Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях Школа для электрика все об электротехнике и электронике

Содержание
  1. Что такое монокристаллическая солнечная батарея
  2. Особенности
  3. Стоимость
  4. Конструкция и применение
  5. Внешний вид
  6. Какие модули выбрать
  7. Поликристаллические солнечные панели. Мифы и заблуждения
  8. Солнечные батареи для дома – самой высокой эффективности!
  9. Пленочные солнечные батареи основные отличия
  10. Особенности монокристаллических панелей
  11. Особенности поликристаллических панелей
  12. Сравнение основных характеристик монокристаллических и поликристаллических элементов
  13. Бывают ли дешевые солнечные панели
  14. Поликристаллы и применение солнечных батарей
  15. Цена
  16. Характеристика тонкопленочных панелей.
  17. Достоинства тонкопленочных батарей:
  18. При этом тонкопленочные конструкции имеют и ряд недостатков:
  19. Солнечные панели
  20. Монокристаллические панели
  21. Поликристаллические панели
  22. Тонкопленочные (аморфные) солнечных панелей
  23. Конструкция и применение
  24. Заключение
  25. КПД и срок службы
  26. Температурный коэффициент
  27. Потеря эффективности
  28. Стоимость
  29. Размеры и площадь установки
  30. Светочувствительность
  31. Годовая выработка

Что такое монокристаллическая солнечная батарея

Мы уже говорили, что есть два типа панелей: поликристаллические и монокристаллические. Для начала рассмотрим монокристаллическую ячейку – она ​​дороже, но мощнее.

Практика использования моно- и поликристаллических фотоэлектрических модулей в солнечных батареях

Особенности

Для такой батареи методом Чохральского выращивают специальный монокристалл кремния. Этот материал дороже поликристаллической пластины, но благодаря высокому качеству монокристаллический модуль имеет более высокий КПД. Монокристаллические солнечные панели, собранные из отдельных кремниевых элементов, имеют КПД около 20-22%.

Лучи света, падая на поверхность монокристалла кремния, приводят свободные электроны в направленное движение. С обеих сторон кристалла к нему подключаются провода, идущие к потребителю.

КПД такой пластины достаточно высок, поскольку солнечные лучи в ней не рассеиваются, а равномерно распределяются по всей поверхности кристалла. Площадь pn перехода в пластине большая, благодаря чему электроны беспрепятственно проникают из одной части полупроводника в другую.

Практика использования моно- и поликристаллических фотоэлектрических модулей в солнечных батареях

Стоимость

Технология выращивания крупных монокристаллов полупроводников достаточно трудоемка, поэтому цена такой батареи всегда выше, чем у аналогичного продукта на основе поликристаллов. Разница в стоимости устройств составляет 10%, что является основным недостатком монокристаллической батареи.

Цена монокристаллической панели мощностью 150 Вт составляет 5400 рублей, а батареи на 200 Вт такой же конструкции – 11700 рублей. Намного дороже устройств на 230 и 300 Вт

Конструкция и применение

Полупроводник. Обычно моно или поликристаллический кремний, интегрированный с другими химическими соединениями, способствует формированию фотоэлектрического эффекта. Он состоит из 2-х материалов с разной проводимостью, благодаря чему между ними происходит постоянное движение электронов (pn переход).

Прокладка – тончайшее покрытие, препятствующее свободному движению электронов, она расположена между слоями полупроводника.

Источник электричества, при подключении к прокладке электроны приобретают способность преодолевать его – в результате происходит упорядоченное движение заряженных частиц, по сути, генерируется электрический ток.

Батарея: сохраняет полученную электроэнергию.

Контроллер заряда – служит распределителем потоков электроэнергии.

Инвертор – нужен для преобразования постоянного тока в переменный.

Регулятор напряжения.

Для использования солнечных батарей в качестве основного источника электроэнергии важно, чтобы количество ясных дней преобладало над пасмурными. По этой причине в большинстве регионов нашей страны такие установки в основном используются как вспомогательные.

