太陽電池技術の総合ガイド

目次

概要

太陽電池は、光起電力効果を利用して電力を変換する半導体光起電力デバイスです。 太陽エネルギーシステム 直接電気に接続します。主に半導体のPN接合の原理を利用して作られた光起電力素子で、太陽光を照射すると表面の太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して出力することができ、変換効率が高いため太陽電池と呼ばれています。

バルコニーソーラーシステムを理解する

太陽電池の仕組み

太陽エネルギーは一種の放射エネルギーであり、太陽光発電を使用するには、エネルギー変換器の助けを借りて電気エネルギーに変換する必要があります。太陽光発電には光・熱・電気変換方式と、光・電気を直接変換する方式があります。
① 太陽放射を利用して発電する光・熱・電気変換方式で、一般にソーラーコレクタで蒸気に変換された熱エネルギーを吸収し、タービン発電機を駆動して発電します。
② 光電効果を利用した光電直接変換方式は、日射エネルギーを直接電気に変換し、光を変換する基本装置は太陽電池の変換です。

現在の太陽電池市場はどうですか?

太陽電池は光エネルギーを利用して電気に変換する装置であり、幅広い応用が期待されています。現在、太陽電池は家庭用および産業用の幅広い用途で使用されています。 バルコニーソーラーシステム, 商業用産業用エネルギー貯蔵。

主に以下の要因により、太陽電池の使用はますます一般的になってきています。

1. 再生可能エネルギー: 太陽エネルギーはクリーンなエネルギー源であり、従来の化石燃料と比較して温室効果ガスや大気汚染物質を生成しないため、環境に優しいです。

2. コスト削減: 技術の進歩と規模効果により、太陽電池の製造コストは低下し続けています。

3. 政策支援: 国は、補助金政策や税制上の優遇措置など、再生可能エネルギーの開発を促進する政策措置を導入しています。太陽光発電産業に対するこの政策支援は、発展に有利な環境を提供します。

太陽電池の種類

鉛蓄電池

鉛蓄電池は、その信頼性と費用対効果の高さで知られ、数十年にわたりエネルギー貯蔵業界の主力となってきました。鉛酸バッテリーには、液式鉛酸バッテリーと密閉型鉛酸バッテリーの 2 つの主なタイプがあります。

浸水した鉛蓄電池は、水位をチェックして最適な性能を確保するために定期的なメンテナンスが必要です。一方、吸収性ガラスマット (AGM) やゲルバッテリーを含む密閉型鉛酸バッテリーは、より高い安全性と多用途性を提供するメンテナンスフリーのオプションです。

リチウムイオン-リン酸鉄(LiFePO4)およびリチウムイオン-ニッケルコバルト酸化物(NMC)

リチウムイオン電池は、従来の鉛蓄電池よりもエネルギー密度が高く、寿命が長く、軽量であるため、近年人気が高まっています。太陽光発電用途に適したリチウムイオン電池の中でも、リン酸鉄リチウム (LiFePO4) 電池は、優れた熱安定性と安全機能で知られています。もう XNUMX つの注目すべきバリエーションは、ニッケル マンガン コバルト酸化物 (NMC) リチウム バッテリーで、高いエネルギー密度と電力能力のバランスが取れており、要求の厳しい太陽光発電用途に最適です。

流体フローバッテリー

流体フロー電池はエネルギー貯蔵への革新的なアプローチであり、拡張性や長いサイクル寿命などの独自の利点を提供します。この分野でバナジウムレド​​ックスフロー電池が際立っているのは、電力とエネルギーを切り離す能力があり、特定の太陽系の要件に合わせて柔軟にカスタマイズできることです。液体フローセルは、長期間の保存や頻繁な深放電を必要とする用途に優れており、最大効率を目指して設計された系統接続の太陽光発電設備に最適です。

ニーズに最適な太陽電池を選択するにはどうすればよいですか?

容量と電圧

適切な太陽電池を選択するには、特定の太陽電池システムの容量と電圧要件を考慮する必要があります。容量は通常、キロワット時 (kWh) で測定され、バッテリーがどれだけのエネルギーを蓄えることができるかを示します。信頼性の高い電源を確保するには、バッテリーの容量がエネルギー消費パターンに一致する必要があります。 

ソーラーパネルとインバーターの互換性のための電圧要件を評価することも重要です。適切な電圧定格により、コンポーネント間の効率的なエネルギー伝達が確保され、システムのパフォーマンスが最適化されます。

サイクル寿命と保証

サイクル寿命とは、太陽電池が長期間その性能レベルを維持しながら実行できる充電/放電サイクルの数です。サイクル寿命が長いほど、長期的には耐久性とコスト効率が向上します。太陽電池を選択するときは、一般的な使用法に基づいて予想されるサイクル寿命についてメーカーの指示を確認することが重要です。

 
また、バッテリーが早期に故障したり、指定された期間にわたって大幅に劣化したりしないことを保証する保証条件を考慮することも重要です。延長保証付きのバッテリーを選択すると、長期的な信頼性という点で安心感と付加価値が得られます。

