Introducción
Una célula solar es un dispositivo fotovoltaico semiconductor que utiliza el efecto fotovoltaico para convertir sistema de energía solar directamente a la electricidad. Es principalmente un dispositivo fotovoltaico fabricado utilizando el principio de unión PN de semiconductores, y puede convertir la energía solar en su superficie en energía eléctrica bajo irradiación solar, y la eficiencia de conversión es alta, por lo que se llama célula solar.
Cómo funcionan las células solares
La energía solar es un tipo de energía radiante, el uso de la generación de energía solar debe convertirse en energía eléctrica, lo cual debe ser con la ayuda de convertidores de energía. Hay dos formas de generar energía solar, una es el método de conversión de luz-calor-electricidad y la otra es la conversión directa de luz-electricidad.
① Método de conversión de luz – calor – electricidad mediante el uso de radiación solar para generar electricidad, generalmente mediante el colector solar, que será absorbida por la energía térmica convertida en vapor y luego impulsará el generador de turbina para generar electricidad.
② El método de conversión fotoeléctrica directa que utiliza el efecto fotoeléctrico convertirá directamente la energía de la radiación solar en electricidad y luz; el dispositivo básico es la conversión de células solares.
¿Cómo está hoy el mercado de células solares?
Una célula solar es un dispositivo que utiliza energía luminosa para convertirla en electricidad y tiene una amplia gama de perspectivas de aplicación. Actualmente, las células solares se utilizan en una amplia gama de aplicaciones domésticas e industriales, incluidas sistemas solares para balcones, Almacenamiento de energía industrial comercial.
El uso de células solares es cada vez más común, principalmente gracias a los siguientes factores:
1. Energía renovable: la energía solar es una fuente de energía limpia y respetuosa con el medio ambiente ya que no produce gases de efecto invernadero ni contaminantes del aire en comparación con los combustibles fósiles tradicionales.
2. Reducción de costos: con el avance de la tecnología y el efecto de escala, el costo de fabricación de las células solares continúa disminuyendo.
3. Apoyo político: el estado ha introducido medidas políticas para fomentar el desarrollo de energías renovables, como políticas de subsidios e incentivos fiscales. Este apoyo político a la industria solar proporciona un entorno favorable para el desarrollo.
Tipos de batería solar
Batería de ácido sólido
Las baterías de plomo-ácido han sido un pilar de la industria del almacenamiento de energía durante décadas, conocidas por su confiabilidad y rentabilidad. Hay dos tipos principales de baterías de plomo-ácido: baterías de plomo-ácido inundadas y baterías de plomo-ácido selladas.
Las baterías de plomo-ácido inundadas requieren un mantenimiento regular para comprobar los niveles de agua y garantizar un rendimiento óptimo. Por otro lado, las baterías selladas de plomo-ácido, incluidas las de estera de vidrio absorbente (AGM) y las baterías de gel, son opciones libres de mantenimiento que ofrecen mayor seguridad y versatilidad.
Ion litio-fosfato de hierro (LiFePO4) y óxido de cobalto-níquel (NMC)
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Sistema de almacenamiento de energía todo en unoContenedor del sistema de almacenamiento de energía de batería | BESS
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Sistema de almacenamiento de energía todo en uno
665 voltios de batería del sistema de almacenamiento de energía ESS Lifepo4 batería de baterías solares
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Sistema de almacenamiento de energía todo en uno
sistema de almacenamiento de energía de la batería de litio de la batería del estante del servidor de la batería de 48V 400Ah 20KW LiFePO4
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Sistema de almacenamiento de energía todo en uno
Batería de litio LiFePO5 de 5Kw 4Kwh Batería Powerwall inversor todo en uno - KHLiTech ESS
Las baterías de iones de litio han ganado popularidad en los últimos años debido a su mayor densidad de energía, mayor vida útil y menor peso que las baterías de plomo-ácido convencionales. Entre las variantes de iones de litio adecuadas para aplicaciones solares, las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) son conocidas por su excelente estabilidad térmica y características de seguridad. Otra variante digna de mención es la batería de litio de óxido de cobalto, manganeso y níquel (NMC), que equilibra la alta densidad de energía con la capacidad de potencia y es ideal para aplicaciones solares exigentes.
