Сонячна панель — тип збірних панелей для поглинання енергії сонячних променів та її перетворення у електричну чи теплову.

Установка з 24 сонячних батарей у сільській місцевості Монголії

Фотовольтичний модуль — загорнута і електрично з'єднана збірка фотоелектричних комірок (типово 6х10, 6х12), які об'єднані у фотовольтичну систему для генерації та накопичення електроенергії. Вихідна потужність кожного модуля за стандартних умов використання знаходиться в межах від 100 до 650 Вт.

Зазвичай до складу фотовольтичної системи входять панель або група панелей, інвертор, а також деколи акумулятор і сонячний трекер.

Вартість сонячної енергії разом з вартістю акумуляторів стрімко знижується, що сприяє широкому застосуванню таких комплексів у промисловості та індивідуальними споживачами. За досягнення мережевого паритету вартість цієї електроенергії стане нижчою від енергії з традиційних невідновлювальних джерел.

Переваги та вадиРедагувати

 
Сонячні панелі або фотоелектричні модулі, складаються з окремих фотоелектричних елементів. Ця кристалічна кремній-панель має алюмінієві рами і скло на передній стороні.

Переваги сонячної батареї:[1]

  • невелика маса і габарити;
  • невисока вартість у порівнянні, наприклад, з паливними елементами;
  • простота конструкції;
  • тривалий термін експлуатації.

Вади:[1]

  • неможливість видавати вночі таку ж вихідну потужність, як вдень, що вимагає використання акумулятора або іоністора, який заряджався б вдень ​​для підтримки роботи навантаження в темряві;
  • різка залежність вихідної потужності від кута падіння променів на світлочутливу поверхню, що змушує використовувати автоматичні системи орієнтування в просторі;
  • неможливість отримати потужність з квадратного метра сонячної батареї більше 0,1 кВт, використовуючи дешеві матеріали;
  • швидка деградація фотоелементів в умовах підвищеного радіаційного фону і проникаючої радіації.

ККД сонячних батарей, складених з кремнієвих фотодіодів і випускаються для широкого вжитку, зазвичай досягає до 20 %[2].

У спеціалізованих сонячних батарей, фотодіоди яких виконані з арсеніду галію, ККД досягає 22.6 %.[2] Сонячні батареї з фотодіодів на основі сульфату кадмію, що випускаються у вигляді тонких гнучких плівок, призначені для електроживлення апаратури космічних станцій і супутників.

При збільшенні температури навколишнього середовища вихідна напруга сонячної батареї падає за лінійним законом.[1]

ЦіниРедагувати

Ціни на сонячні панелі (із розрахунку USD/Вт), так і на саму енергію, яка генерується сонячними панелями, стрімко зменшуються, як за рахунок покращення ККД сонячних панелей, так і за рахунок автоматизації та збільшення виробництва. Темпи здешевшання значно випередили прогнози, які надавались у 2010 роках. На початок 2021 року, вартість сонячної електроенергії вже впевнено конкурує навіть з електроенергією вироблену атомними станціями[3].


Вартість моно-кристалічних сонячних панелей впала майже до рівня полі-кристалічних, і сегмент полі-кристалічних сонячних панелей майже повністю закривається, активно розвивається сегмент двосторонніх сонячних панелей, ціни на які так само постійно знижуються[4].

На жаль, в Україні спостерігається певне здорожчання сонячних панелей, в супереч світовим тенденціям. Це викликано як відміною пільги на ПДВ[5] у 2020р, так і певними логістичними проблемами у 2021р.

ВиробникиРедагувати

Китайскі компанії займають лідуючі позиції у виробництві сонячних панелей.

ТОП 5 найбільших виробників станом на кінець 2020 р.[6]

  1. LONGi
  2. Jinko
  3. Trina Solar
  4. JA Solar
  5. Canadian Solar

Останнім часом, рейтинги за потужністю виробництва та входження до переліку Tier1 почли втрачати свою актуальність, тому були розроблені альтернативні рейтинги, які більш комплексно враховують виробника сонячних панелей, як по фінансовим, так і якісним характеристикам[7].

