدرنی که در سیستم‌های خورشیدی فعالیت می‌کنند دائماً درگیر بحث‌هایی در مورد کارایی سلول‌های خورشیدی هستند. این یکی از معیارهای اصلی است که بر اساس آن کارایی و سطح عملکرد آنها ارزیابی می شود. از آنجایی که هزینه‌های تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی برای پانل‌ها هنوز بالاست، سازندگان نگران این هستند که چگونه آنها را کارآمدتر کنند.

مشخص است که حدود 20٪ از کل قدرت تابش خورشید که روی باتری می افتد، در 1 متر مربع از مساحت عناصر تولید می شود. در این مورد، ما در مورد مطلوب ترین آب و هوا و شرایط آب و هوایی صحبت می کنیم که همیشه اینطور نیست. بنابراین، برای افزایش نشانگر، باید تعداد زیادی پنل خورشیدی نصب کنید. همیشه راحت نیست و هزینه آن بسیار گران است. بنابراین، باید درک کنید که استفاده از این منابع انرژی جایگزین چقدر مصلحت‌آمیز است و چه چشم‌اندازهایی در آینده وجود دارد.

بنابراین، کارایی یک باتری، مقدار پتانسیلی است که در واقع تولید می کند، که به صورت درصد نشان داده می شود. برای محاسبه آن، لازم است که توان انرژی الکتریکی را بر توان انرژی خورشیدی که روی سطح صفحات خورشیدی می افتد، تقسیم کنیم.

اکنون این رقم در محدوده 12 تا 25 درصد قرار دارد. اگرچه در عمل با توجه به شرایط آب و هوایی و آب و هوایی از 15 بالاتر نمی رود. دلیل این امر موادی است که سلول های خورشیدی از آنها ساخته می شوند. سیلیکون که "ماده خام" اصلی برای ساخت آنها است، توانایی جذب طیف UV را ندارد و فقط می تواند با اشعه مادون قرمز کار کند. متأسفانه به دلیل چنین کمبودی انرژی طیف UV را از دست می دهیم و از آن استفاده سود آور نمی کنیم.

ارتباط متقابل بهره وری با مواد و فن آوری

پنل های خورشیدی چگونه کار می کنند؟ بر اساس اصل خواص نیمه هادی. نوری که بر روی آنها می‌افتد، ذرات الکترون‌های خود را که در مدار بیرونی اتم‌ها قرار دارند، تولید می‌کند. تعداد زیادی الکترون پتانسیل جریان الکتریکی را در شرایط مدار بسته ایجاد می کنند.

برای ارائه یک رتبه بندی توان معمولی، یک ماژول کافی نخواهد بود. هر چه تعداد پنل‌ها بیشتر باشد، رادیاتورها کارآمدتر هستند که برق را به باتری‌ها می‌دهند و در آنجا جمع می‌شوند. دقیقا به همین دلیل کارایی پنل های خورشیدی به تعداد ماژول های نصب شده نیز بستگی دارد ... هر چه تعداد آنها بیشتر باشد، انرژی بیشتری از خورشید جذب می کنند و نشانگر قدرت آنها یک مرتبه بزرگتر می شود.

آیا امکان افزایش کارایی باتری وجود دارد؟ چنین تلاش هایی توسط سازندگان آنها و بیش از یک بار انجام شد. یک راه خروج از وضعیت در آینده ممکن است تولید عناصر متشکل از چندین ماده و لایه های آنها باشد. مواد به گونه ای چیده شده اند که ماژول ها می توانند انواع مختلفی از انرژی را جذب کنند.

به عنوان مثال، اگر یک ماده با طیف UV و دیگری با مادون قرمز کار کند، بازده سلول های خورشیدی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. اگر در سطح تئوری فکر کنید، شاخص حدود 90٪ می تواند به بالاترین بازده تبدیل شود.

همچنین نوع سیلیکون تاثیر زیادی بر کارایی هر منظومه شمسی دارد. اتم های آن را می توان به روش های مختلفی به دست آورد و بر این اساس همه پانل ها به سه نوع تقسیم می شوند:

• پلی کریستال ها؛
• موارد از.

