理解太阳能电池板效率:它的真正含义是什么?

迈克尔·托拜厄斯
作者:迈克尔·托拜厄斯
2021年9月7日
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    -与其他发电系统相比,太阳能电池板的转换效率较低。然而,考虑到阳光是免费的,这并不是一个大问题。

    -截至2021年,表现最好的太阳能电池板的效率值略低于23%。

    -如果你考虑在建筑中使用太阳能,其他指标比效率更相关:每千瓦的安装成本、年发电量和电价。

    -只有在空间有限的情况下,太阳能电池板的效率才会成为问题。您可能无法达到建筑的最佳容量,但它们仍将提供具有吸引力的ROI。

    -在有利条件下,太阳能电池板的典型回收期为6年以下,使用寿命为25年以上。

    当你回顾太阳能电池板的技术规格时,它们的效率值可能会给你一个负面的第一印象。截至2021年,单晶太阳能电池板的价格在20-23%之间,而多晶电池板的价格低于20%。然而,在利用阳光这一免费且几乎无限的资源时,转换效率并不是一个关键因素。


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    另一方面,当发电的能源投入是化石燃料时,效率就变得重要得多。燃煤电厂的效率通常为30-40%,而联合循环燃气电厂的效率约为50-60%。

    • 这些发电系统比太阳能电池板效率更高,但只看这个指标可能会误导人。
    • 太阳能电池板在能量转换方面效率较低,但它们的投入是免费的,而且它们的运行是零排放的。

    太阳能电池板的效率只是空间有限时的一个问题,因为你可能达不到计划的千瓦容量。的太阳能电池板用于商业和工业屋顶的典型尺寸约为80“x 40”,最有效的型号超过400W。如果你想安装400kw,你需要1000 -这意味着超过22000平方英尺。仅对太阳能电池板而言,加上维护所需的间距。

    什么决定了太阳能电池板的效率?

    太阳能电池的部分

    顶级太阳能制造商不断投资数百万美元用于研发,以改善他们的光伏电池。然而,随着时间的推移,这是值得的:

    • 早在1990年,太阳能电池板只能将大约10%的阳光转化为电能。
    • 截至2021年,市场上最高效的太阳能电池板的效率接近23%。
    • 换句话说,与30年前相比,太阳能电池板在给定的空间内产生的能量增加了2.3倍。

    太阳能电池效率是由光伏材料,以及模块的布线方式和整体设计决定的。单晶硅电池效率更高,因为它们是由高纯度的单硅晶体制成的。另一方面,多晶电池是由多种晶体组成的,这影响了它们的效率。

    这并不意味着多晶太阳能电池板的质量较低。由于其材料特性,它们的转换效率较低,但两种类型都有高质量的太阳能组件。

    什么是PERC太阳能电池?

    perc太阳能电池

    目前许多性能最好的面板都使用PERC技术,这将生产率提高了12%。PERC代表钝化发射极和后接触,这些电池有许多设计特点,以提高其效率。

    • PERC电池的下面有一个反射层——穿过的阳光会反射回光伏材料,产生更多的能量。
    • 它们还具有抗反射涂层和表面纹理,最大限度地吸收阳光并将其转化为电能。

    PERC电池通常被切成两半,以减少电阻损耗,进一步增加其功率输出。你会注意到,许多太阳能电池板现在使用120或144个半电池,而不是传统的60电池和72电池设计。由于太阳能电池被削减了一半,它们的总空间需求几乎是相同的,面板尺寸没有明显的影响。

    高效太阳能电池板如何节省空间

    随着光伏电池的效率不断提高,太阳能电池板每平方英尺的发电量将会增加。

    • 一个80英寸× 40英寸的400W太阳能电池板每平方英尺产生18W。
    • 如果效率提高33%,每平方英尺可以产生24W。

    一般来说,有放置太阳能电池板的空间在购物中心和配送中心这样的建筑里,这不是一个问题。然而,多层建筑相对于其屋顶面积有很大的建筑面积,并且大量的可用空间已经被暖通空调设备使用。在这种情况下,高效的太阳能电池板将最大限度地提高每平方英尺的发电量。

    研发也减少了太阳能电池板成本.20年前,你可能需要为每千瓦发电能力支付超过1万美元,但现在在美国许多地区,家用太阳能系统的成本不到每千瓦3000美元。在公用事业领域,价格甚至可能更低,太阳能电池板的安装成本低于每千瓦1000美元。

    标签可再生能源|太阳能发电|太阳能|太阳能电池板|太阳能电池

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