Typen zonnepanelen en efficiëntieanalyse van energieopwekking
2025-01-11
Er zijn verschillende soorten zonnepanelen vanwege de verschillende materialen en productieprocessen die de panelen samenstellen.
Fotovoltaïsche modules, ook wel zonnepanelen genoemd, zijn de belangrijkste componenten in zonnepanelen opwekking systemen. Een complete fotovoltaïsche module bestaat uit tientallen zonnecellen, doosjes voor aansluitingen en frames. Aangezien enkele zonnecellen niet direct als energiebronnen kunnen worden gebruikt, moeten ze in serie of parallel worden verbonden en strak verpakt worden in modules om als energiebron te dienen.
In dit artikel zullen we de werkingsprincipes en het rendement van verschillende soorten zonnepanelen vergelijken.
Het principe van zonne-energieopwekking is dat zonlicht op de halfgeleider p-n junctie van de fotovoltaïsche cel schijnt, waardoor nieuwe gat-elektronparen worden gevormd. Onder invloed van het elektrische veld van de p-n junctie stromen de gaten van het p-gedeelte naar het n-gedeelte, en stromen de elektronen van het n-gedeelte naar het p-gedeelte. Wanneer het circuit wordt gesloten, ontstaat er een stroom. De functie ervan is om zonne-energie om te zetten in elektrische energie en deze naar de batterij te sturen voor opslag, of om de belasting te laten werken.
Drie verschillende soorten zonnepaneeltechnologie
1.Kristallijne silicium zonneceltechnologie
Er zijn verschillen tussen monokristallijn silicium en polykristallijn silicium. Het voordeel is dat de foto-elektrische conversie-efficiëntie hoger is, de conversie-efficiëntie kan meer dan 21% bereiken, en het nadeel is dat de prijs relatief duur is. Kristallijne silicium zonneceltechnologie is de dominante technologie op de huidige markt.
2.Dunfilm zonneceltechnologie
De voordelen van dunfilm zonneceltechnologie zijn een laag materiaalverbruik en een lage verkoopprijs. Het grootste nadeel is echter dat de foto-elektrische conversie-efficiëntie slechts de helft is van die van kristallijne silicium, en de conversie-efficiëntie ligt slechts tussen de 6% en 10%, waardoor het marktaandeel altijd erg laag is geweest.
3.Nieuwe zonneceltechnologie
Nieuwe zonneceltechnologie heeft de voordelen van een hoge conversie-efficiëntie en lage kosten. Perovskiet fotovoltaïsche cellen zijn een nieuw type zonnecelproduct waarvan wordt verwacht dat ze het snelst op grote schaal geproduceerd zullen worden. De theoretische efficiëntiegrens van enkelvoudige perovskietcellen kan 33% bereiken, wat hoger is dan kristallijne siliciumcellen en dunfilmcellen. Het grootste nadeel van perovskiet fotovoltaïsche cellen is echter dat de efficiëntieafname relatief ernstig is. Totdat de technologie voor efficiëntieafname is opgelost, zullen ze niet op grote schaal worden gebruikt.
Zonnepanelen: Polykristallijn en Monokristallijn Silicium
Volgens de verschillende materialen kunnen zonnepanelen in twee verschillende typen worden onderverdeeld: polykristallijn silicium en monokristallijn silicium.
1. Polykristallijn silicium fotovoltaïsche modules
Fotovoltaïsche modules die zijn gemaakt van polykristallijne siliciumschijven. Polykristallijn silicium wordt vervaardigd met behulp van polykristallijne siliciumblokmaterialen via een gietproces (vierkante siliciumstaven).
2. Monokristallijn silicium fotovoltaïsche modules
Fotovoltaïsche modules gemaakt van monokristallijne siliciumschijven
Monokristallijn silicium wordt vervaardigd met behulp van polykristallijne siliciumblokmaterialen via het staaftrekproces (ronde siliciumstaven).
