太阳能电池板的优缺点

引言

太阳能电池板，也称为“光伏电池板”，利用太阳光发电，太阳光由被称为“光子”的微小能量粒子组成。太阳是太阳能的来源。

除了为家用和商用太阳能电力系统发电外，太阳能电池板还可用于多种用途。其中包括遥感、电信设备、独立小屋供电系统等等。

太阳能电池板的工作原理

太阳能电池板捕获并转化太阳光为电能，然后用于电力负载。太阳能是一种清洁、可持续的能源。太阳能电池板的每个太阳能电池都包含硅、磷（提供负电荷）和硼的层。

太阳能电池板由许多独立的太阳能电池组成（提供正电荷）。当太阳能电池板吸收光子时，会产生电流。当电子从原子轨道中释放出来时，就会产生太阳能电池的电场。当光子撞击太阳能电池板表面时产生的能量使它们被吸引到定向电流中。整个过程被称为“光伏效应”。安装在屋顶上的太阳能电池板数量足以满足普通家庭的能源需求，并且有足够的空间。产生的任何多余能量都会馈入主电网，从而降低夜间对电力的需求。

夜间家庭使用的能源由平衡并连接到电网的太阳能电池阵列在白天产生。如果太阳能发电机产生的电量超过家庭所需，其所有者可以通过净计量计划获得补偿。

在离网太阳能项目中，电池组、充电控制器和通常是逆变器等组件是必需的。充电控制器将太阳能电池阵列的直流 (DC) 电力传输到电池组。在逆变器将直流电转换为交流电（可用于不使用直流电的设备）后，电能从电池组中提取出来。

借助逆变器，太阳能电池板阵列可以根据即使是最严格的电力负载的需求进行尺寸调整。交流电可用于为住宅和商业建筑、房车和船只、偏远小屋、度假屋和住宅、远程交通控制、电信设备、石油和天然气流量监测、RTU、SCADA 等更多设备供电。

太阳能电池板的类型

太阳能电池板可分为四大类

• 单晶太阳能电池板
• 多晶太阳能电池板
• 钝化发射极和背接触电池 (PERC) 太阳能电池板
• 薄膜太阳能电池板

太阳能电池板的类型决定了它们的性能。每个电池外观不同，具有独特的特性。

单晶太阳能电池板

“单晶电池板”也用于描述单晶太阳能电池板。它们由纯硅晶体构成，分成许多晶圆，构成电池。这些晶圆形状不寻常，颜色均匀，因为它们被切割成八边形。由于它们仅由硅组成，因此可以通过其独特的黑色或深蓝色来识别。

半切电池是单晶太阳能电池板中使用的一种技术。在这里，方形电池被分成两半，使电池数量增加一倍。电池板上半部分的所有电池连接在一个串联中，而下半部分的电池连接在另一个串联中。

这使得电池板即使在下半部分被遮蔽时也能在上半部分继续发电。因此，存在部分遮蔽问题的安装可以从半切电池中产生更多的总电力。

特点

• 单晶太阳能电池板由于其更好的转换效率而产生更多的千瓦时电量。它们由单一硅晶体制成，因此有更大的空间供电子流动。
• 与其他电池板相比，单晶电池板具有更强的耐热性，表明热量对其发电能力的影响较小，并且在较热的环境中效率更高。
• 单晶硅电池的生产过程复杂。因此，单晶电池板比传统电池板更昂贵。

多晶太阳能电池板

多晶太阳能电池板包含几个硅晶体。它们由破碎的硅片加热后倒入方形模具中制成。一旦这些晶体冷却，然后切割成薄晶片并组装，就制成了多晶太阳能电池板。它们也被称为“多晶”电池板。

特点

• 多晶太阳能电池板的效率低于单晶电池板，因为它们由许多硅晶体组成，电子流动的空间较小。
• 电池的方形形状和闪亮的蓝色，边缘笔直，是电池板是多晶的明显标志。
• 这些电池板的生产方法更简单，整个过程中浪费的硅更少，使其比单晶太阳能电池板更经济。

钝化发射极和背接触电池 (PERC) 太阳能电池板

传统太阳能电池板只吸收一小部分阳光，一些阳光会穿过它们。PERC 太阳能电池板采用尖端技术生产，被称为“背接触电池”。太阳能电池的背面通过添加一层进行修改。由于 PERC 电池板中增加了额外的层，它更加有效，这使得太阳能可以从电池板的背面重新吸收。

