Co je to monokrystalický solární článek
Již jsme zmínili, že existují dva typy panelů: poly- a monokrystalické. Pro začátek zvažte monokrystalický prvek - je dražší, ale výkonnější.
Zvláštnosti
Pro takovou baterii se pěstuje speciální křemíkový monokrystal podle Czochralského metody. Tento materiál je dražší než polykrystalický wafer, ale díky své vysoké kvalitě má monokrystalický modul vyšší účinnost. Monokrystalické solární panely sestavené z jednotlivých křemíkových článků mají provozní účinnost přibližně 20–22 %.
Paprsky světla dopadající na povrch monokrystalu křemíku vedou volné elektrony k usměrněnému pohybu. Na obou stranách krystalu jsou k němu připojeny vodiče, které jdou ke spotřebiteli.
Účinnost takové desky je poměrně vysoká, protože sluneční paprsky se v ní nerozptýlí, ale jsou rovnoměrně rozloženy po celém povrchu krystalu. Oblast p-n přechodu v desce je velká, díky čemuž elektrony pronikají z jedné části polovodiče do druhé bez překážek.
Cena
Technologie pěstování velkých polovodičových monokrystalů je poměrně pracná, proto je cena takové baterie vždy vyšší než u podobného produktu na bázi polykrystalů. Rozdíl v ceně zařízení je 10 %, což je hlavní nevýhoda monokrystalové baterie.
Cena monokrystalického panelu o výkonu 150 W je 5400 rublů a 200W baterie stejného designu stojí 11 700 rublů. Mnohem dražší než 230W a 300W zařízení
Design a aplikace
Polovodič. Zpravidla mono- nebo polykrystalický křemík, doplněný o další chemické sloučeniny, které přispívají ke vzniku fotoelektrického jevu. Skládá se ze 2 materiálů s různou vodivostí, díky čemuž mezi nimi dochází ke stálému pohybu elektronů (p-n přechod).
Těsnění - nejtenčí povlak, který zabraňuje volnému pohybu elektronů, umístěný mezi vrstvami polovodiče.
Zdroj elektřiny, když je připojen k těsnění, získávají elektrony schopnost jej překonat - v důsledku toho dochází k uspořádanému pohybu nabitých částic, ve skutečnosti je generován elektrický proud.
Akumulátor - uchovává přijatou elektřinu.
Regulátor nabíjení - plní funkci rozdělovače toků elektrické energie.
K přeměně stejnosměrného proudu na střídavý proud je zapotřebí invertor.
Regulátor napětí.
Pro využití solárních panelů jako hlavního zdroje elektřiny je důležité, aby počet jasných dnů převažoval nad zataženými. Z tohoto důvodu se ve většině regionů naší země takové instalace používají hlavně jako pomocné.
Vzhled
Nicméně vzhled je první věc, která upoutá pozornost. Monočlánky mají čtvercový tvar se seříznutými rohy a jednotným povrchem. To je způsobeno zvláštnostmi výroby a krystalové struktury monokrystalů. Při pěstování křemíkových krystalů se získávají válcové polotovary, které se po dalším zpracování řežou na takové „pseudočtvercové“ desky. A stejnoměrnost povrchu je dána přísnou krystalickou strukturou obrobku.
Polykrystalické články mají rovnoměrný čtvercový tvar. Při jejich výrobě se v mezistupni získávají hranolové polotovary, které se rozřezávají na čtvercové (nebo obdélníkové) desky. Jejich vnější povrch je nehomogenní v důsledku polystruktury křemíku.
Z toho vyplývá první rozdíl mezi moduly na mono- a polybuňkách. Toto je hustota náplně. Polykrystalické články vyplňují celou využitelnou plochu baterie, zatímco mezi monočlánky zůstávají nevyužité dutiny. To znamená, že i přes rozdíl v účinnosti jednotlivých článků může být výkon polymodulu na jednotku plochy vyšší.
Jaké moduly vybrat
Volba optimální možnosti by měla být provedena podle kombinace nákladů, kvality a technických ukazatelů. Je špatné se řídit pouze designem, takový přístup může způsobit plýtvání penězi. Je potřeba vyjít domu vstříc na elektřinu, přidat potřebnou rezervu pro nepředvídatelné situace a pro pokles výkonu se zvýšením životnosti.