ЗастосуванняРедагувати

В Данії за рахунок сонячної енергії, яка, в основному, використовується для вироблення тепла в приватному секторі, покривається від 1/3 до 3/4 потреби в кожному житловому будинку, а ціна на електроенергію регулюється Міністерством енергетики, і, станом на 2005 рік, становила за курсом до російського рубля 11руб./кВт-г.[8] У Німеччині до 70 % витрат на «соляризацію» будинків компенсує держава.[9] Крім того, державою купується електрика у власників «сонячних дахів» за цінами, що значно перевищують ринкові: коли вдень будинок виробляє енергії багато, а споживає мало, її надлишки йдуть в міську мережу і господар отримує 80 центів за кожен зданий кВт год, вночі ж він сам купує електрику в тій же самій мережі, але вже по 20 центів за кВт год.[9] У країні обладнують сонячними елементами по 0,5 млн квадратних метрів дахів в рік.[9]


Починаючи з 2015р, після прийняття закону про "Зелений тариф", почався бурхливий розвиток як приватних, так і промислових СЕС. Станом на початок 2021р. майже 30 000 родин встановили приватні СЕС в Україні[10].

Цікаві фактиРедагувати

  • Панелі сонячних батарей було встановлено на третьому радянському супутнику, виведеному на орбіту 15 травня 1958 року.[11]
  • У межах перегонів Microtransat Challenge влітку 2018 року було встановлено рекорд: вітрильник на сонячних батареях перетнув Атлантичний океан. За 2,5 місяця безпілотний човен довжиною 2,4 м проплив Північною Атлантикою і успішно дійшов до місця призначення. Старт відбувався у Ньюфауленді, завданням суден було добратись до берегів Ірландії. Від початку змагань у 2010 році відбулось уже 20 стартів і тільки норвезький зразок, човен SB Met, зміг обійти усі перешкоди відкритих вод. Це досягнення доводить можливість існування безпілотних кораблів на рівні з безпілотними авто.[12]

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. а б в Москатов Е. А. Источники питания. — Киев.: «МК-Пресс», СПб.: «КОРОНА-ВЕК», 2011.—208 с, ил. ISBN 978-5-7931-0846-1 («КОРОНА-ВЕК») ISBN 978-966-8806-71-1 («МК-Пресс»)
  2. а б Solar Panel Efficiency (Eng). 
  3. Solar’s Future. 
  4. Evolution of solar PV module cost by data source, 1970-2020 – Charts – Data & Statistics. IEA (en-GB). Процитовано 2021-02-28. 
  5. внесення змін до Податкового кодексу України. 
  6. Tier 1 Solar Panels List 2020 (Eng). 
  7. GreenPowerTalk. GreenPowerTalk.com.ua. 
  8. Промышленное производство молока и свинины в Дании / В. П. Коваленко, И. Г. Лысых / Краснодар, «Советская Кубань», 2005, 354с. (Учебники и учебн. пособия для студентов высш. учебн. заведений)
  9. а б в Проблемы и перспективы развития сотрудничества между странами Юго-Восточной Европы в рамках Черноморского экономического сотрудничества и ГУАМ.- Сборник научных трудов. — Ливадия-Донецк: ДонНУ, 2007. — 766 с. ISSN 1990-9187
  10. Агентство Держенергоефективності. 
  11. Мачулін В., Литовченко В., Стріха М. Сонячна енергетика: порядок денний для світу й України[недоступне посилання з червня 2019] // Вісник Національної академії наук України. Загальнонауковий та громадсько-політичний журнал[недоступне посилання з травня 2019]. — 2011, № 5[недоступне посилання з червня 2019]
  12. Човен на сонячній батареї вперше перетнув Атлантичний океан. Tokar.ua (uk-UA). 2018-09-14. Процитовано 2018-09-21.