什么是双相太阳能电池板?概述,他们如何工作和前景

这些电池板与单面太阳能电池板相比如何?

在智利阿塔卡马沙漠的双层太阳能电池板

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双面太阳能电池板从阳光直射都产生太阳能反射光(Albedo),这意味着它们基本上是双面面板。

这与更常见的单面太阳能电池板有很大的不同,后者只从面向太阳的一面发电。

双环太阳能不是新的。事实上,第一太阳能电池由贝尔实验室于1954年制作的。然而,尽管有提高效率的潜力,双面太阳能电池板并没有广泛采用单面太阳能电池板,部分原因是它们的相对成本以及它们所需要的更具体的环境条件。

Bifacial太阳能电池是如何工作的

通过捕获Albedo以及直射阳光,每个双环面板产生的电量增加,意味着太阳能电池板少需要安装。

与单片机太阳能电池板不同,它们由透明玻璃制成,这使得一些光通过并反射下面的表面。为了进一步增加通过的光量,它们使用玻璃代替金属框架或栅格线以将它们固定到位。玻璃是钢化玻璃减少刮擦。否则,它们用晶体硅表现为其他光伏(PV)面板,以吸收阳光并将其转换为电流。双层太阳能电池板的背面通常与前侧分享其电路,从而提高效率而不增加电路。

双面与单面太阳能电池板

根据美国能源部下属的国家可再生能源实验室(NREL)最近的一项研究,双面板比单面板多产生9%的电力。正如……的情况一样效率更高的单面面板,这意味着需要安装更少的面板——以及相关的硬件,如面板安装件、逆变器和电缆——降低了硬件成本和人工成本。

太阳能光伏技术在高温下效率较低,这给了双面板另一个优势。因为它们是由玻璃制成的,没有单面面板的吸热铝背衬,所以工作温度较低,这增加了它们的效率。

双面板不需要接地,因为它们没有可能导电的金属框架。而且由于它们的结构使它们更耐用,它们通常有更长的保修期30年而不是25年monofacial面板。

由于双面板更多地依赖弥散太阳辐射,它们在多云气候下比单面板效率更高,或者在任何直接阳光较少、间接、弥散日照比例较高的地方。出于同样的原因,当仍然存在漫射阳光但无线电阳光下的延长阳光时,双曲面板更效率。

双面面板也可以更好的受益太阳能追踪器全天沿着太阳落地。通过跟踪,一项研究显示产生的电力增加27%超过单面板,超过固定倾斜双面板45%。另一种具有类似结果的研究确定了太阳能跟踪器上的双曲面板将电力降低了16%。

双面太阳能电池板通常安装在哪里?

双层太阳能电池板最适合高于高度反射表面,如沙,混凝土或雪。凭借其最小的树木封面,智利的沙漠山沙漠等沙漠,具有高的反照率,以及草地在夏天变成棕色的地区,如加利福尼亚山脉。

NREL已经建立了一个数据库比较了不同材料的反射率水平,并将其发布在DuraMAT网站上。太阳能安装人员可以利用一个地区的湿度、平均云量、生态生物群落类型、风速和其他参数的数据,来计算在不同地点定位双面太阳能电池板的相对效率。

这同样适用于长时间积雪的高纬度地区。太阳能电池板通常能产生大约40 - 60%少用电在冬季,太阳能电池板在较冷的温度和较低的高纬度大气干扰下效率更高。在寒冷的气候中,捕捉从雪中反射的阳光可以提高这种效率,因为在这个季节,它们能够将光转化为电能。

一般来说,由于许多原因,双环面板对住宅屋顶不适合。为了减少它们下面的阴影,双翼态太阳能电池板通常需要位于下面的反射表面上,因此不能靠近屋顶表面安装。即使他们可以,深色屋顶也吸收而不是反射光。双环面板也较重,这使得它们更难以安装和限制它们的用例。较旧的屋顶也可能无法支撑添加的重量或容纳双环面板所需的支撑结构。