Внешний вид

Однако внешность – это первое, что бросается в глаза. Одиночные ячейки имеют квадратную форму со срезанными углами и однородной поверхностью. Это связано с особенностями производства и кристаллической структурой отдельных кристаллов. При выращивании кристаллов кремния получаются цилиндрические заготовки, которые после дальнейшей обработки разрезаются на такие «псевдоквадратные» пластины. А однородность поверхности определяется строгой кристаллической структурой изделия.

Поликристаллические ячейки имеют однородную квадратную форму. В процессе их изготовления на промежуточном этапе получают призматические заготовки, которые разрезают на квадратные (или прямоугольные) пластины. Их внешняя поверхность неоднородна из-за полиструктуры кремния.

Это первое различие между моно и многоклеточными модулями. Это плотность заполнения. Поликристаллические элементы заполняют всю полезную площадь батареи, а неиспользуемые промежутки остаются между моноэлементами. Это означает, что, несмотря на разницу в эффективности отдельных ячеек, производительность полимодуля на единицу площади может быть выше.

Какие модули выбрать

Выбор оптимального варианта необходимо делать исходя из сочетания стоимости, качества и технических показателей. Руководствоваться только дизайном – неправильно, такой подход может привести к пустой трате денег. Это необходимо для выработки потребности дома в электроэнергии, добавить необходимый запас на непредвиденные ситуации и на снижение производительности при увеличении срока полезного использования.

Вы уже приняли решение купить солнечную систему, но не уверены, какая лучше моно или поликристаллическая? В этой статье мы рассмотрим все плюсы и минусы этой технологии.

Поликристаллические солнечные панели. Мифы и заблуждения

Конечно, каждый продавец и производитель заинтересован в продаже своего продукта, и поэтому существуют устойчивые заблуждения относительно некоторых технологий, представленных на рынке. Технология поликристаллического кремния не является исключением и имеет характерные отличия от чистого монокристаллического кремния. Поэтому многие характеристики полимерных аккумуляторов часто интерпретируются как преимущества. Но так ли это? Вот некоторые претензии от продавцов солнечных панелей

:

  • «Поликристаллический кремний лучше всего работает в пасмурную погоду!»
  • «Срок службы полимерных модулей такой же, как и у монокристалла.»
  • «Поликристаллические солнечные элементы дешевле, а значит, более доступны»

Стоит отметить, что первое утверждение само по себе говорит о том, что вы не общаетесь с профессионалом. Кремниевые солнечные элементы в пасмурную погоду имеют практически одинаковые характеристики независимо от технологии. Таким качеством, как «работа с низкой инсоляцией», можно гордиться «несиликоновыми», аморфными солнечными элементами, общая эффективность которых колеблется в районе 6-9%.

Полиэлементы действительно немного дешевле, так как процесс их изготовления не трудоемкий и быстрый. Но поскольку их эффективность на 15-25% ниже, для достижения производительности, сопоставимой с технологией MONO, площадь продукта должна быть больше. Это означает более высокие затраты на товар (стекло, ящик, ящик) и транспортные расходы. Затраты на сборку изделия, на крепежные и коммутационные элементы также выше. Что для вас будет дешевле – считайте сами, но начальная цена на продукцию еще не солнечная электростанция.

Их продолжительность также преувеличена. Поликристаллы в солнечных элементах значительно снижают эффективность за более короткий период времени, чем «чистый кремний».

Давайте теперь рассмотрим заблуждения относительно монокристаллических солнечных элементов.

Солнечные батареи для дома – самой высокой эффективности!

Преимущества монокристаллических солнечных элементов неоспоримы. Но небольшие колебания цен не всегда правильно воспринимаются конечным потребителем. Солнечные панели для дома

, как и моно, он на самом деле немного дороже и встречается не у всех производителей и продавцов.

Панели из монокристаллического кремния обладают рядом преимуществ:

  • Более компактные размеры на ватт генерируемой мощности;
  • Длительный срок службы с минимальной потерей КПД кристалла (не более 20%, более 25 лет);
  • Максимальная эффективность преобразования энергии (солнечная в электрическую).

