ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
| ||||
ระบบและส่วนประกอบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์: ด้าน บน: อินเวอร์เตอร์สตริงพลังงานแสงอาทิตย์และส่วนประกอบ BOS อื่นๆ · แผงโซลาร์ เซลล์บนชั้นดาดฟ้าในฮ่องกง จีน · BIPVบนระเบียงในเฮลซิงกิ ฟินแลนด์ |
ระบบไฟฟ้าโซลาร์ เซลล์ หรือระบบ PVหรือ ระบบ พลังงานแสงอาทิตย์เป็นระบบพลังงานไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อจ่ายพลังงานแสงอาทิตย์ ที่ใช้งานได้ โดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ ประกอบด้วยการจัดเรียงองค์ประกอบหลายอย่าง ได้แก่แผงโซลา ร์ เพื่อดูดซับและแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อแปลงเอาต์พุตจาก ไฟฟ้า กระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับตลอดจนการติดตั้งการเดินสายและอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เพื่อติดตั้งระบบการทำงาน . อาจใช้ระบบติดตามแสงอาทิตย์ด้วยเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบและรวมแบตเตอรี่ในตัว
ระบบ PV แปลงแสงเป็นไฟฟ้าโดยตรง ไม่ควรสับสนกับเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์อื่นๆ เช่นพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นหรือความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ใช้สำหรับทำความร้อนและความเย็น แผงโซลา ร์เซลล์ จะครอบคลุมเฉพาะแผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมด ซึ่งเป็นส่วนที่มองเห็นได้ของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ และไม่รวมถึงฮาร์ดแวร์อื่นๆ ทั้งหมด ซึ่งมักจะสรุปเป็นสมดุลของระบบ (BOS)
ระบบ PV มีตั้งแต่ระบบขนาดเล็กติดตั้งบนหลังคาหรือแบบบูรณาการในอาคารที่มีความจุตั้งแต่สองสามถึงหลายสิบกิโลวัตต์ ไปจนถึงโรงไฟฟ้า ขนาดใหญ่ที่มีขนาด หลายร้อยเมกะวัตต์ ทุกวันนี้ ระบบ PV ส่วนใหญ่เชื่อมต่อแบบกริดในขณะที่ระบบนอกกริดหรือแบบสแตนด์อโลนเป็นส่วนเล็กๆ ของตลาด
การทำงานอย่างเงียบ ๆ และไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวหรือการปล่อยมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมระบบ PV ได้พัฒนาจากการใช้งานเฉพาะของตลาดไปสู่เทคโนโลยีที่ครบถ้วนซึ่งใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้ากระแสหลัก ระบบบนชั้นดาดฟ้าจะ ใช้ พลังงาน ที่ลงทุนไปสำหรับการผลิตและการติดตั้งภายใน 0.7 ถึง 2 ปี และผลิต พลังงานหมุนเวียนสะอาดสุทธิได้ประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ตลอดอายุการใช้งาน 30 ปี [1] : 30 [2] [3]
เนื่องจากการเติบโตของเซลล์แสงอาทิตย์ราคาระบบ PV จึงลดลงอย่างรวดเร็วนับตั้งแต่เปิดตัว อย่างไรก็ตาม จะแตกต่างกันไปตามตลาดและขนาดของระบบ ในปี 2014 ราคาสำหรับระบบ 5 กิโลวัตต์สำหรับที่อยู่อาศัยในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ประมาณ 3.29 ดอลลาร์ต่อวัตต์[4] ในขณะที่ใน ตลาดเยอรมันที่มีการเจาะสูงราคาสำหรับระบบบนชั้นดาดฟ้าสูงถึง 100 กิโลวัตต์ลดลงเหลือ 1.24 ยูโรต่อวัตต์ [5]ปัจจุบัน แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์มีต้นทุนน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของระบบทั้งหมด[6]โดยปล่อยให้ส่วนที่เหลือเป็นส่วนประกอบ BOS ที่เหลือและมีค่าใช้จ่ายที่อ่อนตัว ซึ่งรวมถึงการหาลูกค้า การอนุญาต การตรวจสอบและการเชื่อมต่อโครงข่าย แรงงานในการติดตั้ง และ ต้นทุนทางการเงิน [7]: 14
ระบบสมัยใหม่
ภาพรวม
ระบบ ไฟฟ้าโซลาร์ เซลล์ แปลงรังสี ของดวงอาทิตย์ ในรูปของแสง เป็นไฟฟ้า ที่ใช้งาน ได้ ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์และความสมดุลของส่วนประกอบระบบ ระบบ PV สามารถจำแนกได้ตามแง่มุมต่างๆ เช่นระบบที่เชื่อมต่อด้วยกริดกับ ระบบ สแตนด์อะโลนระบบที่รวมอาคารกับระบบที่ติดตั้งบนชั้นวาง ระบบที่อยู่อาศัยกับระบบสาธารณูปโภค ระบบแบบกระจายและแบบรวมศูนย์ ระบบบนชั้นดาดฟ้ากับระบบที่ติดตั้งบนพื้นดิน การติดตามเทียบกับระบบเอียงคงที่ และระบบที่สร้างขึ้นใหม่เทียบกับระบบปรับปรุง ความแตกต่างอื่นๆ อาจรวมถึง ระบบที่มีไมโครอินเวอร์เตอร์เทียบกับอินเวอร์เตอร์ส่วนกลาง ระบบที่ใช้ผลึกซิลิกอนเทียบกับเทคโนโลยีฟิล์มบางและระบบที่มีโมดูล
ประมาณ 99 เปอร์เซ็นต์ของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดในยุโรปและ 90 เปอร์เซ็นต์ของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของสหรัฐฯ ทั้งหมดเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าในขณะที่ระบบนอกกริดนั้นพบได้ทั่วไปในออสเตรเลียและเกาหลีใต้ [8] : 14 ระบบ PV ไม่ค่อยได้ใช้ที่เก็บแบตเตอรี่ สิ่งนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้ เนื่องจากมีการนำแรงจูงใจของรัฐบาลสำหรับการจัดเก็บพลังงานแบบกระจายมาใช้ และการลงทุนในโซลูชันการจัดเก็บจะค่อยๆ กลายเป็นสิ่งที่คุ้มค่าในเชิงเศรษฐกิจสำหรับระบบขนาดเล็ก [9] [10]โดยทั่วไปแผงโซลาร์เซลล์สำหรับที่พักอาศัยจะติดตั้งบนชั้นวางบนหลังคา แทนที่จะรวมเข้ากับหลังคาหรือส่วนหน้าของอาคาร ซึ่งมีราคาแพงกว่าอย่างเห็นได้ชัด โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดยูทิลิตี้ติดตั้งบนพื้นดินโดยมีแผงโซลาร์เซลล์แบบเอียงคงที่แทนที่จะใช้อุปกรณ์ติดตามราคาแพง ผลึกซิลิกอนเป็นวัสดุหลักที่ใช้ใน 90% ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตทั่วโลก ในขณะที่ฟิล์มบางของคู่แข่งสูญเสียส่วนแบ่งการตลาดไป [1] : 17–20 แผงเซลล์แสงอาทิตย์และโมดูลประมาณร้อยละ 70 ผลิตในประเทศจีนและไต้หวัน มีเพียงร้อยละ 5 โดย ผู้ผลิตในยุโรปและสหรัฐอเมริกา [1] : 11–12 กำลังการผลิตติดตั้งสำหรับทั้งระบบหลังคาขนาดเล็กและโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วและในส่วนเท่า ๆ กัน แม้ว่าจะมีแนวโน้มที่โดดเด่นต่อระบบระดับสาธารณูปโภคเนื่องจากการมุ่งเน้นที่การติดตั้งใหม่กำลังเปลี่ยนจาก ยุโรปไปยังภูมิภาคที่มีแดดจัด เช่นSunbeltในสหรัฐอเมริกาซึ่งไม่เห็นด้วยกับโซลาร์ฟาร์มบนพื้นดินและความคุ้มค่านั้นได้รับการเน้นย้ำโดยนักลงทุนมากกว่า [8] : 43
ด้วยแรงผลักดันจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการเพิ่มขนาดการผลิตและความซับซ้อน ต้นทุนของแผงเซลล์แสงอาทิตย์จึงลดลงอย่างต่อเนื่อง [3]มีระบบ PV หลายล้านระบบที่กระจายไปทั่วโลก ส่วนใหญ่อยู่ในยุโรป โดย 1.4 ล้านระบบในเยอรมนีเพียงแห่งเดียว[1] : 5 – เช่นเดียวกับอเมริกาเหนือที่มี 440,000 ระบบในสหรัฐอเมริกา [11]ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิมเพิ่มขึ้นจากร้อยละ 15 เป็นร้อยละ 20 ตั้งแต่ปี 2547 [1] : 17 และระบบ PV จะใช้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการผลิตภายในเวลาประมาณ 2 ปี ในสถานที่ที่มีการฉายรังสีเป็นพิเศษ หรือเมื่อใช้เทคโนโลยีฟิล์มบาง เรียกว่าเวลาคืนทุนพลังงานลดลงเหลือหนึ่งปีหรือน้อยกว่า [1] : 30–33 การวัดแสงสุทธิและสิ่งจูงใจทางการเงิน เช่นอัตราภาษีนำเข้าพิเศษสำหรับไฟฟ้าที่ผลิตด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ยังสนับสนุนการติดตั้งระบบ PV ในหลายประเทศอย่างมาก [12]ต้นทุนค่าไฟฟ้าที่ปรับระดับจากระบบ PV ขนาดใหญ่สามารถแข่งขันกับแหล่งไฟฟ้าทั่วไปในรายการภูมิภาคที่ขยายตัวเพิ่มขึ้น และความเท่าเทียมกันของกริดได้เกิดขึ้นแล้วในประมาณ 30 ประเทศ [13] [14] [15]
ในปี 2015 ตลาด PV ทั่วโลกที่เติบโตอย่างรวดเร็วกำลังเข้าใกล้เครื่องหมาย 200 GW อย่างรวดเร็ว - ประมาณ 40 เท่าของกำลังการผลิตที่ติดตั้งในปี 2549 [16]ปัจจุบันระบบเหล่านี้มีส่วนทำให้เกิดการผลิตไฟฟ้าทั่วโลกประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ ผู้ติดตั้งระบบ PV อันดับ ต้น ๆ ในแง่ของกำลังการผลิตคือจีน ญี่ปุ่น และสหรัฐอเมริกา ในขณะที่กำลังการผลิตครึ่งหนึ่งของโลกติดตั้งในยุโรป โดยเยอรมนีและอิตาลีจ่าย 7% ถึง 8% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าภายในประเทศตามลำดับด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ [17]สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศคาดว่าพลังงานแสงอาทิตย์จะกลายเป็นแหล่งไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดในโลกภายในปี 2593 โดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์จากแสงอาทิตย์และความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นส่งผลให้อุปสงค์ทั่วโลก 16% และ 11% ตามลำดับ [7]
การเชื่อมต่อโครงข่ายพลังงานแสงอาทิตย์
ระบบเชื่อมต่อกริดเชื่อมต่อกับกริดอิสระขนาดใหญ่ (โดยทั่วไปคือกริดไฟฟ้าสาธารณะ) และป้อนพลังงานเข้าสู่กริดโดยตรง พลังงานนี้อาจใช้ร่วมกันในอาคารที่พักอาศัยหรืออาคารพาณิชย์ก่อนหรือหลังจุดวัดรายได้ ขึ้นอยู่กับว่าการผลิตพลังงานที่คำนวณได้นั้นคำนวณโดยไม่ขึ้นกับการใช้พลังงานของลูกค้า ( อัตราป้อนเข้า ) หรือเฉพาะส่วนต่างของพลังงาน ( การวัดสุทธิ ) ). ระบบเหล่านี้มีขนาดแตกต่างกันไปตั้งแต่ที่อยู่อาศัย (2–10 kW p ) ไปจนถึงโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (สูงสุด 10s ของ MW p ) นี่คือรูปแบบหนึ่งของการผลิตไฟฟ้าแบบกระจายอำนาจ การจ่ายไฟฟ้าเข้าสู่กริดจำเป็นต้องมีการแปลงจาก DC เป็น AC โดยการซิงโครไนซ์แบบพิเศษอินเวอร์เตอร์แบบกริดไทล์ ในการติดตั้งขนาดกิโลวัตต์ แรงดันไฟฟ้าของระบบฝั่ง DC จะสูงเท่าที่ได้รับอนุญาต (โดยทั่วไปคือ 1000 V ยกเว้น 600 V สำหรับที่อยู่อาศัยในสหรัฐฯ) เพื่อจำกัดการสูญเสียโอห์มมิก โมดูลส่วนใหญ่ (เซลล์ซิลิคอนผลึก 60 หรือ 72 เซลล์) สร้าง 160 W ถึง 300 W ที่ 36 โวลต์ บางครั้งก็จำเป็นหรือน่าปรารถนาที่จะเชื่อมต่อโมดูลบางส่วนในแบบคู่ขนานมากกว่าที่จะเชื่อมต่อทั้งหมดเป็นอนุกรม โมดูลแต่ละชุดที่เชื่อมต่อเป็นชุดเรียกว่า 'สตริง' [18]
ขนาดของระบบ
ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสามกลุ่มตลาดที่แตกต่างกัน: หลังคาที่อยู่อาศัย หลังคาเชิงพาณิชย์ และระบบสาธารณูปโภคบนพื้นดิน ความจุมีตั้งแต่ไม่กี่กิโลวัตต์จนถึงหลายร้อยเมกะวัตต์ ระบบที่อยู่อาศัยทั่วไปมีประมาณ 10 กิโลวัตต์และติดตั้งบนหลังคาลาดเอียง ในขณะที่ระบบเชิงพาณิชย์อาจมีขนาดถึงเมกะวัตต์และโดยทั่วไปจะติดตั้งบนหลังคาลาดต่ำหรือแม้แต่หลังคาเรียบ แม้ว่าระบบที่ติดตั้งบนดาดฟ้าจะมีขนาดเล็กและมีราคาต่อวัตต์สูงกว่าการติดตั้งระบบสาธารณูปโภคขนาดใหญ่ แต่ก็มีสัดส่วนที่ใหญ่ที่สุดในตลาด อย่างไรก็ตาม มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นสำหรับโรงไฟฟ้าขนาดสาธารณูปโภคที่ใหญ่ขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ "ซันเบลท์" ของโลก [8] : 43 [19]
- ยูทิลิตี้ขนาด
- สวนหรือฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดสาธารณูปโภคขนาดใหญ่เป็นโรงไฟฟ้าและสามารถจัดหาพลังงานให้กับผู้บริโภคจำนวนมากได้ ไฟฟ้า ที่ผลิต ได้จะถูกป้อนเข้าสู่โครงข่ายส่งที่ขับเคลื่อนโดยโรงไฟฟ้าส่วนกลาง (โรงงานที่เชื่อมต่อกับกริดหรือที่ผูกกับกริด) หรือรวมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในประเทศหนึ่งเครื่องหรือหลายเครื่องเพื่อป้อนเข้าสู่กริดไฟฟ้า ขนาดเล็ก (โรงงานไฮบริด) ในบางกรณีซึ่งเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกจัดเก็บหรือใช้โดยตรงโดยโรงงานบนเกาะ/โรงงานเดี่ยว [20] [21]โดยทั่วไประบบ PV ได้รับการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าได้รับพลังงานสูงสุดสำหรับการลงทุนที่กำหนด โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่บางแห่ง เช่นSolar Star , Waldpolenz Solar ParkและTopaz Solar Farmครอบคลุมพื้นที่หลายสิบหรือหลายร้อยเฮกตาร์และมีกำลังไฟฟ้าสูงสุดหลายร้อยเมกะวัตต์
- บนชั้นดาดฟ้า มือถือ และแบบพกพา
