Introduction
Une cellule solaire est un dispositif photovoltaïque à semi-conducteur qui utilise l'effet photovoltaïque pour convertir système d'énergie solaire directement en électricité. Il s'agit principalement d'un dispositif photovoltaïque fabriqué en utilisant le principe de la jonction PN semi-conductrice, et il peut convertir l'énergie solaire sur sa surface en énergie électrique sous l'irradiation du soleil, et l'efficacité de conversion est élevée, c'est pourquoi on l'appelle une cellule solaire.
Comment fonctionnent les cellules solaires
L'énergie solaire est une sorte d'énergie rayonnante, l'utilisation de la production d'énergie solaire doit être convertie en énergie électrique, qui doit se faire à l'aide de convertisseurs d'énergie. Il existe deux façons de produire de l’énergie solaire : l’une est la méthode de conversion lumière – chaleur – électricité, et l’autre est la conversion directe lumière – électricité.
① Méthode de conversion lumière – chaleur – électricité utilisant le rayonnement solaire pour produire de l'électricité, généralement par le capteur solaire qui sera absorbé par l'énergie thermique convertie en vapeur, puis entraînera le générateur à turbine pour produire de l'électricité.
② La méthode de conversion photoélectrique directe utilisant l'effet photoélectrique sera directement convertie en énergie du rayonnement solaire en électricité et en lumière – le dispositif de base est la conversion des cellules solaires.
Comment se porte le marché des cellules solaires aujourd’hui ?
Une cellule solaire est un dispositif qui utilise l’énergie lumineuse pour la convertir en électricité et présente un large éventail de perspectives d’application. Actuellement, les cellules solaires sont utilisées dans un large éventail d'applications domestiques et industrielles, notamment systèmes solaires pour balcons, stockage d'énergie industriel commercial.
L'utilisation de cellules solaires devient de plus en plus courante, principalement grâce aux facteurs suivants :
1. Énergie renouvelable : l’énergie solaire est une source d’énergie propre et respectueuse de l’environnement car elle ne produit pas de gaz à effet de serre ni de polluants atmosphériques par rapport aux combustibles fossiles traditionnels.
2. Réduction des coûts : avec les progrès de la technologie et l’effet d’échelle, le coût de fabrication des cellules solaires continue de baisser.
3. Soutien politique : l'État a introduit des mesures politiques pour encourager le développement des énergies renouvelables, telles que des politiques de subventions et des incitations fiscales. Ce soutien politique à l’industrie solaire offre un environnement favorable au développement.
Types de batterie solaire
Batterie au plomb
Les batteries au plomb sont un pilier de l’industrie du stockage d’énergie depuis des décennies, connues pour leur fiabilité et leur rentabilité. Il existe deux principaux types de batteries au plomb : les batteries au plomb inondées et les batteries au plomb scellées.
Les batteries au plomb inondées nécessitent un entretien régulier pour vérifier les niveaux d’eau et garantir des performances optimales. D’autre part, les batteries au plomb scellées, notamment les batteries à tapis de verre absorbant (AGM) et les batteries au gel, sont des options sans entretien qui offrent une plus grande sécurité et polyvalence.
Phosphate de lithium-ion-fer (LiFePO4) et oxyde de lithium-ion-nickel-cobalt (NMC)
-
Système de stockage d'énergie tout-en-unConteneur de système de stockage d'énergie par batterie | BESS
-
Système de stockage d'énergie tout-en-un
Batteries solaires de paquet de batterie du système de stockage d'énergie de batterie de 665 volts ESS Lifepo4
-
Système de stockage d'énergie tout-en-un
48V 400Ah 20KW LiFePO4 Batterie Serveur Rack Batterie Au Lithium Batterie Système De Stockage D'énergie
-
Système de stockage d'énergie tout-en-un
Batterie au lithium LiFePO5 5 Kw 4 Kwh Batterie tout-en-un pour onduleur Powerwall - KHLiTech ESS
Les batteries lithium-ion ont gagné en popularité ces dernières années en raison de leur densité énergétique plus élevée, de leur durée de vie plus longue et de leur poids plus léger que les batteries au plomb conventionnelles. Parmi les variantes lithium-ion adaptées aux applications solaires, les batteries lithium fer phosphate (LiFePO4) sont connues pour leur excellente stabilité thermique et leurs caractéristiques de sécurité. Une autre variante remarquable est la batterie au lithium nickel-manganèse-oxyde de cobalt (NMC), qui équilibre une densité énergétique élevée avec une capacité de puissance et est idéale pour les applications solaires exigeantes.
