Rusya'dan fizikçiler güneş panellerinin verimliliğini %20 oranında artırdı

Verimlilik ile malzeme ve teknolojiler arasındaki ilişki

Güneş panelleri nasıl çalışır? Yarı iletkenlerin özelliklerine göre. Üzerlerine düşen ışık, atomların dış yörüngesinde bulunan elektron parçacıkları tarafından nakavt üretir. Çok sayıda elektron, kapalı devre koşulları altında bir elektrik akımı potansiyeli yaratır.

Normal bir güç göstergesi sağlamak için bir modül yeterli olmayacaktır. Paneller ne kadar fazlaysa akülere elektrik veren radyatörlerin birikeceği yerde o kadar verimli çalışır.Bu nedenle güneş panellerinin verimliliği, kurulu modüllerin sayısına da bağlıdır. Ne kadar çok olursa, o kadar fazla güneş enerjisi emerler ve güç indeksleri daha yüksek bir büyüklük sırası haline gelir.

Pil verimliliği artırılabilir mi? Bu tür girişimler, yaratıcıları tarafından ve bir kereden fazla yapıldı. Gelecekte çıkış yolu, birkaç malzeme ve katmanlarından oluşan elemanların üretimi olabilir. Malzemeler, modüller farklı enerji türlerini emebilecek şekilde takip edilir.

Örneğin, bir madde UV spektrumuyla, diğeri kızılötesi spektrumla çalışıyorsa, güneş pillerinin verimi önemli ölçüde artar. Teori düzeyinde düşünürseniz, en yüksek verim yaklaşık %90'lık bir gösterge olabilir.

Ayrıca, silikon tipinin herhangi bir güneş sisteminin verimliliği üzerinde büyük etkisi vardır. Atomları çeşitli şekillerde elde edilebilir ve buna dayanan tüm paneller üç çeşide ayrılır:

• tek kristaller;
• polikristaller;
• amorf silikon elementler.

Güneş pilleri, verimliliği yaklaşık %20 olan monokristallerden üretilir. En verimli oldukları için pahalıdırlar. Polikristallerin maliyeti çok daha düşüktür, çünkü bu durumda işlerinin kalitesi doğrudan imalatlarında kullanılan silikonun saflığına bağlıdır.

Amorf silikona dayalı elementler, ince film esnek güneş panellerinin üretiminin temeli haline geldi. Üretimlerinin teknolojisi çok daha basit, maliyet daha düşük, ancak verimlilik daha az -% 6'dan fazla değil. Çabuk yıpranırlar. Bu nedenle, hizmet ömürlerini iyileştirmek için bunlara selenyum, galyum ve indiyum eklenir.

kullanım

taşınabilir elektronik

Hesap makineleri, oynatıcılar, el fenerleri vb. gibi çeşitli tüketici elektroniğinin pillerini elektrik sağlamak ve / veya şarj etmek.

Binaların enerji temini

Evin çatısında güneş pili

Güneş kollektörleri gibi büyük boyutlu güneş pilleri, çok sayıda güneşli gün olan tropik ve subtropikal bölgelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle evlerin çatılarına yerleştirildikleri Akdeniz ülkelerinde popülerdir.

İspanya'daki yeni evler, evin konumuna ve beklenen su tüketimine bağlı olarak, sıcak su ihtiyaçlarının %30 ila %70'ini sağlamak için Mart 2007'den bu yana güneş enerjili su ısıtıcıları ile donatılmıştır. Konut dışı binalar (alışveriş merkezleri, hastaneler vb.) fotovoltaik ekipmana sahip olmalıdır.

