Как мы все знаем, фотовольтаика — это система, использующая фотоэлектрический эффект для преобразования света в электричество, поэтому повышение фотоэлектрической эффективности стало целью ученых на протяжении десятилетий. Однако дело в том, что пока ученые постоянно стремятся к прорыву в эффективности, реальная фотоэлектрическая электростанция «тратит» много фотоэлектрической эффективности, например, на теневое экранирование, покрытие пылью, отключение оборудования при сбоях.
Во многих случаях это в тысячу раз проще, чем повысить фотоэлектрическую эффективность. Это обычная мелочь вокруг нас. Отражающая пленка для фотоэлектрических станций — это такой новый продукт.
Светоотражающая пленка прибыла
Недавно немецкая компания Solar Capital заявила, что с июня 2022 года по май 2023 года она будет использовать белую солнечную отражающую пленку на трех фотоэлектрических станциях в Греции. Фотоэлектрическая станция представляет собой одноосевую следящую фотоэлектрическую систему с наклоном 25 градусов и высотой 1,5 метра от земли. Данные за один год показывают, что выработка фотоэлектрической энергии увеличилась более чем на 6,4 % благодаря использованию белой солнечной отражающей пленки.
Более того, еще в 2017 году компания Taizhou Longji провела эмпирический мониторинг электростанций на различных материалах для запуска на земле, изучила эффективность выработки энергии двусторонними компонентами в различных отражающих средах и протестировала их ослабление после 1 года воздействия солнечного света, чтобы дополнительно оценить эффективность двусторонних компонентов при работе на открытом воздухе. Исследование показало, что использование отражающей пленки генерирует на 22,1 % больше электроэнергии по сравнению с обычными компонентами (самая низкая точка компонента находится на высоте 2 м над землей).
В 2021 году солнечная отражающая пленка, произведенная китайской компанией Zhejiang Hailide Company, впервые нашла применение в зарубежных проектах фотоэлектрических станций, поддержав фотоэлектрическую станцию мощностью 500 МВт в регионе Оман Саудовской Аравии, и ожидается, что в 2023 и 2024 годах Оман продолжит получать заказы на общую сумму 100 млн юаней.
Происхождение светоотражающей пленки
Фактически, уже в 2017 году, когда сочетание двухсторонних компонентов и прижимных кронштейнов постепенно завоевало внимание, китайские компании начали изучать прирост мощности двухсторонних компонентов.
В предыдущих исследованиях сравнивалось обратное усиление двусторонней генерации энергии на снегу, цементе, желтом песке, грязи, белом гравии, лугах и водных поверхностях для моделирования различных установок, таких как снег, крыши, пустыни, наземные фотоэлектрические установки и водные фотоэлектрические установки.
По мере того как доля рынка и скорость использования двусторонних компонентов продолжают расти, вопрос о том, как заставить обратную сторону генерировать больше электроэнергии, стал новой темой. Именно в связи с этим стали появляться различные светоотражающие конструкции, способные улучшить отражающую способность. На экспериментальной электростанции Taizhou Longji было проведено сравнение между цементным грунтом и алюминиевой фольгой, приклеенной к асфальту. Несмотря на то, что прирост выработки электроэнергии алюминиевой фольгой превысил 20 %, она не получила широкого распространения из-за высокой стоимости.
Впоследствии было доказано, что светоотражающая пленка из ПВХ, выпущенная компанией Zhejiang Hailide, имеет прирост выработки электроэнергии более 10 %, ожидаемый срок службы 3-5 лет и значительно сниженную стоимость, что позволило успешно использовать ее в самых экологически сложных пустынных районах Ближнего Востока.
Отражающая пленка, увеличивающая выработку энергии без особых усилий
Существует множество способов увеличить выработку электроэнергии, и наиболее влиятельным из них является повышение эффективности солнечных батарей. От поликристаллических до монокристаллических, от PERC до HJT/TOPCon — все они являются продуктами этого пути, а также «правильным путем» для прогресса технологии фотоэлектрической генерации энергии.
