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      • 已发布 2025年2月26日
      • 最后修改 2025年4月17日
    • 1 分钟

    太阳能板是什么?太阳能板类型、太阳能板选择和太阳能板购买指南

    当太阳能板在工业中投入使用时,它们提供了一种廉价、清洁的电力来源,且不会排放温室气体。本指南将解释为何某些太阳能板比其他电池板更高效,并概述在开发太阳能板系统时需要考虑的因素。

    太阳能板的能效如何?这是一个关键问题。太阳能板的效率决定了安装太阳能板能产生多少电力。太阳能电池和电池板的能量效率是指照射到电池板表面的阳光中有多少被转化为可用的电力。太阳能板的效率通常在13%到25%之间,但某些高端和实验系统的效率可以达到40%甚至50%。本指南将解释太阳能板和电池是什么,是什么因素使它们更高效或低效,以及市场上的一些不同类型的太阳能板。

    什么是太阳能板和太阳能电池?

    首先,让我们回顾一下。什么是太阳能板和太阳能电池?太阳能板,也称为光伏板,捕捉太阳的能量并将其转化为电力。它们是可再生能源的关键形式。太阳能板依赖于太阳能电池(光伏电池),太阳能电池捕捉阳光并生成直流电(DC),然后通过逆变器转换为家用和商业用途所需的交流电(AC)。

    太阳能板在工业和住宅环境中广泛使用。它们提供了一种廉价、清洁的电力来源,而不会产生温室气体。目前,英国的太阳能发电量超过 15 GW,其中大部分来自光伏发电。根据国际能源机构的数据,全球太阳能发电量总计为 310GW

    理解太阳能板的能效

    太阳能板的效率决定了它将产生多少电力。当谈到太阳能电池与太阳能板时,每个太阳能电池的个体效率最终决定了太阳能板的整体效率。太阳能板的类型在效率上有所不同。单晶太阳能板的效率高于多晶太阳能面板。

    太阳能板

    科学家们一直在努力提高太阳能电池的效率。在实验室里,已经有可能生产出效率超过45%的光伏电池。在实际条件下,太阳能板的效率通常在15%到25%左右。与效率不高的太阳能板相比,高效的太阳能板需要更少的空间来产生等量的电力。

    哪些因素影响太阳能板的能效?

    太阳能板的效率受多种因素的影响。某些类型的太阳能电池本质上就比其他类型更高效。制造技术和所用材料也会影响太阳能板的效率。太阳能板的安装位置和方向会影响其效率。例如,在北半球,面向南方的太阳能板将捕捉到更多的阳光,因此效率更高。好的太阳能板应该是倾斜的。这样可以使其垂直于太阳光线,从而提高效率。

    讽刺的是,如果电池板过热,它们的工作效果也会变差。因此,留出空间让空气在电池板下方流通,或围绕着电池板阵列安装白色屋顶以反射阳光,这样的做法是有益的。

    当阵列中的某些太阳能板被遮挡或被尘土或碎片覆盖时,太阳能板的效率也可能受到影响。在这种情况下,使用微光伏逆变器的太阳能板系统(而非传统的串式逆变器)是有用的,因为微逆变器可以使得那些未被覆盖的电池板正常工作。一般来说,所使用的逆变器效率也很重要,以确保在直流电转换为交流电的过程中不损失能量。

    太阳能板的能效随时间的变化

    太阳能板的效率会随时间而下降。旧的太阳能板产生的电力比新的太阳能板少。由于长期暴露在自然环境中,太阳能板必须足够坚固才能生存。制造商会在一定时期内保证性能,但之后,用户可以预期,随着时间的推移,性能会逐渐下降。

    累积在电池板表面的污垢、灰尘或雪会减少光线吸收,从而降低效率。随着时间的推移,太阳能板会因磨损和环境暴露而失去效率。这种退化通常每年约为0.5-1%,具体取决于电池板的类型。单晶面板的退化速度通常比多晶面板慢。外部因素如恶劣天气、维护不当和物理损坏也可能加速退化。