Již jste se rozhodli pro koupi solární elektrárny, ale nejste si jisti, která je lepší mono nebo polykrystalická? V tomto článku rozebereme všechny výhody a nevýhody technologie.
Polykrystalické solární panely. Mýty a mylné představy
Každý prodejce a výrobce má samozřejmě zájem prodávat právě svůj produkt, a proto se na trhu o určitých technologiích vytvořily přetrvávající mylné představy. Technologie polykrystalického křemíku není výjimkou a má charakteristické rozdíly od monokrystalického, čistého křemíku. Mnoho vlastností polybaterií je proto častěji interpretováno jako výhody. Ale je to tak? Zde je několik prohlášení prodejců solární panely
:
- "Polykrystalický křemík funguje lépe za oblačného počasí!"
- "Životnost polymodulů je stejná jako životnost monokrystalu."
- „Polykrystalické solární panely jsou levnější, a proto dostupnější“
Stojí za zmínku, že první prohlášení samo o sobě naznačuje, že nekomunikujete s profesionálem. Křemíkové solární články v zataženém počasí mají téměř stejný výkon bez ohledu na technologii. Takovou kvalitou, jako je „efektivní provoz při nízkém oslunění“, se mohou pyšnit „nekřemíkové“, amorfní solární články, jejichž celková účinnost se pohybuje kolem 6-9 %.
Poli - prvky jsou opravdu o něco levnější, jelikož jejich výrobní proces není pracný a rychlý. Ale vzhledem k tomu, že jejich účinnost je o 15-25% nižší, aby bylo dosaženo výroby srovnatelné s technologií MONO, měla by být plocha produktů větší. To znamená vyšší náklady na produkt (sklo, krabice, korpus) a náklady na dopravu. Vyšší jsou také náklady na instalaci produktu, náklady na spojovací materiál a přepínání. Co Vás vyjde levněji - zvažte sami, ale počáteční cena produktů ještě není solární elektrárna.
Zdroj jejich práce je také přehnaný. Polykrystalické solární články výrazně snižují účinnost za kratší dobu než "čistý křemík".
Pojďme nyní analyzovat mylné představy o monokrystalických solárních článcích.
Solární panely pro domácnost – nejvyšší účinnost!
Výhody monokrystalických solárních panelů jsou nepopiratelné. Mírné výkyvy ceny však konečný kupující ne vždy správně vnímá. Solární panely pro domácnost
, typ mono, je opravdu trochu dražší a nenachází se u všech výrobců a prodejců.
Monokrystalické křemíkové panely mají řadu výhod:
- Kompaktnější celkové rozměry na watt vyrobené energie;
- Dlouhá životnost s minimální ztrátou účinnosti krystalů (ne více než 20 %, více než 25 let);
- Nejvyšší účinnost přeměny energie (ze solární na elektrickou).
Nestačí to k tomu, abychom se rozhodli pro pokročilejší a účinnější technologii?
Hlavní rozdíly filmových solárních panelů
Okamžitě můžete pochopit, že solární panely ve filmových rolích mají velké množství rozdílů od krystalických možností.
První, na co byste si měli dát pozor, je jejich tloušťka, je menší než 1 mikron, navíc jsou velmi flexibilní, tato kvalita umožňuje jejich umístění na jakýkoli povrch, dokonce i na válcový.
Kromě těchto výhod mají filmové baterie následující výhody:
- Zachovají si provozní parametry i v rozptýleném světle, díky tomu je jejich celková energie zvýšena o 15 % oproti krystalickým odrůdám;
- Mají nízké náklady, což znamená, že jejich nákup bude rozpočtový;
- Jejich práce ve vysoce výkonných energetických systémech je efektivnější;
- V horkém klimatu baterie nesnižují svou produktivitu;
- Mají vysokou míru absorpce slunečního spektra v optické formě.