از مونوکریستال ها برای تولید سلول های خورشیدی استفاده می شود که راندمان آن حدود 20 درصد است. گران هستند زیرا بالاترین راندمان را دارند. قیمت پلی کریستال ها بسیار پایین تر است، زیرا در این مورد کیفیت کار آنها مستقیماً به خلوص سیلیکون مورد استفاده در ساخت آنها بستگی دارد.

عناصر مبتنی بر سیلیکون آمورف پایه ای برای تولید لایه نازک شده اند. تکنولوژی ساخت آنها بسیار ساده تر است، هزینه کمتر است، اما راندمان نیز کمتر است - بیش از 6٪. زود فرسوده می شوند. بنابراین، برای بهبود عمر مفید آنها، سلنیوم، گالیوم، ایندیم به آنها اضافه می شود.

چگونه پنل خورشیدی را تا حد امکان کارآمد کنیم؟

عملکرد هر منظومه شمسی به موارد زیر بستگی دارد:

• نشانگرهای دما؛
• زاویه تابش پرتوهای خورشید؛
• وضعیت سطح (همیشه باید تمیز باشد)؛
• شرایط آب و هوایی؛
• وجود یا عدم وجود سایه

زاویه بهینه تابش پرتوهای خورشید بر روی پانل 90 درجه است، یعنی مستقیم. در حال حاضر سیستم های خورشیدی مجهز به دستگاه های منحصر به فرد وجود دارد. آنها به شما اجازه می دهند موقعیت ستاره را در فضا نظارت کنید. هنگامی که موقعیت خورشید نسبت به زمین تغییر می کند، زاویه تمایل هلیوسیستم نیز تغییر می کند.

گرم شدن مداوم عناصر نیز به بهترین نحو بر عملکرد آنها تأثیر نمی گذارد. هنگامی که انرژی تبدیل می شود، تلفات جدی رخ می دهد. بنابراین همیشه باید فضای کمی بین منظومه شمسی و سطحی که روی آن نصب شده است باقی بماند ... جریان هوای عبوری از آن به عنوان یک روش خنک کننده طبیعی عمل می کند.

تمیزی سلول خورشیدی - همچنین عامل مهمی بر کارایی آنها می باشد. اگر به شدت کثیف باشند، نور کمتری را جمع آوری می کنند، به این معنی که کارایی آنها کاهش می یابد.

نصب صحیح نیز نقش مهمی ایفا می کند. هنگام نصب سیستم، نباید اجازه دهید سایه ای روی آن بیفتد. بهترین ضلع که نصب آنها بر روی آن توصیه می شود، سمت جنوبی است.

با رفتن به شرایط آب و هوایی، می توانید در همان زمان به این سوال رایج پاسخ دهید که آیا پنل های خورشیدی در هوای ابری کار می کنند یا خیر. البته کار آنها ادامه دارد، زیرا تابش الکترومغناطیسی ساطع شده از خورشید در تمام فصول به زمین برخورد می کند. البته عملکرد پانل (بازده) به طور قابل توجهی کمتر خواهد بود، به خصوص در مناطقی که روزهای بارانی و ابری در سال فراوان است. به عبارت دیگر، آنها برق تولید می کنند، اما در مقادیر بسیار کمتر از مناطق با آب و هوای آفتابی و گرم.

کمی در مورد قهرمانان باتری در کارایی

باتری های آلمانی در حال حاضر رکورددار کارایی در سیستم های خورشیدی هستند. آنها در موسسه انرژی خورشیدی ایجاد شدند. فراونهوفر آنها بر اساس فتوسل های متشکل از چندین لایه هستند. شرکت سویتکاز سال 2005 آنها را به طور فعال وارد حوزه مصرف انبوه کرده است.

ضخامت این عناصر بیشتر از 4 میلی متر نیست و نور خورشید با استفاده از لنزهای مخصوص روی سطح آنها متمرکز می شود. به لطف آنها، ذرات نور به الکتریسیته تبدیل می شوند و راندمان آن به 47٪ می رسد.

جایگاه دوم به طور شایسته توسط پانل های ایجاد شده با استفاده از فتوسل از سه لایه شرکت اشغال شده است. "تیز"... اینها همچنین پنل های خورشیدی با راندمان بالا هستند، اگرچه کمی کمتر - 44٪.