放電深度(DoD)

放電深度 (DoD) は、再充電が必要になるまでに蓄積されたエネルギーをどれだけ利用できるかを決定するため、太陽電池を選択する際の重要な要素です。放電深度のパーセンテージが高いほど、バッテリーが利用できるエネルギーは多くなりますが、バッテリーの寿命に影響を与える可能性があります。 

毎日のエネルギー消費パターンと一致する DoD レベルを選択することで、利用可能な容量の最大化とバッテリー寿命の維持のバランスを取ることをお勧めします。 DoD を理解し、特定のニーズに合わせて調整することは、バッテリーのサイクル寿命を延ばすのに役立ちます。

適切な設置と換気

太陽電池は、効率や寿命が低下する可能性がある過熱を防ぐために、換気の良い場所に設置する必要があります。理想的には、太陽電池は直射日光や極端な温度を避け、涼しく乾燥した場所に設置する必要があります。

充電および放電プロセス中に発生する熱を排出するには、適切な換気が不可欠です。適切な場所に設置すると、最適なパフォーマンスが保証されるだけでなく、過熱による火災のリスクも最小限に抑えられます。

定期的な点検と清掃

太陽電池システムの定期検査は、潜在的な問題を早期に検出し、中断のない動作を保証するために不可欠です。物理的な損傷、漏れ、または充電中の過熱などの異常な動作の兆候がないか定期的に確認してください。掃除も重要です。バッテリー端子に腐食や汚れが蓄積して、適切な電気的接触が妨げられないように注意してください。

ソーラーパネルバッテリーの利点

お金を節約

ソーラーパネルは電気代を大幅に削減できます。設置すると、日中にソーラーパネルで生成された電力を家庭や会社の電力需要を満たすために直接使用できるため、送電網から電力を購入する必要性が減ります。時間が経つにつれて、節約された電気代で太陽光発電システムの設置費用をカバーし、経済的な利益も生み出すことができます。

省エネ

太陽エネルギーは事実上無限の天然資源であり、ソーラーパネルを使用して太陽エネルギーを電気に変換することは、化石燃料などの従来のエネルギー源への依存を減らすのに役立ちます。これは、地球の有限な資源に対する圧力を軽減するだけでなく、エネルギーの全体的な消費量の削減にも役立ちます。

グリーンに行く

ソーラーパネルで生成された電気は完全にクリーンで、温室効果ガスやその他の汚染物質は生成されません。これは、気候変動を緩和し、大気の質を改善し、環境を保護するために非常に重要です。太陽光発電を導入することで、個人や企業は二酸化炭素排出量を削減し、より環境に優しく持続可能な未来に貢献できます。

系統障害の影響を受けない

太陽光パネルを設置しておけば、停電が発生した場合でも、太陽電池に蓄えられた電力で家庭や企業は営業を続けることができます。これは、頻繁に停電が発生する地域では特に重要です。

どの太陽光発電オプションを選択しますか?

DC結合エネルギーシステム

太陽光発電モジュールからの DC 電力は、コントローラーを介してバッテリー バンクに保存され、グリッドは双方向 DC-AC コンバーターを介してバッテリーを充電することもできます。エネルギーのプールポイントは DC バッテリー端子にあります。

DC結合エネルギーシステム

DC カップリングの動作原理: PV システムが動作しているとき、バッテリーは MPPT コントローラーを通じて充電されます。電気負荷からの要求があると、バッテリーが電力を放出し、電流は負荷によって設定されます。蓄電システムは系統に接続されており、負荷が小さくバッテリーが満杯の場合、太陽光発電システムは系統に電力を供給できます。負荷電力が PV 電力より大きい場合、グリッドと PV は同時に負荷に電力を供給できます。 PV 電力も負荷電力も安定していないため、システム エネルギーのバランスをとるのはバッテリーに依存します。

AC結合エネルギーシステム

AC カップリングは、下の図に示すように、PV モジュールからの DC 電力がインバーターを介して AC 電力に変換され、負荷またはグリッドに直接供給され、バイパスを通じてバッテリーに充電することもできます。方向性DC-AC双方向コンバータ。エネルギーのプール点は AC 端にあります。

AC結合エネルギーシステム

ACカップリングの動作原理: PV電源システムとバッテリー電源システムが含まれています。太陽光発電システムは、太陽光発電アレイと系統接続されたインバータで構成されます。バッテリーシステムはバッテリーバンクと双方向インバーターで構成されます。これら 2 つのシステムは、互いに干渉することなく独立して動作することも、グリッドから分離してマイクログリッド システムを形成することもできます。

長所と短所

(1) コストの観点から分析すると、太陽エネルギー貯蔵システムの構成は DC 結合と AC 結合で異なります。通常、DC 結合システムにはコントローラー、双方向インバーター、スイッチング スイッチが含まれ、AC 結合システムには系統接続されたインバーター、双方向インバーター、配電キャビネットが含まれます。系統接続インバータと比較してコントローラのコストが低く、スイッチングスイッチが配電盤よりも経済的であることを考慮すると、DC 結合プログラムは、特に DC 結合プログラムが統合制御とインバータを一体化したオールインワン機ですので、コスト面でのメリットがより顕著になります。

