Was ist eine monokristalline solarzelle
Wir haben bereits erwähnt, dass es zwei Arten von Panels gibt: Poly- und Einkristall. Betrachten Sie zunächst ein Einkristallelement - es ist teurer, aber leistungsfähiger.
Besonderheiten
Für eine solche Batterie wird ein spezieller Silizium-Einkristall nach der Czochralski-Methode gezüchtet. Dieses Material ist teurer als ein polykristalliner Wafer, jedoch hat ein monokristallines Modul aufgrund seiner hohen Qualität einen höheren Wirkungsgrad. Monokristalline Solarmodule, die aus einzelnen Siliziumzellen zusammengesetzt sind, haben einen Betriebswirkungsgrad von etwa 20–22 %.
Lichtstrahlen, die auf die Oberfläche eines Einkristalls aus Silizium fallen, führen freie Elektronen zu einer gerichteten Bewegung. An beiden Seiten des Kristalls sind Drähte angeschlossen, die zum Verbraucher führen.
Die Effizienz einer solchen Platte ist ziemlich hoch, da die Sonnenstrahlen nicht darin gestreut, sondern gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Kristalls verteilt werden. Die p-n-Übergangsfläche in der Platte ist groß, wodurch Elektronen ungehindert von einem Teil des Halbleiters zum anderen dringen.
Preis
Die Technologie, große Halbleiter-Einkristalle zu züchten, ist ziemlich aufwändig, weshalb der Preis einer solchen Batterie immer höher ist als der eines ähnlichen Produkts auf Basis von Polykristallen. Der Unterschied in den Kosten der Geräte beträgt 10%, was der Hauptnachteil einer Einkristallbatterie ist.
Der Preis für ein monokristallines Panel mit einer Leistung von 150 W beträgt 5400 Rubel, und eine 200-W-Batterie des gleichen Designs kostet 11.700 Rubel. Wesentlich teurer als 230W und 300W Geräte
Gestaltung und Anwendung
Halbleiter. In der Regel mono- oder polykristallines Silizium, ergänzt mit weiteren chemischen Verbindungen, die zur Entstehung des photoelektrischen Effekts beitragen. Es besteht aus 2 Materialien mit unterschiedlicher Leitfähigkeit, wodurch zwischen ihnen eine ständige Bewegung von Elektronen stattfindet (p-n-Übergang).
Dichtung - die dünnste Beschichtung, die die freie Bewegung von Elektronen verhindert und sich zwischen den Schichten eines Halbleiters befindet.
Eine Stromquelle, bei der Elektronen an die Dichtung angeschlossen werden, können sie überwinden - als Folge davon tritt eine geordnete Bewegung geladener Teilchen auf, tatsächlich wird ein elektrischer Strom erzeugt.
Akkumulator - speichert den erhaltenen Strom.
Laderegler - erfüllt die Funktion eines Verteilers elektrischer Energieflüsse.
Um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, wird ein Wechselrichter benötigt.
Spannungsregler.
Um Sonnenkollektoren als Hauptstromquelle zu nutzen, ist es wichtig, dass die Anzahl klarer Tage gegenüber bewölkten überwiegt. Aus diesem Grund werden solche Anlagen in den meisten Regionen unseres Landes hauptsächlich als Hilfsanlagen eingesetzt.
Aussehen
Das Aussehen ist jedoch das erste, was ins Auge fällt. Monozellen haben eine quadratische Form mit abgeschnittenen Ecken und einer einheitlichen Oberfläche. Dies liegt an den Besonderheiten der Herstellung und Kristallstruktur von Einkristallen. Bei der Züchtung von Siliziumkristallen erhält man zylindrische Rohlinge, die nach der Weiterverarbeitung in solche „pseudoquadratischen“ Platten geschnitten werden. Und die Gleichmäßigkeit der Oberfläche wird durch die strenge Kristallstruktur des Werkstücks bestimmt.
Polykristalline Zellen haben eine gleichmäßige quadratische Form. Bei ihrer Herstellung werden in einem Zwischenstadium prismatische Rohlinge erhalten, die in quadratische (oder rechteckige) Platten geschnitten werden. Ihre äußere Oberfläche ist aufgrund der Polystruktur von Silizium inhomogen.