Şu anda güneş panellerine geçiş, insanlar arasında çok fazla eleştiriye neden oluyor. Bu, elektrik fiyatlarındaki artıştan, doğal peyzajın dağınıklığından kaynaklanmaktadır. Geçiş muhalifleri güneş panelleri bu nedenle eleştiriliyor üzerinde bulunduğu ev ve arazi sahipleri olarak geçiş güneş panelleri kuruldu ve rüzgar çiftlikleri, devletten sübvansiyon alır, ancak sıradan kiracılar almaz. Bu bağlamda, Alman Federal Ekonomi Bakanlığı, fotovoltaik kurulumlardan veya blok termik santrallerden enerji sağlanan evlerde yaşayan kiracılara yakın gelecekte faydalar getirmeye izin verecek bir yasa tasarısı geliştirdi. Alternatif enerji kaynakları kullanan konut sahiplerine sübvansiyon ödenmesinin yanı sıra bu konutlarda yaşayan kiracılara da sübvansiyon ödenmesi planlanmaktadır.

Uzayda kullanın

Güneş panelleri, uzay gemilerinde elektrik enerjisi üretmenin ana yollarından biridir: uzun süre herhangi bir malzeme tüketmeden çalışırlar ve aynı zamanda nükleer ve radyoizotop enerji kaynaklarının aksine çevre dostudurlar.

Bununla birlikte, Güneş'ten çok uzakta (Mars yörüngesinin ötesinde) uçarken, güneş enerjisi akışı Güneş'ten uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğundan, kullanımları sorunlu hale gelir. Venüs ve Merkür'e uçarken, aksine, güneş pillerinin gücü önemli ölçüde artar (Venüs bölgesinde 2 kat, Merkür bölgesinde 6 kat).

Tıpta kullanım

Güney Koreli bilim adamları bir deri altı güneş pili geliştirdiler. Kalp pili gibi vücuda yerleştirilen cihazların sorunsuz çalışmasını sağlamak için kişinin derisinin altına minyatür bir enerji kaynağı yerleştirilebilir. Böyle bir pil saçtan 15 kat daha incedir ve cilde güneş kremi sürülse bile şarj edilebilir.

verimlilik nedir

Bu nedenle, bir pilin verimliliği, yüzde olarak gösterilen, gerçekte ürettiği potansiyel miktarıdır. Bunu hesaplamak için elektrik enerjisinin gücünü güneş panellerinin yüzeyine düşen güneş enerjisinin gücüne bölmek gerekir.

Şimdi bu rakam %12 ila %25 aralığında. Pratikte ise hava ve iklim koşulları göz önüne alındığında 15'in üzerine çıkmıyor. Bunun nedeni güneş pillerinin yapıldığı malzemeler. Üretimleri için ana "hammadde" olan silikon, UV spektrumunu emme yeteneğine sahip değildir ve yalnızca kızılötesi radyasyonla çalışabilir.Ne yazık ki bu eksiklikten dolayı UV spektrumunun enerjisini boşa harcıyor ve iyi değerlendiremiyoruz.

Çeşitli faktörlerin performans üzerindeki etkisi.

Güneş modüllerinin verimliliğini artırmak, bu yönde çalışan tüm araştırmacıların başını ağrıtıyor. Bugüne kadar, bu tür cihazların verimliliği% 15 ila 25 arasındadır. Yüzde çok düşük. Güneş panelleri, kararlı çalışması birçok nedene bağlı olan son derece tuhaf bir cihazdır.

Performansı iki şekilde etkileyebilecek ana faktörler şunlardır:

• Güneş pilleri için temel malzeme. Bu konuda en zayıfı %15'e varan verimliliğe sahip polikristal güneş panelleridir. %20'ye kadar üretkenliğe sahip indiyum-galyum veya kadmiyum-tellüryum bazlı modüller umut verici olarak kabul edilebilir.
• Güneş alıcı yönü. İdeal olarak güneş panelleri, çalışma yüzeyleriyle birlikte güneşe dik açıyla bakmalıdır. Bu pozisyonda, mümkün olduğunca uzun olmalıdırlar. Modüllerin güneş alanındaki doğru konumlandırılma süresini artırmak için, daha pahalı muadillerinin cephanelerinde, yıldızın hareketini takiben pilleri döndüren bir güneş izleme cihazı bulunur.
• Tesisatların aşırı ısınması. Yüksek sıcaklıkların elektrik üretimi üzerinde olumsuz etkisi vardır, bu nedenle kurulum sırasında panellerin yeterli havalandırma ve soğutmasını sağlamak gerekir. Bu, panel ile kurulum yüzeyi arasına havalandırmalı bir boşluk takılarak elde edilir.
• Herhangi bir nesnenin oluşturduğu gölge, tüm sistemin verimliliğini önemli ölçüde bozabilir.