Monokristallijn silicium wordt vervaardigd met behulp van polykristallijne siliciumblokmaterialen via het staaftrekproces (ronde siliciumstaven).
Er zijn twee soorten zonnepanelen: P-type en N-type
1.P-type fotovoltaïsche modules
Fotovoltaïsche modules die zijn geassembleerd met P-type zonnecellen. P-type zonnecellen zijn siliciumschijven die tijdens het cel-dopingsproces zijn geïnfiltreerd met het driewaardige element "boor", en het element "gallium" kan ook worden toegevoegd. De conversiesnelheid van P-type fotovoltaïsche modules die in 2023 op grote schaal zijn geproduceerd, ligt tussen de 21,1% en 21,5%.
2. N-type fotovoltaïsche modules
Fotovoltaïsche modules geassembleerd met N-type zonnecellen
N-type zonnecellen zijn siliciumschijven die tijdens het cel-dopingsproces zijn geïnfiltreerd met het pentavalente element "fosfor", en het element "arsenic" kan ook worden toegevoegd. N-type cellen zijn in 2023 op grote schaal geproduceerd, en de conversiesnelheid van fotovoltaïsche modules ligt tussen de 22,1% en 22,5%.
N-type zonnecellen zijn siliciumschijven die tijdens het cel-dopingsproces zijn geïnfiltreerd met het pentavalente element "fosfor", en het element "arsenic" kan ook worden toegevoegd. N-type cellen zijn in 2023 op grote schaal geproduceerd, en de conversiesnelheid van fotovoltaïsche modules ligt tussen de 22,1% en 22,5%.
Soorten zonnepanelen met verschillende structurele processen
1. Half-cel structuurproces
Een cel wordt in twee stukken gesneden en vervolgens geassembleerd tot een fotovoltaïsche module.
2. Shingled structuurproces
Snijd een zonnecel in vijf tot zes lange strips, en gebruik vervolgens geleidende lijm om de randen van meerdere kleine zonnecellen te overlappen en in een fotovoltaïsche module te monteren.
3. Flexibele moduletechnologie
Flexibele modules worden ook wel lichte modules genoemd.
Fotovoltaïsche modules kunnen worden opgevouwen, wat bijzonder geschikt is voor installatie op gebogen daken. Een oplossing is het gebruik van flexibele panelen in plaats van glazen panelen op basis van de shingled fotovoltaïsche module technologie. Een andere oplossing is het gebruik van dunne-film batterijen om flexibele fotovoltaïsche modules te maken.
Fotovoltaïsche modules kunnen worden opgevouwen, wat bijzonder geschikt is voor installatie op gebogen daken. Een oplossing is het gebruik van flexibele panelen in plaats van glazen panelen op basis van de shingled fotovoltaïsche module technologie. Een andere oplossing is het gebruik van dunne-film batterijen om flexibele fotovoltaïsche modules te maken.
Verschillende types van zonnepaneelcelgrootte classificatie
(I) Introductie van 182-size en 210-size cellen
1.182 fotovoltaïsche module line-up fabrikanten:
Fotovoltaïsche modules met een enkele celgrootte van 182 (182mm*182mm).
2. 210 fotovoltaïsche module line-up fabrikanten:
Dat wil zeggen, fotovoltaïsche modules met een enkele celgrootte van 210 (210mm*210mm).
(II) Rechthoekige fotovoltaïsche modulegrootte en celintroductie
1. Rechthoekige fotovoltaïsche modulegrootte:
Op 7 juli 2023 bereikten 9 fotovoltaïsche modulefabrikanten een consensus om de rechthoekige fotovoltaïsche modulegrootte te uniformeren naar 2382mm*1134mm.
2. Rechthoekige zonnecelgrootte:
Op 8 augustus 2023 bereikten 6 fotovoltaïsche modulefabrikanten een consensus om de rechthoekige zonnecelgrootte te uniformeren naar 182,2mm*191,6mm.