Dies impliziert den ersten Unterschied zwischen Modulen auf Mono- und Polyzellen. Das ist die Fülldichte. Polykristalline Zellen füllen die gesamte nutzbare Fläche der Batterie aus, während ungenutzte Hohlräume zwischen Monozellen verbleiben. Das bedeutet, dass trotz des unterschiedlichen Wirkungsgrades einzelner Zellen die Leistung des Polymoduls pro Flächeneinheit höher sein kann.
Welche Module wählen
Die Wahl der optimalen Option sollte anhand einer Kombination aus Kosten-, Qualitäts- und technischen Indikatoren erfolgen. Es ist falsch, sich nur vom Design leiten zu lassen, ein solcher Ansatz kann Geldverschwendung verursachen. Es ist notwendig, den Strombedarf des Hauses zu decken, die notwendige Marge für unvorhergesehene Situationen und für einen Leistungsabfall bei einer Verlängerung der Lebensdauer hinzuzufügen.
Sie haben sich bereits für den Kauf eines Solarkraftwerks entschieden, sind sich aber nicht sicher, welches mono- oder polykristallin besser ist? In diesem Artikel werden wir alle Vor- und Nachteile der Technologie analysieren.
Polykristalline Solarmodule. Mythen und Missverständnisse
Natürlich ist jeder Verkäufer und Hersteller daran interessiert, genau sein Produkt zu verkaufen, und daher haben sich am Markt hartnäckige Missverständnisse bezüglich bestimmter Technologien gebildet. Die polykristalline Siliziumtechnologie ist da keine Ausnahme und weist charakteristische Unterschiede zu monokristallinem, reinem Silizium auf. Daher werden viele Eigenschaften von Polybatterien häufiger als Vorteile interpretiert. Aber ist es? Hier sind einige Aussagen von Verkäufern, die verkaufen Solarplatten
:
- „Polykristallines Silizium schneidet bei bewölktem Wetter besser ab!“
- „Die Lebensdauer von Polymodulen entspricht der eines Einkristalls.“
- „Polykristalline Solarmodule sind billiger und daher erschwinglicher“
Es ist erwähnenswert, dass die erste Aussage an sich darauf hinweist, dass Sie nicht mit einem Fachmann kommunizieren. Silizium-Solarzellen haben bei bewölktem Wetter unabhängig von der Technologie nahezu die gleiche Leistung. Eine solche Eigenschaft wie "effizienter Betrieb bei geringer Sonneneinstrahlung" kann auf "siliziumfreie", amorphe Solarzellen stolz sein, deren Gesamtwirkungsgrad um 6-9% schwankt.
Poli - Elemente sind wirklich etwas billiger, da ihr Herstellungsprozess nicht mühsam und schnell ist. Angesichts der Tatsache, dass ihr Wirkungsgrad um 15-25% geringer ist, sollte der Bereich der Produkte größer sein, um eine mit der MONO-Technologie vergleichbare Produktion zu erreichen. Dies bedeutet höhere Kosten für das Produkt (Glas, Box, Etui) und Transportkosten. Die Kosten für die Produktinstallation, die Kosten für Befestigungselemente und das Wechseln sind ebenfalls höher. Was wird für Sie billiger - überlegen Sie selbst, aber der Einstiegspreis der Produkte ist noch kein Solarkraftwerk.
Die Ressourcen ihrer Arbeit werden ebenfalls übertrieben. Polykristalline Solarzellen reduzieren den Wirkungsgrad in kürzerer Zeit deutlich als "reines Silizium".
Lassen Sie uns nun die Missverständnisse bezüglich monokristalliner Solarzellen analysieren.
Sonnenkollektoren für zu Hause - höchste Effizienz!
Die Vorteile monokristalliner Solarmodule sind unbestreitbar. Doch leichte Preisschwankungen werden vom Endkäufer nicht immer richtig wahrgenommen. Sonnenkollektoren für zu Hause
, Typ Mono, ist wirklich etwas teurer und nicht bei allen Herstellern und Anbietern zu finden.
Monokristalline Siliziumplatten haben eine Reihe von Vorteilen:
- Kompaktere Gesamtabmessungen pro Watt erzeugter Leistung;
- Lange Lebensdauer mit minimalem Verlust der Kristalleffizienz (nicht mehr als 20 %, über 25 Jahre);
- Die höchste Effizienz der Energieumwandlung (von Solar zu Elektro).