目前市场上最强大的太阳能电池板称为 Mono-PERC 电池板，它采用 PERC 技术和单晶电池，效率很高。

特点

• 由于 PERC 太阳能电池板比传统太阳能电池板吸收更多的阳光，因此它们更有效。
• 太阳能电池板背面有一个额外的层，可以将未完全吸收的阳光反射回太阳能电池以进一步吸收。

薄膜太阳能电池板

与单晶和多晶电池板不同，薄膜太阳能电池板的制造采用光伏材料，如非晶硅 (a-Si)、铜铟镓硒 (CIGS) 和碲化镉 (CdTe)。当这些材料应用于玻璃、金属或塑料等坚固表面时，它变得更轻，更容易安装。

薄膜太阳能电池板的类别包括：

• 碲化镉 (CdTe)

CdTe 是碳密集度最低的太阳能电池板。然而，由于镉有毒且难以回收，因此会引起环境问题。

• 非晶硅 (a-Si)

非晶硅电池板中的硅通常呈非晶态，没有分子结构。

• 铜铟镓硒 (CIGS)

CIGS 是通过在玻璃或塑料板上沉积一层薄薄的铜、铟、镓和硒制成的。由于 CIGS 的吸收能力高于其他薄膜电池板，因此它是其中最有效的。

特点

• 与传统硅电池板相比，薄膜太阳能电池更灵活、更轻，安装更简单。
• 与硅晶体太阳能电池板相比，它们的效率较低。它们的碳足迹小于其他电池板，而且价格也更实惠。
• 这些电池板最适合大型屋顶空间或拥有大量开放空间的场所。

太阳能电池板的优点

1. 降低电费成本

太阳能电池板最著名的好处是它们将帮助您减少电费支出。长期使用太阳能发电将使您更少地依赖电网。因此，通过支付更少的电费，您可以进一步降低能源成本。由于太阳能既可再生又价格合理，您无需为太阳能电池板产生的电量付费。

每月在您的家庭或其他优先事项上投入更多资金会带来许多好处。太阳能的主要好处之一是成本降低。

2. 可再生能源

可再生能源可以产生无限量的能源。太阳能是可再生能源。由于可再生太阳能，每个人都可以从太阳提供的免费能源中受益。由于太阳持续产生大量能量，您的太阳能电池板基本上永远不会耗尽电力。

我们无需担心太阳能耗尽，而是可以享受阳光照射到我们的太阳能电池板上并产生免费、清洁的电力。太阳能不仅不排放温室气体，而且由于它是从可再生资源产生的，因此也是清洁能源。

3. 提升您的房屋价值

通过在您的房产上安装太阳能电池板，您可以增加其价值，因为它们为房主提供了多项好处。安装了太阳能电池板的房屋价值将高于没有安装太阳能电池板的房屋。原因在于，一所住宅将主要依赖电网，而另一所住宅将在能源方面实现自给自足。享受摆脱能源价格上涨负担的解脱。

这再次是由于太阳能电池板的初始购买成本很高，但它们也是一项巨大的投资。如果您决定在您的房产上安装太阳能，您在太阳能电池板上花费的资金将有益于您的房屋，并且您可能会看到可观的投资回报。

4. 环保

太阳能是清洁、可再生、无污染且对环境有益的。与其他石油和煤炭不同，太阳能不直接导致温室气体或化石燃料的产生。因此，可以得出结论，太阳能电池板是环保安全的产品。

如今，实践环境责任至关重要，而反对环境变化的言论可能会提升您在社区中的地位。

毫无疑问，这是太阳能电池板的关键好处之一，也是人们转向太阳能的主要驱动力。房主可以放心，因为他们知道他们的电力不会损害环境。

5. 众多易于获得的产品

太阳能电池板的另一个显著优点是，使用太阳能电池板制造的各种产品都易于获得。太阳能电池板专为寻求长期使用的高端系统的人士而设计。对于寻求出色预算系统的房主来说，也有大量的选择。

对于主要将能源用于供暖并希望使用太阳能来削减开支的人们来说，太阳能热水器是另一个选择。对于需要在夜间储存能源以供使用的住宅，有集成了电池系统的太阳能电池板。拥有如此广泛的选择对房主来说非常有益，因为这使他们能够获得根据自己的需求和偏好定制的太阳能电池板。

6. 维护费用低

随着新技术的普及，太阳能电池板的维护变得越来越简单。由于存在超长期的保修，太阳能电池板的维护变得越来越不重要。这很好，因为它使家庭能够购买太阳能，而无需每周维护或检查系统。低维护也意味着更低的开支。

