Quins són els components dels sistemes solars fotovoltaics de coberta?

Basat en els objectius globals de neutralitat de carboni, Sistema solar fotovoltaic (PV) al terrat les instal·lacions continuen augmentant. Les instal·lacions fotovoltaiques distribuïdes a nivell mundial es van situar en 120 GW el 2023, on més del 58% es van instal·lar en terrats residencials, segons dades de l'Agència Internacional d'Energies Renovables (IRENA). Aquests sistemes integrats de generació, emmagatzematge i consum d'energia estan revolucionant el sector energètic en virtut dels seus components i tecnologies subjacents. Aleshores, què és realment un sistema fotovoltaic solar al terrat? Descobrim amb detall.

Components bàsics dels sistemes fotovoltaics de cobertes

1.Mòduls fotovoltaics

Com a nucli central del sistema, els mòduls fotovoltaics han experimentat tres generacions de desenvolupament tecnològic:

Mòduls de silici cristal·lí de primera generació

PERC monocristal·lí (emissor passivat i cèl·lula posterior): l'eficiència de producció en massa oscil·la entre el 22.5% i el 24.8%.

Silici policristalí: l'eficiència oscil·la entre el 17% i el 19.6%, amb un cost més baix d'aproximadament 0.3 ¥ per watt.

Mòduls de pel·lícula prima de segona generació

CIGS (Copper Indi Galli Selenur): presenta flexibilitat, el que el fa adequat per a aplicacions integrades a l'edifici com ara façanes.

Perovskita: l'eficiència del laboratori ha superat el 33.7%, demostrant un potencial important per a la comercialització futura.

Tecnologies compostes de tercera generació

Cèl·lules HJT (heterounió): presenten una taxa bifacial del 95% i una taxa de degradació anual inferior al 0.25%.

Mòduls TOPCon (contacte passivat per òxid de túnel): aconsegueixen sortides de potència produïdes en massa que superen els 700 W+, reduint el cost d'energia anivellat (LCOE) en un 12%.

Avenços d'encapsulació

Mòduls de doble vidre: ofereixen tres vegades la resistència a la intempèrie que els mòduls convencionals, ampliant la seva vida útil a 35 anys.

Mòduls intel·ligents: integrats amb xips d'optimització, aquests mòduls milloren la generació d'energia d'un sol panell fins a un 20%.

2.Inversors

Les tecnologies dels inversors estan evolucionant en tres direccions clau:

3.Sistemes d'emmagatzematge d'energia (opcional)

Per als sistemes fotovoltaics fora de la xarxa, l'emmagatzematge d'energia permet l'ús nocturn de l'electricitat. Els tipus de bateries habituals inclouen:

Arquitectura de sistemes i gestió energètica

1.Comparació de tres tipus de sistemes

2.Sistemes de control intel·ligents

Capa de maquinari

Sensors ambientals: controleu contínuament la irradiació, la temperatura ambient i la velocitat del vent.

Encaminadors de potència: gestioneu l'equilibri de potència a les microxarxes de CC per garantir un funcionament estable.

Capa de programari

Algorismes d'emmagatzematge i distribució d'energia: assigneu intel·ligentment l'energia emmagatzemada per maximitzar l'eficiència d'utilització.

Plataformes de monitorització i anàlisi en temps real: proporcionen informació completa del rendiment del sistema, que permet un manteniment proactiu.

Interfícies de control remot: permeten el control dels sistemes mitjançant interfícies basades en núvol o aplicacions mòbils.

Estructures de muntatge i accessoris

1. Bastidors de muntatge

Els bastidors de muntatge són fonamentals per subjectar fermament els panells fotovoltaics als sostres. Requereixen una gran resistència mecànica i resistència a la corrosió per suportar condicions meteorològiques adverses. Els suports ajustables s'adapten a diversos tipus de sostre (per exemple, inclinat, pla) i orientacions i maximitzen els angles d'inclinació del panell per a una captura màxima de la irradiància solar.

2.Cables i segelladors

Cables: els cables duradors i resistents als UV ofereixen una transmissió eficient de potència entre components amb baixa pèrdua d'energia.

Segelladors: els segelladors elastomèrics impermeables omplen l'espai de la superfície del marc del mòdul i exclouen la humitat, allargant la vida del mòdul.

Components addicionals

1.Dispositius de protecció contra llamps

Situats per protegir els sistemes de pics de tensió causats pels llamps, també eviten danys a l'equip i risc d'incendi.

2. Equips de protecció de circuits

Interruptors: tallen automàticament l'alimentació en sobrecàrregues o curtcircuits.

Relés: desactivar els circuits defectuosos per protegir el sistema i els usuaris finals.

Sistemes de seguiment del rendiment

Registradors de dades: registre continu de paràmetres com ara voltatge, corrent i sortida d'energia.

Programari de detecció d'errors: utilitzeu algorismes basats en l'aprenentatge automàtic per identificar anomalies (p. ex., degradació del panell, problemes d'ombrejat) en temps real.

Des de panells de silici monocristal·lí fins a microxarxes intel·ligents, les instal·lacions fotovoltaiques dels terrats s'estan transformant de "generadors d'energia" autònoms a "centrals d'energia" integrats. A mesura que la tecnologia segueixi millorant, ja sigui la comercialització de perovskites, la gestió de l'energia impulsada per la intel·ligència artificial o les economies d'escala en bateries d'ions de liti, l'energia solar de terrassa es convertirà en un "actiu verd" omnipresent per a empreses i consumidors, proporcionant tant sostenibilitat ambiental com rendiments econòmics a llarg termini.