Reicht das nicht aus, um sich für eine fortschrittlichere und effizientere Technologie zu entscheiden?
Hauptunterschiede bei Folien-Solarmodulen
Sie können sofort verstehen, dass Folienrollen-Solarmodule eine Vielzahl von Unterschieden zu kristallinen Optionen aufweisen.
Das erste, worauf Sie achten sollten, ist ihre Dicke, sie beträgt weniger als 1 Mikron, außerdem sind sie sehr flexibel, diese Qualität ermöglicht es, sie auf jeder Oberfläche zu platzieren, sogar auf zylindrischen.
Neben diesen Vorteilen haben Folienbatterien folgende Vorteile:
- Sie behalten die Betriebsparameter auch bei diffusem Licht bei, wodurch ihre Gesamtenergie im Vergleich zu kristallinen Sorten um 15% erhöht wird;
- Sie haben niedrige Kosten, was bedeutet, dass ihr Kauf budgetär ist;
- Ihre Arbeit in Hochleistungsstromnetzen ist effizienter;
- In heißen Klimazonen reduzieren Batterien ihre Produktivität nicht;
- Sie haben eine hohe Absorptionsrate des Sonnenspektrums in optischer Form.
Natürlich haben Folienbatterien trotz aller Vorteile, wie jede andere Installation, einige Nachteile. Hier können große Abmessungen eingegeben werden, im Vergleich zu kristallinen Platten nehmen Folienplatten eine fast 3-mal größere Fläche ein. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass Steuereinrichtungen vom Hochspannungstyp erforderlich sind, um solche Batterien zu verwenden.
Merkmale monokristalliner Paneele
Das monokristalline System besteht aus Dutzenden von Fotozellen, die zu einem einzigen Panel kombiniert sind. Kristalle werden durch Züchtung gewonnen - nach der Czochalski-Methode. Jeder von ihnen ist auf einer Glasfaserbasis befestigt, die vor Staub und Feuchtigkeit schützt. Das Material der Elemente ist gereinigtes Silizium. Lichtempfindliche Zellen sind in eine Richtung orientiert, wodurch die Effizienz von monokristallinen Panels höher ist als die von polykristallinen. Andere Eigenschaften:
Dauer des Dauerbetriebs - mindestens 20 Jahre;
Der Wirkungsgrad von Einkristallen beträgt im Durchschnitt bis zu 20-22% (ohne Verluste des empfangenen Stroms), in einigen Fällen - bis zu 20%;
der Absorptionsgrad ist höher als bei polykristallinen Platten;
Der einzige Nachteil von Einkristallsystemen sind höhere Kosten, aber die Anschaffungskosten machen sich schnell bezahlt.
Bei Platzmangel, wenn es extrem darauf ankommt, das Maximum an Energie aus jedem Quadratmeter herauszuholen, ist eine solche Lösung vorzuziehen.
Merkmale polykristalliner Platten
Polykristalle werden durch allmähliches Abkühlen von geschmolzenem Silizium erhalten. Diese Technologie ist billiger als das künstliche Züchten von Einkristallen, jedoch kann an den Rändern von Polykristallen Körnigkeit vorhanden sein, was zu einer Verringerung ihrer Effizienz führt. Der grundlegende Unterschied zu Einkristallen ist die heterogene Struktur und Farbe. Dies ist auf Verunreinigungen und die Tatsache zurückzuführen, dass das System Kristalle unterschiedlicher Art enthält. Besonderheiten:
Der Wirkungsgrad ist geringer als der von Einkristallelementen - bis zu 17-18%;
erschwinglicher Preis - die Herstellung von polykristallinen Paneelen ist kostengünstiger;
Die Leistungsverlustrate (Degradation) von Polykristallen ist geringer als die von Einkristallen.
Wenn es also darum geht, eine bestimmte Menge Strom zu gewinnen, wird bei der Verwendung von polykristallinen Paneelen eine große Fläche benötigt. Es besteht die Meinung, dass es rentabler ist, sie in Regionen mit überwiegend bewölkten Tagen einzusetzen - bei unzureichender Sonne liefern Polykristalle mehr Energie als Einkristalle.
