Каковы компоненты солнечных фотоэлектрических систем на крыше?

Исходя из глобальных целей углеродной нейтральности, солнечная фотоэлектрическая система (PV) на крыше установок продолжает расти. Согласно данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), в 120 году глобальные распределенные фотоэлектрические установки достигли 2023 ГВт, из которых более 58% были установлены на крышах жилых домов. Эти интегрированные системы генерации, хранения и потребления электроэнергии революционизируют энергетический сектор благодаря своим базовым строительным блокам и технологиям. Итак, что же на самом деле представляет собой солнечная фотоэлектрическая система на крыше? Давайте выясним это подробно.

Основные компоненты фотоэлектрических систем на крыше

1.Фотоэлектрические модули

Являясь центральным ядром системы, фотоэлектрические модули прошли через три поколения развития технологий:

Модули из кристаллического кремния первого поколения

Монокристаллический PERC (пассивированный эмиттер и тыловой элемент): КПД массового производства составляет от 22.5% до 24.8%.

Поликристаллический кремний: КПД составляет от 17% до 19.6%, а стоимость составляет приблизительно 0.3 йены за ватт.

Тонкопленочные модули второго поколения

CIGS (селенид меди, индия, галлия): отличается гибкостью, что делает его пригодным для применения в зданиях, например, в фасадах.

Перовскит: эффективность лабораторных исследований превысила 33.7%, что демонстрирует значительный потенциал для будущей коммерциализации.

Композитные технологии третьего поколения

Ячейки HJT (гетеропереходные): имеют двусторонний коэффициент 95% и годовую скорость деградации менее 0.25%.

Модули TOPCon (контакт с туннельным оксидным пассивированием): обеспечивают выходную мощность массового производства, превышающую 700 Вт и более, снижая приведенную стоимость энергии (LCOE) на 12%.

Прорывы в области инкапсуляции

Модули с двойным стеклом: обеспечивают в три раза большую устойчивость к атмосферным воздействиям по сравнению с обычными модулями, что продлевает срок их службы до 35 лет.

Интеллектуальные модули: интегрированные с микросхемами оптимизации, эти модули повышают выработку электроэнергии одной панелью до 20%.

2.Инверторы

Инверторные технологии развиваются в трех основных направлениях:

3.Системы хранения энергии (опционально)

Для автономных фотоэлектрических систем на крыше хранение энергии позволяет использовать электроэнергию в ночное время. Распространенные типы батарей включают:

Архитектура системы и управление энергопотреблением

1.Сравнение трех типов систем

2.Интеллектуальные системы управления

Аппаратный уровень

Датчики окружающей среды: постоянно контролируют освещенность, температуру окружающей среды и скорость ветра.

Маршрутизаторы питания: управляют балансировкой мощности в микросетях постоянного тока для обеспечения стабильной работы.

Программный уровень

Алгоритмы хранения и распределения энергии: разумное распределение накопленной энергии для максимальной эффективности использования.

Платформы мониторинга и аналитики в реальном времени: обеспечивают комплексную информацию о производительности системы, позволяя проводить упреждающее обслуживание.

Интерфейсы удаленного управления: позволяют управлять системами через облачные интерфейсы или мобильные приложения.

Монтажные конструкции и аксессуары

1.Монтажные стойки

Монтажные стойки имеют решающее значение для надежного крепления фотоэлектрических панелей к крышам. Они требуют высокой механической прочности и коррозионной стойкости, чтобы выдерживать суровые погодные условия. Регулируемые крепления подходят для различных типов крыш (например, наклонных, плоских) и ориентаций и максимизируют углы наклона панелей для максимального захвата солнечного излучения.

2.Кабели и герметики

Кабели: прочные, устойчивые к ультрафиолетовому излучению кабели обеспечивают эффективную передачу энергии между компонентами с низкими потерями энергии.

Герметики: Эластомерные водонепроницаемые герметики заполняют пространство между рамой модуля и поверхностью стекла и исключают попадание влаги, продлевая срок службы модуля.

Дополнительные компоненты

1. Устройства молниезащиты

Они предназначены для защиты систем от скачков напряжения, вызванных ударами молнии, а также предотвращают повреждение оборудования и риск возникновения пожара.

2. Оборудование для защиты цепи

Автоматические выключатели: автоматически отключают питание при перегрузках или коротких замыканиях.

Реле: обесточивают неисправные цепи для защиты системы и конечных пользователей.

Системы мониторинга производительности

Регистраторы данных: непрерывная запись таких параметров, как напряжение, ток и выходная энергия.

Программное обеспечение для обнаружения неисправностей: используйте алгоритмы на основе машинного обучения для выявления аномалий (например, ухудшения качества панели, проблем с затенением) в режиме реального времени.

От монокристаллических кремниевых панелей до интеллектуальных микросетей — фотоэлектрические установки на крышах домов трансформируются из автономных «генераторов энергии» в интегрированные «энергетические концентраторы». По мере совершенствования технологий — будь то коммерциализация перовскитов, управление энергией на основе искусственного интеллекта или экономия за счет масштаба в литий-ионных аккумуляторах — солнечные батареи на крышах домов должны стать повсеместным «зеленым активом» для предприятий и потребителей, обеспечивая как экологическую устойчивость, так и долгосрочную экономическую отдачу.