Batterie à débit de fluide
Les batteries à flux fluide constituent une approche innovante du stockage d’énergie, offrant des avantages uniques tels que l’évolutivité et une longue durée de vie. Ce qui distingue les batteries à flux redox au vanadium dans ce domaine, c'est leur capacité à découpler la puissance et l'énergie, ce qui permet de les personnaliser en fonction des exigences d'un système solaire spécifique. Les cellules à circulation de liquide excellent dans les applications qui nécessitent de longues durées de stockage ou des décharges profondes fréquentes, ce qui les rend idéales pour les installations solaires connectées au réseau conçues pour une efficacité maximale.
Comment choisir les cellules solaires les mieux adaptées à vos besoins ?
Capacité et tension
Choisir la bonne batterie solaire nécessite de prendre en compte les exigences de capacité et de tension d’un système solaire particulier. La capacité est généralement mesurée en kilowattheures (kWh) et indique la quantité d’énergie que la batterie peut stocker. La capacité de la batterie doit correspondre à vos habitudes de consommation d’énergie pour garantir une alimentation électrique fiable.
Il est également essentiel d’évaluer les exigences de tension pour la compatibilité des panneaux solaires et des onduleurs. Des tensions nominales appropriées garantissent un transfert d'énergie efficace entre les composants et optimisent les performances du système.
Durée de vie et garantie
La durée de vie est le nombre de cycles de charge/décharge qu'une cellule solaire peut subir tout en conservant son niveau de performance dans le temps. Plus la durée de vie est longue, meilleures sont la durabilité et la rentabilité à long terme. Lors du choix d'une batterie solaire, il est important de vérifier les instructions du fabricant pour connaître les attentes en matière de durée de vie en fonction d'une utilisation typique.
Il est également essentiel de prendre en compte les conditions de garantie, qui garantissent que la batterie ne tombera pas en panne prématurément ou ne se détériorera pas de manière significative sur une période spécifiée. Choisir une batterie avec une extension de garantie apporte une tranquillité d’esprit et une valeur ajoutée en termes de fiabilité à long terme.
Profondeur de décharge (DoD)
La profondeur de décharge (DoD) est un facteur clé lors du choix d'une cellule solaire, car elle détermine la quantité d'énergie stockée qui peut être utilisée avant de devoir être rechargée. Plus le pourcentage de profondeur de décharge est élevé, plus la batterie dispose d'énergie, mais cela peut affecter sa durée de vie.
Il est recommandé de trouver un équilibre entre maximiser la capacité disponible et préserver la durée de vie de la batterie en sélectionnant un niveau DoD cohérent avec vos habitudes de consommation d'énergie quotidienne. Comprendre et adapter le DoD à vos besoins spécifiques contribuera à prolonger la durée de vie de votre batterie.
Placement et ventilation appropriés
Les cellules solaires doivent être placées dans un endroit bien ventilé pour éviter toute surchauffe, ce qui peut réduire leur efficacité et leur durée de vie. Idéalement, les cellules solaires doivent être installées dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil et des températures extrêmes.
Une ventilation adéquate est essentielle pour évacuer la chaleur générée pendant le processus de charge et de décharge. Un emplacement approprié garantit non seulement des performances optimales, mais minimise également le risque d'incendie dû à une surchauffe.
Inspection et nettoyage réguliers
Les inspections de routine de votre système de cellules solaires sont essentielles pour détecter rapidement les problèmes potentiels et garantir un fonctionnement ininterrompu. Vérifiez régulièrement tout signe de dommage physique, de fuite ou de comportement inhabituel, comme une surchauffe pendant la charge. Le nettoyage est également essentiel ; assurez-vous qu'aucune corrosion ou accumulation de saleté sur les bornes de la batterie ne pourrait empêcher un bon contact électrique.
Avantages des batteries de panneaux solaires
Vous faites des économies.
Les panneaux solaires peuvent réduire considérablement les factures d’électricité. Une fois installée, l'électricité générée par les panneaux solaires pendant la journée peut être utilisée directement pour répondre aux besoins électriques de votre maison ou de votre entreprise, réduisant ainsi le besoin d'acheter de l'électricité sur le réseau. Au fil du temps, le montant économisé sur les factures d’électricité peut couvrir le coût d’installation du système solaire et même générer un retour financier.
Économies d'énergie
L’énergie solaire est une ressource naturelle pratiquement inépuisable, et l’utilisation de panneaux solaires pour convertir l’énergie solaire en électricité contribue à réduire la dépendance aux sources d’énergie traditionnelles telles que les combustibles fossiles. Cela réduit non seulement la pression sur les ressources limitées de la Terre, mais contribue également à réduire la consommation globale d'énergie.
Passer au vert
L'électricité produite par les panneaux solaires est totalement propre et ne produit aucun gaz à effet de serre ni autre polluant. Ceci est extrêmement important pour atténuer le changement climatique, améliorer la qualité de l’air et protéger l’environnement. En passant à l’énergie solaire, les particuliers et les entreprises peuvent réduire leur empreinte carbone et contribuer à un avenir plus vert et plus durable.
