Моделирование фотоэлектрического модуля

Научная статья, уникальность 65% ...

Аннотация
Основная часть
Заключение
Список литературы

Материал статьи основан на детальном анализе характеристик и параметров, которые необходимо учитывать для моделирование фотоэлектрического модуля. Влияние различных условий окружающей среды также принимались во внимание. В связи с расширением области применения солнечных фотоэлектрических модулей в ряде случаев возникает необходимость точного определения их параметров и характеристик. Проведен анализ и представлена информация касательно использования «зеленой энергетики» в разных уголках мира.

солнечные батареи сильно нагреваются [10].
Таким образом, рынок фотоэлементов занимает уже значительную нишу в мировой экономике. И он продолжает стабильно расти, особенно в тех сегментах рынка, где фотоэлементы конкурентоспособны, например, в автономных системах, в построении солнечных электростанций.
Согласно данным EPIA, объем инсталляций в 2015 году достиг рекордного уровня в 16,6 ГВт, а общий фонд установленных в мире батарей всех типов – порядка 39,5 ГВт. По оценке Solarbuzz, рынок инсталляций в 2016 году составил 18,2 ГВт.
Современное состояние рынка фотоэлементов характеризуется бурным ростом, средний ежегодный темп роста (CAGR) новых инсталляций батарей в мире за последние 10 лет составил 50,4%, и это на фоне затянувшегося кризиса. Рост потребления солнечных батарей происходит с параллельным снижением цен на солнечные модули. По данным Solarbuzz, средняя розничная стоимость солнечных модулей сократилась с 5,5 $/Вт мощности в конце 2010 года до 3,1 $/Вт Вт к июню 2017 года. Минимальная стоимость монокристаллических модулей – 1,8 $/Вт; поликристаллических –1,74 $/Вт; тонкопленочных модулей – 1,37 $/Вт.  Тем не менее, киловатт-час электричества, выработанного фотоэлектрической системой, все еще дороже традиционной электроэнергии в 3-10 раз (в зависимости от конкретного местонахождения и вида системы).
Диаграмма 1 – Фонд и новые станции в мире в период 2006-2017 гг.
Во многих регионах мира прогресс весьма ощутим, и дополнительному развитию рынка фотовольтаики будут способствовать государственные программы. Так, в Германии поставлена цель достичь уровня в 51,8 ГВт установленных мощностей к 2020 году, в Испании – 8,4 ГВт, в Китае – 5,0 ГВт к 2018 году, в Индии –22,0 ГВт к 2022 году. Стимулом к этому служит потребность в энергетической независимости и экологические соображения. Эти программы в сочетании с экологическими проблемами – такими, как изменение климата – способны значительно ускорить развитие отрасли.
Диаграмма 2 – Установленные фотоэлектрические установки мире в период 2016-2017 гг
В марте 2018 года в Японии откроется станция мощностью 13,7 МВт. Ежегодно 180 тыс. кв. метров солнечных модулей будут генерировать 16170 МВт*ч — этой энергии хватит на оснащение 5000 домов. Крупный полигон для плавающих солнечных панелей также строят в Сингапуре [8].
Консалтинговая фирма Grand View Research предполагает, что в ближайшие 8 лет плавучие солнечные фермы получат широкое распространение,  прогнозируют рост рынка плавучих солнечных панелей вырастет с $19,8 млн в 2018 году до $5,7 млрд в 2025. В ближайшие 3 года ежегодный рост выручки составит 50%. Наиболее активно рынок будет расти в Японии, Великобритании, Китае и Бразилии.
И прогнозы можно оправдать, так как Китай планирует строить на воде не только объекты для сбора солнечной энергии, но и АЭС в Южно-Китайском море в ближайшие 5 лет. Для Китая развитие альтернативной энергетики необходимая мера. Почти 50% мировой эмиссии углекислого газа теплоэлектростанциями приходится на долю КНР. Власти страны уже закрыли 97 угольных электростанций.
В 2012 году в поселке Согра Усть-Каменогорска началось строительство завода по производству фотоэлектрических модулей для солнечных батарей. Казахстан – пятая страна в мире после США, Японии, Канады и Китая, где будет создано производство от добычи кремния до выпуска солнечных панелей.
