ენერგიის გამოთვლა, ენერგიის გამომუშავების ეფექტურობა და მზის პანელების მომსახურების ვადა

მზის პანელი არის მოწყობილობა, რომელიც მზის გამოსხივებას პირდაპირ ან ირიბად გარდაქმნის ელექტრო ენერგიად ფოტოელექტრული ეფექტის ან ფოტოქიმიური ეფექტის მეშვეობით მზის სინათლის შთანთქმის გზით.მზის პანელების უმეტესობის ძირითადი მასალაა „სილიკონი“.ფოტონები შეიწოვება სილიკონის მასალის მიერ;ფოტონების ენერგია გადაეცემა სილიციუმის ატომებს, რაც ახდენს ელექტრონების გადასვლას და ხდება თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც გროვდება PN შეერთების ორივე მხარეს პოტენციური სხვაობის შესაქმნელად.როდესაც გარე წრე ჩართულია, ამ ძაბვის მოქმედებით, გარე წრედში გადის დენი, გარკვეული გამომავალი სიმძლავრის შესაქმნელად.ამ პროცესის არსი არის: ფოტონის ენერგიის ელექტრო ენერგიად გადაქცევის პროცესი.

მზის პანელების ენერგიის გაანგარიშება

მზის AC ელექტროენერგიის გამომუშავების სისტემა შედგება მზის პანელებისგან, დამუხტვის კონტროლერებისგან, ინვერტორებისგან და ბატარეებისგან;მზის მუდმივი ენერგიის გამომუშავების სისტემა არ შეიცავს ინვერტორს.იმისათვის, რომ მზის ენერგიის გამომუშავების სისტემამ უზრუნველყოს საკმარისი სიმძლავრე დატვირთვისთვის, აუცილებელია თითოეული კომპონენტის გონივრულად შერჩევა ელექტრომოწყობილობის მიხედვით.აიღეთ 100W გამომავალი სიმძლავრე და გამოიყენეთ იგი დღეში 6 საათის განმავლობაში, როგორც მაგალითი გაანგარიშების მეთოდის გასაცნობად:

1. პირველ რიგში, გამოთვალეთ ვტ-საათის მოხმარება დღეში (ინვერტორის დანაკარგის ჩათვლით): თუ ინვერტორის კონვერტაციის ეფექტურობა არის 90%, მაშინ როდესაც გამომავალი სიმძლავრე არის 100 W, რეალური გამომავალი სიმძლავრე უნდა იყოს 100W/90% =111W;თუ ის გამოიყენება დღეში 5 საათის განმავლობაში, გამომავალი სიმძლავრეა 111W*5 საათი=555Wh.

2. გამოთვალეთ მზის პანელი: მზის ეფექტური დღიური 6 საათის მიხედვით და დამუხტვის ეფექტურობისა და დამუხტვის პროცესში დანაკარგის გათვალისწინებით, მზის პანელის გამომავალი სიმძლავრე უნდა იყოს 555Wh/6h/70%=130W.მათ შორის, 70% არის ფაქტობრივი სიმძლავრე, რომელსაც მზის პანელი იყენებს დატენვის პროცესში.

მზის პანელების ენერგიის გამომუშავების ეფექტურობა

მონოკრისტალური სილიციუმის მზის ენერგიის ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობა 24%-მდეა, რაც ყველაზე მაღალი ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობაა ყველა ტიპის მზის ელემენტებს შორის.მაგრამ მონოკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედების დამზადება იმდენად ძვირია, რომ ისინი ჯერ კიდევ არ არის ფართოდ და საყოველთაოდ გამოყენებული დიდი რაოდენობით.პოლიკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედები უფრო იაფია, ვიდრე მონოკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედები წარმოების ღირებულების თვალსაზრისით, მაგრამ პოლიკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედების ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობა გაცილებით დაბალია.გარდა ამისა, პოლიკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედების მომსახურების ვადა ასევე უფრო მოკლეა, ვიდრე მონოკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედების..ამიტომ, ღირებულების შესრულების თვალსაზრისით, მონოკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედები ოდნავ უკეთესია.

მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ ზოგიერთი რთული ნახევარგამტარული მასალა შესაფერისია მზის ფოტოელექტრული კონვერტაციის ფილმებისთვის.მაგალითად, CdS, CdTe;III-V რთული ნახევარგამტარები: GaAs, AIPInP და სხვ.;ამ ნახევარგამტარებისგან დამზადებული თხელი ფირის მზის უჯრედები აჩვენებენ კარგ ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობას.ნახევარგამტარულ მასალებს მრავალი გრადიენტური ენერგიის დიაპაზონის უფსკრულით შეუძლიათ გააფართოვონ მზის ენერგიის შთანთქმის სპექტრული დიაპაზონი, რითაც გააუმჯობესებენ ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობას.ასე რომ, თხელი ფენიანი მზის უჯრედების პრაქტიკული გამოყენების დიდი რაოდენობა ფართო პერსპექტივას აჩვენებს.ამ მრავალკომპონენტიან ნახევარგამტარ მასალებს შორის Cu(In,Ga)Se2 არის მზის სინათლის შთანთქმის შესანიშნავი მასალა.მასზე დაყრდნობით, შეიძლება შეიქმნას თხელი ფენიანი მზის უჯრედები სილიკონზე მნიშვნელოვნად მაღალი ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობით, ხოლო ფოტოელექტრული კონვერტაციის კოეფიციენტი, რომლის მიღწევაც შესაძლებელია არის 18%.

მზის პანელების სიცოცხლის ხანგრძლივობა

მზის პანელების მომსახურების ვადა განისაზღვრება უჯრედების მასალებით, გამაგრებული მინა, EVA, TPT და ა.შ. ზოგადად, მწარმოებლების მიერ დამზადებული პანელების მომსახურების ვადა, რომლებიც იყენებენ უკეთეს მასალებს, შეიძლება მიაღწიოს 25 წელს, მაგრამ გარემოზე ზემოქმედებით, მზის უჯრედები დაფის მასალა დროთა განმავლობაში დაბერდება.ნორმალურ პირობებში, სიმძლავრე შესუსტდება 30%-ით 20 წლის გამოყენების შემდეგ, ხოლო 70%-ით 25 წლის გამოყენების შემდეგ.