Vergelijking van technische routes van P-type fotovoltaïsche modules en N-type fotovoltaïsche modules
(I) Technische route van P-type cel
1.BSF
BSF-technologie is aluminium achterveld batterij, aluminium achterveld passivatie technologie, met een conversie-efficiëntie van minder dan 20%. In 2015 was het de mainstream batterijtechnologie in de fotovoltaïsche industrie en had het 90% van de markt in handen. Vanwege de lage conversiesnelheid is het nu vrijwel geëlimineerd.
2.PERC
PERC-technologie is emitter passivatie en achtercontact technologie. De conversie-efficiëntie ligt rond de 23%. Het is momenteel de mainstream technologie en heeft het grootste marktaandeel. Bijna alle P-type fotovoltaïsche modules gebruiken PERC-technologie, met een werkelijke conversiesnelheid van meer dan 21%. In 2020 maakten PERC-cellen meer dan 85% van de wereldwijde markt uit, en momenteel is bifaciale PERC de belangrijkste technologie.
(II) N-type celtechnologieroute
1. IBC volledige achter-elektrodencontactcel
De conversie-efficiëntie van IBC-cellen is jaar na jaar gestegen, de gemiddelde conversie-efficiëntie van massaproductie van cellen is 24,5%, en de theoretische bovenlimiet van de conversie-efficiëntie is 26,2%.
2.HJT heterojunctiecel
HJT heterojunctiecel, intrinsieke dunne film heterojunctieceltechnologie, het basisprincipe is het gebruik van kristallijne silicium zonnecellen als basislaag en vervolgens dunne filmzonneceltechnologie te stapelen. De grote classificatie behoort nog steeds tot de N-type componenttechnologieroute. Er zijn twee soorten heterojunctiecellen, HJT en HIT. De gemiddelde conversie-efficiëntie van massaproductie van cellen is 24,73%, en de theoretische bovenlimiet van de conversie-efficiëntie is 27,5%.
3. TNC passivatiecontactcel
De huidige massaproductie conversie-efficiëntie van TNC-cellen is meer dan 25,1%.
4.TOPCon oxide-laag passivatiecontactceltechnologie
TOPCon oxide-laag passivatiecontactceltechnologie, de hoogste massaproductie-efficiëntie overschrijdt 25%, en de theoretische bovenlimiet van de conversie-efficiëntie is 28,7%.
(III) Welke heeft betere ontwikkelingsvooruitzichten, P-type of N-type fotovoltaïsche modules?
1.N-type fotovoltaïsche modules
De theoretische limiet efficiëntie van N-type TOPCon cellen is 28,7%, en de conversie-efficiëntie van massaproductie N-type fotovoltaïsche modules op de markt ligt tussen de 22,1% en 22,5%. Er is nog veel ruimte voor verbetering in toekomstige technologieën.
2.P-type fotovoltaïsche modules
De theoretische limiet efficiëntie van P-type PERC cellen is 24,5%, en de conversie-efficiëntie van massaproductie P-type fotovoltaïsche modules ligt tussen de 21,1% en 21,5%. De technologische ontwikkelingsruimte nadert de bottleneck, en er is weinig ruimte voor verdere technische verbetering.
Volgens de nieuwste investerings- en technologie trends van verschillende celproducenten, richt P-type zich voornamelijk op PERC-technologie, terwijl N-type vier of vijf celtechnologieën in ontwikkeling heeft. Hoewel de output van N-type fotovoltaïsche modules laag is en de prijs hoog, zal N-type op de lange termijn de marktaandelen van P-type fotovoltaïsche modules overtreffen. Verwacht wordt dat N-type fotovoltaïsche modules na 2025 de belangrijkste fotovoltaïsche moduleproducten zullen worden.
Modulaire industriële en commerciële energieopslagsysteem
Inleiding tot de meest uitgebreide energieopslagoplossingen
Gerelateerd artikel