Tüm gereklilikleri yerine getirdikten ve mümkünse panelleri doğru konuma takarak, yüksek verimli güneş panelleri elde edebilirsiniz. Maksimum değil, yüksek. Gerçek şu ki, hesaplanan veya teorik verimlilik, ortalama gündüz saatleri ve bulutlu gün sayısı parametreleriyle laboratuvar koşullarında elde edilen bir değerdir.

Pratikte, elbette, verimlilik yüzdesi daha düşük olacaktır.

güneş almak eviniz için piller, üst performanstan ziyade alt performans limitine odaklanmak daha iyidir. Güneş enerjisi modüllerini ve işe uygun tüm bileşenleri bu şekilde seçerek kurulu tesisatın kapasitesinin yeterli olduğundan emin olabilirsiniz. Hesaplamalarda daha düşük bir performans limiti seçerek, elektrik kesintisi durumunda reasürans için satın aldığınız ek panellerin satın alınmasından tasarruf edebilirsiniz.

Gelişme beklentilerini teşvik etmek.

Bugüne kadar, güneş enerjisindeki mutlak verimlilik rekoru Amerikalı geliştiricilere aittir ve %42.8'dir. Bu değer, 2010 yılındaki bir önceki rekordan %2 daha yüksektir. Kristal silisyumdan yapılmış bir güneş pilinin geliştirilmesiyle rekor miktarda enerji elde edildi. Böyle bir çalışmanın benzersizliği, tüm ölçümlerin yalnızca çalışma koşullarında, yani laboratuvar ve sera tesislerinde değil, önerilen kurulumun gerçek yerlerinde yapılmasıdır.

Tüm aynı teknik laboratuvarların aralarında, son rekoru artırma çalışmaları durmuyor. Geliştiricilerin bir sonraki hedefi, güneş modüllerinin %50'lik verimlilik sınırıdır.İnsanlık her geçen gün güneş enerjisinin günümüzde kullanılan zararlı ve pahalı enerji kaynaklarının yerini tamamen alacağı ve hidroelektrik santraller gibi devlerle eşit olacağı ana yaklaşmaktadır.

Farklı tipteki güneş panellerinin verimliliği

Tüm modern güneş pilleri, yarı iletkenlerin fiziksel özellikleri temelinde çalışır. Fotovoltaik panellere düşen güneş ışığı fotonları, atomların dış yörüngelerinden elektronları koparır. Sonuç olarak, hareketleri başlar ve bu da bir elektrik akımının ortaya çıkmasına neden olur.

Tek paneller normal güç sağlayamaz, bu nedenle belirli miktarlarda ortak bir güneş piline bağlanırlar. Sisteme ne kadar çok fotovoltaik hücre dahil olursa, elektriğin güç çıkışı o kadar yüksek olur.

Panellerin çalışma prensibini bilerek verimliliklerini belirleyebilirsiniz. Teorik olarak, verimlilik tanımı, belirli bir panele düşen güneş ışınlarından elde edilen enerji miktarına bölünen üretilen elektrik miktarıdır. Teorik olarak, modern sistemler %25'e kadar sağlama kapasitesine sahiptir, ancak gerçekte bu rakam %15'ten fazla değildir. Çok şey, panellerin yapıldığı malzemeye bağlıdır. Örneğin, yaygın olarak kullanılan silikon, yalnızca kızılötesi ışınları emebilir ve ultraviyole ışınlarının enerjisi onun tarafından algılanmaz ve boşa harcanır.