Разве этого не достаточно, чтобы сделать выбор в пользу более совершенных и эффективных технологий?

Пленочные солнечные батареи основные отличия

Сразу можно понять, что пленочные роликовые солнечные элементы имеют большое количество отличий от кристаллических вариантов

Первое, на что стоит обратить внимание, это их толщина, она меньше 1 микрона, к тому же они очень гибкие, это качество позволяет размещать их на любой поверхности, даже на цилиндрах

Помимо этих преимуществ, у пленочных батарей есть следующие преимущества:

  • Они сохраняют свои рабочие параметры даже при рассеянном свете, следовательно, их общая энергия увеличивается на 15% по сравнению с кристаллическими разновидностями;
  • У них невысокая себестоимость, а значит, покупка их будет бюджетной;
  • Их работа в мощных энергосистемах более эффективна;
  • В жарком климате батареи не снижают их производительность;
  • У них высокая скорость поглощения солнечного спектра в оптической форме.

Конечно, несмотря на все достоинства, как и у любой другой установки, у пленочных батарей есть и недостатки. Сюда можно вставлять большие форматы, по сравнению со стеклянными панелями, пленочные панели занимают площадь почти в 3 раза больше. Другой недостаток состоит в том, что для использования таких батарей требуются контроллеры высоковольтного типа.

Особенности монокристаллических панелей

Монокристаллическая система состоит из нескольких десятков солнечных элементов, объединенных в одну панель. Кристаллы получают выращиванием – по методу Хогальского. Каждый из них закреплен на основании из стекловолокна, которое защищает от пыли и влаги. Материал элемента – очищенный кремний. Фоточувствительные ячейки ориентированы в одном направлении, поэтому эффективность монокристаллических панелей выше, чем у поликристаллических. Другие характеристики:

продолжительность непрерывной эксплуатации – не менее 20 лет;

КПД отдельных кристаллов составляет в среднем до 20-22% (без учета потерь полученной электроэнергии), в отдельных случаях – до 20 %;

скорость впитывания выше, чем у поликристаллических панелей;

Единственный недостаток монокристаллических систем – более высокая стоимость, однако затраты на их приобретение быстро окупаются

При отсутствии места, когда крайне важно получить максимальное количество энергии с каждого квадратного метра, такое решение предпочтительнее.

Особенности поликристаллических панелей

Поликристаллы получают постепенным охлаждением расплавленного кремния. Эта технология дешевле искусственного выращивания монокристаллов, хотя на краях поликристаллов могут присутствовать зерна, что приводит к снижению их эффективности. Ключевое отличие от монокристаллического – неоднородная структура и цвет. Это связано с примесями и тем, что в системе присутствуют кристаллы разных типов. Особенности:

КПД ниже, чем у монокристаллических элементов – до 17-18 %;

доступная цена – производство поликристаллических панелей обходится дешевле;

скорость потери мощности (деградации) поликристаллов ниже, чем у монокристаллов.

Поэтому если стоит задача получить определенное количество электроэнергии, то при использовании поликристаллических панелей потребуется большая площадь. Считается, что их выгоднее использовать в регионах с преобладанием пасмурных дней: при недостаточном количестве солнца поликристаллы дают больше энергии, чем монокристаллы.

Сравнение основных характеристик монокристаллических и поликристаллических элементов

У каждой из систем есть свои плюсы и минусы. Как определить, что предпочтительнее, моно или поликристаллы? Предлагаем вашему вниманию сравнительную таблицу, в которой описаны ключевые характеристики каждого из вариантов:

Параметр

Монокристаллы

Поликристаллы

Производство

Температурный коэффициент

0,45 %

0,45 %

Снижение мощности в обоих типах систем практически одинаковое

Скорость деградации

На 3% в первый год деятельности, в последующие годы – на 0,71 %.

2% в первый год деятельности, 0,67% в последующие годы.

