太阳能瓦:他们是什么,他们如何工作,他们如何比较

太阳能瓦提供太阳能,有一个光滑的屋顶线,但通常是一个更高的价格。

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kevinjeon00 /盖蒂图片社

太阳能瓦很小太阳能电池板设计类似并取代传统的屋顶材料,如沥青瓦,与能源产生的替代品。与大多数家庭太阳能电池板安装在屋顶上不同,太阳能瓦被整合到屋顶本身,这是建筑集成光伏的一个例子。

太阳能瓦的优点主要是美观。众所周知,它们比标准的太阳能电池板更贵,效率更低,尽管随着技术的进步,它们可能对许多人来说更实用。

太阳能瓦是一种有效的太阳能能源,即使它们不是最有效或最经济的选择,如果你能负担得起,它们的美学价值是一种有效的激励。研究表明,更时尚、不那么显眼的太阳能设备更受欢迎,许多人愿意为他们认为更有吸引力的太阳能系统支付更高的价格。,更多的伪装。如果这种低调的太阳能瓦能够吸引那些不喜欢传统太阳能板外观的房主,他们或许能够帮助在原本没有太阳能板的屋顶上引入新的太阳能发电能力。

为了更清楚地了解这种产生太阳能的方法,下面是对太阳能瓦的详细介绍,包括它们是如何工作的,以及它们与其他太阳能选择的比较。

太阳能瓦是如何工作的?

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科罗拉多州戈尔登的国家可再生能源实验室屋顶瓦测试。 约翰·摩尔/盖蒂图片社

自2005年以来,太阳能瓦已经在市场上上市,尽管经过了多年的发展,但其基本理念仍然是相同的:将太阳能电池板与屋顶合并,而不是仅仅将它们安装在屋顶上。

所有的太阳能瓦都被设计成既是屋顶材料又是能源来源,但它们可以通过几种方式实现这种双重身份。一些太阳能瓦使用硅作为半导体,就像大多数传统的太阳能电池板一样,而另一些则依靠薄膜太阳能电池,其特点是某些光伏材料的超薄层,如铜,铟,镓,硒化(香烟)或碲化镉(集团)。这些太阳能电池的薄使它们更轻、更灵活,这两种特性都非常有用。旧版本的柔性薄膜太阳能屋顶必须安装在另一种屋顶材料上,而新产品的刚性和坚固程度足以作为瓦本身。

与传统的屋顶板一样,太阳能瓦通过利用硅、CIGS或CdTe等半导体材料受到阳光照射时释放的电子流将太阳能转化为电能。而太阳能瓦和太阳能电池板发电的基本原理是一样的光生伏打效应在美国,它们在外观、材料和安装上确实有很大的不同。

安装太阳能带状疱疹例如,不需要安装系统,因为它们不像其他太阳能电池板那样安装在架子上。取而代之的是太阳能瓦直接附着在屋顶甲板上,而不是传统的屋顶瓦。

太阳能瓦通常在整个屋顶安装的同时安装,无论是在新建筑或更换旧的或损坏的屋顶。等待这种情况的出现有助于减少太阳能瓦的费用,将其成本纳入整个屋顶安装的成本中,这可能是无论如何都需要的。

美国能源效率和可再生能源办公室(Office of Energy Efficiency and Renewable Energy)指出,在新屋顶或重建屋顶上安装太阳能瓦还可以帮助房主避免在必要时更换旧的但功能良好的瓦,而且可以由一个屋顶承包商完成,只要该承包商有安装光伏瓦的经验。太阳能瓦可以作为一个家庭的主要屋顶材料,但在某些情况下,他们可能只在屋顶的某些部分取代旧瓦。

安装太阳能瓦往往比传统的太阳能电池板更贵,特别是如果你想让他们覆盖你的整个屋顶。加州一家太阳能承包商的项目经理在2019年的一项太阳能瓦安装案例研究中指出,太阳能瓦主要在较富裕的地区销售。该项目经理表示,客户经常打电话询问太阳能瓦的情况,然后经历“价签冲击”,转而选择传统的太阳能电池板。他补充说,如果将太阳能瓦作为整个屋顶安装的一部分,则会更经济。