Şu anda, yüksek verimli güneş panelleri üretmeyi mümkün kılan çok katmanlı panellerin oluşturulmasına yönelik çalışmalar devam etmektedir. Tasarımları, birkaç katmanda bulunan çeşitli malzemeleri içerir. Tüm ana enerji kuantumlarını yakalayabilecekleri şekilde seçilirler.Yani, belirli bir malzemenin her katmanı, enerji türlerinden birini emebilir.

Teorik olarak, bu tür cihazlar için verimlilik% 87'ye kadar artabilir, ancak pratikte bu tür panelleri üretme teknolojisi oldukça karmaşıktır. Ayrıca maliyetleri standart güneş enerjisi sistemlerine göre çok daha yüksektir.

Bir güneş pilinin verimliliği büyük ölçüde güneş pillerinde kullanılan silikon tipine bağlıdır. Bu malzemeye dayalı tüm paneller üç türe ayrılır:

• %10-15 verimli monokristal. En etkili olarak kabul edilirler ve fiyatları diğer cihazlardan çok daha yüksektir.
• Polikristalin oranları daha düşüktür, ancak watt başına maliyetleri çok daha düşüktür. Yüksek kaliteli malzemeler kullanıldığında, bu tür paneller bazen tek kristallere göre verimlilik açısından üstündür.
• Amorf silikon bazlı esnek ince film paneller. Üretimleri kolaydır ve düşük maliyetlidirler. Ancak bu cihazların verimi çok düşük, yaklaşık %5-6 civarındadır. Yavaş yavaş, çalışma sırasında performansları azalır, üretkenlik düşer.

profesyoneller

1. Panellerde hareketli parça ve eleman bulunmaması nedeniyle dayanıklılık arttırılmıştır. Üreticiler 25 yıllık bir hizmet ömrünü garanti eder.
2. Tüm rutin bakım ve çalıştırma kurallarına uyarsanız bu tür sistemlerin çalışması 50 yıla çıkar. Bakım oldukça basittir - fotoselleri toz, kar ve diğer doğal kirleticilerden zamanında temizleyin.
3. Panellerin satın alınması ve montajında ​​belirleyici olan sistemin sağlamlığıdır. Tüm masraflar ödendikten sonra üretilen elektrik ücretsiz olacaktır.

Bu tür sistemlerin yaygın olarak kullanılmasının önündeki en önemli engel, maliyetlerinin yüksekliğidir. Ev tipi güneş panellerinin düşük verimliliği ile, bu özel elektrik üretme yöntemine ekonomik ihtiyaç konusunda ciddi şüpheler var.

Ancak yine de, bu sistemlerin yeteneklerini makul bir şekilde değerlendirmek ve buna dayanarak beklenen getiriyi hesaplamak gerekir. Geleneksel elektriği tamamen değiştirmek mümkün olmayacak, ancak güneş enerjisi sistemlerini kullanarak tasarruf etmek oldukça mümkün.

Ek olarak, aşağıdaki gibi faydaları fark etmemek zordur:

• Medeniyetten en uzak bölgelerde elektriği almak;
• özerklik;
• Gürültüsüzlük.

Güneş enerjisinin dezavantajları

• Geniş alanları kullanma ihtiyacı;
• Güneş enerjisi santrali geceleri çalışmıyor ve akşam alacakaranlığında yeterince verimli çalışmıyorken, güç tüketiminin zirvesi tam olarak akşam saatlerinde gerçekleşiyor;
• Alınan enerjinin çevresel temizliğine rağmen, güneş pillerinin kendileri kurşun, kadmiyum, galyum, arsenik vb. Gibi toksik maddeler içerir.