最后,双面面板更贵,劳动力成本更高,这使得较高的前期总成本令许多小型住宅客户望而却步。尽管如此,根据上述NREL的研究,面板的额外成本不到10%,因此它被模块增加的效率所抵消。如果房主的屋顶可以支持双面太阳能,并且有能力投资,这是非常值得的成本。

然而,其他表面是理想的位置。被漆成浅色的平顶建筑可以安装两面嵌板,就像停车棚、泳池露台、甲板、藤架、门廊、遮阳篷和其他遮阳结构一样。覆盖轻质材料如混凝土、沙子、碎石或瓷砖的地面系统也是强有力的候选者。

用于给电动汽车充电的太阳能车库
用于充电电动汽车的太阳能卡车。

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由于双面太阳能的首选使用案例,效用规模和社区太阳能农场已经更快地采用了这项技术,因为他们的安装设计和选址的选择并不局限于屋顶。在这些情况下,双面板的水平成本可以比单面板低2-6%。Clearway Energy Group是一家公用事业规模和社区太阳能项目的开发商,该公司认为,结合跟踪器的双面太阳能具有更高的能量输出,这是至关重要的持续降低成本在世界大部分地区,太阳能已经是最便宜的电力来源。

可能是一种限制,也可能是一种美德。需要比单面太阳能电池板更高的安装,双面太阳能电池板可以更容易地成为一个agriphotovoltaic系统该项目将农业与太阳能发电结合起来。作物可以更容易地在更高的地方种植,而放牧的牛羊可以受益于太阳能板提供的遮荫,使土地肥沃60%更有效率结合这两种功能。

前景

据NREL表示,“双翼飞行PV正在与安装项目的Gigawatts成为主流。”市场预测预计在2020-2027年的预测期间,双面太阳能的年复合增长率将达到15%。NREL预测,到2020年,双面太阳能电池板将占到太阳能光伏市场的60%,比2019年的约15%有所上升。随着太阳能缩减随着市场需求和政府支持的增加,随着气候变化的增加,随着气候变化的增加,需要在各地通电一切,空间限制和越来越令人争议的土地利用问题,并可能有利于更少,更高效的双层面板。

与一般的太阳能技术一样,双面板的成本必然会随着产量的增加而下降价格平价的预测用单裂性太阳能将很快提示市场支持双层面板。Lazard的说法,2009年和2020年,太阳能电力的成本下降了90%能量级别.这使得双面板对公用事业规模和社区太阳能农场特别有吸引力,在这些地方,规模经济意味着增加的能源产量只会带来略微增加的成本。

如果美国政府取消征收的关税,成本差异也会减少2018年.到目前为止,拜登政府一直支持这项关税,因为它寻求推动美国制造的太阳能电池板的生产,而不是从中国进口的,一些人也支持这项关税美国太阳能制造商.迄今为止,没有这样的解除关税正在进行中,因为这个问题在法院系统中蜿蜒而行。然而,双面系统的均等化成本已经与单面系统相竞争。NREL预测,“关税后,bifacial将是一个明显的赢家。”

我们的未来现在

不像其他提高太阳能电池板效率的尝试,比如钙钛矿的太阳能电池,Bifacial技术现在存在,可在尺度上进行部署,并可快速部署。随着气候变化的紧迫性越来越清晰在美国,双面太阳能技术是能源部门减少碳排放的最有效手段之一。

虽然双面太阳能板并不适用于每一个屋顶,甚至每一个地面,但其提高的效率让公用事业规模的太阳能开发商能够更快地获得投资回报,从而吸引寻求短期收益的投资者。与单面太阳能板相比,它们的占地面积更小,可以让公寓楼业主高效地将太阳能电力提供给租户,并允许社区太阳能农场建在离客户需要的地方更近的地方,而无需进行大规模的电力传输升级。双面太阳能是一项未来的技术,今天就在这里。

查看文章来源
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