- ระบบ PV ขนาดเล็กสามารถจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับได้เพียงพอสำหรับใช้ในบ้านเดียว หรืออุปกรณ์ที่แยกออกมาในรูปของไฟฟ้ากระแสสลับหรือกระแสตรง ดาวเทียมสำรวจดินสำหรับทหารและพลเรือนไฟถนนป้ายก่อสร้างและจราจรรถยนต์ไฟฟ้าเต็นท์พลังงานแสงอาทิตย์[22]และเครื่องบินไฟฟ้าอาจมีระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบบูรณาการเพื่อให้เป็นพลังงานหลักหรือพลังงานเสริมแหล่งที่มาในรูปแบบของไฟ AC หรือ DC ขึ้นอยู่กับการออกแบบและความต้องการพลังงาน ในปี 2013 ระบบบนชั้นดาดฟ้าคิดเป็น 60 เปอร์เซ็นต์ของการติดตั้งทั่วโลก อย่างไรก็ตาม มีแนวโน้มที่ห่างจากหลังคาและไปสู่ระบบ PV ระดับยูทิลิตี้ เนื่องจากจุดสนใจของการติดตั้ง PV ใหม่ยังเปลี่ยนจากยุโรปไปยังประเทศต่างๆ ในภูมิภาคซันเบลต์ของโลกที่การต่อต้านโซลาร์ฟาร์มแบบติดตั้งบนพื้นดินนั้นไม่ค่อยถูกเน้น [8] : 43 ระบบ PV แบบพกพาและแบบเคลื่อนที่ให้พลังงานไฟฟ้าโดยไม่ขึ้นกับการเชื่อมต่อของยูทิลิตี้ สำหรับการทำงาน "นอกกริด" ระบบดังกล่าวมักใช้กับยานพาหนะเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจและเรือ โดยมีผู้ค้าปลีกที่เชี่ยวชาญในการใช้งานเหล่านี้[23]และผลิตภัณฑ์สำหรับพวกเขาโดยเฉพาะ [24][25]เนื่องจากรถเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ (RV) มักพกแบตเตอรี่และใช้งานระบบไฟส่องสว่างและระบบอื่น ๆ โดยใช้ไฟฟ้ากระแสตรง 12 โวลต์ในนาม ระบบ RV มักจะทำงานในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ 12 โวลต์ได้โดยตรง ดังนั้นต้องมีการเพิ่มระบบ PV เฉพาะแผง ตัวควบคุมการชาร์จ และสายไฟ ระบบสุริยะบนยานพาหนะเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจมักจะถูกจำกัดด้วยกำลังวัตต์ตามขนาดจริงของพื้นที่หลังคาของ RV (26)
- อาคารแบบบูรณาการ
- ในเขตเมืองและชานเมือง แผงเซลล์แสงอาทิตย์มักใช้บนหลังคาเพื่อเสริมการใช้พลังงาน บ่อยครั้งที่อาคารจะมีการเชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้าซึ่งในกรณีนี้พลังงานที่ผลิตโดยอาร์เรย์ PV สามารถขายกลับไปยังยูทิลิตี้ได้ตามข้อตกลงการวัดแสงสุทธิบางประเภท สาธารณูปโภคบางอย่างใช้หลังคาของลูกค้าเชิงพาณิชย์และเสาโทรศัพท์เพื่อรองรับการใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ [27] Solar tree เป็นอาร์เรย์ที่เลียนแบบรูปลักษณ์ของต้นไม้ ให้ร่มเงา และในเวลากลางคืนสามารถใช้เป็นไฟถนนได้
ประสิทธิภาพ
ความไม่แน่นอนของรายได้เมื่อเวลาผ่านไปส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการประเมินทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์และประสิทธิภาพของระบบเอง ในกรณีที่ดีที่สุด ความไม่แน่นอนมักจะอยู่ที่ 4% สำหรับความแปรปรวนของสภาพอากาศในแต่ละปี, 5% สำหรับการประมาณค่าทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์ (ในระนาบแนวนอน), 3% สำหรับการประมาณการการฉายรังสีในระนาบของอาร์เรย์, 3% สำหรับพลังงาน การจัดอันดับโมดูล 2% สำหรับการสูญเสียเนื่องจากสิ่งสกปรกและสิ่งสกปรก 1.5% สำหรับการสูญเสียเนื่องจากหิมะ และ 5% สำหรับแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดอื่นๆ การระบุและตอบสนองต่อการสูญเสียที่จัดการได้มีความสำคัญต่อรายได้และประสิทธิภาพ O&M การตรวจสอบประสิทธิภาพของอาร์เรย์อาจเป็นส่วนหนึ่งของข้อตกลงตามสัญญาระหว่างเจ้าของอาร์เรย์ ผู้สร้าง และผู้สาธารณูปโภคที่ซื้อพลังงานที่ผลิตได้ [ ต้องการการอ้างอิง ]วิธีการสร้าง "วันที่สังเคราะห์" โดยใช้ข้อมูลสภาพอากาศที่พร้อมใช้งานและการตรวจสอบโดยใช้Open Solar Outdoors Test Fieldทำให้สามารถคาดการณ์ประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้อย่างแม่นยำในระดับสูง [28]วิธีนี้สามารถใช้เพื่อกำหนดกลไกการสูญเสียในระดับท้องถิ่น - เช่นจากหิมะ[29] [30]หรือผลกระทบของการเคลือบพื้นผิว (เช่นไม่ชอบน้ำหรือชอบน้ำ ) ต่อความสกปรกหรือการสูญเสียหิมะ [31] (แม้ว่าในสภาพแวดล้อมที่มีหิมะตกหนักที่มีการรบกวนพื้นดินอย่างรุนแรงอาจส่งผลให้หิมะตก 30% ต่อปี[32]) การเข้าถึงอินเทอร์เน็ตทำให้มีการปรับปรุงเพิ่มเติมในการตรวจสอบและสื่อสารพลังงาน ระบบเฉพาะพร้อมใช้งานจากผู้จำหน่ายหลายราย สำหรับระบบโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ไมโคร อินเวอร์ เตอร์ (การแปลง DC เป็น AC ระดับแผง) ข้อมูลพลังงานของโมดูลจะถูกจัดเตรียมโดยอัตโนมัติ บางระบบอนุญาตให้ตั้งค่าการแจ้งเตือนประสิทธิภาพที่จะทริกเกอร์การแจ้งเตือนทางโทรศัพท์/อีเมล/ข้อความเมื่อถึงขีดจำกัด โซลูชันเหล่านี้ให้ข้อมูลสำหรับเจ้าของระบบและผู้ติดตั้ง ผู้ติดตั้งสามารถตรวจสอบการติดตั้งหลายรายการจากระยะไกล และดูสถานะของฐานที่ติดตั้งทั้งหมดได้ในพริบตา [ ต้องการการอ้างอิง ]
ส่วนประกอบ

ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สำหรับการจ่ายพลังงานที่อยู่อาศัย พาณิชยกรรม หรืออุตสาหกรรมประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์และส่วนประกอบจำนวนหนึ่งที่มักสรุปเป็นสมดุลของระบบ (BOS) คำนี้มีความหมายเหมือนกันกับ " ความสมดุลของพืช " qv BOS-components รวมถึงอุปกรณ์ปรับสภาพพลังงานและโครงสร้างสำหรับการติดตั้ง โดยทั่วไปแล้วตัวแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็น ไฟฟ้า กระแสสลับ หนึ่งเครื่องขึ้นไป หรือที่เรียกว่าอินเวอร์เตอร์อุปกรณ์เก็บพลังงาน ระบบแร็คที่รองรับ แผงโซลาร์เซลล์ การเดินสายไฟฟ้าและการเชื่อมต่อ และการติดตั้งสำหรับส่วนประกอบอื่นๆ
ทางเลือก ความสมดุลของระบบอาจรวมถึงสิ่งต่อไปนี้อย่างใดอย่างหนึ่งหรือทั้งหมด: เครื่องวัดระดับเครดิตพลังงานหมุนเวียน , ตัวติดตามจุดพลังงานสูงสุด (MPPT), ระบบ แบตเตอรี่และอุปกรณ์ชาร์จ , GPS ติดตามแสงอาทิตย์ , ซอฟต์แวร์การจัดการพลังงาน , เซ็นเซอร์การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ , เครื่องวัดความเร็วลม , หรืออุปกรณ์เสริมเฉพาะงานที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะสำหรับเจ้าของระบบ นอกจากนี้ ระบบ CPV ยัง ต้องการเลนส์ออปติคัลหรือกระจกเงา และบางครั้งก็มีระบบระบายความร้อนด้วย
คำว่า "แผงเซลล์แสงอาทิตย์" และ "ระบบ PV" มักใช้แทนกันได้อย่างไม่ถูกต้อง แม้ว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะไม่ได้ครอบคลุมทั้งระบบก็ตาม นอกจากนี้ "แผงโซลาร์เซลล์" มักใช้เป็นคำพ้องความหมายสำหรับ "โมดูลพลังงานแสงอาทิตย์" แม้ว่าแผงจะประกอบด้วยสตริงของโมดูลหลายชุด คำว่า "ระบบสุริยะ" ยังเป็นคำเรียกชื่อ ที่ไม่ถูก ต้องสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์อีกด้วย
แผงโซลาร์เซลล์

โครงสร้างของระบบสุริยะคือโซลาร์เซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สามารถเปลี่ยนพลังงานโฟตอนเป็นไฟฟ้าได้โดยตรง เซลล์แสงอาทิตย์มีเทคโนโลยีสามรุ่น: รุ่นแรก (1G) ของเซลล์ผลึกซิลิกอน (c-Si) รุ่นที่สอง (2G) ของ เซลล์ ฟิล์มบาง (เช่นCdTe , CIGS , Amorphous SiliconและGaAs ) และรุ่นที่สาม (3G) ของสารอินทรีย์สารไวแสงเซลล์Perovskiteและmultijunction [33] [34]
เซลล์แสงอาทิตย์c-Si แบบ ทั่วไปซึ่งปกติจะต่อสายเป็นอนุกรม ถูกห่อหุ้มไว้ในแผงโซลาร์เซลล์เพื่อปกป้องเซลล์จากสภาพอากาศ โมดูลประกอบด้วยกระจกนิรภัย เป็นฝาครอบ สาร ห่อหุ้มที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นแผ่นรองด้านหลังที่ทำจากวัสดุที่ ทนต่อสภาพอากาศและทนไฟ และกรอบอลูมิเนียมรอบขอบด้านนอก เชื่อมต่อด้วยไฟฟ้าและติดตั้งบนโครงสร้างรองรับ โมดูลพลังงานแสงอาทิตย์สร้างชุดโมดูล ซึ่งมักเรียกว่าแผงโซลาร์เซลล์ แผงโซลาร์เซลล์ประกอบด้วยแผงดังกล่าวหนึ่งแผงหรือหลายแผง [35]แผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือแผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นชุดที่เชื่อมโยงกันของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ พลังที่โมดูลหนึ่งสามารถผลิตได้นั้นแทบจะไม่เพียงพอต่อความต้องการของบ้านหรือธุรกิจ ดังนั้นโมดูลจะเชื่อมโยงเข้าด้วยกันเพื่อสร้างอาร์เรย์ อาร์เรย์ PV ส่วนใหญ่ใช้อินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงไฟ DC ที่ผลิตโดยโมดูลให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่สามารถจ่าย ไฟให้กับ ไฟมอเตอร์ และโหลดอื่นๆ โมดูลในอาร์เรย์ PV มักจะเชื่อมต่อเป็นอนุกรม เพื่อให้ได้ แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ จากนั้นแต่ละสายจะเชื่อมต่อแบบขนานเพื่อให้ระบบผลิตกระแสไฟฟ้า ได้มากขึ้น. โดยทั่วไปแล้วแผงโซลาร์เซลล์จะถูกวัดภายใต้ STC (เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน) หรือ PTC (เงื่อนไขการทดสอบ PVUSA) ในหน่วยวัตต์ [36]การให้คะแนนแผงโดยทั่วไปมีตั้งแต่น้อยกว่า 100 วัตต์ไปจนถึงมากกว่า 400 วัตต์ [37]การจัดเรตอาร์เรย์ประกอบด้วยผลรวมของการให้คะแนนแบบพาเนล ในหน่วยวัตต์ กิโลวัตต์ หรือเมกะวัตต์
โมดูลและประสิทธิภาพ
โมดูล PV 150 วัตต์ทั่วไปมีขนาดประมาณหนึ่งตารางเมตร โมดูลดังกล่าวอาจผลิตได้เฉลี่ย 0.75 กิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) ทุกวัน หลังจากพิจารณาสภาพอากาศและละติจูดแล้ว โดยมีแสงแดดส่องถึง 5 ชั่วโมง/วัน เอาต์พุตโมดูลและอายุการใช้งานลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ปล่อยให้อากาศแวดล้อมไหลผ่าน และหากเป็นไปได้ทางด้านหลัง โมดูล PV จะช่วยลดปัญหานี้ได้ อายุการใช้งานของโมดูลที่มีประสิทธิภาพโดยทั่วไปคือ 25 ปีขึ้นไป [38]ระยะเวลาคืนทุนสำหรับการลงทุนในการติดตั้งโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์จะแตกต่างกันอย่างมาก และโดยทั่วไปจะมีประโยชน์น้อยกว่าการคำนวณผลตอบแทนจากการลงทุน [39]แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะมีการคำนวณอยู่ระหว่าง 10 ถึง 20 ปี แต่ระยะเวลาคืนทุนทางการเงินอาจสั้นกว่ามากเมื่อใช้สิ่งจูงใจ [40]
ผลกระทบของอุณหภูมิต่อโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์มักจะถูกหาปริมาณโดยใช้สัมประสิทธิ์บางอย่างที่เกี่ยวข้องกับความผันแปรของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด กระแสไฟลัดวงจร และกำลังสูงสุดต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ในบทความนี้ แนวทางการทดลองที่ครอบคลุมในการประมาณค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ [41]
เนื่องจาก เซลล์สุริยะแต่ละเซลล์มีแรงดันไฟฟ้าต่ำ(โดยทั่วไปประมาณ 0.5V) เซลล์หลายเซลล์จึงถูกต่อสาย(ดูทองแดงที่ใช้ในระบบ PV )เป็นชุดในการผลิต "ลามิเนต" ลามิเนตถูกประกอบเป็นโครงป้องกันสภาพอากาศ ดังนั้นจึงสร้างแผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือแผงโซลาร์ เซลล์ จากนั้นโมดูลอาจถูกร้อยเข้าด้วยกันเป็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ในปี 2555 แผงโซลาร์เซลล์ที่มีจำหน่ายสำหรับผู้บริโภคนั้นมีประสิทธิภาพสูงถึง 17% [42]ในขณะที่แผงที่มีจำหน่ายในท้องตลาดสามารถไปถึง 27% มีบันทึกไว้ว่ากลุ่มหนึ่งจากสถาบัน Fraunhofer สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ได้สร้างเซลล์ที่สามารถบรรลุประสิทธิภาพ 44.7% ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะบรรลุถึงเกณฑ์ประสิทธิภาพ 50% เป็นไปได้มากขึ้น [43] [44] [45] [46]
การแรเงาและสิ่งสกปรก
เอาต์พุตทางไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์มีความไวต่อการแรเงาอย่างมาก ("เอฟเฟกต์แสงคริสต์มาส") [47] [48] [49]เมื่อแม้แต่ส่วนเล็ก ๆ ของเซลล์ โมดูล หรืออาร์เรย์ถูกแรเงา โดยส่วนที่เหลืออยู่ภายใต้แสงแดด เอาต์พุตจะลดลงอย่างมากเนื่องจาก 'การลัดวงจร' ภายใน (อิเล็กตรอนจะกลับเส้นทางผ่าน ส่วนที่แรเงาของทางแยก pn). ถ้ากระแสที่ดึงมาจากสตริงอนุกรมของเซลล์มีค่าไม่เกินกระแสที่สามารถผลิตได้โดยเซลล์ที่แรเงา กระแส (และกำลัง) ที่พัฒนาโดยสตริงนั้นจะถูกจำกัด หากมีแรงดันไฟฟ้าเพียงพอจากเซลล์อื่นในสตริง กระแสจะถูกบังคับผ่านเซลล์โดยการทำลายรอยต่อในส่วนที่แรเงา แรงดันพังทลายในเซลล์ทั่วไปนี้อยู่ระหว่าง 10 ถึง 30 โวลต์ แทนที่จะเพิ่มกำลังไฟฟ้าที่ผลิตโดยแผงเซลล์ เซลล์ที่แรเงาจะดูดซับพลังงาน เปลี่ยนเป็นความร้อน เนื่องจากแรงดันย้อนกลับของเซลล์ที่แรเงานั้นมากกว่าแรงดันไปข้างหน้าของเซลล์ที่ส่องสว่าง เซลล์ที่แรเงาหนึ่งเซลล์จึงสามารถดูดซับพลังงานของเซลล์อื่นๆ จำนวนมากในสตริงได้ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างไม่สมส่วนต่อเอาต์พุตของแผง ตัวอย่างเช่น เซลล์ที่แรเงาอาจลดลง 8 โวลต์ แทนที่จะเพิ่ม 0.5 โวลต์ที่ระดับปัจจุบันโดยเฉพาะ[50]ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่การติดตั้ง PV จะต้องไม่ถูกบังด้วยต้นไม้หรือสิ่งกีดขวางอื่นๆ