Samozřejmě, přes všechny výhody, jako každá jiná instalace, filmové baterie mají některé nevýhody. Lze zde zadat velké rozměry, oproti krystalickým panelům zabírají filmové plochu téměř 3x větší. Další nevýhodou je, že pro použití takových baterií jsou vyžadovány vysokonapěťové regulátory.
Vlastnosti monokrystalických panelů
Monokrystalický systém se skládá z desítek fotobuněk spojených do jednoho panelu. Krystaly se získávají pěstováním – podle Czochalského metody. Každý z nich je upevněn na sklolaminátové základně, která chrání před prachem a vlhkostí. Materiálem prvků je čištěný křemík. Světlocitlivé články jsou orientovány jedním směrem, díky čemuž je účinnost monokrystalických panelů vyšší než u polykrystalických. Další funkce:
doba nepřetržitého provozu - nejméně 20 let;
Účinnost monokrystalů je v průměru až 20-22% (bez ztrát přijaté elektřiny), v některých případech - až 20%;
úroveň absorpce je vyšší než u polykrystalických panelů;
Jedinou nevýhodou monokrystalických systémů je vyšší cena, nicméně náklady na jejich pořízení se rychle vrátí.
Při nedostatku místa, kdy je nesmírně důležité dosáhnout maximálního množství energie z každého metru čtverečního, je takové řešení vhodnější.
Vlastnosti polykrystalických panelů
Polykrystaly se získávají postupným chlazením roztaveného křemíku. Tato technologie je levnější než umělý růst monokrystalů, nicméně na okrajích polykrystalů může být zrnitost, což vede ke snížení jejich účinnosti. Zásadním rozdílem od monokrystalů je heterogenní struktura a barva. To je způsobeno nečistotami a skutečností, že systém obsahuje krystaly různých typů. zvláštnosti:
Účinnost je nižší než u monokrystalických prvků - až 17-18%;
přijatelná cena - výroba polykrystalických panelů je levnější;
rychlost ztráty energie (degradace) polykrystalů je menší než u monokrystalů.
Pokud je tedy úkolem získat určité množství elektřiny, bude při použití polykrystalických panelů zapotřebí velká plocha. Existuje názor, že je výhodnější je používat v oblastech s převahou zamračených dnů - s nedostatečným sluncem poskytují polykrystaly více energie než monokrystaly.
Porovnání hlavních charakteristik monokrystalických a polykrystalických prvků
Každý ze systémů má své pro a proti. Jak určit, co je výhodnější, jednoduché nebo polykrystaly? Upozorňujeme na srovnávací tabulku, která pojednává o klíčových charakteristikách každé z možností:
|
Parametr |
monokrystaly |
Polykrystaly |
Závěr |
|
Teplotní koeficient |
0,45 % |
0,45 % |
Snížení výkonu u obou typů systémů je téměř stejné |
|
Rychlost degradace |
O 3% v prvním roce provozu, v následujících letech - o 0,71%. |
O 2 % v prvním roce provozu, o 0,67 % v dalších letech. |
Rozdíl je nepatrný, takže jej lze zanedbat. |
|
Cena |
Vysoká cena je způsobena složitostí výroby. |
10-15% levnější než monokrystalické články. |
Pro mnohé je cena rozhodujícím faktorem ve prospěch polykrystalických panelů. |
|
Fotosenzitivita (při úrovni světla 600 W/m |
U stejných výkonových modulů rozdíl nepřesahuje 10 %. |
Ve skutečnosti lze tento ukazatel zanedbat. |
|
|
Roční produkce |
Podle laboratoře PHOTON je u monokrystalů o něco vyšší (ne více než 2 %). Podrobnější studie však ukázaly, že nezáleží pouze na typu panelu, ale také na značce. |
Vlastnosti konkrétní solární baterie jsou důležitější – jsou klíčovým kritériem výběru. |
Při výběru solárních panelů je třeba dbát nejen na typ fotovoltaických článků, ale i na další kritéria: poměr cena-výkon, deklarovaný zdroj (záruční doba), napětí při maximálním výkonu a vybavení.
Existují levné solární panely?
