Солнечная энергия, как чистый и неисчерпаемый источник энергии, постепенно становится центром внимания современной мировой энергетики. Благодаря совместным усилиям правительств, предприятий и научно-исследовательских институтов технологии солнечной энергетики постоянно совершенствуются, предлагая разнообразные формы и сферы применения. Земля непрерывно подвергается воздействию около 173 000 ТВт солнечного излучения, что более чем в десять раз превышает средний мировой спрос на электроэнергию. Это означает, что солнечная энергия способна удовлетворить все наши энергетические потребности.
В настоящее время на рынке представлены три основных типа солнечных элементов (также известных как фотоэлектрические (PV) элементы). Каждый из них имеет свои преимущества с точки зрения эффективности, стоимости и долговечности.
01
Кристаллический
Большинство домашних солнечных панелей, устанавливаемых на крышах домов, изготовлены из высокочистого монокристаллического кремния. В последние годы эффективность ячеек этого типа превысила 26%, а срок службы превысил 30 лет. Эффективность современных бытовых солнечных панелей составляет около 22%.
Поликристаллический кремний стоит дешевле монокристаллического, но менее эффективен и имеет более короткий срок службы. Более низкая эффективность означает необходимость большего количества панелей и большей площади.
Солнечные элементы, основанные на многопереходной технологии арсенида галлия (GaAs), более эффективны, чем обычные солнечные элементы. Эти элементы имеют многослойную структуру, и каждый слой использует различные материалы, такие как фосфид индия-галлия (GaInP), арсенид индия-галлия (InGaAs) и германий (Ge), для поглощения солнечного света различной длины волны. Хотя ожидается, что эти многопереходные элементы будут обладать высокой эффективностью, они по-прежнему страдают от высокой стоимости производства и неразвитости исследований и разработок, что ограничивает их коммерческую привлекательность и практическое применение.
02
Тонкая пленка
Основу тонкоплёночных фотоэлектрических продуктов на мировом рынке составляют фотоэлектрические модули на основе теллурида кадмия (CdTe). Миллионы таких модулей установлены по всему миру, их пиковая мощность превышает 30 ГВт. Они используются преимущественно на промышленных электростанциях в США.
В этой тонкоплёночной технологии содержание кадмия в солнечном модуле площадью 1 квадратный метр ниже, чем в никель-кадмиевом (Ni-Cd) элементе типоразмера AAA. Кроме того, кадмий в солнечном модуле связан с теллуром, который нерастворим в воде и стабилен при температурах до 1200 °C. Эти факторы снижают токсичность CdTe в тонкоплёночных элементах.
Теллур содержится в земной коре в концентрации всего 0,001 частей на миллион (ppm). Поскольку платина является редким элементом, редкость теллура существенно влияет на стоимость модулей из кадмия-теллурида (CdTe). Однако эту проблему можно решить с помощью методов переработки.
Модули CdTe могут иметь эффективность до 18,6%, при этом эффективность ячеек в лабораторных условиях может превышать 22%. [5] Замена легирования медью, которое использовалось в течение длительного времени, легированием мышьяком может значительно увеличить срок службы модуля до уровня, сопоставимого с кристаллическими ячейками.
03
Новые технологии
Новые фотоэлектрические технологии, использующие сверхтонкие плёнки (менее 1 микрона) и методы прямого осаждения, позволят снизить производственные затраты и обеспечить получение высококачественных полупроводников для солнечных элементов. Ожидается, что эти технологии составят конкуренцию таким традиционным материалам, как кремний, теллурид кадмия и арсенид галлия.
В этой области широко используются три тонкоплёночные технологии: сульфид меди-цинка-олова (Cu2ZnSnS4 или CZTS), фосфид цинка (Zn3P2) и однослойные углеродные нанотрубки (SWCNT). В лабораторных условиях солнечные элементы на основе селенида меди-индия-галлия (CIGS) достигли впечатляющего пикового КПД в 22,4%. Однако воспроизведение такого уровня эффективности в коммерческих масштабах по-прежнему представляет собой сложную задачу.
Тонкоплёночные фотоэлементы на основе галогенида халькогенида свинца – это новая, но интересная технология солнечной энергетики. Кальцитонит – это класс веществ с кристаллической структурой, типичной для химической формулы ABX3. Это жёлтый, коричневый или чёрный минерал, основным компонентом которого является титанат кальция (CaTiO3). Промышленные многослойные фотоэлементы на основе титаната кальция на основе кремния, производимые компанией Oxford PV в Великобритании, достигли рекордного КПД 28,6% и поступят в производство в этом году.
Всего за несколько лет халькогенидные солнечные элементы достигли эффективности, сопоставимой с эффективностью существующих тонкоплёночных элементов на основе теллурида кадмия. На заре разработки кальцитовых элементов долговечность была серьёзной проблемой: её можно было измерить лишь месяцами.
В настоящее время срок службы халькогенидных ячеек достигает 25 лет и более. В настоящее время преимуществами халькогенидных солнечных элементов являются высокая эффективность преобразования (более 25%), а также низкие производственные затраты и требуемые температуры.
Эволюция солнечной энергетики из специализированного источника энергии в массовый подчёркивает её потенциал удовлетворить и даже превзойти наши энергетические потребности. Хотя кристаллические солнечные элементы в настоящее время доминируют на рынке, достижения в области тонкоплёночных и новых технологий, таких как теллурид кадмия (CdTe) и халькогенид кадмия (CdTe), прокладывают путь к более эффективным и интегрированным солнечным системам. Солнечная энергетика по-прежнему сталкивается со многими проблемами, такими как воздействие на окружающую среду при добыче сырья и узкие места в производстве, но в конечном счёте это быстрорастущая, инновационная и многообещающая отрасль.
При правильном балансе технологических достижений и устойчивых практик рост и развитие солнечной энергетики проложит путь к более чистому и обильному будущему. Именно поэтому она демонстрирует значительный рост в энергобалансе США и обещает стать глобальным устойчивым решением.
Boland Renewable Energy Co., LTD Как интегрированная новая энергетическая компания, предоставляющая вам высококачественные интегрированные решения для энергии ветра, солнечной энергии и систем хранения энергии. Boland теперь является дочерней компанией CRRC и отвечает за зарубежное расширение ветровой энергетики CRRC. и бизнес солнечной энергии. У нас есть относительно полная внутренняя цепочка поставок, сервисная сеть и отличное качество продукции и технологии.
Boland Обеспечить EPC электростанции, инвестиции и приобретение электростанции.
Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна техническая поддержка. Приветствуем наше сотрудничество!
Моя электронная почта: marketing@boland-hydroturbine.com
Вашингтон: +8613923745989