มีการพัฒนาวิธีการหลายวิธีเพื่อตรวจสอบการสูญเสียการบังแสงจากต้นไม้ไปยังระบบ PV ในพื้นที่ขนาดใหญ่ทั้งสองโดยใช้LiDAR [ 51] แต่ยังใช้ ซอฟต์แวร์ การสร้าง แบบจำลอง 3 มิติ ในระดับระบบแต่ละระบบ [52] โมดูลส่วนใหญ่มีไดโอดบายพาสระหว่างแต่ละเซลล์หรือสตริงของเซลล์ที่ลดผลกระทบของการแรเงาและสูญเสียพลังงานของส่วนที่แรเงาของอาร์เรย์เท่านั้น งานหลักของไดโอดบายพาสคือการกำจัดจุดร้อนที่ก่อตัวในเซลล์ซึ่งอาจทำให้อาร์เรย์เสียหายเพิ่มเติมและทำให้เกิดไฟไหม้ได้
แสงแดดสามารถดูดกลืนโดยฝุ่น หิมะ หรือสิ่งสกปรกอื่นๆ ที่พื้นผิวของโมดูล (รวมเรียกว่า สิ่งสกปรก ) การทำให้สกปรกลดแสงที่กระทบเซลล์ ซึ่งจะลดกำลังขับของระบบ PV ความสูญเสียที่เกิดจากคราบสกปรกจะสะสมอยู่ตลอดเวลา และอาจมีขนาดใหญ่ขึ้นได้หากปราศจากการทำความสะอาดที่เพียงพอ ในปี 2561 การสูญเสียพลังงานประจำปีทั่วโลกอันเนื่องมาจากการปนเปื้อนอยู่ที่ประมาณอย่างน้อย 3% - 4% [53] อย่างไรก็ตาม ความสูญเสียที่สกปรกแตกต่างกันไปในแต่ละภูมิภาค และภายในภูมิภาค [54] [55] [56] [57] การรักษาพื้นผิวโมดูลที่สะอาดจะเพิ่มประสิทธิภาพเอาต์พุตตลอดอายุการใช้งานของระบบ PV ในการศึกษาหนึ่งดำเนินการในพื้นที่ที่อุดมไปด้วยหิมะ ( ออนแทรีโอ) การทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์แบบแบนหลังจากผ่านไป 15 เดือนเพิ่มผลผลิตได้เกือบ 100% อย่างไรก็ตาม อาร์เรย์เอียง 5 องศาได้รับการทำความสะอาดอย่างเพียงพอด้วยน้ำฝน [30] [58] ในหลายกรณี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่แห้งแล้งหรือในบริเวณใกล้กับทะเลทราย ถนน อุตสาหกรรม หรือเกษตรกรรม การทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์เป็นประจำนั้นคุ้มค่า ในปี 2018 การสูญเสียรายได้ที่เกิดจากความสกปรกโดยประมาณอยู่ที่ประมาณ 5 ถึง 7 พันล้านยูโร [53]
ความน่าเชื่อถือในระยะยาวของแผงเซลล์แสงอาทิตย์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันศักยภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจของเซลล์แสงอาทิตย์ในฐานะแหล่งพลังงานที่ประสบความสำเร็จ การวิเคราะห์กลไกการเสื่อมสภาพของโมดูล PV เป็นกุญแจสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าอายุการใช้งานปัจจุบันจะเกิน 25 ปี [59]
ไข้แดดและพลังงาน
ไข้แดด ประกอบด้วย รังสีโดยตรง กระจาย และสะท้อนกลับ ปัจจัยการดูดกลืนของเซลล์ PV ถูกกำหนดให้เป็นเศษส่วนของการฉายรังสีดวงอาทิตย์ตกกระทบที่เซลล์ดูดซับไว้ [60]เวลาเที่ยงวันในวันที่ไม่มีเมฆที่เส้นศูนย์สูตร พลังของดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 1 กิโลวัตต์ต่อเมตร2 [ 61]บนพื้นผิวโลก ไปยังระนาบที่ตั้งฉากกับรังสีของดวงอาทิตย์ ด้วยเหตุนี้อาร์เรย์ PV สามารถติดตามดวงอาทิตย์ได้ในแต่ละวันเพื่อเพิ่มการรวบรวมพลังงานอย่างมาก อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ติดตามจะเพิ่มค่าใช้จ่ายและต้องมีการบำรุงรักษา ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่อาร์เรย์ PV จะมีจุดยึดแบบตายตัวที่เอียงอาร์เรย์และเผชิญกับเที่ยงวันของแสงอาทิตย์(ประมาณไปทางใต้ในซีกโลกเหนือหรือไปทางเหนือในซีกโลกใต้) มุมเอียงจากแนวนอนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามฤดูกาล[62]แต่ถ้าคงที่ ควรตั้งค่าให้เอาต์พุตอาร์เรย์ที่เหมาะสมที่สุดในช่วงความต้องการไฟฟ้าสูงสุดของปีปกติสำหรับระบบแบบสแตนด์อโลน มุมเอียงของโมดูลที่เหมาะสมที่สุดนี้ไม่จำเป็นต้องเหมือนกับมุมเอียงสำหรับเอาต์พุตพลังงานอาร์เรย์สูงสุดประจำปี [63]การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สำหรับสภาพแวดล้อมเฉพาะอาจมีความซับซ้อน เนื่องจากปัญหาของฟลักซ์สุริยะ ความสกปรก และการสูญเสียหิมะควรมีผลบังคับใช้ นอกจากนี้ งานในภายหลังได้แสดงให้เห็นว่าเอฟเฟกต์สเปกตรัมสามารถมีบทบาทในการเลือกวัสดุโซลาร์เซลล์ที่เหมาะสมที่สุด ตัวอย่างเช่น สเปกตรัมอัลเบ โดสามารถมีบทบาทสำคัญในการผลิตขึ้นอยู่กับพื้นผิวรอบ ๆ ระบบไฟฟ้าโซลา ร์เซลล์ [64]และชนิดของวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ [65]สำหรับสภาพอากาศและละติจูดของสหรัฐอเมริกาและยุโรป ไข้แดดทั่วไปมีตั้งแต่ 4 kWh/m 2 /วันในเขตภูมิอากาศทางเหนือถึง 6.5 kWh/m 2 /วันในพื้นที่ที่มีแสงแดดมากที่สุด การติดตั้งโซลาร์เซลล์ในละติจูดเหนือของยุโรปหรือสหรัฐอเมริกาอาจคาดว่าจะผลิตได้ 1 kWh/m 2 /วัน การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 1 กิโลวัตต์โดยทั่วไปในออสเตรเลียหรือละติจูดทางตอนใต้ของยุโรปหรือสหรัฐอเมริกา อาจผลิตไฟฟ้าได้ 3.5–5 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน ขึ้นอยู่กับตำแหน่ง การวางแนว ความลาดเอียง ไข้แดด และปัจจัยอื่นๆ ในทะเลทรายสะฮาราทะเลทรายซึ่งมีเมฆปกคลุมน้อยกว่าและมีมุมสุริยะที่ดีกว่า คาดว่าจะเข้าใกล้ 8.3 kWh/m 2ต่อวันหากลมที่มีอยู่เกือบตลอดเวลาจะไม่พัดทรายเข้าใส่ยูนิต พื้นที่ของทะเลทรายซาฮารากว่า 9 ล้านกม. 2 90,600 กม. 2หรือประมาณ 1% สามารถผลิตไฟฟ้าได้มากเท่ากับโรงไฟฟ้าทั้งหมดในโลกรวมกัน [66]
การติดตั้ง

โมดูลต่างๆ ถูกประกอบเป็นอาร์เรย์บนระบบติดตั้งบางประเภท ซึ่งอาจจำแนกได้เป็น แบบติดตั้งบนพื้นดิน แบบติดบนหลังคา หรือแบบติดบนเสา สำหรับสวนพลังงานแสงอาทิตย์ชั้นวางขนาดใหญ่จะติดตั้งบนพื้น และโมดูลต่างๆ จะติดตั้งอยู่บนชั้นวาง สำหรับอาคาร ชั้นวางต่าง ๆ ได้ถูกออกแบบสำหรับหลังคาแหลม สำหรับหลังคาเรียบ ใช้ชั้นวาง ถังขยะ และโซลูชันแบบบูรณาการในอาคาร [ ต้องการการอ้างอิง ]ชั้นวางแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนเสาสามารถอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ได้ โปรดดูตัวติดตามด้านล่าง ที่ยึดด้านข้างของเสาเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่เสามีอย่างอื่นติดตั้งอยู่ที่ด้านบน เช่น โคมไฟหรือเสาอากาศ การติดตั้งเสายกสิ่งที่อาจเป็นอาร์เรย์ที่ติดตั้งบนพื้นเหนือเงาวัชพืชและปศุสัตว์ และอาจเป็นไปตามข้อกำหนดด้านรหัสไฟฟ้าเกี่ยวกับการไม่สามารถเข้าถึงสายไฟที่เปิดเผยได้ แผงติดเสาเปิดเพื่อให้อากาศเย็นมากขึ้นที่ด้านล่าง ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ชั้นวางแบบมีเสาหลายชั้นสามารถทำเป็นที่จอดรถหรือโครงสร้างบังแดดอื่นๆ ได้ ชั้นวางที่ไม่แสงอาทิตย์จากซ้ายไปขวาอาจปรับขึ้นหรือลงตามฤดูกาลได้
การเดินสาย
เนื่องจากการใช้งานภายนอกอาคารสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์จึงได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อรังสี UVและความผันผวนของอุณหภูมิที่สูงมาก และโดยทั่วไปจะไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศ มาตรฐานที่ระบุการใช้งานการเดินสายไฟฟ้าในระบบ PV ได้แก่IEC 60364โดยInternational Electrotechnical Commissionในมาตรา 712 "ระบบจ่ายไฟ Solar photovoltaic (PV)" มาตรฐาน British Standard BS 7671ที่รวมข้อบังคับเกี่ยวกับระบบ ไมโครเจนเนอเรชั่น และโฟโตโวลตาอิก และ มาตรฐาน US UL4703ในหัวข้อ 4703 "Photovoltaic Wire"
ตัวติดตาม
ระบบติดตามพลังงานแสงอาทิตย์เอียงแผงโซลาร์เซลล์ตลอดทั้งวัน แผงหน้าปัดจะมุ่งตรงไปยังดวงอาทิตย์หรือบริเวณที่สว่างที่สุดของท้องฟ้าที่มีเมฆบางส่วน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของระบบติดตาม ตัวติดตามช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในช่วงเช้าและช่วงบ่ายอย่างมาก โดยเพิ่มปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ผลิตโดยระบบประมาณ 20–25% สำหรับตัวติดตามแกนเดียวและประมาณ 30% หรือมากกว่าสำหรับตัวติดตามแกนคู่ ขึ้นอยู่กับละติจูด [67] [68] เครื่องติดตามมีประสิทธิภาพในภูมิภาคที่ได้รับแสงแดดโดยตรงเป็นส่วนใหญ่ ในแสงแบบกระจาย (เช่น ใต้ก้อนเมฆหรือหมอก) การติดตามจะมีคุณค่าเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย เพราะโฟโตโวลตาอิกส์เข้มข้น ที่สุดระบบมีความไวต่อมุมของแสงแดดมาก ระบบติดตามช่วยให้สามารถผลิตพลังงานที่มีประโยชน์ได้นานกว่าช่วงสั้นๆ ในแต่ละวัน [69]ระบบติดตามปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยเหตุผลสองประการ อย่างแรก เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ตั้งฉากกับแสงแดด แผงโซลาร์เซลล์จะได้รับแสงบนพื้นผิวมากกว่าที่ทำเป็นมุม ประการที่สอง แสงตรงถูกใช้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าแสงที่ทำมุม [70]การเคลือบป้องกันแสงสะท้อนแบบพิเศษสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์สำหรับแสงโดยตรงและแสงจากมุม ซึ่งค่อนข้างลดประโยชน์ของการติดตาม [71]
ตัวติดตามและเซ็นเซอร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพมักถูกมองว่าเป็นตัวเลือก แต่สามารถเพิ่มเอาต์พุตที่ใช้งานได้ถึง 45% [72]อาร์เรย์ที่เข้าใกล้หรือมากกว่าหนึ่งเมกะวัตต์มักใช้ตัวติดตามแสงอาทิตย์ เมื่อพิจารณาถึงก้อนเมฆ และข้อเท็จจริงที่ว่าโลกส่วนใหญ่ไม่ได้อยู่บนเส้นศูนย์สูตร และเมื่อพระอาทิตย์ตกดินในตอนเย็น การวัดที่ถูกต้องของพลังงานแสงอาทิตย์ก็คือความ ร้อนจาก แสงแดดซึ่งเป็นจำนวนเฉลี่ยของกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อวัน สำหรับสภาพอากาศและละติจูดของสหรัฐอเมริกาและยุโรป ไข้แดดโดยทั่วไปจะมีค่าตั้งแต่ 2.26 kWh/m 2 / วันในเขตภูมิอากาศทางเหนือถึง 5.61 kWh/m 2 / วันในพื้นที่ที่มีแสงแดดมากที่สุด [73] [74]
สำหรับระบบขนาดใหญ่ พลังงานที่ได้รับจากการใช้ระบบติดตามอาจมีค่ามากกว่าความซับซ้อนที่เพิ่มเข้ามา สำหรับระบบที่มีขนาดใหญ่มากการบำรุงรักษาเพิ่มเติมสำหรับการติดตามเป็นผลเสียอย่างมาก [75]ไม่จำเป็นต้องมีการติดตามสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบจอแบนและระบบไฟฟ้าโซลา ร์เซลล์ที่มีความเข้มข้น ต่ำ สำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่มีความเข้มข้นสูง การติดตามแกนคู่เป็นสิ่งจำเป็น [76]แนวโน้มราคาส่งผลต่อความสมดุลระหว่างการเพิ่มแผงโซลาร์เซลล์แบบอยู่กับที่มากกว่าการมีแผงที่ติดตามน้อยกว่า
เนื่องจากราคา ความน่าเชื่อถือ และประสิทธิภาพของตัวติดตามแกนเดียวได้รับการปรับปรุง ระบบจึงได้รับการติดตั้งในโครงการระดับสาธารณูปโภคที่เพิ่มขึ้นในอัตราร้อยละ จากข้อมูลจาก WoodMackenzie/GTM Research การจัดส่งเครื่องติดตามพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลกทำสถิติสูงสุดที่ 14.5 กิกะวัตต์ในปี 2560 ซึ่งแสดงถึงการเติบโต 32% เมื่อเทียบเป็นรายปี โดยมีการเติบโตที่ใกล้เคียงกันหรือมากกว่าที่คาดการณ์ไว้เมื่อการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่เร่งตัวขึ้น [77]
อินเวอร์เตอร์

ระบบที่ออกแบบมาเพื่อ จ่าย กระแสสลับ (AC) เช่นแอพพลิเคชั่นที่เชื่อมต่อกับกริดจำเป็นต้องใช้อินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงกระแสตรง (DC) จากแผงโซลาร์เซลล์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดจะต้องจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับในรูปแบบไซน์ ซิงโครไนซ์กับความถี่ของกริด จำกัดการป้อนในแรงดันไฟฟ้าให้ไม่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของกริด และตัดการเชื่อมต่อจากกริดหากแรงดันไฟฟ้ากริดถูกปิด [78]อินเวอร์เตอร์ Islanding จำเป็นต้องผลิตแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่ควบคุมในรูปคลื่นไซน์เท่านั้น เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีการซิงโครไนซ์หรือประสานงานกับวัสดุสิ้นเปลืองของกริด
เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์อาจเชื่อมต่อกับแผงโซลาร์เซลล์หลายชุด ในการติดตั้งบางอย่างไมโครอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์จะเชื่อมต่อที่แผงโซลาร์แต่ละแผง [79]เพื่อความปลอดภัย เบรกเกอร์วงจรมีให้ทั้งด้าน AC และ DC เพื่อให้สามารถบำรุงรักษาได้ เอาต์พุต AC อาจเชื่อมต่อผ่านมิเตอร์ไฟฟ้าเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะ [80]จำนวนโมดูลในระบบกำหนดวัตต์กระแสตรงทั้งหมดที่สามารถสร้างได้จากแผงโซลาร์เซลล์ อย่างไรก็ตามอินเวอร์เตอร์จะควบคุมปริมาณไฟฟ้ากระแสสลับที่สามารถแจกจ่ายเพื่อการบริโภคได้ในที่สุด ตัวอย่างเช่น ระบบ PV ที่ประกอบด้วย 11 กิโลวัตต์ DC (kW DC) มูลค่าของโมดูล PV ที่จับคู่กับอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 10 กิโลวัตต์ (kW AC ) หนึ่งชุด จะถูกจำกัดไว้ที่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ที่ 10 กิโลวัตต์ ณ ปี 2019 ประสิทธิภาพการแปลงสำหรับคอนเวอร์เตอร์ที่ล้ำสมัยสูงถึงกว่า 98 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบสตริงจะใช้ในระบบ PV เชิงพาณิชย์สำหรับที่อยู่อาศัยจนถึงขนาดกลาง อินเวอร์เตอร์ส่วนกลางจะครอบคลุมตลาดเชิงพาณิชย์และตลาดสาธารณูปโภคขนาดใหญ่ ส่วนแบ่งการตลาดสำหรับอินเวอร์เตอร์กลางและสตริงอยู่ที่ประมาณ 44 เปอร์เซ็นต์และ 52 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ โดยน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์สำหรับไมโครอินเวอร์เตอร์ [81]
การติดตามจุดไฟสูงสุด (MPPT) เป็นเทคนิคที่อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดใช้เพื่อให้ได้พลังงานสูงสุดที่เป็นไปได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ในการดำเนินการดังกล่าว ระบบ MPPT ของอินเวอร์เตอร์จะสุ่มตัวอย่างเอาต์พุตกำลังไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาของแผงโซลาร์เซลล์แบบดิจิทัล และใช้ความต้านทานที่เหมาะสมเพื่อค้นหาจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด ที่เหมาะสม ที่สุด [82]
การป้องกันการเกาะเกาะเป็นกลไกการป้องกันในการปิดอินเวอร์เตอร์ทันที ป้องกันไม่ให้เกิดไฟฟ้ากระแสสลับเมื่อไม่มีการเชื่อมต่อกับโหลดอีกต่อไป สิ่งนี้เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น ในกรณีของไฟดับ หากไม่มีการป้องกันนี้ สายจ่ายไฟฟ้าจะกลายเป็น "เกาะ" ที่มีพลังงานล้อมรอบด้วย "ทะเล" ของสายไฟที่ไม่ได้รับไฟฟ้า เนื่องจากแผงโซลาร์เซลล์ยังคงจ่ายไฟ DC ต่อไปในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ การเข้าเกาะเป็นอันตรายต่อพนักงานสาธารณูปโภคที่อาจไม่ทราบว่าวงจรไฟฟ้ากระแสสลับยังคงได้รับพลังงานอยู่ และอาจป้องกันการเชื่อมต่ออุปกรณ์ใหม่โดยอัตโนมัติ [83]ไม่จำเป็นต้องใช้คุณสมบัติ Anti-Islanding สำหรับระบบ Off-Grid ที่สมบูรณ์
พิมพ์ | พลัง | ประสิทธิภาพ(ก) | ส่วนแบ่งการตลาด(ข) |
หมายเหตุ |
---|---|---|---|---|
อินเวอร์เตอร์สตริง | สูงถึง 150 kW p (c) | 98% | 61.6% | ราคา(b) 0.05-0.17 ยูโรต่อวัตต์สูงสุด ง่ายต่อการเปลี่ยน |
อินเวอร์เตอร์กลาง | สูงกว่า 80 กิโลวัตต์p | 98.5% | 36.7% | 0.04 ยูโรต่อวัตต์-พีค ความน่าเชื่อถือสูง มักจะขายพร้อมกับสัญญาบริการ |
ไมโครอินเวอร์เตอร์ | ช่วงกำลังของโมดูล | 90%–97% | 1.7% | 0.29 ยูโรต่อวัตต์สูงสุด ความกังวลเรื่องความง่ายในการเปลี่ยน |
ตัวแปลง DC/DC ( เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน ) |
ช่วงกำลังของโมดูล | 99.5% | 5.1% | 0.08 ยูโรต่อวัตต์สูงสุด ความกังวลเรื่องความง่ายในการเปลี่ยน ยังต้องการอินเวอร์เตอร์ |
ที่มา: ข้อมูลโดย IHS Markit 2020 ข้อสังเกตโดย Fraunhofer ISE 2020 จาก: Photovoltaics Report 2020, p. 39, PDF [81] หมายเหตุ: (a)แสดงประสิทธิภาพที่ดีที่สุด(b)ส่วนแบ่งการตลาดและราคาต่อวัตต์เป็นค่าประมาณ(c) kW p = กิโลวัตต์-พีค , (d)ส่วนแบ่งการตลาดทั้งหมดมากกว่า 100% เนื่องจากคอนเวอร์เตอร์ DC/DC จะต้องจับคู่กับสตริงอินเวอร์เตอร์ |
แบตเตอรี่
แม้ว่าจะยังมีราคาแพง แต่ระบบ PV ก็ใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้เพิ่มมากขึ้นเพื่อเก็บส่วนเกินไว้ใช้ในเวลากลางคืน แบตเตอรี่ที่ใช้สำหรับการจัดเก็บกริดยังทำให้กริดไฟฟ้า มีเสถียรภาพ โดยปรับระดับโหลดสูงสุดและมีบทบาทสำคัญในกริดอัจฉริยะเนื่องจากสามารถชาร์จในช่วงเวลาที่มีความต้องการต่ำ และป้อนพลังงานที่สะสมไว้ในกริดเมื่อมีความต้องการสูง
เทคโนโลยีแบตเตอรี่ทั่วไปที่ใช้ในระบบ PV ในปัจจุบัน ได้แก่ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ควบคุมด้วยวาล์ว ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบเดิมที่ได้รับการดัดแปลงแล้ว ได้แก่ นิกเกิล - แคดเมียมและลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ประเภทอื่น แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีอายุการใช้งานที่สั้นกว่าและความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความน่าเชื่อถือสูง การคายประจุเองที่ต่ำ ตลอดจนต้นทุนการลงทุนและการบำรุงรักษาที่ต่ำ ทำให้ปัจจุบันเทคโนโลยีเหล่านี้เป็นเทคโนโลยีหลักที่ใช้ในระบบ PV ในครัวเรือนขนาดเล็ก เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังอยู่ระหว่างการพัฒนาและประมาณ 3.5 เท่า ราคาแพงเท่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด นอกจากนี้ เนื่องจากอุปกรณ์จัดเก็บสำหรับระบบ PV เป็นแบบอยู่กับที่ พลังงานและความหนาแน่นของพลังงานที่ต่ำกว่าและน้ำหนักที่มากขึ้นของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดจึงไม่มีความสำคัญ เช่น ในการขนส่งด้วยไฟฟ้า[9] : 4, 9 แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้อื่นๆ ที่พิจารณา ระบบ PV แบบกระจาย ได้แก่โซเดียม–กำมะถันและวานาเดียมรีดอกซ์แบตเตอรี่สองประเภทที่โดดเด่นของเกลือหลอมเหลวและแบตเตอรี่แบบไหลตามลำดับ [9] : 4 ในปี 2558 เทสลามอเตอร์สได้เปิดตัวPowerwallซึ่งเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จซ้ำได้โดยมีจุดประสงค์เพื่อปฏิวัติการใช้พลังงาน [84]
ระบบ PV ที่มีโซลูชันแบตเตอรี่ในตัวยังต้องการตัวควบคุมการชาร์จเนื่องจากแรงดันและกระแสไฟที่แตกต่างกันจากแผงโซลาร์เซลล์ต้องมีการปรับอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันความเสียหายจากการชาร์จไฟเกิน [85]ตัวควบคุมการชาร์จแบบพื้นฐานอาจเพียงแค่เปิดและปิดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ หรืออาจวัดพลังงานพัลส์ตามต้องการ ซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่เรียกว่า PWM หรือการมอดูเลตความกว้างพัลส์ ตัวควบคุมการชาร์จขั้นสูงจะรวม ตรรกะ MPPTเข้ากับอัลกอริธึมการชาร์จแบตเตอรี่ ตัวควบคุมการชาร์จอาจเปลี่ยนเส้นทางพลังงานไปยังจุดประสงค์อื่นนอกเหนือจากการชาร์จแบตเตอรี่ แทนที่จะปิดพลังงาน PV ฟรีเมื่อไม่ต้องการ ผู้ใช้อาจเลือกที่จะให้ความร้อนกับอากาศหรือน้ำเมื่อแบตเตอรี่เต็ม
การตรวจสอบและการวัดแสง
การวัดแสงจะต้องสามารถสะสมหน่วยพลังงานได้ทั้งสองทิศทาง หรือต้องใช้สองเมตร หลายเมตรสะสมแบบสองทิศทาง บางระบบใช้สองเมตร แต่เครื่องวัดทิศทางเดียว (พร้อมตัวกัก) จะไม่สะสมพลังงานจากการป้อนผลลัพธ์ใดๆ ลงในกริด [86]ในบางประเทศ สำหรับการติดตั้งที่มากกว่า 30 kW pจำเป็นต้องมีความถี่และมอนิเตอร์แรงดันไฟฟ้าที่มีการตัดการเชื่อมต่อของทุกเฟส สิ่งนี้ทำเมื่อมีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์มากกว่าที่ยูทิลิตี้จะสามารถรองรับได้และไม่สามารถส่งออกหรือจัดเก็บ ส่วนเกินได้. ในอดีต ผู้ให้บริการโครงข่ายจำเป็นต้องจัดหาสายส่งและกำลังการผลิต ตอนนี้พวกเขาจำเป็นต้องจัดเตรียมพื้นที่เก็บข้อมูลด้วย โดยปกติแล้วจะเป็นการเก็บกักด้วยพลังน้ำ แต่ใช้วิธีการจัดเก็บแบบอื่น เริ่มแรกหน่วยเก็บข้อมูลถูกใช้เพื่อให้เครื่องกำเนิดเบสโหลดทำงานเต็มกำลัง ด้วยพลังงานหมุนเวียนที่ผันแปรได้ จำเป็นต้องมีการจัดเก็บเพื่อให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ทุกเมื่อที่มี และใช้พลังงานได้ทุกเมื่อที่ต้องการ
ตัวแปรสองตัวที่ผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้ามีกำลังเก็บไฟฟ้าไว้เมื่อจำเป็น หรือส่งไปยังที่ที่ต้องการ หากทั้งสองอย่างล้มเหลว การติดตั้งที่เกิน 30kWp สามารถปิดโดยอัตโนมัติ แม้ว่าในทางปฏิบัติอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดจะรักษาการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและหยุดจ่ายพลังงานหากโหลดไม่เพียงพอ ผู้ดำเนินการโครงข่ายมีทางเลือกในการลดการผลิตส่วนเกินจากระบบขนาดใหญ่ แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะใช้พลังงานลมมากกว่าพลังงานแสงอาทิตย์ และส่งผลให้สูญเสียรายได้เป็นจำนวนมาก [87]อินเวอร์เตอร์สามเฟสมีตัวเลือกเฉพาะในการจ่ายพลังงานปฏิกิริยาซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในความต้องการโหลดที่ตรงกัน [88]
ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อตรวจจับการพังทลายและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน มี กลยุทธ์ การตรวจสอบโฟโตโว ลตาอิกหลาย อย่างขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของการติดตั้งและลักษณะของมัน การตรวจสอบสามารถทำได้บนไซต์หรือจากระยะไกล สามารถวัดการผลิตเท่านั้น ดึงข้อมูลทั้งหมดจากอินเวอร์เตอร์ หรือดึงข้อมูลทั้งหมดจากอุปกรณ์สื่อสาร (โพรบ มิเตอร์ ฯลฯ) เครื่องมือตรวจสอบสามารถใช้เพื่อการควบคุมดูแลเท่านั้นหรือนำเสนอฟังก์ชันเพิ่มเติม อินเวอร์เตอร์แต่ละตัวและตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่อาจรวมถึงการตรวจสอบโดยใช้โปรโตคอลและซอฟต์แวร์เฉพาะของผู้ผลิต [89]การวัดพลังงานของอินเวอร์เตอร์อาจมีความแม่นยำจำกัด และไม่เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์ในการวัดรายได้ ระบบเก็บข้อมูลของบริษัทอื่นสามารถตรวจสอบอินเวอร์เตอร์หลายตัว โดยใช้โปรโตคอลของผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์ และยังรับข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศอีกด้วย สมาร์ทมิเตอร์อิสระอาจวัดการผลิตพลังงานทั้งหมดของระบบอาร์เรย์ PV การวัดแยกกัน เช่น การวิเคราะห์ภาพถ่ายดาวเทียมหรือเครื่องวัดการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ ( ไพราโนมิเตอร์ ) สามารถใช้ในการประมาณค่าความเป็นฉนวนรวมสำหรับการเปรียบเทียบได้ [90] ข้อมูลที่รวบรวมจากระบบตรวจสอบสามารถแสดงได้จากระยะไกลผ่านเวิลด์ไวด์ เว็บ เช่นOSOTF [91] [92] [93] [94]
ระบบอื่นๆ
ส่วนนี้รวมถึงระบบที่มีความเชี่ยวชาญสูงและผิดปกติ หรือยังคงเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งมีนัยสำคัญจำกัด อย่างไรก็ตามแบบสแตนด์อโลนหรือระบบนอกกริดเกิดขึ้นที่พิเศษ เป็นประเภทระบบที่พบบ่อยที่สุดในช่วงปี 1980 และ 1990 เมื่อเทคโนโลยี PV ยังคงมีราคาแพงมาก และเป็นตลาดเฉพาะสำหรับแอพพลิเคชั่นขนาดเล็ก เฉพาะในสถานที่ที่ไม่มีโครงข่ายไฟฟ้าเท่านั้น แม้ว่าระบบแบบสแตนด์อโลนใหม่ ๆ จะยังคงถูกนำไปใช้งานทั่วโลก แต่ผลงานของพวกเขาที่มีต่อความจุไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งโดยรวมก็ลดลง ในยุโรป ระบบ off-grid คิดเป็น 1 เปอร์เซ็นต์ของความจุที่ติดตั้ง ในสหรัฐอเมริกามีสัดส่วนประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ระบบ Off-grid ยังคงพบเห็นได้ทั่วไปในออสเตรเลียและเกาหลีใต้ และในหลายประเทศกำลังพัฒนา [8] : 14
ซีพีวี
เซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Concentrator (CPV) และระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่มีความเข้มข้นสูง (HCPV) ใช้เลนส์ออปติคอลหรือกระจกโค้งเพื่อรวมแสงแดดไว้บนเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็กแต่มีประสิทธิภาพสูง นอกจากเลนส์ที่มีความเข้มข้นแล้ว ระบบ CPV บางครั้งใช้ตัวติดตามแสงอาทิตย์และระบบทำความเย็นและมีราคาแพงกว่า
โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบ HCPV เหมาะที่สุดในสถานที่ที่มีการฉายรังสีจากแสงอาทิตย์สูง โดยให้แสงแดดเข้มข้นถึง 400 เท่าขึ้นไป โดยมีประสิทธิภาพ 24–28 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมากกว่าระบบปกติ การออกแบบระบบต่างๆ มีวางจำหน่ายทั่วไปแต่ไม่ธรรมดา อย่างไรก็ตาม การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องกำลังเกิดขึ้น [1] : 26