Разница незначительная, поэтому ее можно не учитывать.

Цена

Высокая стоимость из-за сложности изготовления.

на 10-15% меньше, чем у монокристаллических ячеек.

Для многих цена – решающий аргумент в пользу поликристаллических панелей.

Фоточувствительность (при уровне освещенности 600 Вт / м

2

При одинаковой мощности модуля разница не превышает 10 %.

На самом деле на этот показатель можно не обращать внимания.

Годовое производство

По данным лаборатории PHOTON, для монокристаллов он несколько выше (не более 2%). Однако более глубокие исследования показали, что важен не только тип панели, но и бренд.

Свойства конкретной солнечной батареи важнее – они являются ключевым критерием выбора.

При выборе солнечных батарей необходимо обращать внимание не только на тип фотоэлементов, но и на другие критерии: соотношение цена-эффективность, заявленный ресурс (гарантийный срок), напряжение на максимальной мощности, оборудование.

Бывают ли дешевые солнечные панели

Специалисты и ученые пытаются создать батареи, которые будут широко доступны всему населению. Небольшими, но успешными шагами они приближаются к этой цели, и в то же время материалы, используемые в этой технологии, каждый раз улучшаются. Конечно, есть производители, которые пренебрегают товарами, которые они предлагают покупателям, и сознательно продают некачественные товары. Это основная проблема, если вы вдруг захотите купить дешевую солнечную батарею.

Не только жители РФ, но и европейских стран убеждены, что недорогие установки предлагают китайские производители. Видно, что именно китайские производители наводнили рынок солнечных панелей, вынудив многие крупные компании объявить себя банкротами, которые просто не выдержали конкуренции с китайцами.

Так, например, вам нужно знать, какие продукты могут быть доступными, а какие нет. Дешевые монокристаллические панели вряд ли найдутся, так как в эти типы входят самые мощные элементы

Поэтому очень важно знать, какие функции включает в себя установка

С другой стороны, есть гигантские компании, которые благодаря государственным субсидиям снижают стоимость тех солнечных панелей, которые они производят. Сюда входит большое немецкое и, конечно же, российское производство. Если вы решили покупать продукцию китайского производства, то лучше отдать предпочтение какой-нибудь известной компании, уже оправдавшей свое имя на рынке.

Что такое солнечная батарея? Это фотоэлектрический генератор постоянного тока, который преобразует солнечную энергию в электрическую. В этих батареях используются кремниевые полупроводниковые модули.

Чтобы выбрать солнечную панель для дома, вам нужно будет обратить внимание на некоторые наши рекомендации. Это означает:

Это означает:

При покупке системы солнечных батарей помните, что она должна подходить вашему дому. Во-первых, климат в вашем районе играет важную роль. От этого будет зависеть продолжительность солнечного света на дом и, конечно же, время накопительного режима. Чтобы определить, насколько подходит ваша территория, вам нужно будет использовать карту освещенности.

Подумайте, сколько тепла вы хотите получить в итоге. Лучшим вариантом будет батарея, способная покрыть около 40-80 тепловых потребностей. Менее эффективные системы будут стоить на порядок дороже. Также необходимо учитывать конструкцию и возможности всей системы. Это может обеспечить стабильность установки в случае форс-мажорных обстоятельств

Все эти расчеты лучше доверить специалистам.

Обязательно обратите внимание на производителя батареи и материал, из которого изготовлен фотоэлемент модуля. Может быть как моно, так и поликристаллический кремний

именно от этих качеств будет зависеть не только цена, но и экономичность, а также продолжительность монтажа.

Следуя этим советам, вы сможете найти именно тот тип установки, который подходит для вашего региона. Однако лучше, чтобы вашими расчетами занимались люди, связанные с этой сферой деятельности.

Поликристаллы и применение солнечных батарей

Монокристаллические пластины улучшились и имеют лучшие характеристики, чем поликристаллы.

Благодаря гибкой конструкции их можно разместить на крыше дома или в беседке.