سه لایه توسط سه ماده نشان داده شده است: فسفید ایندیم (گالیوم)، آرسنید گالیم و آرسنید ایندیم (گالیوم). یک لایه دی الکتریک بین آنها قرار دارد که برای به دست آوردن اثر تونل زنی استفاده می شود. با توجه به تمرکز نور، با استفاده از یک لنز فرنل شناخته شده به دست می آید. غلظت نور تا سطح 302 برابر می رسد و سپس وارد مبدل نیمه هادی سه لایه می شود.

البته، چنین رکوردی از کارایی به سختی می تواند در دسترس طیف وسیعی از مصرف کنندگان باشد. به هر حال، ایلان ماسک، میلیاردر مشهور آمریکایی، مالک این شرکت است شهر خورشیدی... چندی پیش، در سال 2015، شرکت ماسک یک نسخه "مصرف کننده" از پنل های خورشیدی را با راندمان بیش از 22٪ توسعه داد.

پیشرفت ها و آزمایش های آزمایشگاهی متعدد تا به امروز انجام شده است. می توانید مطمئن باشید که چنین فناوری هایی آینده بزرگی دارند - به عنوان یک منبع انرژی جایگزین سازگار با محیط زیست.

یکی از رایج ترین سوالاتی که هنگام تصمیم گیری برای نصب پنل های خورشیدی برای استفاده شخصی مطرح می شود این است که کدام پنل های خورشیدی کارآمدتر هستند؟ با این حال، این فرمول کاملا صحیح نیست. اول از همه، پاسخ تحت اللفظی به این سوال برای مصرف کننده عادی بی ربط است. بیایید سعی کنیم بفهمیم چرا؟

در واقع، سوال مهم این نیست که چگونه کارآمدترین پنل های خورشیدی را انتخاب کنیم، بلکه این است که کدام یک از آنها بهترین ارزش را برای پول دارند. اگر روی پشت بام فضایی برای نصب ده پنل خورشیدی دارید و بین پانل های خورشیدی با کلاس بازده انرژی مشروط "A" که کمی کارآمدتر هستند، اما دو برابر گرانتر از پانل های خورشیدی "B" هستند، انتخابی دارید، به احتمال زیاد از از نقطه نظر اقتصادی، بهتر است پانل های کلاس "B" را انتخاب کنید. به طور خلاصه، وظیفه اصلی این است که دریابیم چه گزینه هایی در یک موقعیت خاص وجود دارد و تأثیر اقتصادی هر یک از آنها را تجزیه و تحلیل کنیم.
در هر صورت، اگر واقعاً می‌خواهید کارآمدترین پنل‌های خورشیدی (یا ماژول‌های خورشیدی) را بشناسید، برخی از آنها با ذکر سازنده و مقدار ضریب عملکرد (COP) در زیر فهرست شده‌اند:

• پنل های خورشیدی با بازده 44.4 درصد از شارپ. ماژول های خورشیدی سه لایه متمرکز از پیشروهای جهان در تولید کنندگان پنل های خورشیدی بسیار پیچیده هستند و در ساختمان های مسکونی یا عمومی استفاده نمی شوند زیرا بسیار گران هستند. اساساً، چنین ماژول های خورشیدی در صنعت فضایی کاربرد پیدا کرده اند، جایی که راندمان با اندازه و جرم نسبتاً کوچک اهمیت زیادی دارد.
• ماژول های خورشیدی با بازده 37.9% ساخت شارپ. این پنل های خورشیدی سه لایه مشابه ساده تری از پنل های قبلی هستند، با این تفاوت که از دستگاه های خاصی برای تمرکز نور خورشید بر روی ماژول استفاده نمی کنند. بر این اساس، قیمت چنین پانل هایی با قیمت تمام شده این دستگاه ها کمتر است.
• پنل های خورشیدی با بازده 32.6% از موسسه تحقیقات انرژی خورشیدی اسپانیا (IES) و دانشگاه (UPM). آنها حتی ماژول‌های دو لایه ساده‌تر با متمرکز کننده نور خورشید هستند، اما استفاده از آنها در ساختمان‌های مسکونی یا عمومی هنوز بسیار گران است.