CPV มักสับสนกับ CSP ( พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น ) ที่ไม่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ เทคโนโลยีทั้งสองชอบสถานที่ที่ได้รับแสงแดดมากและแข่งขันกันเองโดยตรง
ไฮบริด

ระบบไฮบริดรวม PV กับรุ่นอื่นๆ ในรูปแบบอื่น ซึ่งมักจะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล นอกจากนี้ยังใช้ก๊าซชีวภาพ การผลิตรูปแบบอื่นอาจเป็นประเภทที่สามารถปรับกำลังไฟฟ้าออกได้ตามหน้าที่ของอุปสงค์ อย่างไรก็ตาม อาจใช้พลังงานหมุนเวียนได้มากกว่าหนึ่งรูปแบบ เช่น ลม การผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงที่ไม่หมุนเวียน ระบบไฮบริดมักพบบนเกาะ เกาะ Pellwormในเยอรมนีและ เกาะ Kythnosในกรีซเป็นตัวอย่างที่โดดเด่น (ทั้งสองรวมกับลม) [95] [96]โรงงาน Kythnos ลดการใช้น้ำมันดีเซลลง 11.2% [97]
ในปี 2015 กรณีศึกษาที่ดำเนินการในเจ็ดประเทศได้ข้อสรุปว่าในทุกกรณี ต้นทุนที่ก่อให้เกิดต้นทุนสามารถลดลงได้โดยการผสมมินิกริดและกริดแบบแยกส่วน อย่างไรก็ตาม ต้นทุนทางการเงินสำหรับรถยนต์ไฮบริดมีความสำคัญและส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างความเป็นเจ้าของของโรงไฟฟ้า แม้ว่าการลดต้นทุนสำหรับการสาธารณูปโภคที่รัฐเป็นเจ้าของอาจมีนัยสำคัญ แต่การศึกษายังระบุถึงประโยชน์เชิงเศรษฐกิจที่ไม่สำคัญหรือแม้แต่ส่งผลเสียต่อสาธารณูปโภคที่ไม่ใช่ภาครัฐ เช่นผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระ [98] [99]
นอกจากนี้ยังมีงานที่แสดงให้เห็นว่าขีดจำกัดการเจาะ PV สามารถเพิ่มได้โดยปรับใช้เครือข่ายแบบกระจายของระบบไฮบริด PV+CHP ในสหรัฐอเมริกา[100]วิเคราะห์การกระจายชั่วคราวของฟลักซ์สุริยะ ข้อกำหนดทางไฟฟ้า และความร้อนสำหรับที่อยู่อาศัยแบบครอบครัวเดี่ยวของสหรัฐฯ ที่เป็นตัวแทน และผลลัพธ์แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการผสม CHP กับ PV สามารถเปิดใช้งานการปรับใช้ PV เพิ่มเติมได้เหนือกว่าระบบการผลิตไฟฟ้าแบบรวมศูนย์แบบทั่วไป ทฤษฎีนี้ได้รับการยืนยันอีกครั้งด้วยการจำลองเชิงตัวเลขโดยใช้ข้อมูลฟลักซ์สุริยะต่อวินาที เพื่อพิจารณาว่าการสำรองข้อมูลแบตเตอรี่ที่จำเป็นสำหรับระบบไฮบริดนั้นเป็นไปได้ด้วยระบบแบตเตอรี่ที่ค่อนข้างเล็กและราคาไม่แพง [11]นอกจากนี้ ระบบ PV+CHP ขนาดใหญ่ยังเป็นไปได้สำหรับอาคารสถาบัน ซึ่งจะช่วยสำรองอีกครั้งสำหรับ PV ที่ไม่ต่อเนื่องและลดรันไทม์ของ CHP [102]
- ระบบ PVT (hybrid PV/T) หรือที่รู้จักในชื่อ photovoltaic thermal hybrid solar collectorsแปลงรังสีดวงอาทิตย์เป็นพลังงานความร้อนและไฟฟ้า ระบบดังกล่าวรวมโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) เข้ากับตัวเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ในลักษณะเสริม
- ระบบซีพีวีที ระบบไฮบริดเทอร์มอล ไฮบริดแบบเข้มข้น (CPVT) คล้ายกับระบบ PVT ใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (CPV) แทนเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิม และรวมเข้ากับตัวเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์
- ระบบCPV/CSP มีการเสนอระบบไฮบริด CPV/CSP พลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่ ซึ่งรวมเซลล์แสงอาทิตย์แบบคอนเดนเซอร์เข้ากับเทคโนโลยีที่ไม่ใช่ PV ของพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (CSP) หรือที่เรียกว่าความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น [103]
- ระบบ PVดีเซล เป็นการผสมผสานระหว่างระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์กับไฟฟ้าดีเซล [104]การผสมผสานกับพลังงานหมุนเวียนอื่นๆเป็นไปได้และรวมถึงกังหันลมด้วย [105]
แผงโซลาร์เซลล์ลอยตัว
แผงโซลาร์เซลล์แบบลอยตัวเป็นระบบ PV ที่ลอยอยู่บนผิวอ่างเก็บน้ำสำหรับดื่มน้ำ ทะเลสาบเหมืองหิน คลองชลประทาน หรือบ่อบำบัดและบ่อหาง ระบบเหล่านี้เรียกว่า "floatovoltaics" เมื่อใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้าเท่านั้น หรือ "aquavoltaics" เมื่อใช้ระบบดังกล่าวเพื่อส่งเสริมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ แบบเสริมฤทธิ์ กัน [106]ระบบดังกล่าวจำนวนน้อยมีอยู่ในฝรั่งเศส อินเดีย ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ สหราชอาณาจักร สิงคโปร์ และสหรัฐอเมริกา [107] [108] [109] [110] [111]
กล่าวกันว่าระบบดังกล่าวมีข้อได้เปรียบเหนือแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนบก ค่าที่ดินมีราคาแพงกว่าและมีกฎเกณฑ์และข้อบังคับน้อยลงสำหรับโครงสร้างที่สร้างขึ้นบนแหล่งน้ำที่ไม่ได้ใช้เพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ ไม่เหมือนกับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนบกส่วนใหญ่ แผงลอยอาจไม่สร้างความรำคาญเพราะถูกซ่อนจากสายตาของสาธารณชน มีประสิทธิภาพที่สูงกว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนบก เนื่องจากน้ำทำให้แผงเย็นลง แผงมีการเคลือบพิเศษเพื่อป้องกันสนิมหรือการกัดกร่อน [112]
ในเดือนพฤษภาคม 2551 โรงไวน์ Far Niente ในเมืองโอกวิลล์ รัฐแคลิฟอร์เนีย เป็นผู้บุกเบิกระบบโฟลโตโวลตาอิกแห่งแรกของโลกโดยการติดตั้งโมดูลโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์จำนวน 994 โมดูลที่มีความจุรวม 477 กิโลวัตต์บนโป๊ะ 130 โป๊ะ และลอยพวกมันในบ่อชลประทานของโรงกลั่นเหล้าองุ่น [113]ประโยชน์หลักของระบบดังกล่าวคือการหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการเสียสละพื้นที่ที่ดินอันมีค่าที่สามารถนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้ ในกรณีของโรงกลั่นไวน์ Far Niente โรงไวน์แห่งนี้สามารถประหยัดพื้นที่ 0.75 เอเคอร์ (0.30 เฮกตาร์) ที่จำเป็นสำหรับระบบบนบก [14]ข้อดีอีกประการของระบบโฟลโตโวลตาอิกคือแผงจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่เย็นกว่าบนบก ซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ที่สูงขึ้น แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยตัวยังช่วยลดปริมาณน้ำที่สูญเสียไปจากการระเหยและยับยั้งการเจริญเติบโตของสาหร่าย [15]
ฟาร์ม PV ลอยน้ำขนาดยูทิลิตี้กำลังเริ่มถูกสร้างขึ้น Kyoceraผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซรามิกข้ามชาติจะพัฒนาฟาร์มขนาด 13.4 เมกะวัตต์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกบนอ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อนยามาคุระในจังหวัดชิบะ[116]โดยใช้แผงโซลาร์เซลล์ 50,000 แผง [117] [118]ฟาร์มลอยน้ำทนน้ำเค็มกำลังได้รับการพิจารณาเพื่อใช้ในมหาสมุทรด้วยการทดลองในประเทศไทย [119]โครงการโฟลโตโวลตาอิกที่ประกาศที่ใหญ่ที่สุดคือโรงไฟฟ้า 350 เมกะวัตต์ในภูมิภาคอเมซอนของบราซิล [120]
กริดกระแสตรง
พบกริด DC ในการขนส่งด้วยพลังงานไฟฟ้า: รางรถไฟและรถราง มีการสร้างโรงงานนำร่องสองสามแห่งสำหรับการใช้งานดังกล่าว เช่น คลังเก็บรถรางในฮันโนเวอร์ ไลน์เฮาเซน โดยใช้เครื่องช่วยไฟฟ้าโซลาร์เซลล์[121]และเจนีวา (Bachet de Pesay) [122] เว็บไซต์เจนีวา 150 kW ป้อน 600 V DC โดยตรงเข้าสู่เครือข่ายไฟฟ้าของรถราง / รถรางในขณะที่ก่อนที่จะให้ไฟฟ้าประมาณ 15% ที่เปิดในปี 2542
สแตนด์อโลน
ระบบ แบบสแตนด์อโลนหรือนอกกริดไม่ได้เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ระบบแบบสแตนด์อโลนมีขนาดและการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่นาฬิกาข้อมือหรือเครื่องคิดเลขไปจนถึงอาคารหรือยานอวกาศ ที่อยู่ห่าง ไกล หากต้องจ่ายโหลดโดยไม่ใช้ฉนวนโซลาร์ เซลล์ พลังงาน ที่สร้างขึ้นจะถูกจัดเก็บและบัฟเฟอร์ด้วยแบตเตอรี่ [123]ในการใช้งานแบบเคลื่อนย้ายไม่ได้ซึ่งไม่มีปัญหาเรื่องน้ำหนัก เช่น ในอาคารแบตเตอรี่กรดตะกั่วมักถูกใช้เพื่อต้นทุนที่ต่ำและความทนทานต่อการใช้งานในทางที่ผิด
อาจมีการรวมตัวควบคุมการชาร์จไว้ในระบบเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของแบตเตอรี่จากการชาร์จหรือการคายประจุมากเกินไป นอกจากนี้ยังอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์โดยใช้เทคนิคการติดตามจุดพลังงานสูงสุด ( MPPT ) อย่างไรก็ตาม ในระบบ PV ธรรมดาที่แรงดันไฟฟ้าของโมดูล PV ตรงกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ MPPT โดยทั่วไปถือว่าไม่จำเป็น เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่มีความเสถียรเพียงพอที่จะเก็บพลังงานจากโมดูล PV ได้ใกล้เคียงสูงสุด ในอุปกรณ์ขนาดเล็ก (เช่น เครื่องคิดเลข มิเตอร์จอดรถ) จะใช้กระแสตรง (DC) เท่านั้น ในระบบขนาดใหญ่ (เช่น อาคาร ปั๊มน้ำระยะไกล) มักต้องใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ ในการแปลง DC จากโมดูลหรือแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับจะใช้ อินเวอร์เตอร์
ใน การตั้งค่า ทางการเกษตรอาจใช้อาร์เรย์เพื่อจ่ายไฟให้กับปั๊ม DC โดยตรง โดยไม่ต้องใช้อินเวอร์เตอร์ ในการตั้งค่าระยะไกล เช่น พื้นที่ภูเขา เกาะ หรือสถานที่อื่นๆ ที่ไม่มีโครงข่ายไฟฟ้า แผงโซลาร์เซลล์สามารถใช้เป็นแหล่งไฟฟ้าเพียงแหล่งเดียว โดยปกติแล้วจะทำการชาร์จ แบตเตอรี่ สำหรับจัดเก็บ ระบบแบบสแตนด์อโลนเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการสร้างไมโครและแบบ กระจาย
ต้นทุนและความประหยัด
ต้นทุนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ลดลงเนื่องจากการประหยัดจากขนาดในการผลิตและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการผลิต สำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่ ราคาที่ต่ำกว่า 1.00 ดอลลาร์ต่อวัตต์เป็นเรื่องปกติภายในปี 2555 [126]ราคาลดลง 50% ในยุโรปตั้งแต่ปี 2549 ถึง 2554 และมีความเป็นไปได้ที่จะลดต้นทุนการผลิตลง 50% ภายในปี 2563 [127]เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิกอนส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดหลายผลึกซิลิคอนที่มีราคาถูกกว่า และเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางแบบซิลิคอนก็ได้รับการพัฒนาด้วยต้นทุนการผลิตที่ต่ำลง แม้ว่าประสิทธิภาพการแปลงพลังงานจะลดลงจาก "siwafers" ที่เป็นผลึกเดี่ยว แต่ก็ยังผลิตได้ง่ายกว่ามากด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า [128]
ตารางด้านล่างแสดงค่าใช้จ่ายทั้งหมด (โดยเฉลี่ย) ในหน่วยเซนต์สหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงของไฟฟ้าที่เกิดจากระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ [129] [130]ส่วนหัวของแถวทางด้านซ้ายแสดงต้นทุนรวมต่อกิโลวัตต์สูงสุด (kW p ) ของการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ต้นทุนระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ลดลง ตัวอย่างเช่น ในเยอรมนี มีรายงานว่าลดลงเหลือ USD 1389/kW pภายในสิ้นปี 2014 [131]ส่วนหัวของคอลัมน์ด้านบนหมายถึงผลผลิตพลังงานประจำปีในหน่วย kWh ที่คาดหวังจากแต่ละรายการ ติดตั้งกิโลวัตต์พี ซึ่งแตกต่างกันไปตามพื้นที่ทางภูมิศาสตร์เนื่องจากไข้แดด เฉลี่ยขึ้นอยู่กับปริมาณเมฆเฉลี่ยและความหนาของชั้นบรรยากาศที่แสงแดดส่องผ่าน นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับเส้นทางของดวงอาทิตย์ที่สัมพันธ์กับแผงและเส้นขอบฟ้า แผงมักจะติดตั้งในมุมตามละติจูด และมักจะถูกปรับตามฤดูกาลเพื่อให้สอดคล้องกับการลดลงของดวงอาทิตย์ที่เปลี่ยนแปลงไป การติดตามแสงอาทิตย์ยังสามารถใช้เพื่อเข้าถึงแสงแดดในแนวตั้งฉากได้มากขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มพลังงานทั้งหมด
ค่าที่คำนวณได้ในตารางแสดงถึงต้นทุนรวม (เฉลี่ย) เป็นเซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงที่ผลิต พวกเขาคิดต้นทุนทุนรวม 10% (เช่นอัตราดอกเบี้ย 4% ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและบำรุงรักษา 1% [132]และค่าเสื่อมราคาของเงินทุนตลอด 20 ปี) โดยปกติ โมดูลโซลาร์เซลล์จะมีการรับประกัน 25 ปี [133] [134]
ต้นทุนการผลิตกิโลวัตต์-ชั่วโมงโดยระบบ PV (US ¢/kWh) ขึ้นอยู่กับค่ารังสีดวงอาทิตย์และค่าติดตั้งตลอด 20 ปีของการดำเนินงาน | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ค่าติดตั้ง หน่วยเป็น $ ต่อวัตต์ |