Поликристаллические ячейки хороши для вызывных станций,

так как они устанавливаются только на ровной поверхности, необходимо позаботиться о выделении для них отдельного места на садовом участке. При размещении в беседке остекление панелей не допускается, так как это приводит к снижению эффективности. КПД имеющихся в продаже панелей составляет около 18%, что ниже, чем у монокристаллических. Поликристаллические пластины теряют эффективность в основном из-за неоднородности поверхности.

Гибкая монокристаллическая пластина удобна

Сравнение монокристаллических и

Итак, какой фотоэлемент лучше: монокристаллический или поликристаллический? Чтобы ответить на этот вопрос, вы должны сначала понять его, но чем они отличаются?

На фото ниже показаны два основных типа:

Первое, что бросается в глаза, – это внешний вид.

Монокристаллические элементы имеют скругленные углы и однородную поверхность. Закругленные углы обусловлены тем, что цилиндрические заготовки получаются при производстве монокристаллического кремния. Однородность цвета и структуры монокристаллических элементов обусловлена ​​тем, что это выращенный кристалл кремния и кристаллическая структура однородна.

В свою очередь, поликристаллические ячейки имеют квадратную форму из-за того, что при производстве получаются заготовки прямоугольной формы. Неоднородность цвета и структуры поликристаллических элементов связана с тем, что они состоят из большого количества разнородных кристаллов кремния, а также содержат небольшое количество примесей.

Второе и, наверное, главное отличие – это эффективность преобразования солнечной энергии.

Монокристаллические элементы и, как следствие, панели на их основе сегодня имеют самый высокий КПД – до 22% среди выпускаемых серийно и до 38% среди применяемых в космической отрасли. Монокристаллический кремний получают из сырья высокой чистоты (99,999%).

Поликристаллические ячейки серийного производства имеют КПД до 18%. Более низкая эффективность связана с тем, что в производстве поликристаллического кремния используется не только первичный кремний высокой чистоты, но и вторичное сырье (например, переработанные солнечные панели или кремниевые отходы металлургической промышленности). Это приводит к появлению различных дефектов в поликристаллических элементах, таких как края кристаллов, микродефекты, примеси углерода и кислорода.

Эффективность элементов питания в конечном итоге определяет физический размер солнечных панелей. Чем выше КПД, тем меньше площадь панели при той же мощности.

Третье отличие – это цена солнечной панели.

Конечно, цена монокристаллической батареи немного выше за единицу емкости. Это связано с более дорогим производственным процессом и использованием высокоочищенного кремния. Однако эта разница незначительна и в среднем составляет около 10%.

Итак, перечислим основные различия между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными элементами:

Появление.

Эффективность.

Цена.

Как видно из этого списка, для солнечной электростанции не имеет значения, какой тип солнечной панели будет использоваться в ее составе. Основные параметры – это напряжение и мощность солнечной панели, не зависят от типа используемых элементов и часто в продаже можно найти панели обоих типов одинаковой мощности. Так что окончательный выбор остается за покупателем. И если его не смущают неровная окраска элементов и чуть большая площадь, он, вероятно, выберет более дешевые поликристаллические солнечные батареи. Если для него важны эти параметры, очевидным выбором будет чуть более дорогая монокристаллическая солнечная панель.

В заключение хотелось бы отметить, что по данным Европейской ассоциации EPIA в 2010 году производство солнечных элементов для того типа кремния, который в них используется, распределялось следующим образом:

1 поликристаллический – 52,9%

2 монокристаллический – 33,2%

3 аморфный и др. – 13,9%

То есть поликристаллические солнечные элементы являются мировыми лидерами по производству.

Цена

Солнечные элементы на основе разных фотоэлементов также имеют разную стоимость. Цены на монокристаллические панели несколько выше (обычно в пределах 10%), что связано с более дорогим технологическим процессом и необходимостью использования кремния высокой чистоты.