    电池、模块和面板的效率

    单个太阳能电池的效率与整体太阳能模块的效率之间存在差异。这是因为太阳能电池的效率是指击中单个电池的能量,而模块的效率是指击中整个模块的能量,通常包括电池之间的空隙。面板的整体性能还受到电气连接、电池之间的连接和单元封装等因素的影响。

    温度、遮挡、角度和方向是影响效率的其他因素。较高的温度通常会降低太阳能板的效率,因为多余的热量会干扰光伏过程。

    太阳能板的类型

    市场上有多种类型的太阳能板,包括单晶和多晶类型。第二代薄膜太阳能电池也已面世,它们可用于覆盖大面积的应用,如商业建筑的外墙。薄膜太阳能电池轻便且具有灵活性,可以集成到建筑结构中。

    还有一些被称为聚光光伏电池,它们使用镜子和透镜来引导太阳光线。这些太阳能板系统可能还会跟踪太阳在一天中的移动,或配备冷却系统以提高效率。聚光太阳能光伏的优点包括使用镜子等材料的成本较低,以及能够用更少的太阳能电池产生电力。

    单晶硅太阳能板

    顾名思义,单晶硅太阳能板使用高质量的单晶硅切片来制造每个太阳能电池。单晶硅电池的效率通常在15%到20%之间。除了相对较高的效率外,这类太阳能板比其他类型的太阳能板占用更少的空间来发电。它们的使用寿命也更长,并且在阳光较少的情况下表现优于多晶硅太阳能板。然而,这些优势意味着单晶硅太阳能板的价格更高。

    多晶硅太阳能板

    多晶硅太阳能板的制造比单晶硅太阳能板更容易。多晶硅电池由硅碎片制成,制造速度更快,成本也更低。在比较多晶硅和单晶硅太阳能板时,多晶硅设计的缺点是效率较低(在13%到16%之间)、耐热性较低,并且需要更多的空间。

    薄膜太阳能板

    薄膜太阳能板是通过在玻璃或金属等基板上涂上一层非常薄的太阳能材料制成的。使用的材料包括碲化镉、铜铟镓硒、非晶硅(非晶形式的硅,价格便宜,但在制造太阳能电池时效率相对较低)和砷化镓。

    薄膜太阳能板在生产过程中对环境的影响较小,适用于在大面积玻璃上层压太阳能材料等应用。

    PERC太阳能板

    PERC(钝化发射极和背面接触)太阳能板是一种通过在每个太阳能电池背面添加额外反射层来提高太阳能板效率的类型。这个额外的反射层将未使用的光反射回电池中以转化为电能。PERC光伏组件还能降低热量,从而提高性能。

    PERC太阳能板通常比传统太阳能板略贵,但它们采用单晶硅或多晶硅结构。PERC太阳能板在炎热地区通常更高效,性能更好。

    太阳能板

    太阳能板选择

    安装太阳能板有许多好处,包括减少企业的碳足迹和能源费用。太阳能板通常不需要大量维护,并且使用寿命较长。以下是选择太阳能板时需要考虑的一些关键因素,以追求更好的太阳能板效率:

    • **材料选择:**任何关于如何提高太阳能板效率的讨论都需要考虑太阳能电池中使用的材料类型。多晶硅材料更便宜且制造更快,但效率较低。单晶硅电池更高效但成本更高。如果目标是利用建筑物的大面积来产生清洁电力,薄膜太阳能板可能是一个不错的选择。
    • **效率等级:**选择合适的太阳能板意味着要考虑其效率等级——它将阳光转化为电力的能力如何。这与实现给定功率输出所需的太阳能板的数量和尺寸有关。不要忘记,太阳能板的效率通常会随着时间的推移而降低。
    • **成本:**太阳能板系统的成本将取决于所使用的材料类型和所需的太阳能板数量。在考虑成本时,还需要考虑太阳能板的效率。更高的前期投入是否能带来更高效的电力生产?选择更便宜的选项是否意味着太阳能板寿命的减少?
    • **安装限制和保修:**计算总拥有成本以了解其价值。

    一旦您考虑了这些因素,您就可以开始您的太阳能板之旅了。您可以期待更便宜的可再生能源——并确信自己正在帮助应对气候变化。

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