ฉนวน ที่ผลิตได้ต่อปี กิโลวัตต์-ชั่วโมง ต่อความจุกิโลวัตต์ที่ติดตั้ง (kWh/(kWp•y)) | ||||||||||||
2400 | 2200 | 2000 | 1800 | 1600 | 1400 | 1200 | 1000 | 800 | |||||
$0.20 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | 1.3 | 1.4 | 1.7 | 2.0 | 2.5 | ||||
$0.60 | 2.5 | 2.7 | 3.0 | 3.3 | 3.8 | 4.3 | 5.0 | 6.0 | 7.5 | ||||
$1.00 | 4.2 | 4.5 | 5.0 | 5.6 | 6.3 | 7.1 | 8.3 | 10.0 | 12.5 | ||||
$1.40 | 5.8 | 6.4 | 7.0 | 7.8 | 8.8 | 10.0 | 11.7 | 14.0 | 17.5 | ||||
$1.80 | 7.5 | 8.2 | 9.0 | 10.0 | 11.3 | 12.9 | 15.0 | 18.0 | 22.5 | ||||
$2.20 | 9.2 | 10.0 | 11.0 | 12.2 | 13.8 | 15.7 | 18.3 | 22.0 | 27.5 | ||||
$2.60 | 10.8 | 11.8 | 13.0 | 14.4 | 16.3 | 18.6 | 21.7 | 26.0 | 32.5 | ||||
$3.00 | 12.5 | 13.6 | 15.0 | 16.7 | 18.8 | 21.4 | 25.0 | 30.0 | 37.5 | ||||
$3.40 | 14.2 | 15.5 | 17.0 | 18.9 | 21.3 | 24.3 | 28.3 | 34.0 | 42.5 | ||||
$3.80 | 15.8 | 17.3 | 19.0 | 21.1 | 23.8 | 27.1 | 31.7 | 38.0 | 47.5 | ||||
$4.20 | 17.5 | 19.1 | 21.0 | 23.3 | 26.3 | 30.0 | 35.0 | 42.0 | 52.5 | ||||
$4.60 | 19.2 | 20.9 | 23.0 | 25.6 | 28.8 | 32.9 | 38.3 | 46.0 | 57.5 | ||||
$5.00 | 20.8 | 22.7 | 25.0 | 27.8 | 31.3 | 35.7 | 41.7 | 50.0 | 62.5 | ||||
หมายเหตุ:
|
ต้นทุนระบบ 2013
ในรายงาน "แผนงานเทคโนโลยี: พลังงานแสงอาทิตย์" ฉบับปี 2014 สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ได้เผยแพร่ราคาในหน่วยดอลลาร์สหรัฐต่อวัตต์สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่อยู่อาศัย เชิงพาณิชย์ และสาธารณูปโภคสำหรับตลาดหลักแปดแห่งในปี 2556 [7]
USD/W | ออสเตรเลีย | จีน | ฝรั่งเศส | เยอรมนี | อิตาลี | ญี่ปุ่น | ประเทศอังกฤษ | สหรัฐ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ที่อยู่อาศัย | 1.8 | 1.5 | 4.1 | 2.4 | 2.8 | 4.2 | 2.8 | 4.9 |
ทางการค้า | 1.7 | 1.4 | 2.7 | 1.8 | 1.9 | 3.6 | 2.4 | 4.5 |
ยูทิลิตี้ขนาด | 2.0 | 1.4 | 2.2 | 1.4 | 1.5 | 2.9 | 1.9 | 3.3 |
ที่มา : IEA – Technology Roadmap: รายงาน Solar Photovoltaic Energy [7] : 15 |
เส้นโค้งการเรียนรู้
ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แสดงให้เห็นถึงเส้นโค้งการเรียนรู้ในแง่ของต้นทุนไฟฟ้าที่ปรับระดับ (LCOE) ซึ่งช่วยลดต้นทุนต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงลง 32.6% สำหรับทุกๆ การเพิ่มกำลังการผลิตเป็นสองเท่า [136] [137] [138]จากข้อมูลของ LCOE และกำลังการผลิตติดตั้งสะสมจากสำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศ (IRENA)ตั้งแต่ปี 2010 ถึง 2017, [137] [138] สมการเส้นโค้งการเรียนรู้สำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้รับเป็น[136]
- LCOE : ค่าไฟฟ้าที่ปรับระดับ (เป็น USD/kWh)
- ความจุ : กำลังการผลิตติดตั้งสะสมของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (หน่วย MW)
ข้อบังคับ
การทำให้เป็นมาตรฐาน
การเพิ่มการใช้ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และการรวมพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เข้ากับโครงสร้างที่มีอยู่และเทคนิคในการจัดหาและการกระจายจะเพิ่มความต้องการมาตรฐานและคำจำกัดความทั่วไปสำหรับส่วนประกอบและระบบเซลล์แสงอาทิตย์ [ อ้างอิงจำเป็น ]มาตรฐานดังกล่าวรวบรวมไว้ที่International Electrotechnical Commission (IEC) และนำไปใช้กับประสิทธิภาพ ความทนทาน และความปลอดภัยของเซลล์ โมดูล โปรแกรมจำลองสถานการณ์ ปลั๊กคอนเนคเตอร์และสายเคเบิล ระบบติดตั้ง ประสิทธิภาพโดยรวมของอินเวอร์เตอร์ ฯลฯ[139]
ระเบียบแห่งชาติ
- ประเทศอังกฤษ
ในสหราชอาณาจักร โดยทั่วไปการติดตั้ง PV จะถือว่าเป็นการพัฒนาที่ได้รับอนุญาต และไม่จำเป็นต้องได้รับอนุญาตจากการวางแผน หากทรัพย์สินอยู่ในรายการหรืออยู่ในพื้นที่ที่กำหนด (อุทยานแห่งชาติ พื้นที่ที่มีความงามตามธรรมชาติโดดเด่น ไซต์ที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์เป็นพิเศษ หรือ Norfolk Broads) จะต้องได้รับอนุญาตจากการวางแผน [140]
- สหรัฐ
ในสหรัฐอเมริกา มาตรา 690 แห่งประมวลกฎหมายไฟฟ้าแห่งชาติให้แนวทางทั่วไปสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ สิ่งเหล่านี้อาจถูกแทนที่โดยกฎหมายและข้อบังคับในท้องถิ่น บ่อยครั้งจำเป็นต้องมีใบอนุญาตในการยื่นแผนและการคำนวณโครงสร้างก่อนเริ่มงาน นอกจากนี้ หลายพื้นที่ต้องการให้ทำงานภายใต้การแนะนำของช่างไฟฟ้าที่มีใบอนุญาต
ในสหรัฐอเมริกา หน่วยงาน ที่มีเขตอำนาจศาล (AHJ) จะตรวจสอบการออกแบบและออกใบอนุญาต ก่อนที่การก่อสร้างจะเริ่มขึ้นอย่างถูกกฎหมาย แนวทางปฏิบัติในการติดตั้งระบบไฟฟ้าต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดไว้ในNational Electrical Code (NEC) และได้รับการตรวจสอบโดย AHJ เพื่อให้มั่นใจว่าสอดคล้องกับรหัสอาคาร รหัสไฟฟ้าและรหัส ความปลอดภัย จากอัคคีภัย เขตอำนาจศาลอาจกำหนดให้อุปกรณ์ต้องได้รับการทดสอบ รับรอง ลงรายการ และติดฉลากโดยNationally Recognized Testing Laboratories (NRTL) อย่างน้อยหนึ่งแห่ง . [141]ในสหรัฐอเมริกา หลายพื้นที่ต้องการใบอนุญาตในการติดตั้งระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ โดยปกติระบบที่ผูกกับกริดจะต้องใช้ช่างไฟฟ้าที่มีใบอนุญาตในการเชื่อมต่อระหว่างระบบกับสายไฟที่ต่อกับกริดของอาคาร [142]ผู้ติดตั้งที่ตรงตามคุณสมบัติเหล่านี้มีอยู่ในเกือบทุกรัฐ [141]หลายรัฐห้ามไม่ให้สมาคมเจ้าของบ้านจำกัดอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ [143] [144] [145]
- สเปน
แม้ว่าสเปนจะผลิตไฟฟ้าประมาณ 40%ผ่านแผงเซลล์แสงอาทิตย์และแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ และเมืองต่างๆ เช่น อูเอลบาและเซบียาก็มีแสงแดดส่องถึงเกือบ 3,000 ชั่วโมงต่อปี ในปี 2556 สเปนได้ออกภาษีพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อชำระหนี้สินที่เกิดจากการลงทุน โดยรัฐบาลสเปน ผู้ที่ไม่เชื่อมต่อกับกริดอาจถูกปรับ 30 ล้านยูโร (40 ล้านเหรียญสหรัฐ) [146]ในที่สุด มาตรการดังกล่าวก็ถูกยกเลิกภายในปี 2018 เมื่อมีการออกกฎหมายใหม่ซึ่งห้ามภาษีใดๆ เกี่ยวกับการใช้พลังงานหมุนเวียนด้วยตนเอง [147]
ข้อจำกัด
มลพิษและพลังงานในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์
PV เป็นวิธีการที่รู้จักกันดีในการผลิตไฟฟ้าที่สะอาดปราศจากมลพิษ ระบบ PV มักทำจากโมดูล PV และอินเวอร์เตอร์ (เปลี่ยน DC เป็น AC) โมดูล PV ส่วนใหญ่ทำจากเซลล์ PV ซึ่งไม่มีความแตกต่างพื้นฐานกับวัสดุสำหรับทำชิปคอมพิวเตอร์ กระบวนการผลิตเซลล์ PV (ชิปคอมพิวเตอร์) นั้นใช้พลังงานมาก และเกี่ยวข้องกับสารเคมีที่เป็นพิษสูงและเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม มีโรงงานผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ไม่กี่แห่งทั่วโลกที่ผลิตโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยพลังงานที่ผลิตจากเซลล์แสงอาทิตย์ มาตรการนี้ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างมากในระหว่างกระบวนการผลิต การจัดการสารเคมีที่ใช้ในกระบวนการผลิตต้องอยู่ภายใต้กฎหมายและระเบียบข้อบังคับของโรงงานในท้องถิ่น
ผลกระทบต่อโครงข่ายไฟฟ้า
ด้วยระดับที่เพิ่มขึ้นของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์บนชั้นดาดฟ้า การไหลของพลังงานจะกลายเป็นแบบ 2 ทาง เมื่อมีการผลิตในท้องถิ่นมากกว่าการใช้ไฟฟ้า ไฟฟ้าจะถูกส่งออกไปยังกริด อย่างไรก็ตาม โครงข่ายไฟฟ้าตามธรรมเนียมไม่ได้ออกแบบให้รองรับการถ่ายโอนพลังงานแบบ 2 ทาง ดังนั้น ปัญหาทางเทคนิคบางอย่างอาจเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น ในรัฐควีนส์แลนด์ของออสเตรเลีย มีครัวเรือนมากกว่า 30% ที่มีเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาภายในสิ้นปี 2560 เส้นโค้งเป็ด แคลิฟอร์เนียอันโด่งดังปี 2020 ปรากฏขึ้นบ่อยมากสำหรับชุมชนจำนวนมากตั้งแต่ปี 2558 เป็นต้นไป ปัญหาแรงดันไฟเกินอาจเกิดขึ้นเมื่อไฟฟ้าไหลกลับไปยังเครือข่าย [148]มีวิธีแก้ปัญหาเพื่อจัดการปัญหาแรงดันไฟเกิน เช่น การควบคุมตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ PV อุปกรณ์ควบคุมแรงดันและพลังงานใหม่ในระดับจำหน่ายไฟฟ้า ตัวนำไฟฟ้าซ้ำ การจัดการด้านอุปสงค์ ฯลฯ มักจะมีข้อจำกัดและค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับ โซลูชั่นเหล่านี้
นัยต่อการจัดการค่าไฟฟ้าและการลงทุนด้านพลังงาน
ลูกค้ามีสถานการณ์เฉพาะที่แตกต่างกัน เช่น ความต้องการความสะดวกสบายที่แตกต่างกัน อัตราค่าไฟฟ้าที่แตกต่างกัน หรือรูปแบบการใช้งานที่แตกต่างกัน อัตราค่าไฟฟ้าอาจมีองค์ประกอบบางประการ เช่น ค่าการเข้าถึงรายวันและค่าการวัด ค่าพลังงาน (ตาม kWh, MWh) หรือค่าความต้องการสูงสุด (เช่น ราคาสำหรับการใช้พลังงานสูงสุด 30 นาทีในหนึ่งเดือน) PV เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในการลดประจุไฟฟ้าเมื่อราคาไฟฟ้าสูงพอสมควรและเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เช่น ในออสเตรเลียและเยอรมนี อย่างไรก็ตาม สำหรับไซต์ที่มีค่าบริการสูงสุด PV อาจไม่น่าสนใจหากความต้องการสูงสุดส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงบ่ายแก่ๆ ถึงช่วงหัวค่ำ เช่น ชุมชนที่อยู่อาศัย โดยรวม,[149] [150]
ดูเพิ่มเติม
อ้างอิง
- ^ a b c d e f g "รายงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์" (PDF ) ฟรอนโฮเฟอร์ ISE 28 กรกฎาคม 2557. เก็บถาวร (PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 31 สิงหาคม 2557 . สืบค้นเมื่อ31 สิงหาคม 2014 .
- ^ การคาดการณ์อายุการใช้งานสำหรับเซลล์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์/โมดูลขนาดเล็กที่ห่อหุ้ม , AW Czanderna และ GJ Jorgensen, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO.
- อรรถเป็น ข Bazilian มอร์แกน; โอนเยจี, อิจอมา; Liebreich, ไมเคิล; แมคกิลล์ เอียน; เชส, เจนนิเฟอร์; ชาห์ จิการ์; จีเลน, ดอล์ฟ; อาเรนต์, ดั๊ก; Landfear, ดั๊ก; Zhengrong, Shi (พฤษภาคม 2013). "ทบทวนเศรษฐศาสตร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อีกครั้ง" . พลังงานหมุนเวียน 53 : 329–338. ดอย : 10.1016/j.renene.2012.11.029 .
- ^ "แนวโน้มราคาระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ – การคาดการณ์ในอดีต ล่าสุด และในระยะสั้น ฉบับปี 2014" (PDF ) รพ. 22 กันยายน 2557. p. 4. เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 29 มีนาคม 2558
- ^ "Photovoltaik-Preisindex" [ดัชนีราคา Solar PV] คู่มือไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 10 กรกฎาคม 2017 . สืบค้นเมื่อ30 มีนาคม 2558 .
ราคาสุทธิแบบครบวงจรสำหรับระบบ PV พลังงานแสงอาทิตย์สูงถึง 100 กิโลวัตต์คิดเป็น 1,240 ยูโรต่อ kWp
- ^ Fraunhofer ISE Levelized Cost of Electricity Study, พฤศจิกายน 2013, พี. 19
- ^ a b c d http://www.iea.org (2014). "แผนงานเทคโนโลยี: พลังงานแสงอาทิตย์" (PDF ) ไออีเอ เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 7 ตุลาคม 2557 . สืบค้นเมื่อ7 ตุลาคม 2557 .
{{cite web}}
: ลิงค์ภายนอกใน
( ช่วยเหลือ )|author1=
- ^ a b c d e "Global Market Outlook for Photovoltaics 2014-2018" (PDF) . www.epia.org . EPIA - สมาคมอุตสาหกรรมโซลาร์เซลล์ยุโรป เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 12 มิถุนายน 2557 . สืบค้นเมื่อ12 มิถุนายน 2557 .
- อรรถก ข c Joern Hoppmann; โจนัส โวลแลนด์; โทเบียส เอส. ชมิดท์; Volker H. Hoffmann (กรกฎาคม 2014). "ความอยู่รอดทางเศรษฐกิจของการจัดเก็บแบตเตอรี่สำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในที่พักอาศัย - การทบทวนและแบบจำลองการจำลอง" . บทวิจารณ์เกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนและความยั่งยืน 39 : 1101–1118. ดอย : 10.1016/j.rser.2014.07.068 . สืบค้นเมื่อ28 ธันวาคม 2018 .
