فراتر از درخشش: انقلاب آرام در فناوری پنل خورشیدی

از لحاظ تاریخی، پنل های خورشیدی با مستطیل های براق و مشکی که بر روی پشت بام شما نصب شده اند مرتبط بوده اند که نور خورشید را دریافت کرده و آن را به منبع انرژی قابل استفاده تبدیل می کنند. این تصویر بصری اساسی تمام اطلاعاتی را در مورد نحوه عملکرد پنل های خورشیدی ارائه می دهد، اما در حوزه درک فناوری زیربنایی، که اکنون به یک بازار پویا و به سرعت در حال تحول تبدیل شده است، با جهت گیری های زیادی که به نوآوری برای پایداری آینده و همچنین انتظارات مصرف کننده بستگی دارد، بسیار محدود بود.

اولین تغییر عمده در این بازار به دلیل خواص مواد سیلیکون بود. از لحاظ تاریخی، سیلیکون تک کریستالی نوع P برای سال‌های متمادی استاندارد صنعت بوده است و ثابت کرده است که کارایی بالا و قابلیت اطمینان بالایی دارد. با این حال، ویژگی‌های فیزیکی مرتبط با سلول‌های نوع-P وجود دارد که منجر به این واقعیت می‌شود که سلول‌های نوع-در معرض آنچه به عنوان تخریب القای نور (LID) شناخته می‌شود، می‌شوند. LID یک کاهش آهسته و پیشرونده کارایی است که می تواند باعث شود سلول های نوع P{7}}تا درصد قابل توجهی از خروجی رتبه بندی شده خود را در چند سال اول کار از دست بدهند.

فناوری سیلیکون نوع N-را وارد کنید. آن را به عنوان یک ماده اولیه خالص تر و انعطاف پذیرتر در نظر بگیرید. سلول های نوع N در برابر LID حساس نیستند. این بدان معناست که یک پانل ساخته شده با سلول‌های نوع N-در اوج عملکرد خود شروع می‌شود و مدت زمان بیشتری در آنجا باقی می‌ماند. نتیجه؟ برداشت کل انرژی به طور قابل توجهی بالاتر در طول عمر سیستم. این تغییر از نوع P{8}}به نوع N{9}}مهمترین انتقال تکنولوژیک در صنعت امروز است که تیرک هدف را از "وات اولیه" به "وات مادام العمر" منتقل می کند.

در این قیاس، نوع N-موتور است و دو وجهی عامل شکل جدید انقلابی است که موتور نوع N-را واقعاً مؤثر می‌سازد. ماژول‌های خورشیدی معمولی از طراحی صورت تک-استفاده می‌کنند، به این معنی که آنها فقط نور خورشید را که در قسمت جلویی (شیشه‌ای) ماژول فرو می‌رود، جذب می‌کنند.

ماژول‌های خورشیدی Bifacial از مواد شفاف استفاده می‌کنند و دارای قابلیت تولید برق در دو طرف جلو و عقب ماژول هستند. قسمت عقب نور خورشید را هم از منابع مستقیم و هم از منابع غیرمستقیم (بازتابی و پراکنده) نور خورشید دریافت می کند. قسمت پشتی ماژول افزایش تولید انرژی را از نور منعکس شده و منتشر شده از بام های سفید، شن، علفزارها و خاک های شنی تجربه می کند. افزایش بازده انرژی یک ماژول خورشیدی دو وجهی یک پدیده جزئی نیست. این یک سود عظیم است. بر اساس شرایط محل نصب، ماژول‌های خورشیدی دو وجهی می‌توانند بین 5%-25% انرژی کل خروجی بیشتری نسبت به ماژول‌های تک چهره دارای رتبه مشابه تولید کنند. این کاهش در اقتصاد پروژه به توسعه دهندگان پروژه اجازه می دهد تا انرژی بیشتری را از مساحت کمتری تحویل دهند که منجر به رشد مداوم بازار می شود.

سلول های پیشرفته نیاز به محافظت پیشرفته دارند. طراحی سنتی پانل از یک صفحه پشتی پلیمری استفاده می کند که می تواند در برابر سایش محیطی، نفوذ رطوبت و تخریب در طول دهه ها آسیب پذیر باشد.