Güneş enerjisi santralleri, karmaşık kurşun halojenürlerin düşük stabilitesi ve bu bileşiklerin toksisitesinin yanı sıra yüksek maliyetleri nedeniyle eleştirilmektedir. Şu anda, örneğin bizmut ve antimon bazlı güneş pilleri için kurşunsuz yarı iletkenlerin aktif gelişimi devam etmektedir.

En iyi ihtimalle yüzde 20'ye ulaşan düşük verimleri nedeniyle güneş panelleri çok ısınır. Güneş enerjisinin kalan yüzde 80'i Işık, güneş panellerini ısıtır. ortalama sıcaklık 55 °C civarında. İTİBAREN fotovoltaik hücrenin sıcaklığında bir artış 1°, verimliliği %0,5 düşer.Bu bağımlılık doğrusal değildir ve eleman sıcaklığındaki 10°'lik bir artış, verimde neredeyse iki kat bir azalmaya yol açar. Soğutucu akışkan pompalayan soğutma sistemlerinin (fanlar veya pompalar) aktif elemanları önemli miktarda enerji tüketir, periyodik bakım gerektirir ve tüm sistemin güvenilirliğini azaltır. Pasif soğutma sistemleri çok düşük performansa sahiptir ve güneş panellerini soğutma görevi ile baş edemez.

Performans hesaplama

Güneş enerjisinin kullanımı ve bu tür kavramların ekonomik rasyonalitesi, tüm sistemlerin etkinliğini belirler. güneş paneli sistemleri çeşitleri. Her şeyden önce, dönüşüm maliyetleri dikkate alınır. güneş enerjisi elektriğe dönüşüyor.

Bu tür sistemlerin ne kadar karlı ve etkili olduğu aşağıdaki gibi faktörler tarafından belirlenir:

• Güneş panelleri ve ilgili ekipmanların tipi;
• Fotosellerin verimliliği ve maliyeti;
• İklim koşulları. Farklı bölgeler farklı güneş aktivitesine sahiptir. Aynı zamanda geri ödeme süresini de etkiler.

Doğru performans nasıl seçilir

Panel satın almadan önce, bir güneş pilinin gerekli verimliliğinin ne olabileceğini bilmeniz gerekir.

Evsel tüketim seviyeniz örneğin 100 kW/ay ise (sayacına göre) güneş pillerinin de aynı miktarda üretmesi tavsiye edilir.

Buna karar verdi. Daha ileri gidelim.

Güneş istasyonunun sadece gündüz çalıştığı açıktır. Ayrıca, isim plakası gücü, açık bir gökyüzü varlığında elde edilecektir. Ek olarak, güneş ışınlarının yüzeye düşmesi koşuluyla en yüksek güce ulaşılabilir. dik açıda.

Güneşin konumu değiştikçe panelin açısı da değişir.Buna göre, geniş açılarda, güçte gözle görülür bir düşüş gözlemlenecektir. Bu sadece açık bir günde. Bulutlu havalarda 15-20 kat güç düşüşü garanti edilebilir. Küçük bir bulut veya pus bile 2-3 kat güç düşüşüne neden olur

Bu da dikkate alınmalı

Şimdi - panellerin çalışma süresi nasıl hesaplanır?

Pillerin neredeyse tam kapasitede etkin bir şekilde çalışabildiği çalışma süresi yaklaşık 7 saattir. Sabah 9:00'dan 16:00'ya kadar. Yaz aylarında, gündüz saatleri daha fazladır, ancak sabah ve akşam elektrik üretimi çok küçüktür - %20-30 arasında. Gerisi, bu %70'dir, yine gündüz, sabah 9'dan akşam 4'e kadar üretilecektir.

Böylece, panellerin 1 kW'lık bir isim plakası gücü varsa, o zaman yaz aylarında en güneşli olanıdır. günde 7 kW/h üretecek elektrik. Günün 9 ila 16 saati arasında çalışmak şartıyla. Yani, ayda 210 kWh elektrik olacak!

Bu bir panel kiti. Ve sadece 100 watt gücünde bir priz? Bir gün için 700 watt / saat verecektir. Ayda 21 kW.