Batería de flujo de fluido
Las baterías de flujo de fluido son un enfoque innovador para el almacenamiento de energía y ofrecen ventajas únicas como escalabilidad y un ciclo de vida prolongado. Lo que hace que las baterías de flujo redox de vanadio se destaquen en este campo es su capacidad de desacoplar potencia y energía, lo que permite flexibilidad para personalizarlas según los requisitos de un sistema solar específico. Las celdas de flujo líquido destacan en aplicaciones que requieren largos tiempos de almacenamiento o descargas profundas frecuentes, lo que las hace ideales para instalaciones solares conectadas a la red diseñadas para una máxima eficiencia.
¿Cómo elegir las mejores células solares para tus necesidades?
Capacidad y Voltaje
Elegir la batería solar adecuada requiere considerar los requisitos de capacidad y voltaje de un sistema solar en particular. La capacidad generalmente se mide en kilovatios-hora (kWh) e indica cuánta energía puede almacenar la batería. La capacidad de la batería debe coincidir con sus patrones de consumo de energía para garantizar un suministro de energía confiable.
También es fundamental evaluar los requisitos de voltaje para la compatibilidad del panel solar y el inversor. Las clasificaciones de voltaje adecuadas garantizan una transferencia de energía eficiente entre los componentes y optimizan el rendimiento del sistema.
Ciclo de vida y garantía
El ciclo de vida es el número de ciclos de carga/descarga que puede realizar una célula solar manteniendo su nivel de rendimiento a lo largo del tiempo. Cuanto más largo sea el ciclo de vida, mejor será la durabilidad y la rentabilidad a largo plazo. Al elegir una batería solar, es importante consultar las instrucciones del fabricante para conocer las expectativas del ciclo de vida según el uso típico.
También es fundamental considerar los términos de la garantía, que garantizan que la batería no fallará prematuramente ni se deteriorará significativamente durante un período específico. Elegir una batería con garantía extendida brinda tranquilidad y valor agregado en términos de confiabilidad a largo plazo.
Profundidad de descarga (DoD)
La profundidad de descarga (DoD) es un factor clave a la hora de elegir una célula solar, ya que determina cuánta energía almacenada se puede utilizar antes de que sea necesario recargarla. Cuanto mayor sea el porcentaje de profundidad de descarga, más energía estará disponible para la batería, pero puede afectar la vida útil de la batería.
Se recomienda lograr un equilibrio entre maximizar la capacidad disponible y preservar la vida útil de la batería seleccionando un nivel DoD que sea consistente con sus patrones diarios de consumo de energía. Comprender y adaptar el Departamento de Defensa a sus necesidades específicas le ayudará a prolongar la vida útil de su batería.
Colocación y ventilación adecuadas
Las células solares deben colocarse en un área bien ventilada para evitar el sobrecalentamiento, lo que puede reducir su eficiencia y vida útil. Lo ideal es que las células solares se instalen en un lugar fresco y seco, lejos de la luz solar directa y de temperaturas extremas.
Una ventilación adecuada es fundamental para expulsar el calor generado durante el proceso de carga y descarga. Una ubicación adecuada no sólo garantiza un rendimiento óptimo, sino que también minimiza el riesgo de incendio por sobrecalentamiento.
Inspección y limpieza regulares
Las inspecciones de rutina de su sistema de células solares son esenciales para la detección temprana de problemas potenciales y para garantizar un funcionamiento ininterrumpido. Verifique periódicamente si hay signos de daño físico, fugas o comportamiento inusual, como sobrecalentamiento durante la carga. La limpieza también es fundamental; asegúrese de que ninguna corrosión o acumulación de suciedad en los terminales de la batería pueda impedir el contacto eléctrico adecuado.
Ventajas de las baterías de paneles solares
Ahorrarás dinero
Los paneles solares pueden reducir significativamente las facturas de electricidad. Una vez instalada, la electricidad generada por los paneles solares durante el día se puede utilizar directamente para satisfacer las necesidades eléctricas de su hogar o negocio, reduciendo la necesidad de comprar electricidad de la red. Con el tiempo, la cantidad de dinero ahorrada en las facturas de electricidad puede cubrir el costo de instalación del sistema solar e incluso generar un retorno financiero.
Ahorro de Energía
La energía solar es un recurso natural prácticamente infinito y el uso de paneles solares para convertir la energía solar en electricidad ayuda a reducir la dependencia de fuentes de energía tradicionales como los combustibles fósiles. Esto no sólo reduce la presión sobre los recursos finitos de la Tierra sino que también ayuda a reducir el consumo general de energía.