پاسخ ماژول دو{0}شیشه ای است که هر دو قسمت جلویی و پشتی آن ورقه هایی از شیشه سکوریت هستند. این فقط در مورد استحکام نیست (اگرچه مقاومت استثنایی در برابر تگرگ، باد و بارهای برف ارائه می دهد). محصور کردن شیشه‌ای دوگانه یک سد ضد آب-بخار-هرمتیک ایجاد می‌کند که عملاً تخریب القایی بالقوه (PID) را که یک تهدید بزرگ برای عملکرد بلندمدت است، از بین می‌برد. همچنین ایمنی در برابر آتش را افزایش می دهد و به طور چشمگیری مقاومت در برابر سایش ناشی از شن یا گرد و غبار را بهبود می بخشد. به طور خلاصه، ساختار{9}دو شیشه ای چیزی است که به سلول دو وجهی با کارایی بالا اجازه می دهد تا 30+ سال ضمانت عملکرد خود را ارائه دهد.

توسعه سلول‌های{0}}نوع N، طراحی دو وجهی و ساختار شیشه‌ای دوتایی، طرز فکر ما را در مورد فناوری PV تغییر می‌دهد.

به طور سنتی، قیمت هر وات برای هر پانل (یا ماژول) وجود داشت. همانطور که می دانید، اکنون با یک متریک پیچیده تر به نام هزینه همسطح انرژی (LCOE) جایگزین شده است، که هزینه کل یک سیستم PV را در طول عمر خود در مقایسه با مقدار انرژی که آن سیستم در همان دوره زمانی تولید می کند، بررسی می کند.

یک پانل دو وجهی (زیرا انرژی اضافی از پشت دریافت می‌کند) که به سرعت تخریب نمی‌شود (به دلیل استفاده از مواد از نوع N-و کیفیت ساخت) می‌تواند در مقایسه با پانل مشابهی که دارای LCOE متوسط ​​است، LCOE بسیار پایین‌تری داشته باشد. این بدان معناست که یک پانل دو وجهی نه تنها انرژی بیشتری را ارائه می‌کند، بلکه بازده مالی طولانی‌مدت‌تری را نیز ارائه می‌کند، حتی اگر قیمت خرید اولیه بالاتر از یک پانل استاندارد مشابه باشد.

در نتیجه، پیشرفته‌ترین سرمایه‌گذاران و توسعه‌دهندگان اکنون متوجه شده‌اند که باید به جای خرید ساده‌ترین پنل موجود در بازار امروز، بر بازده کل انرژی و{0}}قابلیت اطمینان بلندمدت تمرکز کنند.

سلول های خورشیدی پشت سر هم پروسکایت به عنوان "مرز بعدی" در کارایی قرار می گیرند که یک پیشرفت بزرگ است و نشان دهنده نسل جدیدی از فناوری خورشیدی است. با این حال، راه حل هایی برای "انقلاب خورشیدی" فعلی وجود دارد که از قبل در بازار وجود دارد. به طور خاص، ترکیبی از n-نوع دو وجهی، پانل‌های دو{3}}شیشه‌ای دو وجهی نشان‌دهنده اوج فناوری PV خورشیدی با راندمان بالا از نظر تجاری و مالی است. این راه‌حل فن‌آوری با کارآیی بالا، چیزی نیست که بازار خورشیدی به طور تاریخی به آن بازگشته است، که عمدتاً با یارانه‌ها و کمک‌های دولتی رشد می‌کرد، بلکه طراحی و توسعه بازارهای فعلی و آینده است (که مسلماً امروزه بسیار رقابتی‌تر هستند).

درک تکامل انرژی خورشیدی برای سرمایه گذاران بالقوه حیاتی است. سرمایه گذاران بالقوه باید درک کنند که نه تنها یک پنل خورشیدی فتوولتائیک خریداری می کنند، بلکه یک دارایی پایدار-انرژی عمر{2}} با بازده عالی در یک بازه زمانی طولانی خریداری می کنند. سوال دیگر این نیست که "کمترین قیمت هر وات چقدر است؟" بلکه "کل انرژی خروجی (چه مقدار انرژی) در طول عمر دارایی چقدر خواهد بود؟" فناوری PV مدرن راه حل های قوی و قدرتمندی را برای این سؤالات قبلی و فعلی ارائه می دهد.