Güneş panelinizin mümkün olduğunca verimli çalışmasını nasıl sağlarsınız?

Herhangi bir güneş sisteminin performansı şunlara bağlıdır:

• sıcaklık göstergeleri;
• güneş ışınlarının geliş açısı;
• yüzey durumu (her zaman temiz olmalıdır);
• hava koşulları;
• gölgenin varlığı veya yokluğu.

Güneş ışınlarının panel üzerindeki optimal gelme açısı 90 °, yani düz bir çizgidir. Eşsiz cihazlarla donatılmış güneş enerjisi sistemleri zaten var. Yıldızın uzaydaki konumunu izlemenizi sağlarlar. Güneş'in Dünya'ya göre konumu değiştiğinde, güneş sisteminin eğim açısı da değişir.

Elemanların sürekli ısıtılması da performansları üzerinde en iyi etkiye sahip değildir. Enerji dönüştürüldüğünde, ciddi kayıpları meydana gelir. Bu nedenle güneş sistemi ile monte edildiği yüzey arasında daima küçük bir boşluk bırakılmalıdır. İçinden geçen hava akımları doğal bir soğutma işlevi görecektir.

Güneş panellerinin saflığı da verimliliklerini etkileyen önemli bir faktördür. Aşırı derecede kirlenirlerse daha az ışık toplarlar, bu da verimliliklerinin düştüğü anlamına gelir.

Ayrıca, doğru kurulum büyük bir rol oynar. Sistemi monte ederken üzerine gölge düşmesine izin vermek mümkün değildir. Kurulmaları tavsiye edilen en iyi taraf güneydir.

Hava koşullarına dönersek, aynı zamanda popüler olan güneş panellerinin bulutlu havalarda çalışıp çalışmadığı sorusuna da cevap verebiliriz. Tabii ki çalışmaları devam ediyor, çünkü Güneş'ten yayılan elektromanyetik radyasyon, yılın her zamanında Dünya'ya çarpıyor. Tabii ki, panellerin performansı (COP), özellikle yılda yağmurlu ve bulutlu günlerin bol olduğu bölgelerde önemli ölçüde daha düşük olacaktır. Başka bir deyişle, elektrik üretecekler, ancak güneşli ve sıcak iklime sahip bölgelere göre çok daha küçük miktarlarda.

Güneş pillerinin verimini etkileyen faktörler

Fotosellerin yapısının özellikleri, artan sıcaklık ile panellerin performansının düşmesine neden olur.

Panelin kısmen karartılması, parazitik bir yük olarak hareket etmeye başlayan aydınlatılmamış elemandaki kayıplar nedeniyle çıkış voltajında ​​bir düşüşe neden olur. Bu dezavantaj, panelin her bir fotoseline bir baypas takılarak ortadan kaldırılabilir.Bulutlu havalarda, doğrudan güneş ışığının yokluğunda, radyasyonu konsantre etmek için mercek kullanan paneller, merceğin etkisi ortadan kalktığı için son derece verimsiz hale gelir.

Fotovoltaik panelin çalışma özelliğinden, en yüksek verimi elde etmek için yük direncinin doğru seçiminin gerekli olduğu görülebilir. Bunu yapmak için fotovoltaik paneller doğrudan yüke bağlı değildir, ancak panellerin optimum çalışmasını sağlayan bir fotovoltaik sistem yönetim kontrolörü kullanır.

Güneş pili nasıl çalışır?

Tüm modern güneş pilleri, fizikçi Alexandre Becquerel tarafından 1839'da yapılan keşif sayesinde çalışır - yarı iletkenlerin çalışma prensibi.

Üst plakadaki silikon fotoseller ısıtılırsa, silikon yarı iletken atomları serbest bırakılır. Alt plakanın atomlarını yakalamaya çalışıyorlar. Fizik yasalarına tam olarak uygun olarak, alt plakanın elektronları orijinal durumlarına dönmelidir. Bu elektronlar tek yönlü açılır - teller aracılığıyla. Depolanan enerji pillere aktarılır ve üst silikon gofrete geri döndürülür.