Going Green
La electricidad generada por paneles solares es completamente limpia y no produce gases de efecto invernadero ni otros contaminantes. Esto es extremadamente importante para mitigar el cambio climático, mejorar la calidad del aire y proteger el medio ambiente. Al optar por la energía solar, las personas y las empresas pueden reducir su huella de carbono y contribuir a un futuro más ecológico y sostenible.
No se ve afectado por fallos de red
Con paneles solares instalados, una casa o negocio puede continuar funcionando incluso en caso de un corte de energía con la energía almacenada en células solares. Esto es especialmente importante en áreas que enfrentan frecuentes cortes de energía.
¿Qué opción de almacenamiento solar elegir?
Sistemas de energía acoplados en CC
La energía CC de los módulos fotovoltaicos se almacena, a través de un controlador, en un banco de baterías, y la red también puede cargar la batería a través de un convertidor CC-CA bidireccional. El punto de acumulación de energía está en el terminal de la batería de CC.
El principio de funcionamiento del acoplamiento de CC: cuando el sistema fotovoltaico está en funcionamiento, la batería se carga a través del controlador MPPT; cuando hay una demanda de la carga eléctrica, la batería liberará la energía y la carga establece la corriente. El sistema de almacenamiento está conectado a la red; si la carga es pequeña y la batería está llena, el sistema fotovoltaico puede suministrar energía a la red. Cuando la potencia de carga es mayor que la potencia fotovoltaica, la red y el sistema fotovoltaico pueden suministrar energía a la carga al mismo tiempo. Debido a que ni la potencia fotovoltaica ni la potencia de carga son estables, depende de la batería para equilibrar la energía del sistema.
Sistemas de energía acoplados a CA
En el acoplamiento de CA, como se muestra en la figura siguiente, la energía de CC de los módulos fotovoltaicos se convierte en energía de CA a través de un inversor, que se alimenta directamente a la carga o a la red, que también se puede cargar a la batería a través de un bi- Convertidor bidireccional DC-AC direccional. El punto de acumulación de energía está en el extremo AC.
El principio de funcionamiento del acoplamiento de CA: contiene un sistema de suministro de energía fotovoltaica y un sistema de suministro de energía por batería. El sistema fotovoltaico consta de un conjunto fotovoltaico y un inversor conectado a la red; El sistema de baterías consta de un banco de baterías y un inversor bidireccional. Estos dos sistemas pueden funcionar de forma independiente sin interferir entre sí o pueden separarse de la red para formar un sistema de microrred.
Pros y contras
(1) Analizado desde el punto de vista del costo, el acoplamiento de CC y el acoplamiento de CA son diferentes en la configuración del sistema de almacenamiento de energía solar. Un sistema acoplado a CC generalmente incluye un controlador, un inversor bidireccional y un interruptor de conmutación, mientras que un sistema acoplado a CA involucra un inversor conectado a la red, un inversor bidireccional y un gabinete de distribución de energía. Considerando el menor costo del controlador en comparación con el inversor conectado a la red, y el interruptor de conmutación es más económico que el gabinete de distribución, el programa acoplado en CC tiene más ventajas en costos de equipo e instalación, especialmente cuando el programa acoplado en CC adopta el Máquina todo en uno con control integrado e inversor, su ventaja de costos es más obvia.
(2) En términos de aplicabilidad, los sistemas acoplados en CC y en CA tienen sus propias características. En el sistema acoplado a CC, el controlador, la batería y el inversor están conectados más estrechamente para formar una conexión en serie, lo que hace que el sistema sea menos flexible, pero para el sistema fuera de la red recién construido, es posible personalizar el diseño de acuerdo con las La potencia de carga específica del usuario y la demanda de energía, que es más aplicable. Sin embargo, los sistemas acoplados en CC generalmente son adecuados para sistemas pequeños de 500 kW o menos. Por el contrario, los sistemas acoplados a CA ofrecen una mayor flexibilidad debido a la conexión en paralelo del inversor conectado a la red, las baterías y el inversor bidireccional. Para los casos en los que ya hay un sistema fotovoltaico instalado y se desea agregar un sistema de almacenamiento, el acoplamiento de CA sería más apropiado ya que permite adiciones posteriores de baterías e inversores bidireccionales sin afectar la configuración del sistema fotovoltaico existente.