Specialisté a vědci se snaží vytvořit baterie, které se stanou široce dostupnými pro celou populaci. Malými, ale úspěšnými krůčky se k tomuto cíli přibližují a zároveň materiály používané v této technologii pokaždé vylepšují. Samozřejmě jsou i výrobci, kteří se zbožím, které zákazníkům nabízejí, nedbale zacházejí a vědomě prodávají nekvalitní produkty. To je hlavní problém, pokud si najednou chcete koupit levnou solární baterii.
Nejen obyvatelé Ruské federace, ale i evropské země jsou přesvědčeni, že levné instalace nabízejí čínští výrobci. Je vidět, že to byli čínští výrobci, kteří zaplavili trh se solárními bateriemi a donutili k vyhlášení bankrotu mnoho velkých společností, které v konkurenci Číňanů prostě neobstály.
Takže například potřebujete vědět, které produkty mohou být levné a které ne. Levné monokrystalické panely pravděpodobně nenajdete, protože tyto typy obsahují nejvýkonnější prvky.
Proto je velmi důležité vědět, jaké vlastnosti instalace zahrnuje.
Na druhé straně jsou obří firmy, které díky státním dotacím zlevňují jimi vyráběné solární panely. Patří mezi ně velká německá a samozřejmě ruská produkce. Pokud se rozhodnete koupit čínské výrobky, je lepší dát přednost nějaké známé společnosti, která již odůvodnila své jméno na trhu.
Co je solární baterie? Jedná se o stejnosměrný generátor fotovoltaického typu, který přeměňuje sluneční energii na elektrickou energii. Takové baterie používají křemíkové moduly - polovodiče.
Abyste si mohli vybrat solární baterii pro váš domov, budete muset věnovat pozornost několika našim tipům. A to:
A to:
Při nákupu solárního systému mějte na paměti, že se musí hodit do vašeho domova. Za prvé, klima ve vaší oblasti hraje velkou roli. Od toho se bude odvíjet délka slunečního svitu nad domem a samozřejmě i doba akumulačního režimu. Abyste mohli určit, jak vhodné je vaše území, budete muset použít mapu osvětlení.
Zvažte množství tepla, které chcete nakonec přijmout. Nejlepší variantou by byla baterie, která dokáže pokrýt přibližně 40-80 tepelných potřeb. Systémy, které jsou méně účinné, budou stát řádově více. Je také nutné vzít v úvahu konstrukci a možnosti celého systému. To vám může zaručit stabilitu instalace v případě vyšší moci.
Všechny tyto výpočty je nejlepší svěřit odborníkům.
Určitě si dejte pozor na výrobce baterie a také na materiál, který byl použit při výrobě fotoelektrického článku modulu.Může být monokrystalický i polykrystalický křemík
Na těchto vlastnostech bude záviset nejen cena, ale také účinnost a životnost instalace.
Podle těchto tipů si budete moci vybrat typ instalace, který je vhodný pro vaši oblast. Ale přesto je lepší, když se do vašich výpočtů zapojí lidé související s touto oblastí činnosti.
Polykrystaly a solární aplikace
Monokrystalické destičky jsou vylepšené a lepší než polykrystaly.
Díky flexibilní konstrukci je lze umístit na střechu domu nebo altánu.
Polykrystalické prvky jsou dobré pro pouliční nádraží,
jelikož se instalují pouze na rovnou plochu, je pro ně nutné postarat se o samostatné místo na zahradě. Při umístění v altánku není povoleno zasklení panelů, protože to má za následek snížení účinnosti. Účinnost komerčně dostupných panelů je přibližně 18 %, což je méně než u monokrystalických. Polykrystalické desky trpí ztrátami účinnosti především v důsledku nehomogenity povrchu.
Flexibilní monokrystalický plátek je pohodlný
Srovnání monokrystalu a
Takže, který solární panel je lepší - monokrystalický nebo polykrystalický? Chcete-li odpovědět na tuto otázku, musíte nejprve pochopit, ale jak se liší?
Níže uvedená fotografie ukazuje dva hlavní typy:
První věc, která zaujme, je vzhled.