Hikaye

1842'de Alexandre Edmond Becquerel, ışığı elektriğe dönüştürmenin etkisini keşfetti. Charles Fritts, ışığı elektriğe dönüştürmek için selenyum kullanmaya başladı. Güneş pillerinin ilk prototipleri İtalyan fotokimyacı Giacomo Luigi Chamichan tarafından yaratıldı.

25 Mart 1948'de Bell Laboratuvarları, elektrik akımı üretmek için ilk silikon bazlı güneş pillerinin yaratıldığını duyurdu. Bu keşif üç şirket çalışanı tarafından yapıldı - Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin ve Gerald Pearson. Zaten 4 yıl sonra, 17 Mart 1958'de ABD'de güneş panelleri kullanan Avangard-1 uydusu fırlatıldı. 15 Mayıs 1958'de güneş panelleri kullanan bir uydu olan Sputnik-3 de SSCB'de fırlatıldı.

Bu ilginç: Almanya'da en yüksek dünyadaki rüzgar çiftliği

Güneş panelleri ne kadar çabuk amorti edecek?

Günümüzde güneş panellerinin maliyeti oldukça yüksektir. Panellerin verimliliğinin düşük değeri göz önüne alındığında, geri ödeme konusu çok önemlidir. Güneş enerjisiyle çalışan pillerin hizmet ömrü yaklaşık 25 yıl veya daha fazladır. Bu kadar uzun bir hizmet ömrüne neyin sebep olduğu hakkında biraz sonra konuşacağız, ancak şimdilik yukarıda dile getirilen soruyu öğreneceğiz.

Geri ödeme süresi şunlardan etkilenir:

• Seçilen ekipman türü. Tek katmanlı güneş pilleri, çok katmanlı güneş pillerine kıyasla daha düşük verimliliğe sahiptir, ancak aynı zamanda çok daha düşük bir fiyata sahiptir.
• Coğrafi konum, yani bölgenizdeki güneş ışığı ne kadar fazlaysa, kurulu modül o kadar hızlı amorti eder.
• Ekipman maliyeti. Güneş enerjisi tasarruf sistemini oluşturan elemanların satın alınması ve kurulumu için ne kadar çok para harcarsanız, geri ödeme süresi o kadar uzun olur.
• Bölgenizdeki enerji kaynaklarının maliyeti.

Güney Avrupa ülkeleri için ortalama geri ödeme süresi 1,5-2 yıl, Orta Avrupa ülkeleri için - 2,5-3,5 yıl ve Rusya'da geri ödeme süresi yaklaşık 2-5 yıldır.Yakın gelecekte, güneş panellerinin verimliliği önemli ölçüde artacaktır, bunun nedeni, verimliliği artıran ve panellerin maliyetini azaltan daha ileri teknolojilerin gelişmesidir. Ve bunun sonucunda güneş enerjisinde enerji tasarruf sisteminin kendini amorti edeceği süre de azalacaktır.

Verimliliği artıran son gelişmeler

Neredeyse her gün, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, güneş modüllerinin verimliliğini artırmak için yeni bir yöntem geliştirdiğini duyuruyor. Bunların en ilginçlerini tanıyalım. Geçen yıl Sharp, %43,5 verimliliğe sahip bir güneş pilini halka tanıttı. Enerjiyi doğrudan elemente odaklamak için bir lens takarak bu rakamı elde edebildiler.

Alman fizikçiler Sharp'ın gerisinde kalmıyorlar. Haziran 2013'te sadece 5,2 metrekare alana sahip güneş pillerini tanıttılar. mm, 4 kat yarı iletken elemandan oluşur. Bu teknoloji %44,7 verimlilik elde edilmesini sağladı. Bu durumda maksimum verim, içbükey aynanın odak noktasına yerleştirilmesiyle de elde edilir.

