Какви са съставните части на покривните слънчеви фотоволтаични системи?

Въз основа на целите за глобална въглеродна неутралност, слънчева фотоволтаична (PV) система на покрива инсталациите продължават да се увеличават. Глобалните разпределени фотоволтаични инсталации възлизат на 120 GW през 2023 г., като над 58% са инсталирани на жилищни покриви, според данни на Международната агенция за възобновяема енергия (IRENA). Тези интегрирани системи за генериране, съхранение и потребление на електроенергия революционизират енергийния сектор по силата на техните основни градивни елементи и технологии. И така, какво всъщност е слънчева PV система на покрива? Нека разберем подробно.

Основни компоненти на покривни фотоволтаични системи

1.Фотоволтаични модули

Като централно ядро ​​на системата, фотоволтаичните модули са преживели три поколения технологично развитие:

Първо поколение модули от кристален силиций

Монокристален PERC (пасивен емитер и задна клетка): ефективността на масовото производство варира от 22.5% до 24.8%.

Поликристален силиций: Ефективността варира от 17% до 19.6%, с по-ниска цена от приблизително ¥0.3 на ват.

Второ поколение тънкослойни модули

CIGS (Медно-Индиев Галиев Селенид): Характеризира се с гъвкавост, което го прави подходящ за интегрирани в сгради приложения като фасади.

Перовскит: Лабораторната ефективност е надхвърлила 33.7%, демонстрирайки значителен потенциал за бъдеща комерсиализация.

Композитни технологии от трето поколение

HJT (Heterojunction) клетки: Похвалете се с двустранна скорост от 95% и годишна скорост на разграждане под 0.25%.

Модули TOPCon (тунелен оксиден пасивиран контакт): Постигат масово произвеждани изходни мощности, надвишаващи 700W+, намалявайки изравнените разходи за енергия (LCOE) с 12%.

Пробив в капсулирането

Модули с двойно стъкло: Предлагат три пъти по-голяма устойчивост на атмосферни влияния от конвенционалните модули, като удължават експлоатационния им живот до 35 години.

Интелигентни модули: Интегрирани с оптимизационни чипове, тези модули подобряват генерирането на енергия от един панел с до 20%.

2.Инвертори

Инверторните технологии се развиват в три ключови посоки:

3.Системи за съхранение на енергия (по избор)

За фотоволтаични системи на покриви извън мрежата съхранението на енергия позволява използване на електроенергия през нощта. Често срещаните типове батерии включват:

Системна архитектура и управление на енергията

1.Сравнение на три типа системи

2.Интелигентни системи за управление

Хардуерен слой

Сензори за околната среда: Непрекъснато наблюдавайте излъчването, температурата на околната среда и скоростта на вятъра.

Захранващи рутери: Управлявайте балансирането на мощността в DC микромрежи, за да осигурите стабилна работа.

Софтуерен слой

Алгоритми за съхранение и разпределение на енергия: Интелигентно разпределете съхранената енергия, за да увеличите максимално ефективността на използване.

Платформи за наблюдение и анализ в реално време: Осигурете цялостна информация за производителността на системата, което позволява проактивна поддръжка.

Интерфейси за дистанционно управление: Позволяват управление на системи чрез базирани на облак интерфейси или мобилни приложения.

Монтажни конструкции и аксесоари

1. Монтаж на стелажи

Монтажните стелажи са критични за здравото закрепване на фотоволтаичните панели към покривите. Те изискват висока механична якост и устойчивост на корозия, за да издържат на тежки атмосферни условия. Регулируемите стойки се приспособяват към различни видове покриви (напр. наклонен, плосък) и ориентации и максимизират ъглите на наклона на панела за максимално улавяне на слънчевата радиация.

2.Кабели и уплътнители

Кабели: Издръжливите, устойчиви на ултравиолетови лъчи кабели предлагат ефективно предаване на енергия между компонентите с ниска загуба на енергия.

Уплътнители: Еластомерни водоустойчиви уплътнители запълват пространството на рамката на модула и повърхността на стъклото и изключват влагата, удължавайки живота на модула.

Допълнителни компоненти

1.Мълниезащитни устройства

Разположени, за да предпазват системите от пикове на напрежението, причинени от удари на мълнии, те също така предотвратяват повреда на оборудването и риск от пожар.

2. Оборудване за защита на веригата

Автоматични прекъсвачи: Автоматично прекъсване на захранването при претоварване или късо съединение.

Релета: Изключете захранването на дефектни вериги, за да защитите системата и крайните потребители.

Системи за мониторинг на ефективността

Регистратори на данни: Непрекъснат запис на параметри като напрежение, ток и изходна енергия.

Софтуер за откриване на грешки: Използвайте базирани на машинно обучение алгоритми за идентифициране на аномалии (напр. влошаване на панела, проблеми със засенчване) в реално време.

От монокристални силициеви панели до интелигентни микромрежи, фотоволтаичните инсталации на покрива се трансформират от самостоятелни „генератори на електроенергия“ до интегрирани „енергийни центрове“. Тъй като технологията продължава да се подобрява – независимо дали става въпрос за комерсиализация на перовскити, управлявано от изкуствен интелект управление на енергията или икономии от мащаба в литиево-йонните батерии – покривната слънчева енергия ще се превърне в повсеместен „зелен актив“ както за бизнеса, така и за потребителите, осигурявайки както екологична устойчивост, така и дългосрочна икономическа възвръщаемост.