Фотоэлектрические системы используются для преобразования солнечного света в электричество, которые являются безопасными, надежными и несут затраты на эксплуатацию и просты в установке. В настоящее время существуют серьезные проблемы, с которыми сталкивается быстро растущий рынок фотоэлектрических систем.
На основе возможностей подключения рынок солнечных фотоэлектрических модулей сегментирован в сетку и вне сети. «На-сетке» приходилось более 55% доли рынка солнечных фотоэлектрических модулей в 2016 году. Текущие программы электрификации наряду с благоприятными правительственными инициативами, связанными с подключением к электросети, будут стимулировать бизнес [9].
Основываясь на монтаже, рынок солнечных фотоэлектрических модулей сегментирован в наземную, верхнюю крышу и так далее. На основе применения рынок солнечного фотоэлектрического модуля сегментируется в коммерческие, жилые, коммунальные и промышленные и так далее. На основе географии рынок солнечных фотоэлектрических модулей сегментирован в Северной Америке, Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе, Латинской Америке и на Ближнем Востоке и в Африке.
Доля рынка солнечной фотоэлектрической системы в США в ближайшие годы возрастет более чем на 6%. Растущие инвестиции в развитие оптимизации энергетики в сочетании со строгими нормативными нормами в отношении выбросов ПГ будут способствовать росту промышленности. Продолжающееся развертывание микросети с растущим вниманием к принятию устойчивой энергии будет стимулировать рост бизнеса.
Китайская индустрия солнечных фотоэлектрических модулей обеспечила более 60% доли Азиатско-Тихоокеанского региона в 2016 году. Рост инвестиций в возобновляемую интеграцию наряду с продолжающейся программой электрификации будет дополнять рост бизнеса. Ключевыми игроками в индустрии солнечных фотоэлектрических модулей являются Jinko Solar, First Solar, Canadian Solar, Sharp, Suntech Power Holdings, Trina Solar, Yingli Solar, JA Solar Co. Ltd., Hanwha Q-Cell, SFCE, ReneSola, SunPower, Vikram Solar , Lanco, Su Kam, GCL, Moser Baer, ​​Shine Solar, Motech Solar, Kaneka Corporation, Kyocera Corporation, Mitsubishi Electric Corporation, Sharp Corporation, Panasonic Corporation и Hareon.
Выводы: Дальнейшее увеличение использования фотоэлектрических станций способствует общему развитию промышленности.
Можно сделать вывод, что cолнечнaя энергетика может стать из фантастики обыдeннoстью, как, впрочем, и все остальные возобновляемые источники энергии. К 2020 году тoлькo планируeтся запустить 1600 новых объектов «зеленой энергетики», суммарная мощность которых составит около 26100 мегаватта. 
Также ассоциация предприятий солнечной энергетики сообщила, что предвидется повышение цен на солнечную энергию, если будут введены штрафы. Это приведет к снижению спросα. Многие компании также обеспокоены ростом цен, ели импорт будет запрещен, поскольку это может повлиять на текущие и будущие проекты.
Литература
1
Marti A., Luque A. Next generation photovoltaics. — B&Ph.: Institute of physics publishing, 2014. — 344 с.
2
Айвазян, С.А. Моделирование производственного потенциала на основе концепции стохастической границы: Методология, результаты эмпирического анализа. Оценка интеллект / С.А. Айвазян, М.Ю. Афанасьев. - М.: Красанд, 2015. - 352 c.
3
Акаев, А.А. От эпохи великой дивергенции к эпохе великой конвергенции: Математическое моделирование и прогнозирование долгосроч. технологич. и экономич. развития / А.А. Акаев. - М.: Ленанд, 2015. - 352 c.
4
Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения — Л.: Наука, 1989. — 310 с. — ISBN 5-02-024384-1
5
Козлов, А.В. Влияние параметров атмосферы на энергетические характеристики кремниевой солнечной батареи [Текст] / А.В. Козлов, А.В. Юрченко, Д.А. Пестунов // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 18. № 8. С. 731-734.