Ekim 2013'te Stanford'dan bilim adamlarının çalışmalarının sonuçları yayınlandı. Fotovoltaik hücrelerin performansını artırabilen yeni bir ısıya dayanıklı kompozit geliştirdiler. Verimliliğin teorik değeri yaklaşık %80'dir. Yukarıda yazdığımız gibi, silikon içeren yarı iletkenler sadece IR radyasyonunu emebilir. Dolayısıyla yeni kompozit malzemenin eylemi, yüksek frekanslı radyasyonu kızılötesine dönüştürmeyi amaçlıyor.

Sırada İngiliz bilim adamları vardı. Hücre verimliliğini %22 artırabilen bir teknoloji geliştirdiler.İnce film panellerin pürüzsüz yüzeyine alüminyum nanoçubuklar yerleştirmeyi önerdiler. Bu metal, güneş ışığını emmemesi, aksine dağıtması nedeniyle seçilmiştir. Sonuç olarak, emilen güneş enerjisi miktarı artar. Dolayısıyla güneş pili performansındaki artış.

Burada sadece ana gelişmelere yer verilmiş olup mesele bunlarla sınırlı değildir. Bilim adamları yüzde birin her onda biri için savaşıyorlar ve şimdiye kadar başarılı oluyorlar. Umalım ki yakın gelecekte güneş panellerinin verimi uygun seviyede olacaktır. Sonuçta, panelleri kullanmanın faydası maksimum olacaktır.

Makale Abdullina Regina tarafından hazırlanmıştır.

Moskova zaten sokakları ve parkları aydınlatmak için yeni teknolojiler kullanıyor, ekonomik verimliliğin orada hesaplandığını düşünüyorum:

Güneş fotosel çeşitleri ve verimlilikleri

Güneş panellerinin çalışması, yarı iletken elemanların özelliklerine dayanmaktadır. Fotovoltaik panellere düşen güneş ışığı, fotonlarla atomların dış yörüngesinden elektronları koparır. Ortaya çıkan çok sayıda elektron, kapalı bir devrede bir elektrik akımı sağlar. Normal güç için bir veya iki panel yeterli değildir. Bu nedenle, birkaç parça güneş panellerinde birleştirilir. Gerekli voltaj ve gücü elde etmek için paralel ve seri bağlanırlar. Daha fazla sayıda güneş pili, güneş enerjisini emmek ve daha fazla güç üretmek için daha büyük bir alan sağlar.

fotoseller

Verimliliği artırmanın yollarından biri de çok katmanlı panellerin oluşturulmasıdır. Bu tür yapılar, katmanlar halinde düzenlenmiş bir dizi malzemeden oluşur. Malzemelerin seçimi, farklı enerjilerin kuantumları yakalanacak şekilde gerçekleştirilir.Bir malzemeye sahip bir katman, bir tür enerjiyi emer, ikincisi ise birbirini vb. Sonuç olarak, yüksek verimli güneş panelleri oluşturmak mümkündür. Teorik olarak, bu tür sandviç paneller şunları sağlayabilir: Yüzde 87'ye varan verimlilik. Ancak bu teoride, ancak pratikte bu tür modüllerin üretimi sorunlu. Üstelik çok pahalıya geliyorlar.

Güneş sistemlerinin verimliliği, güneş pillerinde kullanılan silikon türünden de etkilenir. Silisyum atomunun üretimine bağlı olarak 3 tipe ayrılabilirler:

• monokristal;
• polikristal;
• Amorf silikon paneller.

Tek kristal silikondan yapılan güneş pilleri yüzde 10-15 arasında verimliliğe sahiptir. En verimli ve en maliyetli olanlardır. Polysilicon modelleri en ucuz watt elektriğe sahiptir. Çoğu, malzemelerin saflığına bağlıdır ve bazı durumlarda polikristal elementler, tek kristallerden daha etkili olabilir.

Amorf silikon panel