Insensible aux pannes de réseau
Avec des panneaux solaires en place, une maison ou une entreprise peut continuer à fonctionner même en cas de panne de courant grâce à l'énergie stockée dans des cellules solaires. Ceci est particulièrement important dans les zones confrontées à de fréquentes pannes de courant.
Quelle option de stockage solaire choisir ?
Systèmes énergétiques couplés en courant continu
L'énergie CC des modules photovoltaïques est stockée, via un contrôleur, dans un parc de batteries, et le réseau peut également charger la batterie via un convertisseur DC-AC bidirectionnel. Le point de mutualisation de l’énergie se trouve à la borne de la batterie DC.
Le principe de fonctionnement du couplage DC : lorsque le système photovoltaïque fonctionne, la batterie est chargée via le contrôleur MPPT ; lorsqu'il y a une demande de la charge électrique, la batterie libère l'alimentation et le courant est réglé par la charge. Le système de stockage est connecté au réseau, si la charge est faible et la batterie est pleine, le système photovoltaïque peut alimenter le réseau. Lorsque la puissance de la charge est supérieure à la puissance photovoltaïque, le réseau et le photovoltaïque peuvent alimenter la charge en même temps. Étant donné que ni la puissance photovoltaïque ni la puissance de charge ne sont stables, cela dépend de la batterie pour équilibrer l’énergie du système.
Systèmes énergétiques couplés au courant alternatif
Couplage CA, comme le montre la figure ci-dessous, la puissance CC des modules PV est convertie en puissance CA via un onduleur, qui est alimenté directement à la charge ou au réseau, qui peut également être chargé sur la batterie via un bi- Convertisseur bidirectionnel DC-AC directionnel. Le point de mutualisation de l’énergie se trouve du côté AC.
Le principe de fonctionnement du couplage AC : il contient un système d'alimentation photovoltaïque et un système d'alimentation par batterie. Le système photovoltaïque se compose d'un générateur photovoltaïque et d'un onduleur connecté au réseau ; le système de batterie se compose d'un parc de batteries et d'un onduleur bidirectionnel. Ces deux systèmes peuvent soit fonctionner indépendamment sans interférer l’un avec l’autre, soit être séparés du réseau pour former un système de micro-réseau.
Avantages et inconvénients
(1) Analysés du point de vue du coût, le couplage DC et le couplage AC sont différents dans la configuration du système de stockage d'énergie solaire. Un système couplé en courant continu comprend généralement un contrôleur, un onduleur bidirectionnel et un interrupteur de commutation, tandis qu'un système couplé en courant alternatif implique un onduleur connecté au réseau, un onduleur bidirectionnel et une armoire de distribution d'énergie. Compte tenu du coût inférieur du contrôleur par rapport à l'onduleur connecté au réseau et du fait que l'interrupteur de commutation est plus économique que l'armoire de distribution, le programme couplé CC présente plus d'avantages en termes de coûts d'équipement et d'installation, en particulier lorsque le programme couplé CC adopte le Machine tout-en-un à contrôle intégré et onduleur, son avantage en termes de coût est plus évident.
(2) En termes d'applicabilité, les systèmes couplés en courant continu et en courant alternatif ont leurs propres caractéristiques. Dans le système couplé CC, le contrôleur, la batterie et l'onduleur sont plus étroitement connectés pour former une connexion en série, ce qui rend le système moins flexible, mais pour le système hors réseau nouvellement construit, il est capable de personnaliser la conception en fonction du La puissance de charge spécifique de l'utilisateur et la demande de puissance, ce qui est plus applicable. Cependant, les systèmes couplés en courant continu conviennent généralement aux petits systèmes de 500 kW et moins. En revanche, les systèmes couplés au courant alternatif offrent une plus grande flexibilité grâce à la connexion en parallèle de l'onduleur connecté au réseau, des batteries et de l'onduleur bidirectionnel. Dans les cas où un système photovoltaïque est déjà installé et où l'on souhaite ajouter un système de stockage, le couplage CA serait plus approprié car il permet des ajouts ultérieurs de batteries et d'onduleurs bidirectionnels sans affecter la configuration du système photovoltaïque existant.
(3) Les systèmes couplés en courant continu et en courant alternatif présentent chacun des avantages et des inconvénients en termes de comparaison d'efficacité. Si la consommation électrique diurne de l'utilisateur est supérieure à la consommation électrique nocturne, le système couplé au courant alternatif est plus approprié car les modules photovoltaïques peuvent être directement fournis à la charge via l'onduleur connecté au réseau, ce qui entraîne une efficacité de plus de 96 %. En revanche, pour les utilisateurs qui consomment moins d'électricité le jour et davantage la nuit, un système couplé au courant continu est plus avantageux car l'énergie photovoltaïque peut être stockée directement dans la batterie via le contrôleur, ce qui entraîne un rendement d'environ 95 %. ou plus. Dans ce cas, les systèmes couplés au courant alternatif nécessitent deux conversions d'énergie : la puissance continue générée par le PV est d'abord convertie en puissance alternative, puis reconvertie en puissance continue pour être stockée via un onduleur bidirectionnel, ce qui entraîne un rendement inférieur d'environ 90 %.