Однако практически любое повышение эффективности фотоэлектрического преобразования является эпохальным прорывом, а также может стать революцией в философии проектирования батарей, которой суждено всегда быть «путем праведным». Поэтому технический персонал, не занимающийся исследованиями в области аккумуляторных технологий, сосредоточится на втором пути: увеличении светоприемной способности фотоэлектрических модулей, чтобы больше солнечного света попадало на поверхность батареи.
В рамках этой концепции наиболее типичной является фокусированная фотовольтаика, но чрезмерное количество входящего света, генерируемое фокусировкой, приводит к другим техническим трудностям. С тех пор промышленность совершила различные прорывы в улучшении светопропускания стекла (высокопропускающее фотоэлектрическое стекло, антиотражающая пленка), светопропускания упаковочной пленки (жертвуя характеристиками старения упаковочной пленки), увеличении отраженного света белой пленки, добавлении обратной генерации энергии в двойные стеклянные модули/прозрачные задние панели, отслеживающие кронштейны, конверсионные пленки и другие продукты.
Можно сказать, что вся текущая дорожная карта технологий фотовольтаики разрабатывается вокруг этих двух направлений. Для больших пустынных фотоэлектрических станций двустороннее и следящее освещение стало основным направлением дополнительной эмиссии, а использование отраженного от земли света стало фокусом системного дизайна.
Отражающая пленка — это продукт, который может отражать больше наземного солнечного света на заднюю часть фотоэлектрических модулей, когда они лежат на земле. Если она способна выдерживать воздействие солнечного света, высокой температуры, сухости и сильного холода в пустынных районах и имеет срок службы более 2 лет, она может генерировать преимущества любой технологии флэш-продаж.
Согласно соответствующим отчетам, использование технологии отражающей пленки может увеличить выработку электроэнергии примерно на 10 %. Согласно текущему коэффициенту преобразования монокристалла PERC (23%), это эквивалентно увеличению эффективности батареи на 10% на 23%, то есть 23%+2,3%=25,3%.
Следует отметить, что даже батарея на основе гетероперехода кристаллического кремния, созданная компанией Longji, имеет коэффициент преобразования 26,81%, а на выставках SNEC и Munich в Германии в этом году она была названа лишь «концептуальным продуктом 2681». Стоимость технологии гетероперехода считается самым большим фактором, уступившим в последние два года пути TOPCon.
Если применить только светоотражающую пленку, достигнутый эффект может превзойти использование гетеропереходов и TOPCon, что делает его таким простым!
Будущие исследования отражающей пленки
Борьба с опустыниванием стала новой горячей темой в мировой фотовольтаике, а песчаные, ге и хуанфэнские базы Гуанда станут центром развития новой энергетики Китая в ближайшие годы. В этих регионах оптимальными конфигурациями являются двухсторонняя и следящая, а отражающая пленка — лучшим бонусом к оптимальной конфигурации.
Однако светоотражающая пленка имеет и свои недостатки:
Один из них — необходимость больших интервалов размещения, чтобы генерировать больше отраженного света для использования в пустынях, что может повлиять на коэффициент занятости земли;
Второй — необходимость в устойчивости к старению и способности выдерживать естественные погодные условия, такие как высокие температуры, воздействие солнечного света, сильный холод, песчаные бури и сильные ветры в пустынных районах;
В-третьих, после определенного периода использования поверхность светоотражающей пленки может покрыться песком и пылью, и светоотражающий эффект будет сильно ослаблен. Как добиться отсутствия и меньшего накопления пыли с точки зрения укладки и дизайна продукта?
Четвертый вопрос — как уменьшить воздействие фотоэлектрических станций на почву и другую окружающую среду без ущерба для борьбы с опустыниванием и растительности.
Все это может быть факторами, влияющими на продвижение применения отражающей пленки. Тем не менее, использование простого слоя отражающей пленки позволяет добиться увеличения эффективности батарей более чем на 10 % и чистого улучшения на 2,3 %, на что стоит обратить внимание.