太阳能瓦的效率和费用差别很大,取决于品牌、安装人员、屋顶复杂性和覆盖范围等因素。流行品牌的太阳能瓦或瓷砖包括美国州的阿波罗二世SunTegra亮度,特斯拉等等。许多集成太阳能屋顶材料提供约15%的转换效率,预期寿命为20年或更长,并有足够的耐久性与传统瓦的耐候性相匹敌。一般家庭的太阳能瓦成本从3万美元或更少到10万美元以上不等。

特斯拉2016年进入太阳能瓦市场,宣布了一种新的太阳能屋顶,自此成为行业领导者。特斯拉的太阳能屋顶根据该公司的说法,太阳能瓦的“强度是标准屋面瓦的三倍多”,而且“可全天候保护”。他们可以承受风速高达每小时166英里,冰雹直径高达1.75英寸。

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加州圣何塞硅谷桑塔纳街的太阳能玻璃屋顶特写,这是一种集成太阳能电池板的屋顶瓦,来自特斯拉能源,特斯拉汽车的一个部门。

加多/盖蒂图片社

不过,有关特斯拉太阳能屋顶的消息并不都是正面的。2021年4月,特斯拉首席执行官埃隆·马斯克承认,该公司已经做出了“重大的错误太阳能屋顶项目,导致了服务延迟和成本增加——后者影响了现有客户和新客户。一些客户起诉该公司超过价格上涨。马斯克解释说,“屋顶的复杂程度差别很大”,特斯拉在“评估某些屋顶的难度”方面遇到了麻烦。

特斯拉最初对太阳能屋顶收取统一费率,而不考虑其复杂性考虑到定价的复杂性在2021年初。据报道,一个复杂的屋顶现在可能要花费每平方英尺19美元以上,但即使是一个简单的屋顶也可能要花费每平方英尺14美元。以前的估计特斯拉表示,在加州安装一个10千瓦的太阳能屋顶可能要花费34000美元左右。随着这些增长和现在所需的电池,总特斯拉太阳能屋顶的成本可能增长了30%,有人估计达到六位数。

太阳能瓦的成本可能因几个因素而不同,通常值得在当地购买报价。有些品牌的价格可能只有每平方英尺10美元或11美元。

太阳能瓦的优点和缺点

太阳能瓦最显著的优点是其美学价值,它可以让房主在发电时,屋顶从街道上看更光滑,减轻了一些不喜欢传统太阳能板外观的人的担忧。其他优点还包括它们的耐用性(许多太阳能瓦被设计成可以承受冰雹和飓风)和效率,虽然各不相同,但可能接近大型电池板。

太阳能瓦的主要缺点是它们的成本,这仍然使它们在许多情况下不切实际,除非它们是新建造或重建屋顶的一部分。一些太阳能安装商可能也不提供这种产品,而且由于它们没有安装在架子上,根据屋顶的坡度,可能会出现阳光照射的问题。

太阳能电池板vs.太阳能瓦

太阳能瓦比太阳能电池板小,因为他们的尺寸是为了类似于传统的屋顶瓦。它们也以不同的方式附着在屋顶上:与安装在现有屋顶上的特殊支架不同,太阳能瓦旨在与屋顶更无缝地结合。

太阳能电池板和太阳能瓦的预期寿命相似,约为20至30年,而且由于许多太阳能瓦与大型电池板使用的材料相似,它们的转换效率也可能相当。主要的区别往往是美学和价格,太阳能瓦通常提供更流线型的外观和更高的成本,尽管价格可能有很大的差异。

太阳能瓦片

太阳能瓦类似于太阳能瓦,但虽然术语有时可以互换使用,它们也可以指不同类型的屋顶材料。太阳能瓦往往是那些设计看起来像沥青瓦,而太阳能瓦可能模仿传统的屋顶瓦的外观。一些公司出售包括太阳能瓦和太阳能瓦

观点的文章来源
  1. 包其芳等。”了解视觉吸引力在住宅太阳能电池板消费者偏好中的作用”。可再生能源《中国科学》,2017,vol. 113 -1579页。,doi:10.1016/j.renene.2017.07.021

  2. 太阳能瓦:你需要知道的”。EnergySage

  3. 太阳能电池板的屋顶锚定系统”。美国能源效率和可再生能源办公室

  4. 教堂,凯文。”太阳能瓦体验:评估其在当今市场中的价值”。加州理工大学, 2019年。