您的太阳能电池板系统不需要任何额外的财务投入来保持其最佳状态。如果您的太阳能电池板积聚了污垢或灰尘，建议您定期清洁它们。

7. 房主可以实现能源独立

通过在您的家中安装太阳能电池板，您可以实现完全的能源独立。如果您的系统足够高效，能够产生足够的能量为您的房屋供电，您就不需要从电网购买电力。

这意味着家庭将不再需要应对不断上涨的电价，这除了是一项了不起的成就之外。如果您自己发电，您将节省大量资金。您将不会受到停电或电网维护其电力线的影响。

许多实现能源独立的人认为，这是太阳能电池板的一个巨大优势。

8. 多余的太阳能可以出售给电网

您家中未使用的能源可以出售给电网以产生额外收入。您还在为您的社区提供清洁、可再生能源。通过利用太阳能，您和您的社区可以从电网获得更清洁的电力。为了向电网出售多余的能源，一些房主升级了他们的系统。

为了鼓励拥有多余能源的家庭使用它们，政府提供了一些很棒的上网电价。通常，这些电价因州而异。最常见的两种形式是固定费率和随时间变化的电价。每千瓦时的价格由这两种电价决定，它们也是缩短系统投资回收期的好方法。利用太阳能电池板创造免费资金的能力是一个显著的优势。

太阳能电池板的缺点

1. 需要阳光

这意味着太阳不发光时不会产生能量。夜间和寒冷天气尤其影响发电。大多数人现在都投资了备用电池系统，可以在太阳不发光时储存能量。然而，添加备用系统会增加安装太阳能电池板的全部成本。大多数时候，它必须做更多的事情来推进太阳能技术。

太阳能电池板在夜间无效，迫使您依赖当地电网或购买太阳能电池来储存您可能在夜间使用的额外能量。其他可再生能源可以在夜间使用，而太阳能电池板在夜间无效。除了前一点之外，暴风雨或飓风进一步降低了在此类天气下获取电力的能力。

2. 过高的前期资本成本

尽管安装太阳能电池板会带来显著的长期优势，但前期费用可能令人望而却步。根据您选择的供应商，您可能会为太阳能电池板支付高昂的费用。在制造企业的帮助下，更容易估算总安装成本。

许多国家都提供了税收减免和补贴来鼓励安装太阳能电池板，但如果您为此目的预留了资金，成本可能令人无法承受。此外，您可能需要长达 10 到 15 年才能收回初始投资。投资回收期多长并不重要；任何能减少我们对化石燃料依赖的事情都是值得的。

3. 效率问题

关于太阳能效率低下的信息很多。大多数人需要了解什么是效率。当人们看到 15% 的效率时，他们认为这不足。他们认为 100% 的效率是最佳的。产生能量所需的面积是效率的关键。

您可能会惊讶地发现，效率为 15% 的 250 瓦太阳能电池板与效率为 20% 的 250 瓦太阳能电池板产生的功率相同。很明显，尺寸不同。一般来说，较小的电池板比大的电池板性能更好。

由于可用空间有限，为紧凑型设备供电需要更高的效率。然而，为任何家庭用途发电，屋顶就足够了。只有在屋顶空间很小的情况下才会购买屋顶太阳能电池板。更高效的电池板成本更高也是需要考虑的重要因素。

4. 安装面积

太阳能装置可以放置在屋顶上，为住宅用户产生足够的能量，因此它们可能只需要很小的空间。然而，对于大型企业，系统需要相当大的面积才能有效且持续地供电。

5. 搬迁困难

移动太阳能技术（如太阳能电池板）存在障碍。如果您决定搬离，太阳能承包商将更改租赁协议给新住户。这些公司不会因拆除太阳能电池板而产生任何额外费用。

他们拥有知识渊博的员工，与房地产经纪人、产权代理人和检查代理合作，以确保顺利过渡到新租户。如果您带走太阳能电池板和租赁协议，公司可以更快地移动；但是，您将被收取拆卸和重新安装的费用。

6. 太阳能电池板材料可能造成污染

关于光伏电池板回收可行性的最新信息不足。太阳能电池板的使用寿命约为 50 年，但处理这些材料可能会对环境产生负面影响。多年来，这个问题一直被忽视，需要立即处理。

7. 负能量平衡

由于太阳的不可预测性，不能依靠太阳能来推动一个国家的经济。科学家预测，到 2020 年，目前正在开发的太阳能技术将能够为世界上大多数人口提供服务。在此之前，我们的主要能源将继续是化石燃料。

结论

子孙后代将依赖太阳能。它是一种经济、环保、安全的选择。此外，它是可再生的，使其成为一种可再生能源。因此，它不会造成污染。因此，为了保护地球，我们必须努力越来越多地使用太阳能电池板。