Поэтому, прежде чем решить, какие модули выбрать, нужно определиться с условиями их использования, местом установки и размером бюджета. Ведь солнечная электростанция не заботится о типе панели, вырабатывающей ток, главное – это показатели выходной мощности и напряжения. Причем эти значения могут быть одинаковыми для продуктов на разных типах ячеек, они будут отличаться только поверхностью. Поэтому, если габариты не критичны, можно купить солнечные панели такой же производительности (на поликристаллах), но с чуть большей площадью, они будут стоить немного дешевле.

Характеристика тонкопленочных панелей.

Процесс производства тонкопленочных панелей заключается в вакуумном осаждении фотоэлектрического материала в виде тонкой пленки на базовую подложку. В зависимости от требуемых характеристик используются разные типы субстратов и типы распыляемых веществ. В частности, материалами для нанесения тонких пленок являются: аморфный кремний (a-Si), теллурид кадмия (CdTe), медь, индий, галлий, соединения селена – селениды (CIS / CIGS), различные органические элементы (OPC)

КПД тонкопленочных солнечных элементов зависит от качества и чистоты технологического процесса и составляет от 7 до 13%. С развитием технологий и внедрением инноваций прогнозируемый рост эффективности составит 3%. В 2000-е годы рынок тонкопленочных панелей значительно вырос. Это связано с развитием технологии нанесения тонких пленок и развитием производства в целом. Поэтому покупать солнечные панели становится все проще, а их цена дешевеет.

Достоинства тонкопленочных батарей:

– низкая себестоимость производства, следовательно, меньшая цена панели в целом.

– эстетический аспект конструкции благодаря высокой однородности.

– возможность создавать гибкие конструкции

– снижено количество потерь производительности из-за нагрева или непрямого освещения.

При этом тонкопленочные конструкции имеют и ряд недостатков:

– требуется достаточно большая монтажная площадь конструкции для обеспечения преобразования необходимого количества солнечной энергии.

– установка нескольких панелей требует дополнительного крепежного оборудования и более высоких затрат на установку.

– срок службы таких панелей меньше, чем у кристаллических аналогов.

Тем не менее, какие панели лучше всего использовать в частных домах, в частности, для подачи электричества в дом или коттедж?

При решении этой проблемы не помешает проконсультироваться у специалистов в области фотоэлектронных преобразователей солнечной энергии и провести количественную и качественную оценку всех факторов: от площади до освещения монтажной поверхности. Эта консультация позволит вам точно определить, что вам нужно.

В случае нехватки места для установки обратите внимание на монокристаллические батареи с максимальной эффективностью. К сожалению, на данный момент на российском рынке фотоэлектронной продукции, особенно преобразователей, выбор элементов ограничен и, скорее всего, как и выбор модулей требуемой конструкции или состава пленки

В этом случае может возникнуть необходимость заказать модули из-за границы или приобрести их в России по предварительному заказу. Однако в этом случае цена батарей будет выше.

Если важнее всего ценовой диапазон материалов и работы, то лучшим вариантом будет использование конструкций на поликристаллических пластинах. Они позволят обеспечить неплохие показатели производительности и при этом сэкономить определенную сумму денег

Не забывайте учитывать требования к установке при выборе тонкопленочных панелей. Стоимость дополнительных монтажных работ существенно повлияет на окончательную смету.

После того, как вы определились с типом и размером ваших солнечных панелей, все, что вам нужно сделать, это купить необходимые блоки, установить их и наслаждаться одним из самых экологически чистых методов производства электроэнергии для бытовых нужд.