Monokrystalové prvky mají zaoblené rohy a jednotný povrch. Zaoblené rohy jsou způsobeny tím, že při výrobě monokrystalického křemíku se získávají válcové polotovary. Jednotnost barvy a struktury monokrystalických prvků je způsobena skutečností, že se jedná o jeden narostlý krystal křemíku a krystalická struktura je homogenní.
Polykrystalické prvky mají zase čtvercový tvar díky skutečnosti, že při výrobě se získávají obdélníkové polotovary. Heterogenita barvy a struktury polykrystalických prvků je způsobena tím, že se skládají z velkého počtu heterogenních krystalů křemíku a také obsahují malé množství nečistot.
Druhým a pravděpodobně hlavním rozdílem je účinnost přeměny solární energie.
Monokrystalické prvky a podle toho i panely na nich založené mají dnes nejvyšší účinnost – až 22 % mezi sériově vyráběnými a až 38 % u těch, které se používají v kosmickém průmyslu. Monokrystalický křemík se vyrábí z vysoce čistých surovin (99,999 %).
Komerčně dostupné polykrystalické články mají účinnost až 18 %. Nižší účinnost je dána tím, že při výrobě polykrystalického křemíku se používá nejen vysoce čistý primární křemík, ale i druhotné suroviny (například recyklované solární panely nebo křemíkový odpad z hutního průmyslu). To vede ke vzniku různých defektů v polykrystalických prvcích, jako jsou krystalové hranice, mikrodefekty, uhlíkové a kyslíkové nečistoty.
Účinnost článků je v konečném důsledku zodpovědná za fyzickou velikost solárních panelů. Čím vyšší je účinnost, tím menší je plocha panelu při stejném výkonu.
Třetím rozdílem je cena solární baterie.
Cena monokrystalové baterie je přirozeně o něco vyšší na jednotku energie. To je způsobeno dražším výrobním procesem a použitím vysoce čistého křemíku. Tento rozdíl je však nevýznamný a v průměru se pohybuje kolem 10 %.
Uvádíme tedy hlavní rozdíly mezi monokrystalickými a polykrystalickými solárními články:
Vzhled.
Účinnost.
Cena.
Jak je z tohoto výčtu patrné, u solární elektrárny nezáleží na tom, jaký solární panel bude v jejím složení použit.Hlavní parametry - napětí a výkon solárního panelu nezávisí na typu použitých prvků a v prodeji často najdete panely obou typů stejného výkonu. Konečná volba je tedy na kupujícím. A pokud se nebude stydět za nejednotnou barvu prvků a trochu větší plochu, pak pravděpodobně zvolí levnější polykrystalické solární panely. Pokud mu na těchto parametrech záleží, pak bude jasnou volbou o něco dražší monokrystalický solární panel.
Na závěr bych rád poznamenal, že podle údajů Evropské asociace EPIA v roce 2010 byla výroba solárních článků podle typu křemíku v nich použitého rozdělena následovně:
1. polykrystalický - 52,9 %
2. monokrystalický - 33,2 %
3. amorfní atd. - 13,9 %
Jinými slovy, polykrystalické solární články jsou světovou špičkou z hlediska objemu výroby.
Cena
Solární panely na různých fotočláncích mají různé náklady. Ceny monokrystalických panelů jsou poněkud vyšší (typicky v rozmezí 10 %), kvůli dražšímu procesu a nutnosti použití vysoce čistého křemíku.
Než se tedy rozhodnete, které moduly zvolit, musíte se rozhodnout o podmínkách jejich použití, umístění instalace a rozpočtu. Solární elektrárně je vlastně jedno, který panel jí vyrábí proud, hlavní jsou ukazatele výstupního výkonu a napětí. A tyto hodnoty mohou být stejné pro produkty na různých typech buněk, budou se lišit pouze povrchem. Pokud tedy rozměry nejsou kritické, můžete si koupit solární panely stejného výkonu (na polykrystalech), ale s o něco větší plochou budou stát o něco méně.
Charakteristika tenkovrstvých panelů.