(2) 適用性の観点から、DC 結合システムと AC 結合システムにはそれぞれ独自の特徴があります。 DC結合システムでは、コントローラー、バッテリー、インバーターがより密接に直列接続されるため、システムの柔軟性が低くなりますが、新たに構築されるオフグリッドシステムでは、システムに応じて設計をカスタマイズできます。ユーザー固有の負荷電力と電力需要、どちらがより適用可能か。ただし、DC 結合システムは一般に 500 kW 以下の小規模システムに適しています。対照的に、AC 結合システムは、系統接続されたインバーター、バッテリー、双方向インバーターの並列接続により、より高い柔軟性を提供します。すでに PV システムが設置されており、蓄電システムを追加したい場合には、既存の PV システム構成に影響を与えることなく、後からバッテリーや双方向インバータを追加できる AC カップリングの方が適切です。

(3) DC 結合システムと AC 結合システムには、効率比較の点でそれぞれ長所と短所があります。ユーザーの日中の電力消費量が夜間の電力消費量よりも大きい場合は、系統接続されたインバータを通じて PV モジュールを負荷に直接供給でき、効率が 96% 以上になるため、AC 結合システムがより適切です。一方、日中の電力使用量が少なく、夜間の電力使用量が多いユーザーにとっては、PV 電力をコントローラーを介してバッテリーに直接蓄えることができ、効率が約 95% になるため、DC 結合システムの方が有利です。以上。この場合の AC 結合システムには 90 つのエネルギー変換が必要です。PV によって生成された DC 電力は、まず AC 電力に変換され、次に双方向インバーターを介して蓄電するために DC 電力に戻されるため、効率が約 XNUMX% 低くなります。

太陽電池の価格はいくらですか?

種類
サイズ
コスト
鉛酸
一般的な電気自動車のバッテリーまたはスターターバッテリー
$ 250 / kWh
リチウムイオン(Li-ion)
グループ 24 ~ グループ 27
$ 800 / kWh
フローバッテリー
大きな容器ですね。
$350/kWh

太陽電池ブランド

中国の大手リチウムイオン電池メーカーである Keheng では、市場に多くの優れた太陽電池ブランドがあることを理解しています。これらのブランドには、SunPower、LG、Panasonic、Canadian Solar、Trina Solar、Jinko Solar、Tesla などが含まれますが、これらに限定されません。各ブランドには独自の強みと特徴があり、世界中の消費者に豊富な選択肢を提供しています。

しかし、この競争の激しい市場において、私たち Keheng は、革新性と品質に重点を置き、最高品質のリチウムイオン電池と電池パックをお客様に提供することに引き続き取り組んでいます。当社の製造施設には専用のバッテリー工場とバッテリーパック施設があり、さまざまなプロジェクトに多様なバッテリーエネルギーソリューションを提供できます。

当社の製品は、MSDS、UN38.3、IEC、UL、CB、ISO9001:2015などの多数の認証を取得しています。電気自動車用バッテリー、産業用バッテリー、エネルギー貯蔵バッテリーなど、あらゆるニーズにお応えします。

他の種類の太陽電池は何でできていますか?

単結晶シリコンセル

単結晶シリコンは基本的に同一の格子方位を持った結晶で、ダイヤモンド格子を持ち、硬くてもろい結晶で、金属光沢を持ち、電気を通すことができますが、導電性は金属ほど良くなく、温度が上昇すると導電性が低下します。優れた半導体材料。

単結晶シリコン太陽電池は製造プロセスに手間がかかるため、単結晶シリコンは高価です。

多結晶シリコンセル

多結晶シリコン太陽電池の生産量は単結晶シリコン電池と同等、またはそれ以上であり、太陽電池市場の主要製品の 12 つです。単結晶シリコン電池と比較して、多結晶シリコン電池の価格は低く、市販の多結晶シリコン電池モジュールの変換効率は一般に14%〜17%であり、最大19.8%〜XNUMX%の多結晶シリコン変換効率まで生産されています。優れた半導体材料にとって半導体の特性は非常に重要ですが、微量の不純物はその導電性に大きな影響を与える可能性があります。

アモルファスシリコン太陽電池

アモルファスシリコン電池は、安価で大量生産が容易であるが、光電変換効率が低く、結晶シリコンに比べて安定性が悪く、電池効率が低く経時的に劣化する。

薄膜太陽電池

ガリウムヒ素Ⅲ-V化合物、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化銅インジウム薄膜電池などの無機塩用の多化合物薄膜太陽電池材料。化合物半導体は多かれ少なかれ毒性があり、環境汚染を引き起こしやすいため、生産量は少なく、特殊な用途に使用されることが多いです。

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「太陽電池技術の総合ガイド」への 2 件のフィードバック

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