Солнечные панели

  • прочный (срок службы 25-30 лет)

  • легко установить

  • легко поддерживать

  • надежный и эффективный

Производство модулей основано на использовании кремния. Кремний – второй по распространенности элемент земной коры после кислорода. В природе трудно найти кремний в чистом виде; чаще всего встречается в сочетании с кислородом – кремнеземом (SiO2). Этот химический элемент обладает высокой реакционной способностью и в чистом виде является важнейшим полупроводником в современной радиоэлектронике, информационных технологиях и альтернативной энергии. В зависимости от технологии производства существуют различные типы панелей, которые постоянно совершенствуются. Самые распространенные типы модулей – это кристаллические и тонкопленочные или аморфные панели. Кристаллические фотоэлементы бывают монокристаллическими или поликристаллическими

Монокристаллические панели

Пластина монокремния представляет собой монокристалл в виде цилиндрических слитков максимально чистого кремния, из которых путем вырезания по методу Чохральского получают прямоугольные кремниевые диски. Монокристаллические элементы – это квадраты со скругленными или срезанными углами, однородной структуры, толщиной 0,2 – 0,3 мм, темно-синего или черного цвета с просветляющим покрытием. Монокристаллические солнечные модули высокоэффективны, компактны и имеют самый продолжительный срок службы.

Технология производства солнечных элементов из монокристаллических элементов довольно дорога. Это связано с использованием кремния высокой степени очистки.

Поликристаллические панели

Солнечные пластины из поликремния получают путем постепенного охлаждения кремниевого вещества. Эта технология изготовления требует меньше энергии, а кремний не самой высокой степени очистки. Поликристаллические блоки обрабатываются так же, как и монокристаллические детали. Поликристаллические панели представляют собой блоки разнонаправленных кристаллов, некоторые кристаллы хорошо видны на срезе, это правильные синие квадраты с антибликовым покрытием или серебристо-серые без покрытия, толщиной 0,2 – 0,3 мм. КПД таких аккумуляторов ниже (от 13% до 18%).

Тонкопленочные (аморфные) солнечных панелей

Основное отличие тонкопленочных панелей от аморфных – нанесение тонкого слоя аморфного кремния на подложку. Материал поддержки может быть гибкой (пластик) или жесткой (стекло или металл) основой. Аморфные панели отличаются темно-серым цветом, они гибкие, компактные и легкие. Стоимость ниже, чем у традиционного кремния. Такие аккумуляторы отлично работают в пыльном воздухе, имеют достаточно рассеянного света. Последние инновации в разработке кремниевых пленок привели к производству эффективных многопереходных солнечных элементов, содержащих несколько слоев кремния. Различные полупроводниковые материалы по-разному поглощают солнечный свет, улавливая весь спектр излучения.

Конструкция и применение

По конструкции все солнечные преобразователи делятся на монокристаллические и поликристаллические. Его эффективность и стоимость зависят от дизайна каждой панели. Мировые производители этих устройств в качестве рабочего тела используют кремний, теллурид кадмия и соединения на основе меди, индия, галлия и селена. Последними достижениями в этой области считаются аккумуляторы, рабочим материалом которых является арсенид галлия.

Отечественная промышленность для производства солнечных генераторов в основном использует кремниевые полупроводниковые пластины. Готовые модули, предназначенные для генерации электрического тока, объединяют набор ячеек по своему дизайну. Плоские панели устанавливаются на специальные стойки с вращающимися устройствами, с помощью которых в течение дня задается максимально возможный угол падения солнечного света на полупроводник. Недорогой, но менее эффективный вариант – использовать неподвижные конструкции, установленные под определенным постоянным углом.

Важным элементом любой солнечной сборки являются батареи, которые накапливают электрическую энергию для использования в ночное время или в часы низкой освещенности днем. Таким образом, он идет от батарей непосредственно к нагрузке или сначала к инвертору 12 (24) –220 В, а затем к потребителю, в зависимости от его типа.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию промышленного электрического и электронного оборудования.

Спросите у эксперта

Производство солнечной энергии выгодно там, где в течение года много ярких дней. Большинство регионов Российской Федерации малопригодны для использования только солнечной энергии. Солнечные генераторы часто используются только как устройства дополнительного питания.

Заключение

Хотя существуют различия между различными типами модулей, нет однозначного ответа, какой солнечный модуль лучше всего соответствует всем возможным требованиям. Тип модуля выбирается исходя из характеристик конструкции и требований к установке.