Výrobní proces tenkovrstvých panelů spočívá ve vakuovém nanášení fotovoltaického materiálu ve formě tenkého filmu na substrát. V závislosti na požadovaných vlastnostech se používají různé druhy podkladů a typy stříkaných látek. Pro depozici tenkých vrstev se používají zejména tyto materiály: amorfní křemík (a-Si), telurid kadmia (CdTe), měď, indium, gallium, sloučeniny selenu - selenidy (CIS / CIGS), různé organické prvky (OPC)
Účinnost tenkovrstvých solárních článků závisí na kvalitě a čistotě technologického procesu a pohybuje se od 7 do 13 %. S rozvojem technologií a zaváděním inovací bude předpokládaný nárůst účinnosti 3 %. V roce 2000 se trh s tenkovrstvými panely výrazně rozrostl. Je to dáno vývojem technologie nanášení tenkých vrstev a vývojem úrovně výroby obecně. Pořízení solárních panelů je tedy stále jednodušší a jejich cena je stále dostupnější.
Výhody tenkovrstvých baterií:
- nízké výrobní náklady, tedy nižší cena za panel jako celek.
- estetický vzhled konstrukce díky vysoké jednotnosti.
- možnost výroby pružných konstrukcí
- Sníží se počet ztrát výkonu v důsledku zahřívání nebo nepřímého osvětlení.
Tenkovrstvé struktury mají zároveň řadu nevýhod:
— pro zajištění přeměny potřebného množství sluneční energie je zapotřebí dostatečně velká instalační plocha konstrukce.
- instalace více panelů vyžaduje další montážní hardware a zvýšené náklady na instalaci.
- životnost těchto panelů je nižší než životnost krystalických protějšků.
A přesto, které panely jsou nejvhodnější pro použití v soukromých domácnostech k zajištění elektřiny do domu nebo chaty?
Při řešení tohoto problému nebude na škodu konzultovat specialisty v oblasti fotoelektronických měničů solární energie a provést kvantitativní a kvalitativní posouzení všech faktorů: od plochy až po osvětlení montážní plochy. Tato konzultace vám umožní přesně určit, co potřebujete.
Při nedostatku místa pro instalaci věnujte pozornost monokrystalickým bateriím s maximální účinností.Bohužel v současné době je na ruském trhu fotoelektronických produktů, zejména konvertorů, omezený výběr prvků a s největší pravděpodobností i výběr modulů požadovaného designu nebo složení filmu.
V tomto případě možná budete muset objednat moduly ze zahraničí nebo je zakoupit v Rusku na předobjednávku. V tomto případě však bude cena baterií vyšší.
Pokud je důležitější cenové rozpětí materiálů a práce, pak je nejlepší možností použití struktur na polykrystalických deskách. Umožní vám poskytnout poměrně dobré ukazatele výkonu a zároveň ušetřit nějaké peníze.
Při výběru tenkovrstvých panelů nezapomeňte zvážit požadavky na instalaci. Náklady na dodatečné instalační práce výrazně ovlivní konečný odhad.
Poté, co jste se rozhodli pro typ a velikost solárních panelů, zbývá na vás zakoupit požadované jednotky, nainstalovat a užít si jeden z nejekologičtějších způsobů výroby elektřiny pro domácí potřeby.
Solární panely
- odolný (životnost je 25-30 let)
- snadná instalace
- snadné na údržbu
- spolehlivé a efektivní
Výroba modulů je založena na použití křemíku. Křemík je po kyslíku druhým nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře. V přírodě je těžké najít křemík v čisté formě, nejčastěji se vyskytuje v kombinaci s kyslíkem - oxidem křemičitým (Si02). Tento chemický prvek má vysokou reaktivitu a ve své čisté formě je nejdůležitějším polovodičem v moderní radioelektronice, počítačové technice a alternativní energii. V závislosti na výrobních technologiích existuje několik typů panelů, které se neustále zdokonalují. Nejběžnějšími typy modulů jsou krystalické a tenkovrstvé nebo amorfní panely. Krystalické fotovoltaické články jsou buď monokrystalické nebo polykrystalické
Monokrystalické panely
Monosilikonový plátek je monokrystal ve formě válcových maximálně čistých křemíkových ingotů, ze kterých se řezáním Czochralského metodou získávají obdélníkové křemíkové kotouče. Monokrystalické prvky jsou čtverce se zaoblenými nebo seříznutými rohy, jednotné struktury, tloušťky 0,2-0,3 mm, tmavě modré nebo černé s antireflexní vrstvou. Monokrystalické solární moduly jsou vysoce účinné, kompaktní a mají nejdelší životnost.
Technologie výroby solárních článků z monokrystalických článků je poměrně drahá. To je způsobeno použitím vysoce čistého křemíku.
Polykrystalické panely
Polysilikonové solární desky se vyrábějí postupným ochlazováním křemíkové látky. Tato výrobní technologie vyžaduje méně energie a křemík nemá nejvyšší stupeň čištění. Bloky polykrystalů se zpracovávají stejným způsobem jako monokrystalický polotovar. Polykrystalické panely jsou blokem krystalů různých směrů, některé krystaly jsou dobře viditelné na výbrusu, jedná se o pravidelné modré čtverce s antireflexní vrstvou nebo stříbrno-šedé bez povlaku, tloušťky 0,2 - 0,3 mm. Účinnost takových baterií je nižší (od 13 % do 18 %).
Tenkovrstvé (amorfní) solární panely
Hlavním rozdílem mezi tenkovrstvými nebo amorfními panely je nanášení tenké vrstvy amorfního křemíku na substrát. Materiál obložení může být buď pružný (plast) nebo pevný (sklo nebo kov) základna. Amorfní panely lze od ostatních typů odlišit tmavě šedou barvou, jsou flexibilní, skladné a lehké. Cena je nižší než u tradičního křemíku.Takové baterie fungují skvěle ve velmi prašném vzduchu, mají dostatek rozptýleného světla. Nedávné inovace ve vývoji křemíkového filmu vedly k výrobě účinných vícenásobných solárních článků, které obsahují více vrstev křemíku. Různé polovodičové materiály různě pohlcují sluneční záření a zachycují tak celé spektrum záření.
Design a aplikace
Podle zařízení se všechny solární konvertory dělí na monokrystalické a polykrystalické. Efektivita a cena každého panelu závisí na designu každého panelu. Světoví výrobci těchto zařízení používají jako pracovní kapalinu křemík, telurid kadmia a sloučeniny na bázi mědi, india, galia a selenu. Nejnovějším počinem v této oblasti jsou baterie, jejichž pracovním materiálem je arsenid gallia.
Domácí průmysl pro výrobu solárních generátorů využívá především křemíkové polovodičové destičky. Hotové moduly určené ke generování elektrického proudu kombinují sadu článků s jejich konstrukcí. Ploché panely jsou instalovány na speciálních stojanech s otočnými zařízeními, pomocí kterých se nastavuje maximální možný úhel dopadu slunečních paprsků na polovodič během dne. Levnější, ale méně efektivní variantou je použití pevných konstrukcí nastavených do určitého konstantního úhlu.
Důležitým prvkem každé solární sestavy jsou baterie, které akumulují elektrickou energii pro použití v noci nebo během tlumeného osvětlení během dne. Poté přichází z baterií přímo do zátěže, nebo nejprve do měniče 12 (24) - 220 V a poté ke spotřebiteli, podle jeho typu.
Názor odborníka
Alexej Bartoš
Specialista na opravy, údržbu elektrických zařízení a průmyslové elektroniky.
Zeptejte se odborníka
Je výhodné vyrábět solární energii tam, kde je v roce mnoho jasných dnů. Většina regionů Ruské federace je pro využívání pouze solární energie nevhodná. Solární generátory se častěji používají pouze jako doplňková napájecí zařízení.
Závěr
Přestože existují rozdíly mezi různými typy modulů, neexistuje jednoznačná odpověď, který solární modul nejlépe vyhovuje všem možným požadavkům. Typ modulu se vybírá v závislosti na vlastnostech vašeho místa a požadavcích na instalaci.
Při výběru modulu je často kladena otázka: která solární baterie je lepší - monokrystalická nebo polykrystalická, nebo možná amorfní? Ostatně jsou v našem století nejrozšířenější. Pro nalezení odpovědi bylo provedeno mnoho výzkumů. Pojďme se podívat, co ukázaly výsledky:
účinnost a životnost
Monokrystalické prvky mají účinnost cca 17-22%, jejich životnost je minimálně 25 let. Účinnost polykrystalických může dosáhnout 12-18%, také slouží minimálně 25 let. Účinnost amorfních je 6-8% a klesá mnohem rychleji než krystalické, nepracují déle než 10 let.
Teplotní koeficient
V reálných podmínkách použití se solární panely zahřívají, což vede ke snížení jmenovitého výkonu o 15-25%. Průměrný teplotní koeficient pro poly a mono je -0,45 %, amorfní -0,19 %. To znamená, že když teplota vzroste o 1 °C oproti standardním podmínkám, krystalické baterie budou méně produktivní než amorfní.
Ztráta účinnosti
Degradace solárních monokrystalických a polykrystalických modulů závisí na kvalitě výchozích prvků – čím více boru a kyslíku obsahují, tím rychleji klesá účinnost. Polysilikonové destičky mají méně kyslíku, zatímco monosilikonové destičky mají méně boru. Proto při stejných kvalitách materiálu a podmínkách použití není žádný zvláštní rozdíl mezi stupněm degradace těchto a ostatních modulů, v průměru je to asi 1% ročně.Hydrogenovaný křemík se používá při výrobě amorfních baterií. Obsah vodíku je způsoben jeho rychlejší degradací. Takže krystalické degradují o 20% po 25 letech provozu, amorfní jsou 2-3x rychlejší. Nekvalitní modely však mohou v prvním roce používání ztratit účinnost o 20 %. To stojí za zvážení při nákupu.
Cena
Zde je převaha zcela na straně amorfních modulů - jejich cena je nižší než u krystalických, kvůli levnější výrobě. Na druhém místě je poly, zatímco mono je nejdražší.
Rozměry a montážní plocha
Monokrystalické baterie jsou kompaktnější. K vytvoření pole s požadovaným výkonem budete potřebovat méně panelů ve srovnání s jinými typy. Po instalaci tedy zaberou o něco méně místa. Pokrok ale nestojí na místě a z hlediska poměru výkon/plocha již polykrystalické moduly dohánějí mono. Amorfní za nimi stále pokulhávají – jejich instalace si vyžádá 2,5krát více místa.
Citlivost na světlo
Zde vedou moduly z amorfního křemíku. Mají nejlepší účinnost přeměny sluneční energie díky obsahu vodíku v prvku. Proto ve srovnání s krystalickými pracují efektivněji za špatných světelných podmínek. Mono a poly při špatném osvětlení fungují přibližně stejně – výrazně reagují na změny intenzity světla.
Roční produkce
Výsledkem testování modulů od různých výrobců bylo zjištěno, že monokrystalické vyrobí ročně více elektřiny než polykrystalické. A ty jsou zase produktivnější než amorfní, přestože ty druhé generují energii i při slabém osvětlení.
Lze dojít k závěru, že mono a poly solární panely mají malé, ale důležité rozdíly. Přestože mono je stále efektivnější a jejich návratnost je větší, poly bude stále populárnější. Pravda, záleží na kvalitě produktu. Většina velkých solárních elektráren je však sestavována na bázi polymodulů. Je to dáno tím, že investoři hledí na celkové náklady projektu a dobu návratnosti, nikoli na maximální efektivitu a životnost.
Nyní o amorfních bateriích. Začněme výhodami: způsob jejich výroby je nejjednodušší a nízkorozpočtový, protože není potřeba žádné řezání a zpracování křemíku. To se odráží v nízkých nákladech na konečný produkt. Jsou nenáročné - mohou být instalovány kdekoli a nejsou vybíravé - nebojí se prachu a zataženého počasí.
Amorfní moduly však mají i nevýhody, které přebíjejí jejich výhody: oproti výše uvedeným typům mají nejnižší účinnost, rychle se kazí - účinnost klesá o 40 % za méně než 10 let a vyžadují hodně místa pro instalaci.