- ^ FORBES, Justin Gerdes, Solar Energy Storage About To Take Off In Germany and California , 18 กรกฎาคม 2013
- ↑ US Solar Market เติบโตขึ้น 41% ทำลายสถิติปี 2013 | กรีนเทคมีเดีย
- ^ Renewable Energy Policy Network for the 21st Century (REN21), Renewables 2010 Global Status Report , Paris, 2010, pp. 1–80.
- ^ แบรงเกอร์, เค.; ปฏัก, MJM; เพียร์ซ, เจเอ็ม (2011). "การทบทวนต้นทุนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ปรับระดับด้วยพลังงานแสงอาทิตย์" . บทวิจารณ์เกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนและความยั่งยืน 15 (9): 4470–4482 ดอย : 10.1016/j.rser.2011.07.104 . hdl : 1974/6879 . S2CID 73523633 .
- ^ "ต้นทุนไฟฟ้าที่ปรับระดับ—เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน" (PDF ) www.ise.fraunhofer.de _ ฟรอนโฮเฟอร์ ISE พฤศจิกายน 2556 น. 4. เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 3 สิงหาคม 2014 . สืบค้นเมื่อ3 สิงหาคม 2014 .
- ^ "ข้ามเหว" (PDF) . การวิจัยตลาดของ Deutsche Bank 27 กุมภาพันธ์ 2558 น. 9. เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 1 เมษายน 2558
- ^ แทม ฮันท์ (9 มีนาคม 2558). "ภาวะเอกฐานของดวงอาทิตย์อยู่ใกล้" . กรีนเทค มีเดีย. สืบค้นเมื่อ29 เมษายน 2558 .
- ^ "ภาพรวมของ Global PV 1992-2014" (PDF) . www.iea-pvps.org/index.php?id=32 _ สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ — โครงการระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 30 มีนาคม 2558 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 30 มีนาคม 2558
- ^ "เซลล์แสงอาทิตย์... เซลล์ โมดูล สตริง อาร์เรย์" (PDF ) เวิร์ดพาวเวอร์—เอียน วูเฟน เดน 2549 . สืบค้นเมื่อ28 ธันวาคม 2018 .
- ^ NREL.gov Residential, Commercial, and Utility-Scale Photovoltaic (PV) System Price in the United States , p.6 กุมภาพันธ์ 2555
- ^ ประเภท ของระบบ PV Florida Solar Energy Center (FSEC) สถาบันวิจัยของมหาวิทยาลัย Central Florida
- ^ เราะห์มานี ร.; ฟาร์ด, ม.; โชแจ, AA; ออทมัน, MF; Yusof, R. , โมเดลที่สมบูรณ์ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบสแตนด์อโลนในสภาพแวดล้อม MATLAB-Simulink, 2011 การประชุมนักศึกษา IEEE ด้านการวิจัยและพัฒนา (SCOReD), หน้า 46–51, 2011
- ^ กองทัพกำลังประเมินเต็นท์พลังงานแสงอาทิตย์ที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ | บทความ | กองทัพสหรัฐ . Army.mil (2010-12-08). สืบค้นเมื่อ 2013-07-17.
- ^ RV Solar Electric
- ^ Go Power Electric RV และ Marine Solar Power Solutions
- ^ Samlex Solar
- ^ "คู่มือ RV Solar" . www.outsidesupply.com . สืบค้นเมื่อ2018-08-15 .
- ^ MacKenzie, Pam (1 กรกฎาคม 2014) "PSE&G เสร็จสิ้นการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบขั้วไฟฟ้า " เสื้อตัวกลางของฉัน สืบค้นเมื่อ29 ธันวาคม 2018 .
- ^ แอนดรูว์ ร็อบ ดับเบิลยู; พอลลาร์ด แอนดรูว์; เพียร์ซ, โจชัว เอ็ม (2012). "การปรับปรุงการกำหนดเชิงประจักษ์เชิงพาราเมตริกของกระแสลัดวงจรของโมดูลสำหรับการสร้างแบบจำลองและการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบสุริยะโซลาร์ เซลล์" พลังงานแสงอาทิตย์ . 86 (9): 2240. Bibcode : 2012SoEn...86.2240A . ดอย : 10.1016/j.solener.2012.04.016 .
- ^ แอนดรูว์ ร็อบ ดับเบิลยู; เพียร์ซ, โจชัว เอ็ม (2012). "การทำนายผลกระทบด้านพลังงานต่อระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จากเหตุการณ์หิมะตก" (PDF ) การประชุมผู้เชี่ยวชาญด้านไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ IEEE ครั้งที่ 38 ปี 2555 หน้า 003386. ดอย : 10.1109/PVSC.2012.6318297 . ISBN 978-1-4673-0066-7. S2CID 40053323 .
- อรรถเป็น ข แอนดรูว์ ร็อบ ดับเบิลยู.; พอลลาร์ด แอนดรูว์; เพียร์ซ, โจชัว เอ็ม. (2013). "ผลกระทบของหิมะตกต่อประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์" . พลังงานแสงอาทิตย์ . 92 (8497): 84–97. Bibcode : 2013SoEn...92...84A . ดอย : 10.1016/j.solener.2013.02.014 .
- ^ แอนดรูว์ ร็อบ ดับเบิลยู; พอลลาร์ด แอนดรูว์; เพียร์ซ, โจชัว เอ็ม (2013). "วิธีการใหม่ในการพิจารณาผลกระทบของการเคลือบพื้นผิวด้วยอุทกพลศาสตร์ต่อประสิทธิภาพการส่องหิมะของโมดูลโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์" วัสดุพลังงานแสงอาทิตย์และเซลล์แสงอาทิตย์ 113 : 71–78. ดอย : 10.1016/j.solmat.2013.01.032 .
- ↑ ไฮดาริ, เนกิน; กวามูรี, เจเฟียส; ทาวน์เซนด์, ทิม; เพียร์ซ, โจชัว เอ็ม (2015). "ผลกระทบของหิมะและการแทรกแซงพื้นดินต่อประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์" (PDF ) วารสาร IEEE ของโฟ โตโวลตาอิก . 5 (6): 1680. ดอย : 10.1109/JPHOTOV.2015.2466448 . S2CID 45625281 .
- ^ ชูบัก มาห์มูด (2018) ก้าวไป ข้างหน้า: การพัฒนาเทคโนโลยีและเศรษฐกิจเกิดใหม่ มหาวิทยาลัยเบรเมิน. น. 41–46.
- ^ Shubbak, Mahmood H. (2019-11-01). "ความก้าวหน้าของเซลล์แสงอาทิตย์: การทบทวนเทคโนโลยีและแนวโน้มสิทธิบัตร" . บทวิจารณ์เกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนและความยั่งยืน 115 : 109383. ดอย : 10.1016/j.rser.2019.109383 . ISSN 1364-0321 . S2CID 204164204 .
- ^ วัสดุโมดูล PV Education.org
- ^ ปัจจัยสำคัญในการเลือกส่วนประกอบพลังงานแสงอาทิตย์
- ^ รายการโมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ตามหลักเกณฑ์ SB1 ที่มีสิทธิ์
- ^ "พลังงานแสงอาทิตย์ (Photovoltaic, PV)" . เกษตรและเกษตร-อาหารแคนาดา . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 16 กันยายน 2553 . สืบค้นเมื่อ5 กุมภาพันธ์ 2010 .
- ^ ตัวชี้วัดที่แย่ที่สุดในพลังงานหมุนเวียน: 'ระยะเวลาคืนทุน ' โลกพลังงานหมุนเวียน (2010-04-19) สืบค้นเมื่อ 2012-10-01.
- ^ ถึงเวลาคืนทุนสำหรับคนรุ่นบ้าน ข่าวบีบีซี (2010-06-22) สืบค้นเมื่อ 2012-04-23.
- ^ [1] Piliougine และคณะ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิกอนเสื่อมสภาพที่สภาวะภายนอก
- ^ "ตารางเปรียบเทียบแผงโซลาร์เซลล์" . สืบค้นเมื่อ2012-10-21 .
- ↑ อันเดรเซน บียาร์น; R. Stephen Berry (พฤษภาคม 1977) "อุณหพลศาสตร์ในเวลาจำกัด I. วัฏจักรขั้นตอนกาโนต์". การตรวจร่างกาย 15 (5): 2086–2093. Bibcode : 1977PhRvA..15.2086A . ดอย : 10.1103/PhysRevA.15.2086 .
- ^ สถาบัน Fraunhofer สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ "โซลาร์เซลล์สถิติโลก ประสิทธิภาพ 44.7%" . ฟรอนโฮเฟอร์ ISE
- ^ "Concentrix Solar: โมดูล Concentrix " เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2016-01-26 . ดึงข้อมูลเมื่อ2008-12-03
- ^ CPV Solar Cell เข้าถึงประสิทธิภาพของระบบ 27%
- ↑ คาจิฮาระ อัตสึชิ และเอที ฮาราคาวะ "แบบจำลองวงจรไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ภายใต้การแรเงาบางส่วน" เทคโนโลยีอุตสาหกรรม, 2548. ICIT 2005. การประชุมนานาชาติ IEEE เรื่อง. อีอีอี , 2005.
- ^ ดริฟ, ม.; เปเรซ, พีเจ; อากีล่าร์ เจ.; อากีลาร์, เจดี (2008) "วิธีการประมาณค่าใหม่ของการฉายรังสีบนเครื่องกำเนิดเซลล์แสงอาทิตย์แบบแรเงาบางส่วนในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริด" พลังงานหมุนเวียน 33 (9): 2048–2056. ดอย : 10.1016/j.renene.2007.12.010 .
- ^ เวนเท เจอร์รี่ ออโต้ วิศวกรรมระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ สำนักข่าวซีอาร์ซี พ.ศ. 2547
- ^ Ursula Eicker, Solar Technologies for Buildings , Wiley 2003, ISBN 0-471-48637-X , หน้า 226
- ^ เหงียน ฮา ที; เพียร์ซ, โจชัว เอ็ม (2012). "การรวมการสูญเสียการแรเงาในการประเมินศักยภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ในระดับเทศบาล " พลังงานแสงอาทิตย์ . 86 (5): 1245. Bibcode : 2012SoEn...86.1245N . ดอย : 10.1016/j.solener.2012.01.017 . S2CID 15435496 .
- ^ เดเรลี ซี; Yücedağ, C; เพียร์ซ, เจเอ็ม (2013). "วิธีการที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำในการวางแผนการเจริญเติบโตของต้นไม้และผลกระทบตลอดชีวิตต่อประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์" . พลังงานแสงอาทิตย์ . 95 : 300–307. Bibcode : 2013SoEn...95..300D . ดอย : 10.1016/j.solener.2013.06.019 .
- ↑ a b Ilse K, Micheli L, Figgis BW, Lange K, Dassler D, Hanifi H, Wolfertstetter F, Naumann V, Hagendorf C, Gottschalg R, Bagdahn J (2019). "การประเมินเทคโน-เศรษฐกิจของการสูญเสียดินและกลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบสำหรับการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์" . จูล . 3 (10): 2303–2321. ดอย : 10.1016/j.joule.2019.08.019 .
- ^ "แผนที่การปนเปื้อนของโมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์" . ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ 2017-10-11 . สืบค้นเมื่อ2020-12-03 .
- ↑ Li X, Mauzerall D, Bergin M (2020). "การลดประสิทธิภาพการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลกเนื่องจากละอองลอยและคราบแผง" . ความยั่งยืนของ ธรรมชาติ 3 (9): 720–727. ดอย : 10.1038/s41893-020-0553-2 . S2CID 219976569 . สืบค้นเมื่อ2020-12-04 .
- ^ บอยล์ แอล และคณะ (2017). "ความแปรปรวนเชิงพื้นที่ในระดับภูมิภาคและระดับประเทศของคราบสกปรกของแผ่นปิดแผงโซลาร์เซลล์และการสูญเสียการส่งผ่านพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตามมา " วารสาร IEEE ของโฟ โตโวลตาอิก . 7 (5): 1354–1361. ดอย : 10.1109/JPHOTOV.2017.2731939 .
- ^ Gostein M, et al. (2018). "ความแปรปรวนในท้องถิ่นของอัตราการสกปรก ของPV" 2018 การประชุมระดับโลก IEEE 7th เรื่องการแปลงพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (WCPEC) : 3421–3425 ดอย : 10.1109/PVSC.2018.8548049 . ISBN 978-1-5386-8529-7. S2CID 54442001 . สืบค้นเมื่อ2020-12-04 .
- ^ คุณควรสปริงทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์ของคุณหรือไม่?
- ^ [2] Sanchez Friera และคณะ การวิเคราะห์กลไกการเสื่อมสภาพของโมดูลผลึกซิลิกอนเซลล์แสงอาทิตย์หลังการใช้งาน 12 ปีในยุโรปใต้
- ↑ ซานต์เบอร์เกน อาร์; RJC van Zolingen (22 ตุลาคม 2550) "ปัจจัยการดูดกลืนของเซลล์ PV ผลึกซิลิคอน: การศึกษาเชิงตัวเลขและการทดลอง" วัสดุพลังงานแสงอาทิตย์และเซลล์แสงอาทิตย์
- ↑ เอล-ชาร์กาวี, โมฮาเหม็ด เอ. (2005). พลังงานไฟฟ้า . ซีอาร์ซี เพรส. หน้า 87–88. ISBN 978-0-8493-3078-0.
- ^ Optimum Tilt of Solar Panels Archived 2015-08-11 ที่ Wayback Machine
- ^ ระบบไฟส่องสว่างแบบโซลาร์เซลล์แบบสแตนด์อะโลน
- ^ แอนดรูว์ ร็อบ ดับเบิลยู.; เพียร์ซ, โจชัว เอ็ม. (2013). "ผลของสเปกตรัมอัลเบโดต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์แสงอาทิตย์ซิลิคอนอสัณฐานและผลึกซิลิกอน " พลังงานแสงอาทิตย์ . 91 : 233–241. Bibcode : 2013SoEn...91..233A . ดอย : 10.1016/j.solener.2013.01.030 .
- ^ เบรนแนน ส.ส.; อับราเมส แอละแบมา; แอนดรูว์, อาร์ดับบลิว; เพียร์ซ, เจเอ็ม (2014). "ผลของสเปกตรัมอัลเบโดต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์" . วัสดุพลังงานแสงอาทิตย์และเซลล์แสงอาทิตย์ 124 : 111–116. ดอย : 10.1016/j.solmat.2014.01.046 .
- ↑ ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ของซาฮาร่า ขีดเส้นใต้ Archived 2013-06-30 ที่ Wayback Machine
- ^ เครื่องคำนวณประสิทธิภาพ Rredc.nrel.gov. สืบค้นเมื่อ 2012-04-23.
- ^ ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยี เก็บถาวร 2012-04-06 ที่เครื่อง Wayback เมคาโซลาร์.คอม สืบค้นเมื่อ 2012-04-23.
- ↑ อัล-โมฮัมหมัด, อาลี (2004). "การปรับปรุงประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้ระบบติดตามดวงอาทิตย์" พลังงานประยุกต์ 79 (3): 345–354. ดอย : 10.1016/j.apenergy.2003.12.004 .
- ^ ส่องแสงมากขึ้นบนแผงโซลาร์mtu.edu. สืบค้นเมื่อ 2018-04-25.
- ^ เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนเคลือบสะท้อนแสงช่วยเพิ่มการดูดซึมมากกว่าร้อยละ 96 Scientificblogging.com (2008-11-03) สืบค้นเมื่อ 2012-04-23.
- ^ Beginners' Guide to Solar Trackers: How to added Output for Your Home Solar Panel System , 17 สิงหาคม 2554 (เก็บถาวร )
- ^ "ระดับไข้แดด (ยุโรป)" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2012-04-17 สืบค้นเมื่อ2012-07-09 .
- ^ 10 ปี ค่าเฉลี่ย Insolation Data
- ^ ยูทิลิตี้ขนาดโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
- ^ คุณควรติดตั้ง Solar Tracker หรือไม่?