Combien coûtent les cellules solaires ?
|
Type
|
Taille
|
les coûts
|
|---|---|---|
|
plomb-acide
|
Batteries de voiture électrique courantes ou batteries de démarrage
|
250 $ / kWh
|
|
Li-ion
|
Groupe 24- Groupe 27
|
800 $ / kWh
|
|
Batterie à débit
|
C'est un gros conteneur.
|
350 $/kWh
|
Marques de batteries solaires
Chez Keheng, l'un des principaux fabricants de batteries Li-ion en Chine, nous comprenons qu'il existe de nombreuses grandes marques de cellules solaires sur le marché. Ces marques incluent, sans s'y limiter, SunPower, LG, Panasonic, Canadian Solar, Trina Solar, Jinko Solar, Tesla et bien d'autres. Chaque marque possède ses atouts et ses caractéristiques uniques, offrant aux consommateurs du monde entier une multitude de choix.
Cependant, sur ce marché hautement concurrentiel, nous, Keheng, restons déterminés à fournir à nos clients des batteries et des packs de batteries lithium-ion de la plus haute qualité en mettant l'accent sur l'innovation et la qualité. Nos installations de fabrication comprennent une usine de batteries dédiée et une usine de blocs-batteries, ce qui nous permet de fournir une gamme diversifiée de solutions énergétiques par batteries pour une variété de projets.
Nos produits ont reçu de nombreuses certifications telles que MSDS, UN38.3, IEC, UL, CB et ISO9001 : 2015. Que vous recherchiez des batteries pour véhicules électriques, des batteries industrielles ou des batteries de stockage d'énergie, nous pouvons répondre à tous vos besoins.
De quoi sont faits les autres types de cellules solaires ?
Cellules de silicium monocristallin
Le silicium monocristallin est un cristal avec une orientation de réseau fondamentalement identique, il a un réseau de diamant, des cristaux durs et cassants, un éclat métallique et peut conduire l'électricité, mais la conductivité n'est pas aussi bonne que celle du métal, et avec l'augmentation de la température, c'est un bon matériau semi-conducteur.
Le processus de fabrication des cellules solaires en silicium monocristallin est complexe, le silicium monocristallin est donc coûteux.
Cellules en silicium polycristallin
La production de cellules solaires en silicium polycristallin est égale à celle des cellules en silicium monocristallin, voire plus grande, et constitue l'un des principaux produits du marché des cellules photovoltaïques. Par rapport aux batteries au silicium monocristallin, les prix du silicium polycristallin sont inférieurs. L'efficacité de conversion des modules de batteries au silicium polycristallin commercial est généralement de 12 % à 14 % et a été produite jusqu'à 17 % à 19.8 % d'efficacité de conversion du silicium polycristallin. Les propriétés des semi-conducteurs sont extrêmement importantes pour d’excellents matériaux semi-conducteurs, mais les traces d’impuretés peuvent grandement affecter leur conductivité électrique.
Cellules solaires en silicium amorphe
Les batteries au silicium amorphe sont peu coûteuses et faciles à produire à grande échelle, mais l'efficacité de conversion photoélectrique est faible, la stabilité n'est pas aussi bonne que celle du silicium cristallin et l'efficacité de la batterie est faible et se dégrade avec le temps.
Cellules solaires à couches minces
Matériaux de cellules solaires à couches minces multi-composés pour sels inorganiques, y compris les composés d'arséniure de gallium Ⅲ-V, le sulfure de cadmium, le tellurure de cadmium et les batteries à couches minces de séléniure de cuivre et d'indium. Étant donné que le semi-conducteur composé est plus ou moins toxique, il est facile de provoquer une pollution de l'environnement, la production est donc faible et souvent utilisée dans certaines occasions spéciales.
2 réflexions sur « Un guide complet sur la technologie des batteries solaires »
Votre article est un tour de force d’écriture ! Vos mots sont fluides et entraînent le lecteur dans un voyage de découverte. Vos arguments sont bien construits et vos idées sont présentées de manière claire et concise. C'est un plaisir de lire un article aussi bien écrit.
Je suis impressionné par la profondeur et l'ampleur de votre écriture ! Votre article couvre un large éventail de sujets de manière complète et engageante. Vos idées sont profondes et vos arguments sont bien étayés par des preuves. Votre style d’écriture est à la fois élégant et accessible, rendant votre travail agréable pour tous les lecteurs.