حدود ده ها نوع دیگر از پنل های خورشیدی وجود دارد که می تواند این لیست را گسترش دهد. برخی از آنها بازده بسیار بالایی دارند، اما قیمت آنها بسیار بالا است، در حالی که برخی دیگر کاملاً ارزان هستند، اما بازده بسیار پایینی دارند. البته برخی از آنها ناکارآمد و در عین حال گران هستند. اما، با این وجود، آنها از علاقه تحقیقاتی خاصی برخوردار هستند. کلید، همانطور که قبلا ذکر شد، یافتن تعادل بهینه بین هزینه و کارایی است.
این عقیده وجود دارد که امروزه تحقیقات علمی بسیار کمتری به سلول های خورشیدی نسبت به سلول های فتوولتائیکی که زیربنای فناوری تولید سلول های خورشیدی هستند اختصاص داده شده است - این همان چیزی است که دانشمندان بسیاری از مؤسسات و دانشگاه های جهان وقت خود را صرف آن می کنند. هیچ کس حتی سعی نمی کند باتری خورشیدی بسازد که به دلیل جذابیت تجاری ضعیف اجزای آن - ماژول های خورشیدی، فروخته نشود. امروزه انواع مختلفی از پنل های خورشیدی (به طور دقیق تر، ماژول های خورشیدی) از تولید کنندگان مختلف در بازار وجود دارد. بنابراین بیایید نگاهی به رهبران در دسته های مختلف بیندازیم:

• ماژول های خورشیدی کارآمد 36 درصد آمونیکس رکورد عملکرد کلی را در اختیار دارند. با این حال، آنها با استفاده از دستگاه های متمرکز ساخته شده اند، و برای مقاصد خانگی استفاده نمی شوند.
• ماژول های خورشیدی با راندمان 21.5 درصد از شرکت آمریکایی سان پاور رکورد تجاری کارایی را به ثبت رسانده اند. ماژول های خورشیدی Sun Power SPR-327NE-WHT-D پیشرو در راندمان آزمایش میدانی هستند. ماژول های خورشیدی که در این آزمایش در رتبه های دوم و سوم قرار گرفتند نیز توسط Sun Power توسعه یافته اند.
• ماژول های خورشیدی لایه نازک با راندمان 17.4 درصد از Q-Cells رکورددار این رده هستند. سلول های خورشیدی لایه نازک به طور گسترده استفاده می شود، اما در ساختمان های مسکونی استفاده نمی شود. Q-Cells یک شرکت آلمانی است که در سال 2012 اعلام ورشکستگی کرد و سپس توسط شرکت کره ای Hanwha خریداری شد.
• ماژول‌های خورشیدی لایه نازک مبتنی بر تبدیل فتوولتائیک تلوریوم کادمیوم (CdTe) با راندمان 16.1% از First Solar پیشرو در رده خود هستند. باز هم، پنل های خورشیدی مبتنی بر چنین ماژول هایی معمولاً برای مصارف خانگی استفاده نمی شوند، اما به این شرکت کمک می کنند تا جایگاه بالایی را در بین تولید کنندگان پنل های خورشیدی حفظ کند. شرکت آمریکایی FirstSolar پیشرو در تولید پنل های خورشیدی در بازار آمریکا بود و سال گذشته در رتبه دوم جهانی قرار گرفت. علیرغم راندمان نسبتا پایین 16.1% در این دسته، ماژول های خورشیدی نسبتا ارزان First Solar انتخاب بهینه برای بسیاری از صنایع هستند.
• آخرین مثال برای نشان دادن اینکه لیست کارآمدترین پنل‌های خورشیدی بسیار طولانی است و به نمونه‌های بالا محدود نمی‌شود، ماژول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر با راندمان 15.5% از شرکت MiaSole را که در این رده پیشرو هستند، ذکر می‌کنیم. به طور طبیعی، برای برخی از اهداف، نه تنها پنل های خورشیدی، بلکه به پنل های خورشیدی انعطاف پذیر نیز نیاز است. اما احتمالا این مورد شما نیست ...

به طور خلاصه، به شما توصیه می کنیم هنگام انتخاب پنل های خورشیدی برای نیازهای خود، روی برتری های فرضی و بی ربط تمرکز نکنید. تلاش برای انتخاب را فراموش کن کارآمدترین پنل های خورشیدی". به جای تلاش برای یافتن پنل های خورشیدی که برای ماهواره های ناسا طراحی شده اند، به دنبال پانل هایی باشید که به وضوح برای اهداف خاصی طراحی شده اند.
نموداری که توسط آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر ایالات متحده تهیه شده است، به وضوح طیف گسترده ای از فناوری های سلول خورشیدی و هر یک از آنها را از نظر کارایی به دست می آورند.

راه اندازی پارک نوآوری EPFL در آلمان توانست موفقیت های چشمگیری برای بخش سلول های فتوولتائیک به دست آورد.

بر اساس اطلاعات منتشر شده توسط سرویس مطبوعاتی موسسه آموزشی، تیمی از دانشجویان موسسه فراونهوفر به سرپرستی مدیر پروژه لورن کولوت، موفق شدند فناوری های مورد استفاده در بخش فضایی را مدرن کنند و هزینه تولید را به میزان قابل توجهی کاهش داده و افزایش دهند. کارایی سلول های خورشیدی شاخص‌های کارایی نمونه اولیه پنل فتوولتائیک انبوه آینده، که سازندگان انتظار دارند پس از حل مشکلات تکنولوژیکی و جستجوی سرمایه‌گذاران، آن را به یک محصول سریال تبدیل کنند، دو برابر استاندارد صنعت است. به یاد بیاورید که راندمان پنل های خورشیدی تجاری موجود در اکثر موارد به 15 تا 20 درصد می رسد که محدودیتی برای فناوری هایی است که امروزه برای "گرفتن" پرتوهای خورشید با تبدیل بعدی این انرژی به انرژی الکتریکی استفاده می شود. نتایج به دست آمده در طول آزمایش پنل نمونه اولیه، راندمان تولید برق را در سطح 36.4٪ نشان داد که در صورت انتقال به تولید انبوه منابع برای تبدیل انرژی خورشیدی به برق، به یک شاخص برجسته - 30 دست خواهد یافت. -32 درصد

سازندگان یک نوع کاملا جدید و فوق کارآمد از باتری خورشیدی در مورد روش خود برای افزایش کارایی باتری صحبت کردند که متخصصان EPFL برای آن از لنزهای نوری استفاده کردند. پانل های مورد استفاده در فضا برای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی با استفاده از مواد بسیار گران قیمت ساخته می شوند که به بهبود خواص "گرفتن" اشعه های خورشید در سلول های کوچک ویژه کمک می کند. متخصصان آلمانی از یک آزمایشگاه مستقل در مؤسسه Fraunhofer از همین اصل استفاده کردند و سطح یک لایه بسیار گران قیمت از سلول‌های با کارایی بالا را تا حد امکان به حداقل رساندند. به جای لایه ای از سلول های فتوولتائیک ساخته شده از مواد گران قیمت که در کل منطقه پانل "کشیده" شده اند، توسعه دهندگان یک قطعه کوچک از سلول های با عملکرد بالا را برداشتند و تمام نور خورشید را که وارد سطح عنصر می شود، روی آن متمرکز کردند. لایه بالایی سطح باتری شامل لنزهای میکروسکوپی است که بر اساس مکانیکی نصب شده اند و از سروموتورهای کوچکی استفاده می کنند که بسته به محل تابش زمینی، نور متمرکز را دقیقاً بر روی بستر عکس منتقل می کند.

این تکنیک بازدهی تبدیل انرژی را در طول ساعات روز به حداکثر می‌رساند و در عین حال هزینه تولید پایین را حفظ می‌کند. قیمت تولید سلول های خورشیدی کارآمدتر دو برابر پس از ایجاد تولید سریال باتری ها بر اساس اصول توسعه یافته توسط متخصصان EPFL، با افزایش 100 درصدی شاخص راندمان، 10 تا 15 درصد از هزینه تنها پانل های موجود در بازار بیشتر خواهد شد. . سازندگان یک راه حل بسیار ارزان هنوز تمایلی به صحبت در مورد زمان انتشار یک توسعه امیدوارکننده در مقیاس انبوه، در مقایسه با راه حل های تولید شده برای استفاده در فضا ندارند، و با اشاره به نیاز به توسعه یک پایه تکنولوژیکی برای ایجاد یک توسعه بزرگ تولید در مقیاس پانل های خورشیدی ارزان، اما بسیار کارآمد با راندمان 36%. انتظار می‌رود که اولین نمونه‌های کوچک مقیاس چنین سلول‌هایی زودتر از 2 تا 3 سال آینده ظاهر شوند، زمانی که هزینه تولید پانل‌های فتوولتائیک بتواند رکورد قیمت جدیدی را ثبت کند. امروزه، خرید و نصب چنین باتری هایی در مناطق حومه شهر برای تولید انرژی الکتریکی "از هوای رقیق" چندین برابر گرانتر از اتصال به شبکه های برق است - به معنای واقعی کلمه دهه ها طول می کشد تا یک خرید گران قیمت جبران شود.

به همین دلیل، صدها و هزاران سلول خورشیدی منفرد «مزرعه‌های خورشیدی» که به طور فعال در غرب ترویج می‌شوند، همچنان از طریق برنامه‌های دولتی برای تحریک حوزه انرژی‌های جایگزین یارانه دریافت می‌کنند. اروپا و ایالات متحده تنها با سرمایه گذاری میلیاردها دلار و یورو در توسعه این منطقه توانسته اند به شاخص های اقتصادی چشمگیر و خوش بینانه ای دست یابند که روی کاغذ یک پیشرفت واقعی در زمینه دستیابی به برق دوستدار محیط زیست به نظر می رسد. در واقع، هر کیلووات تولید شده از خورشید بسیار گرانتر از اکتشاف، تولید و متعاقب آن استخراج هیدروکربن ها از روده های زمین است که همچنان اساس انرژی جهانی را تشکیل می دهد. تنها جایگزین برق «رایگان» انرژی هسته‌ای است که توسط اتحادیه اروپا و سایر قدرت‌های جهانی به‌طور قاطعانه از فهرست منابع موجود برق حذف شد. دلیل آن خطر تکرار وقایع غم انگیز 1986 و 2011 در چرنوبیل شوروی و فوکوشیما ژاپن است، زمانی که در نیروگاه های هسته ای که به ترتیب توسط اتحاد جماهیر شوروی و ژاپن اداره می شوند، حوادث تشعشعی در سطح هفتم حداکثر در سطح بین الملل رخ داد. مقیاس رویدادهای هسته ای ثبت شد.

به همین دلیل است که غرب همچنان انرژی خورشیدی را به عنوان امیدوارکننده‌ترین جهت در نظر می‌گیرد که مبنای ایجاد «ذخایر انرژی» برای نسل‌های آینده است، نسل‌هایی که به زودی باید با کمبود کامل ذخایر هیدروکربنی به راحتی قابل بازیافت - نفت، گاز و زغال سنگ در حال حاضر، ذخایر منابع انرژی واقع در عمق قابل دسترس برای سکوهای حفاری مدرن توسط کارشناسان "نزدیک به اتمام" نامیده می شود، که دانشمندان و محققان را مجبور می کند به شدت به دنبال گزینه های جدید برای حفظ سطح فعلی مصرف برق توسط صنعت جهانی باشند. . تا کنون، تنها دو منطقه به طور بالقوه از نقطه نظر فن‌آوری سودمند باقی مانده‌اند - انرژی هسته‌ای و فتوسل‌ها، که نور تابش کهکشانی را که به سطح سیاره می‌رسد به انرژی الکتریکی لازم برای زندگی انسان تبدیل می‌کنند. رد مصنوعی اتم، قدرت های غربی، در درجه اول اتحادیه اروپا و ایالات متحده آمریکا را تنها یک راه برای توسعه بیشتر و نوسازی بخش انرژی خود باقی می گذارد.

به گفته فلوریان گرلیچ، مدیر عامل استارت آپ EPFL، باتری های ایجاد شده توسط متخصصان آلمانی، قیمت هر کیلووات ساعت برق تولیدی برای مصرف کنندگان را تا حد قابل قبولی کاهش می دهد، در صورت خرید یک پنل خورشیدی گران قیمت، حتی بدون جذب. یارانه های دولتی، پس از یک عملیات کوتاه پرداخت می شود. افزایش راندمان تا 36 درصد پیشرفت امیدوارکننده‌ای است که می‌تواند سیستم انرژی جهانی را به عنوان بخشی از یک پروژه جهانی برای یافتن سودآورترین، از نظر مالی و محیط‌زیست، روش‌های تولید برق "تکان دهد". به عنوان مثال، خودروهای تولید شده توسط بزرگترین خودروسازان به طور فعال به سمت دومی حرکت می کنند، سهم آنها با موتورهای الکتریکی نصب شده در زیر کاپوت تا سال 2030-2035، طبق برآورد اولیه کارشناسان، به 10-12٪ جدی در مقیاس خواهد رسید. از کل ناوگان خودرو در این سیاره. این به طور فعال توسط پیشرفت های دانشمندان ترویج می شود، که در دهه های گذشته به مبارزه برای هر درصد از راندمان تولید برق ادامه داده اند و به حداکثر مقادیر مجاز در مسابقه برای کیلووات "رایگان" دست یافته اند.

درباره ایستگاه پایه خورشیدی اخطار این بود که دوره بازگشت سرمایه برای سیستم انرژی خورشیدی 2-3 سال است. با توجه به ماهیت فعالیت خود، من درگیر نصب و تنظیم سیستم های منابع انرژی جایگزین هستم و همانطور که می بینم، نویسندگان مقالات در مورد این موضوع، مدت زمانی را که در طی آن سیستم به طور کامل بازده می کند و چندین برابر آن را دست کم می گیرند.

من تظاهر نمی کنم که کاملاً دقیق هستم، اما اعداد نه از سقف، بلکه از یک شی خاص، جایی که تیم نصب را انجام داده است - مجتمع تولید و انبار سیمفروپل "Myasko" گرفته شده است. محاسبات شامل گرانترین اقلام اصلی است.

در زمان شروع کار ما، این کارخانه قبلاً مزرعه ای برای 300+ پانل داشت که طبق یک سیستم مدولار مونتاژ شده بودند. شش مسیر دیگر با بیست پانل اضافه کردیم. (Contour - ترکیب تعداد معینی از پانل ها در یک منبع تغذیه، در نتیجه جذب کانتوری از ولتاژ مورد نیاز برای اینورتر).

محاسبات خشک

اکنون کمی به اعداد، تمام محاسبات با هزینه تحویل به کریمه از آلمان انجام می شود.


جمع:
یک مزرعه 120 پانل 59000 دلار هزینه دارد. این محاسبات هنوز شامل حق الزحمه طراح، مهندس و نصاب نمی شود. در مجموع، همه چیز منجر به افزایش بودجه به 65000 دلار می شود.

تولید برق واقعی

از نظر تئوری، در شرایط ایده آل، یک پنل باید تقریباً 220-230 وات در ساعت (بر حسب ولتاژ 220 ولت معمول ما) تولید کند. در زیر نمودارهایی وجود دارد که توسط واحد کنترل در اینورتر نگهداری می شود، آنها را می توان از راه دور مانیتور کرد.

روز آفتابی:

نیمه ابری:

برنامه ماهانه:

در برنامه آخر باید در نظر گرفت که دو روز سیستم برای مدتی خاموش بود و سه روز اول ماه و دو روز آخر غایب است.

در یک ماه تابستانی آفتابی پایدار، با ساعات طولانی روز، چنین مزرعه ای حداکثر 4500-4700 کیلووات * ساعت تولید می کند. با دانستن این اعداد می توان سودآوری سیستم را با در نظر گرفتن تعرفه برق محاسبه کرد.

باید در نظر داشت که مزرعه بدون باتری مونتاژ می شود، حضور آنها به ترتیب هزینه کل سیستم و زمان بازپرداخت را نیز افزایش می دهد.

بنابراین، من نمی توانم در 2-3 سال به بازپرداخت برسم. 10 سال یک دوره کم و بیش واقع بینانه است.