- ^ "การจัดส่ง Solar Tracker ทั่วโลกเติบโต 32% ในปี 2560 NEXTracker เป็นผู้นำตลาด | Greentech Media "
- ^ ความปลอดภัย ของอินเวอร์เตอร์แบบ Grid-Tied โฮมพาวเวอร์.คอม สืบค้นเมื่อ 2012-04-23.
- ^ เทรนด์นาฬิกา: ไมโครอินเวอร์เตอร์บุกโซลาร์
- ^ บริการและโซลูชั่นสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
- ^ a b "รายงานภาพถ่าย" (PDF) . สถาบัน Fraunhofer สำหรับระบบ พลังงานแสงอาทิตย์ 16 กันยายน 2563 น. 39.
- ^ http://www.solar-electric.com ทั้งหมดเกี่ยวกับการติดตามจุดพลังงานสูงสุด (MPPT)
- ^ EDN.com Solar power anti-islanding and control , 7 สิงหาคม 2555
- ^ "Tesla เปิดตัวแบตเตอรี่สำหรับบ้าน Powerwall โดยมีเป้าหมายเพื่อปฏิวัติการใช้พลังงาน " ข่าวที่เกี่ยวข้อง. 1 พฤษภาคม 2558
- ^ Dan Fink, www.homepower.com Charge Controller Buyer's Guide , มกราคม 2555
- ^ การศึกษาการวัดแสงและการเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่อยู่อาศัย
- ^ การบูรณาการพลังงานหมุนเวียนผันแปรในตลาดพลังงานไฟฟ้า
- ^ ประโยชน์ของอินเวอร์เตอร์ Smart PV สำหรับยูทิลิตี้
- ^ การตรวจสอบพลังงานแสงอาทิตย์ Enphase
- ^ การวัดการแผ่รังสีแสงอาทิตย์
- ^ เพียร์ซ, โจชัว. เอ็ม; อเดกโบเยกา บาบาโซลา; ร็อบ แอนดรูว์ (2012) "เปิดการเพิ่มประสิทธิภาพระบบโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์" . การดำเนินการของการประชุมนักประดิษฐ์และนักประดิษฐ์ระดับชาติประจำปีครั้งที่ 16 : 1–7
- ^ CSI—การจัดเก็บและการตรวจสอบประสิทธิภาพ ที่ เก็บถาวร 2012-08-10 ที่ Wayback Machine
- ^ พลังงานแสงอาทิตย์
- ^ SolarGuard
- ^ เว็บไซต์ทรัพยากร PV เก็บถาวร 2010-11-28 ที่ Wayback Machineสถานีพลังงานไฮบริดเข้าถึงได้ 10 กุมภาพันธ์ 08
- ^ "Date und Fakten" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 19 กรกฎาคม 2554 . ดึงข้อมูลเมื่อ2008-02-10 .
{{cite web}}
: CS1 maint: bot: ไม่ทราบสถานะ URL ดั้งเดิม ( ลิงก์ ). เว็บไซต์เกาะ Pellworm (ภาษาเยอรมัน) - ↑ ดารุลลา อีวาน; สเตฟาน มาร์โค (2007). "การรวมขนาดใหญ่ของการผลิตไฟฟ้าหมุนเวียนเข้ากับกริด" (PDF ) วารสารวิศวกรรมไฟฟ้า . 58 (1): 58–60. ISSN 1335-3632 . ดึงข้อมูลเมื่อ2008-02-10 .
- ^ "การศึกษาใหม่: ไฮบริดกริดไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งประโยชน์สาธารณูปโภคของรัฐ" . SolarServer.com 31 พฤษภาคม 2558 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 26 กรกฎาคม 2558
- ^ "พลังงานหมุนเวียนใน Hybrid Mini-Grid และ Isolated Grids: ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและกรณีธุรกิจ " โรงเรียนแฟรงค์เฟิร์ต – ศูนย์ความร่วมมือ UNEP เพื่อการเงินด้านสภาพภูมิอากาศและพลังงานที่ยั่งยืน พฤษภาคม 2015. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2018-08-20 . ดึงข้อมูลเมื่อ2015-06-01 .
- ↑ เจเอ็ม เพียร์ซ (2009). "การขยายการเจาะระบบโซลาร์เซลล์ด้วยการผลิตแบบกระจายที่อยู่อาศัยจากแผงโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด + ระบบพลังงานและความร้อนร่วม" พลังงาน . 34 (11): 2490-2497 CiteSeerX 10.1.1.593.8182 . ดอย : 10.1016/j.energy.2009.08.012 . hdl : 1974/5307 .
- ^ P. Derewonko และ JM Pearce, "Optimizing Design of Household Scale Hybrid Solar Photovoltaic + Combined Heat and Power Systems for Ontario" , Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 2009 34th IEEE, pp.1274–1279, 7–12 June 2009.
- ^ M. Mostofi, AH Nosrat และ JM Pearce "Institutional-Scale Operational Symbiosis of Photovoltaic and Cogeneration Energy Systems" International Journal of Environmental Science and Technology 8 (1), pp. 31–44, 2011. Available open access: [ 3]
- ^ Phys.orgเสนอระบบไฮบริด CPV/CSP พลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่ , 11 กุมภาพันธ์ 2558
- ^ Amanda Cain (22 มกราคม 2014). "ระบบไฮบริดดีเซลโซลาร์เซลล์คืออะไร" . RenewableEnergyWorld.com . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 25 พฤษภาคม 2017
- ^ "ระบบไฟฟ้าพลังลมและพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด" . พลังงาน . gov ดีโอ 2 กรกฎาคม 2555.
- ↑ พริงเกิล อดัม เอ็ม; ผู้ดูแล RM; เพียร์ซ, เจเอ็ม (2017). "Aquavoltaics: Synergies for dual use of water area สำหรับการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์และการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ" (PDF) . บทวิจารณ์เกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนและความยั่งยืน 80 : 572–584. ดอย : 10.1016/j.rser.2017.05.191 .
- ^ "Kyocera พันธมิตรประกาศการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลกในจังหวัดเฮียวโงะ ประเทศญี่ปุ่น " SolarServer.com 4 กันยายน 2557. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 24 กันยายน 2558 . สืบค้นเมื่อ1 กุมภาพันธ์ 2558 .
- ^ "การไม่มีที่ดินอันล้ำค่า? ระบบโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยตัวอาจเป็นทางออก " EnergyWorld.com 7 พฤศจิกายน 2556.
- ^ "Vikram Solar ว่าจ้างโรงงาน PV ลอยน้ำแห่งแรกของอินเดีย " SolarServer.com 13 มกราคม 2558 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2 มีนาคม 2558
- ^ "โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ลอยน้ำในเกาหลี" . คลีนเทคนิก้า 21 ธันวาคม 2557.
- ↑ "Short Of Land, Singapore เลือกใช้ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยตัว" . คลีนเทคนิก้า 5 พฤษภาคม 2557.
- ^ Erica Goodemay, New Solar Plants Generate Floating Green Power , New York Times , 20 พฤษภาคม 2559
- ^ "โรงกลั่นเหล้าองุ่นใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ด้วยFloatovoltaics" เอสเอฟเกต 29 พฤษภาคม 2551 . สืบค้นเมื่อ31 พฤษภาคม 2556 .
- ^ "โรงบ่มไวน์ Far Niente ของ Napa Valley เปิดตัวแผงโซลาร์เซลล์ Floatovoltaic เป็นครั้งแรก" (PDF ) ฟาร์ เนียนเต้. เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 2015-03-16
- ^ "โรงบ่มไวน์ Napa ผู้บุกเบิก Solar Floatovoltaics " ฟอร์บส์ . 18 เมษายน 2555 . สืบค้นเมื่อ31 พฤษภาคม 2556 .
- ^ "เขื่อนยามาคุระในจังหวัดชิบะ" . มูลนิธิเขื่อนเจแปน สืบค้นเมื่อ1 กุมภาพันธ์ 2558 .
- ^ Kyocera และ Century Tokyo Leasing เพื่อพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ลอยน้ำ 13.4MW บนอ่างเก็บน้ำในจังหวัดชิบะ ประเทศญี่ปุ่น , Kyocera, 22 ธันวาคม 2014
- ^ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แห่งใหม่สร้างพลังงานสีเขียวลอยตัว NYT 20 พฤษภาคม 2559
- ^ แผงโซลาร์เซลล์ที่ลอยอยู่บนน้ำสามารถให้พลังงานแก่บ้านเรือนของญี่ปุ่น , National Geographic , Bryan Lufkin, 16 มกราคม 2015
- ↑ อานันท์ อุปธิยะ (6 เมษายน 2558) . "บราซิลประกาศโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ลอยน้ำขนาดใหญ่ 350 เมกะวัตต์ " CleanTechnica.com .
- ^ "แนวคิดทางไฟฟ้าที่เป็นนวัตกรรม" (PDF ) เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 18 มีนาคม 2552 . ดึงข้อมูลเมื่อ2008-02-11 .
{{cite web}}
: CS1 maint: bot: ไม่ทราบสถานะ URL ดั้งเดิม ( ลิงก์ ). สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (2001) - ^ ไซต์ 7 . การท่องเที่ยวเชิงนิเวศ.ch. สืบค้นเมื่อ 2012-04-23.
- ↑ รามิเรซ กามาร์โก, หลุยส์; นิทช์, เฟลิกซ์; กรูเบอร์, แคทธารีนา; ดอร์เนอร์, โวล์ฟกัง (2018-10-15) "พลังไฟฟ้าแบบพอเพียงของบ้านเดี่ยวในเยอรมนีและสาธารณรัฐเช็ก" . พลังงานประยุกต์ 228 : 902–915. ดอย : 10.1016/j.apenergy.2018.06.118 . ISSN 0306-2619 .
- ^ a b c "การเปรียบเทียบต้นทุนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) และตัวขับเคลื่อนการปรับใช้ในตลาดที่อยู่อาศัยและพาณิชยกรรมของญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา" (PDF ) www.nrel.gov/ . สนช. June 2014. pp. 16, 27. Archived (PDF) from the original on 24 กันยายน 2014 . สืบค้นเมื่อ24 กันยายน 2557 .
- ^ a b "ประวัติราคาเทิร์นคีย์โดยเฉลี่ยสำหรับระบบ PV บนชั้นดาดฟ้าสูงถึง 100 kWp ในเยอรมนีphotovoltaik-guide.de, pv-preisindex ตั้งแต่ 2009 เก็บถาวร 2017-07-10 ที่Wayback Machineโดยใช้ตัวเลขเดือนมกราคม และBundesverband Solarwirtschaft eV (BSW-Solar) กันยายน 2552 หน้า 4ตัวเลขรายไตรมาสจาก EUPD-Researchfor ข้อมูลสำหรับปี 2549-2551 ใช้อัตราแลกเปลี่ยน 0.74 เซนต์ยูโรต่อดอลลาร์สหรัฐ
- ^ จอห์น ควิกกิน (3 มกราคม 2555) "จุดจบของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยานิวเคลียร์ |" . ผลประโยชน์ ของชาติ
- ^ "เซลล์แสงอาทิตย์: การแข่งขันในภาคพลังงาน" . สมาคมอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์แห่งยุโรป (EPIA) 2011-09-01. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2014-11-03 . สืบค้นเมื่อ2014-04-05 .
- ↑ A Comparison of PV Technologies Archived 2012-07-09 at the Wayback Machine
- ^
- ^ ต้นทุนที่ปรับระดับคืออะไร?
- ^ "ดัชนีราคา PV เยอรมนี" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2017-07-10 . สืบค้นเมื่อ2014-08-21 .
- ^ ค่าดำเนินการและบำรุงรักษา PV (ไฟล์ PDF) . สืบค้นเมื่อ 2012-04-23.
- ^ การรับประกัน Solar PV
- ^ ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการรับประกันแผงโซลาร์เซลล์
- ^ แผนที่ทรัพยากรไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ของสหรัฐอเมริกา
- ↑ a b "Learning Curve Analysis: Solar PV to be the Cheapest Renewables in 2024 - Inspecro Blog " บล็อกInspecro 2018-05-05 . สืบค้นเมื่อ2018-05-15 .
- ^ a b "ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าทดแทนปี 2560" (PDF ) สำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศ
- ^ a b "สถิติกำลังการผลิตทดแทน 2018" (PDF ) สำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศ
- ↑ Regan Arndt และ Dr. Ing Robert Puto. ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับการทดสอบมาตรฐาน IEC สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ มีจำหน่าย: http://tuvamerica.com/services/photovoltaics/ArticleBasicUnderstandingPV.pdf
- ^ แผงโซลาร์พอร์ทัลการวางแผน สืบค้นเมื่อ 2013-07-17.
- ^ a b Solar Power World
- ^ "ข้อกำหนดสำหรับการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์" . bootontheroof.com . 2554 . สืบค้นเมื่อ31 มีนาคม 2011 .
- ^ "พระราชบัญญัติสิทธิพลังงานแสงอาทิตย์แห่งแคลิฟอร์เนีย" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 19 ตุลาคม 2555 . สืบค้นเมื่อ25 กุมภาพันธ์ 2555 .
- ^ "Solar ทำงานได้ภายใน HOA แต่ผู้ติดตั้งต้องระมัดระวัง " โลกพลังงานแสงอาทิตย์ . 2018-08-13 . สืบค้นเมื่อ2019-11-17 .
- ^ "รายละเอียดเกี่ยวกับแผงโซลาร์เซลล์ในชุมชน HOA " สำนักคุ้มครองเจ้าของบ้าน, LLC สืบค้นเมื่อ2019-11-17 .
- ^ ฮันท์ แทม (7 กุมภาพันธ์ 2554). "สเปนและโปรตุเกสเป็นผู้นำการเปลี่ยนแปลงพลังงานหมุนเวียน " โลกพลังงานหมุนเวียน
- ↑ จิเมเนซ, ฆาเวียร์ (8 ตุลาคม 2018). "Así queda la regulación del autoconsumo en España tras la eliminación del "impuesto al sol". Xataka . สืบค้นเมื่อ28 เมษายน 2020 .
- ^ W. Miller, AL Liu, Z. Amin และ A. Wagner "คุณภาพไฟฟ้าและครัวเรือน PV บนชั้นดาดฟ้า: การตรวจสอบข้อมูลที่วัดได้ ณ จุดเชื่อมต่อของลูกค้า" ความยั่งยืน http://www.mdpi.com/ 2071-1050/10/4/1224 (เปิดการเข้าถึง), น. 29, 2018.
- ^ L. Liu, W. Miller และ G. Ledwich (27 ตุลาคม 2017) "แนวทางการลดต้นทุนค่าไฟฟ้าโรงงาน" . วาระการสูง วัยของออสเตรเลีย เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 20 พฤษภาคม 2019 . สืบค้นเมื่อ29 ธันวาคม 2018 .
{{cite web}}
: CS1 maint: หลายชื่อ: รายชื่อผู้แต่ง ( ลิงค์ ) - ^ มิลเลอร์ เวนดี้; หลิว, เล่ย อารอน; อามิน, ซาคาเรีย; เกรย์, แมทธิว (2018). ผู้อยู่อาศัยที่เกี่ยวข้องกับการปรับปรุงอาคารพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีพลังงานสุทธิเป็นศูนย์: กรณีศึกษากึ่งเขตร้อนของออสเตรเลีย พลังงานแสงอาทิตย์ . 159 : 390–404. Bibcode : 2018SoEn..159..390M . ดอย : 10.1016/j.solener.2017.100.008 .
ลิงค์ภายนอก
- เอกสารข้อมูลด้านพลังงานโซลาร์เซลล์โดยศูนย์ระบบที่ยั่งยืนของมหาวิทยาลัยมิชิแกน
- นิตยสารโฮมพาวเวอร์
- การจัดการโครงการพลังงานแสงอาทิตย์
- วิศวกรรมระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
- แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการติดตั้งโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์บนหลุมฝังกลบขยะมูลฝอยในเขตเทศบาล: การศึกษาที่จัดทำขึ้นโดยร่วมมือกับสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมเพื่อการริเริ่มด้านพลังงานทดแทนในที่ดินของอเมริกา: การหาแหล่งพลังงานหมุนเวียนบนที่ดินและเหมืองแร่ที่อาจปนเปื้อน ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