Двусторонние прозрачные солнечные батареи

Несмотря на то, что двусторонние солнечные элементы популярны с 1960-х годов, коммерческое использование их в фотоэлектрических проектах - это что-то относительно новое. Работы над созданием промышленных образцов двухсторонних солнечных панелей активно начаты различными корпорациями в 2005-2007 годах. Первые рабочие образцы были предъявлены на выставках в 2012-2013 годах. В настоящее время двухсторонние солнечные панели есть в ассортименте любой крупной компании, занимающейся выпуском фотоэлектрических панелей.

Двухсторонние солнечные панели изготавливаются из фотоэлементов, которые поглощают солнечное излучение, как с лицевой, так и с тыльной стороны. Они преобразовывают энергию солнца в электроэнергию с обеих сторон. Как правило, эффективность преобразования солнечного излучения на лицевой стороне такого фотоэлемента на несколько процентов выше, чем на тыльной стороне и достигает значения 22%. Эффективность фотоэлемента с тыльной стороны – 14-15%. Но это только для монокристаллических панелей.

Рис.1 Фото лицевой и тыльной сторон солнечной панели.


В определенных случаях такие панели позволяют получить прибавку к выработке электроэнергии от 10 до 50 процентов по отношению к традиционным односторонним солнечным панелям.

Количество дополнительной энергии фотоэлектрической системы, которое возможно получить при использовании двухсторонних модулей зависит от количества дополнительного солнечного излучения, которое будет попадать на тыльную сторону батареи.

Конструкция двухсторонней прозрачной солнечной батареи.

Структура прозрачной двухсторонней солнечной панели:
1. высокой пропускающей способности закаленное листовое стекло;
2. лист полиэтиленвинилбутираль (PVB);
3. двухсторонние солнечные ячейки;
4. лист полиэтиленвинилбутираль (PVB);
5. высокой пропускающей способности закаленное листовое стекло;
6. специальная встроенная в каркас трехдиодная клеммная коробка;
7. Рама панели выполнена из анодированного алюминиевого профиля.


Рис.2 Конструкция двухсторонней солнечной батареи.


Варианты применения двухсторонних солнечных батарей.

Некоторые фотоэлектрические системы спроектированы таким образом, что применение таких солнечных панелей может принести ощутимую выгоду. Иногда по конструктивным причинам солнечные панели устанавливаются под углом 90?, например, в виде ограждения. В таком случае использование двухсторонних солнечных панелей может повысить эффективность выработки энергии до 50%.

Рис.3 Поглощение энергии при а) наклонном и б) вертикальном монтаже.


Увеличение выработки электроэнергии происходит за счет:

  • отражения части солнечной энергии на лицевую и тыльную стороны батареи;
  • попадание прямых солнечных лучей на обе стороны панели в разное время дня;

Такое применение двухсторонних солнечных батарей является наиболее эффективным.

Рис.4 Использование двухсторонних солнечных панелей в качестве балконного ограждения.


Двухсторонние солнечные панели так же могут быть применены в качестве фасада здания. Благодаря прозрачной структуре часть энергии, попадающая в помещение может отражаться на тыльную сторону солнечной батареи. Так же внутренне освещение, попадая на панель в темное время суток, может преобразовываться в фотоэлектрической системе. Данный вариант применения двухсторонних солнечных панелей менее эффективен и способен достичь прибавки в выработке электроэнергии до 25%. Это метод применим к большим торговым центрам с фасадной частью ориентированной на юг.

Рис.5 Вариант фасадного использования.


Применение двухсторонних солнечных батарей в бытовом секторе при классическом монтаже является малоэффективным. При монтаже на наклонную кровлю отражение энергии на тыльную сторону практически нет. При установке таких панелей на плоскую крышу можно поднять их эффективность на 10-30% покрасив крышу в белый цвет.

Рис.6 Установка двухсторонних солнечных панелей на плоскую крышу.


Так же двухсторонние солнечные батареи в схеме фотоэлектрической установки усложняют работу инвертора.

Применение двухсторонних солнечных панелей в северных районах с резко континентальным климатом (много солнечных дней зимой) показало их высокую эффективность в таких погодных условиях. Очень высокие показатели получили производители при испытании двухсторонних солнечных батарей в условиях высокогорья, на ледниках.

Рис.7 Двухсторонние солнечные панели в зимних условиях.


Солнечные элементы могут быть установлены на противошумовых барьерах, расположенных вдоль дорог и железнодорожных путей.

Рис.8 Двухсторонние солнечные батареи, установленные на противошумовых барьерах.


За счет вертикального положения таких барьеров установка солнечных батарей на них требует меньше места, чем привычная установка их по направлению к югу, при которой, кроме того, необходимо располагать конструкцию под определенным углом.

В случае, когда двусторонние солнечные элементы установлены вертикально, они должны быть направлены с севера на юг. Если они расположены таким образом, то они будут вырабатывать почти такую же энергию, как при установке в южном направлении.

Двусторонние солнечные элементы использовались в космосе с 1970-х годов. Причиной тому являлась их повышенная мощность/на единицу веса, и, очевидно, затраты на солнечные элементы не имели значения в космических проектах.

Рис.9 Проницаемость двухстороннего фотоэлемента для ИК-лучей.


За время использования двухсторонних солнечных панелей в космосе было доказано, что двусторонние солнечные элементы поглощают меньше инфракрасных лучей, что ведет к снижению рабочих температур и, как следствие, к лучшему функционированию солнечного элемента. Было зафиксировано увеличение эффективности на 10-30% в сравнении с односторонними солнечными элементами.

ООО "Энерготрейд МСК" © 2018 г.