При выборе модуля часто задают вопрос: какая солнечная батарея лучше – монокристаллическая или поликристаллическая, а может аморфная? Ведь они самые распространенные в нашем веке. Чтобы найти ответ, было проведено множество исследований. Посмотрим, что показали результаты:

КПД и срок службы

Монокристаллические элементы имеют КПД около 17-22%, срок их службы не менее 25 лет. КПД поликристаллов может достигать 12-18%, также они служат не менее 25 лет. КПД аморфных составляет 6-8% и падает намного быстрее, чем кристаллических, они работают не более 10 лет.

Температурный коэффициент

В реальных условиях эксплуатации солнечные панели нагреваются, что приводит к снижению номинальной мощности на 15-25%. Средний температурный коэффициент для поли и моно составляет -0,45%, аморфного -0,19%. Это означает, что когда температура поднимается на 1 ° C выше стандартных условий, кристаллические батареи будут менее эффективны, чем аморфные.

Потеря эффективности

Деградация монокристаллических и поликристаллических солнечных модулей зависит от качества исходных элементов: чем больше в них содержится бора и кислорода, тем быстрее снижается эффективность. В пластинах поликремния меньше кислорода, в монокремнии – бора. Поэтому при одинаковом качестве материала и условиях использования особой разницы между степенью деградации этих и других модулей нет, в среднем она составляет около 1% в год. Гидрированный кремний используется в производстве аморфных аккумуляторов. Содержание водорода связано с его более быстрой деградацией. Следовательно, после 25 лет эксплуатации линза деградирует на 20%, аморфная в 2–3 раза быстрее. Однако некачественные модели могут потерять 20% эффективности в первый год использования. Это стоит учитывать при покупке.

Стоимость

Здесь превосходство полностью на стороне аморфных модулей – их цена ниже кристаллических за счет более дешевого изготовления. На втором месте поли, моно – самое дорогое.

Размеры и площадь установки

Монокристаллические батареи более компактны. Чтобы создать массив с необходимой мощностью, требуется меньше панелей, чем у других типов. Таким образом, после установки они будут занимать немного меньше места. Но прогресс не останавливается и по соотношению мощность / площадь поликристаллические модули уже достигают моно. Аморфные пока отстают – для их установки потребуется в 2,5 раза больше места.

Светочувствительность

Здесь лидируют модули из аморфного кремния. У них лучший коэффициент преобразования солнечной энергии благодаря водороду в элементе. Поэтому, по сравнению с кристаллическими, они эффективнее работают в условиях низкой освещенности. Моно и поли в условиях низкой освещенности работают примерно одинаково: они значительно реагируют на изменения интенсивности света.

Годовая выработка

В результате испытаний модулей от разных производителей было обнаружено, что монокристалл вырабатывает больше электроэнергии в год, чем поликристаллический. А те, в свою очередь, более производительны, чем аморфные, несмотря на то, что последние производят энергию в условиях низкой освещенности.

Можно сделать вывод, что моно- и поли солнечные панели имеют небольшие, но важные отличия. В то время как моно еще более эффективен и полезен, поли будет еще более популярным. Правда, это зависит от качества продукта. Однако большинство крупных солнечных электростанций собирается на основе полимодулей. Это связано с тем, что инвесторы смотрят на общую стоимость проекта и срок окупаемости, а не на максимальную эффективность и продолжительность.

Теперь об аморфных батареях. Начнем с преимуществ: способ их изготовления самый простой и дешевый, ведь резка и обработка кремния не требуется. Это отражается на невысокой стоимости конечного продукта. Они неприхотливы – устанавливаются где угодно и непривередливы – не боятся пыли и пасмурной погоды.

Однако у аморфных модулей есть и недостатки, сводящие на нет их преимущества: по сравнению с типами, описанными выше, они имеют самый низкий КПД, быстро выходят из строя – КПД снижается на 40% менее чем за 10 лет и требует много места для установки.

Источник – https://mr-build.ru/newteplo/polikristalliceskie-solnecnye-paneli.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: