房屋外的小太阳能电池板

太阳能电池板是否会变小?

卡洛斯

写道合格的太阳能工程师卡洛斯上次更新:

根据96电池技术的最新趋势,太阳能电池板将具有更高的输出能力和更小的尺寸。通过采用新的制造和设计技术,松下等制造商已经能够减少或保持太阳能电池板的尺寸,同时增加功率输出。

由于太阳能电池板在世界各地传播,这种趋势将在不久的将来非常有价值,因为土地成本是商业和公用事业规模项目中的主要资本成本之一。这一事实对您来说也很重要,因为这将决定您的家庭或财产需要多少太阳能电池板

然而,在得出结论之前,还有许多方面需要考虑。就在不久前,72单元技术的发展趋势还在不断扩大。让我们分析一些影响因素太阳能电池板的大小

什么因素影响太阳能电池板的尺寸?

太阳能电池数量

在每种太阳能电池内部发生阳光转化为电力。光伏电池是光伏世界的单个单位,它们可以以不同的尺寸制造,有些小于适合内部的尺寸太阳能数字手表。然而,正如您可以想象的那样,单个光伏电池可以产生的功率不是太多,因为这些设备只能产生每个单元最大为0.5 V。但是,如果我们在系列中提供多个太阳能电池,我们将获得更高的电压并因此获得更高的功率输出。

太阳能电池板简单地简单地是多个太阳能电池的组装,该太阳能电池并联连接,并将电流和电压电平(因此电源输出)增加到商业尺度值。

市售的太阳能电池板通常具有36个细胞,60个细胞,72个细胞或96个细胞。电池的数量将增加太阳能电池板的尺寸或长度(或也可能两者)。

效率

效率是深度影响太阳能电池板的功率输出和尺寸的因素。实际上,可以根据此表达式描述效率:

用一个表达式解释效率

在哪里:

Pmp:最大功率点

:模块上的入射呈现

上午:模块区域。

从上面的表达,我们可以意识到增加太阳能电池板的效率将减少获得相同功率输出PMP所需的区域(和因此尺寸)。

效率值取决于所应用的技术类型。顶级市售单晶太阳能电池板可以达到20%(松下和LG)和22% (Sunpower)之间的效率值,而顶级多晶技术通常可以达到17%-18%的效率。因此,功率输出和尺寸可能会根据型号和技术而改变。

单个P-N结硅电池具有最大的理论效率值,称为Shockley-equiss限制,这建立了由于热力学原因,最高效率不能超过33.7%。这将建立与我们可以减少单个P-N结太阳能电池板大小的限制。

然而,使用允许达到50%的效率值的多结太阳能电池已经超过了实验室测试中的该值。

这些技术的主要问题是,它们还不能商业化,因为在市场上生产这些太阳能电池的额外成本仍然太高。这些技术的大多数应用都与航空航天有关,在航空航天领域,为提高效率而付出的额外代价是完全值得的。

太阳能电池的制造成本图表

(源 - 国家可再生能源实验室)

市场趋势

只是为了清晰,我们的世界已经存在小太阳能技术。我们有太阳能LED户外灯我们有可以装在背包里的面板现代太阳路径灯含有在手中的细胞,你甚至可以拥有一个太阳气象广播PV电池只有几英寸长。正如你所看到的,使太阳能电池更小(即使非常小)不是问题。关键是要使太阳能板的尺寸在商业工业规模下足够小,同时保持它们的高能量生产,这样它们就可以节省空间,不仅可以用于上面提到的辅助应用,还可以为你的家庭供电。

细胞数量和效率确实是影响太阳能电池板尺寸的主要因素。所有其他相关因素,如电源输出,技术或制造商可能会略微改变太阳能电池板的长度或宽度,但变化不是激进的。

当我们评估光伏产业的发展时,我们意识到光伏产业的发展已经从离网市场向并网市场发展。起初,太阳能电池板主要用于简单的离网应用,比如为12v电池充电。

尽管如此,当太阳能产业开始在网格绑定的行业方面创新时,60个电池太阳能电池板出现在市场上。然后,72个细胞出现为太阳能行业的革命,允许实现更高的功率输出。通过这两种技术,PV项目的应用对投资者更具吸引力(因为每瓦的成本一直不断下降)。

所有这些发展都增加了模块的大小,但随着效率值的增加,空间,电力输出与成本之间的关系开始有意义。

一般来说,72 -单元模块尺寸宽度接近1000毫米,长度为1960毫米,另一方面,达到400 W的电源输出。60个单元模块通常为1000毫米,长度为1650毫米,可达到接近300W的电源输出。这是300毫米的长度。如果我们与原版36个单元太阳能电池板相比,差异更大。

因此,趋势似乎是太阳能电池板实际上是在变大,而不是变小。如果你仔细想想,这是有道理的。对于项目开发商来说,安装更少的、输出功率和效率更高的太阳能电池板(尽管它们可能更大)比安装更小的、产生不了那么多电力的太阳能电池板更有吸引力。与布线、人工、安装系统和电子产品(如微型逆变器或直流电源优化器)相关的成本,如果使用较小的太阳能电池板,将会更大,也没有吸引力。

注意尺寸和效率之间的关系非常重要,这可能会令人困惑。效率值确实增加,但进展缓慢而PV市场的功率输出的增加越来越快,因此太阳能电池板的尺寸必须增加。毕竟,根据上面的表达式,如果电源输出和效率不会按比例增加,则模块的区域必须增加。

然而,来自松下(Panasonic)和Sunpower等卓越太阳能电池板制造商的行业最新趋势,已将96电池产品推向市场,其效率值更高,功率输出介于340 W至370 W之间。这些产品的宽度接近1050毫米,长度为1550毫米。

换句话说,尽管这些太阳能电池板具有更多的电池,但尺寸的长度可以比​​其72单元模块对应物更小,并且尺寸与60单元太阳能电池板相似。这意味着来自这两个品牌的太阳能电池较小,更有效,并且可以产生相同的功率,较少的区域。

这两个品牌在前三名中,这并不是巧合最高效的太阳能电池板制造商。事实是,随着效率的价值观继续上升,我们可能会在其他品牌中看到类似的结果,最大化功率输出和减少尺寸。也许我们已经达到其中的输出功率终于开始趋稳点,效率值在上升,而且尺寸变得越来越小。只有时间才能判断趋势是否发生变化或者是孤立的情况。

参考文献

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