(3) Los sistemas acoplados en CC y en CA tienen ventajas y desventajas en términos de comparaciones de eficiencia. Si el consumo de electricidad diurno del usuario es mayor que el consumo de electricidad nocturno, el sistema acoplado a CA es más apropiado porque los módulos fotovoltaicos pueden suministrarse directamente a la carga a través del inversor conectado a la red, lo que resulta en una eficiencia de más del 96%. Por otro lado, para los usuarios que utilizan menos electricidad durante el día y más durante la noche, un sistema acoplado a CC es más favorable porque la energía fotovoltaica se puede almacenar directamente en la batería a través del controlador, lo que da como resultado una eficiencia de aproximadamente el 95 %. o más. En este caso, los sistemas acoplados a CA requieren dos conversiones de energía: la energía CC generada por el sistema fotovoltaico se convierte primero en energía CA y luego se vuelve a convertir en energía CC para su almacenamiento a través de un inversor bidireccional, lo que da como resultado una eficiencia menor de alrededor del 90 %.
¿Cuánto cuestan las células solares?
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Tipo de Propiedad
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Tamaño
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costos
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|---|---|---|
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plomo-ácido
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Baterías comunes de coches eléctricos o baterías de arranque
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$ 250 / kWh
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Li-ion
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Grupo 24- Grupo 27
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$ 800 / kWh
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Batería de flujo
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Es un contenedor grande.
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$350/kWh
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Marcas de baterías solares
En Keheng, un fabricante líder de baterías de iones de litio en China, entendemos que existen muchas marcas excelentes de células solares en el mercado. Estas marcas incluyen, entre otras, SunPower, LG, Panasonic, Canadian Solar, Trina Solar, Jinko Solar, Tesla y muchas más. Cada marca tiene sus fortalezas y características únicas, lo que brinda a los consumidores de todo el mundo una gran variedad de opciones.
Sin embargo, en este mercado altamente competitivo, nosotros, Keheng, seguimos comprometidos a proporcionar a nuestros clientes baterías y paquetes de baterías de iones de litio de la más alta calidad, centrándonos en la innovación y la calidad. Nuestras instalaciones de fabricación incluyen una fábrica de baterías dedicada y una instalación de paquetes de baterías, lo que nos permite ofrecer una amplia gama de soluciones de energía de baterías para una variedad de proyectos.
Nuestros productos han recibido numerosas certificaciones como MSDS, UN38.3, IEC, UL, CB e ISO9001:2015. Ya sea que esté buscando baterías para vehículos eléctricos, baterías industriales o baterías de almacenamiento de energía, podemos satisfacer todas sus necesidades.
¿De qué están hechos otros tipos de células solares?
Células de silicio monocristalino
El silicio monocristalino es un cristal con una orientación reticular básicamente idéntica, tiene una red de diamante, cristales duros y quebradizos, brillo metálico y puede conducir electricidad, pero la conductividad no es tan buena como la del metal y con el aumento de temperatura, es un Buen material semiconductor.
El proceso de fabricación de células solares de silicio monocristalino es elevado, por lo que el silicio monocristalino es caro.
Células de silicio policristalino
La producción de células solares de silicio policristalino es igual a la de las células de silicio monocristalino, o incluso mayor, es uno de los principales productos del mercado de células fotovoltaicas. En comparación con las baterías de silicio monocristalino, los precios del silicio policristalino son más bajos. La eficiencia de conversión del módulo de batería de silicio policristalino comercial es generalmente del 12% al 14%, y se ha producido hasta un 17% al 19.8% de eficiencia de conversión del silicio policristalino. Las propiedades de los semiconductores son extremadamente importantes para los materiales semiconductores excelentes, pero las trazas de impurezas pueden afectar en gran medida su conductividad eléctrica.
Células solares de silicio amorfo
Las baterías de silicio amorfo son económicas y fáciles de producir a gran escala, pero la eficiencia de conversión fotoeléctrica es baja, la estabilidad no es tan buena como la del silicio cristalino y la eficiencia de la batería es baja y decae con el tiempo.
Células solares de película delgada
Materiales de células solares de película delgada multicompuestos para sales inorgánicas, incluidos compuestos de arseniuro de galio Ⅲ-V, sulfuro de cadmio, telururo de cadmio y baterías de película delgada de seleniuro de indio y cobre. Debido a que el semiconductor compuesto es más o menos tóxico, es fácil causar contaminación ambiental, por lo que la producción es pequeña y, a menudo, se usa en algunas ocasiones especiales.
2 pensamientos sobre "Una guía completa sobre la tecnología de baterías solares"
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