Vergleich der Haupteigenschaften von einkristallinen und polykristallinen Elementen
Jedes der Systeme hat seine Vor- und Nachteile. Wie kann man bestimmen, was vorzuziehen ist, Einzel- oder Polykristalle? Wir machen Sie auf eine Vergleichstabelle aufmerksam, in der die wichtigsten Merkmale jeder der Optionen berücksichtigt werden:
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Parameter |
Einkristalle |
Polykristalle |
Fazit |
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Temperaturkoeffizient |
0,45 % |
0,45 % |
Die Leistungsreduzierung ist bei beiden Systemtypen nahezu gleich |
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Abbaurate |
Um 3% im ersten Betriebsjahr, in den Folgejahren um 0,71%. |
Im ersten Betriebsjahr um 2 %, in den Folgejahren um 0,67 %. |
Der Unterschied ist unbedeutend, kann also vernachlässigt werden. |
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Preis |
Die hohen Kosten sind auf die Komplexität der Produktion zurückzuführen. |
10-15% billiger als monokristalline Zellen. |
Für viele ist der Preis das entscheidende Kriterium für polykristalline Module. |
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Lichtempfindlichkeit (bei Lichtstärke 600 W/m |
Bei gleichen Leistungsmodulen beträgt die Differenz nicht mehr als 10 %. |
Tatsächlich kann dieser Indikator vernachlässigt werden. |
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Jahresleistung |
Laut dem PHOTON-Labor ist sie bei Einkristallen etwas höher (nicht mehr als 2 %). Genauere Studien haben jedoch gezeigt, dass es nicht nur auf die Art des Panels ankommt, sondern auch auf die Marke. |
Wichtiger sind die Eigenschaften einer bestimmten Solarbatterie – sie sind das entscheidende Auswahlkriterium. |
Bei der Auswahl von Solarmodulen ist nicht nur auf die Art der Photovoltaikzellen zu achten, sondern auch auf weitere Kriterien: Preis-Leistungs-Verhältnis, deklarierte Ressource (Garantiezeit), Spannung bei maximaler Leistung und Ausstattung.
Gibt es günstige Solarmodule?
Spezialisten und Wissenschaftler streben danach, Batterien zu entwickeln, die der gesamten Bevölkerung zur Verfügung stehen. Mit kleinen, aber erfolgreichen Schritten nähern sie sich diesem Ziel und verbessern gleichzeitig die in dieser Technologie verwendeten Materialien immer wieder. Natürlich gibt es auch Hersteller, die mit der Ware, die sie den Kunden anbieten, sorglos umgehen und wissentlich minderwertige Produkte verkaufen. Dies ist das Hauptproblem, wenn Sie plötzlich eine günstige Solarbatterie kaufen möchten.
Nicht nur Einwohner der Russischen Föderation, sondern auch europäische Länder sind davon überzeugt, dass chinesische Hersteller kostengünstige Installationen anbieten. Es ist ersichtlich, dass es chinesische Hersteller waren, die den Markt für Solarbatterien überschwemmten und viele große Unternehmen zwangen, sich für bankrott zu erklären, die der Konkurrenz mit den Chinesen einfach nicht standhalten konnten.
So müssen Sie beispielsweise wissen, welche Produkte Budget sein können und welche nicht. Es ist unwahrscheinlich, dass billige monokristalline Module zu finden sind, da diese Typen die stärksten Elemente enthalten.
Daher ist es sehr wichtig zu wissen, welche Eigenschaften die Installation beinhaltet.
Auf der anderen Seite gibt es riesige Unternehmen, die dank staatlicher Subventionen die Kosten der von ihnen produzierten Solarmodule senken. Darunter große deutsche und natürlich russische Produktion. Wenn Sie sich für den Kauf chinesischer Produkte entscheiden, ist es besser, einem bekannten Unternehmen den Vorzug zu geben, das seinen Namen auf dem Markt bereits gerechtfertigt hat.
Was ist eine Solarbatterie? Es handelt sich um einen photovoltaischen Gleichstromgenerator, der Sonnenenergie in elektrische Energie umwandelt. Solche Batterien verwenden Siliziummodule - Halbleiter.
Um ein Solarmodul für Ihr Zuhause auszuwählen, müssen Sie einige unserer Tipps beachten. Nämlich:
Nämlich:
Denken Sie beim Kauf einer Solaranlage daran, dass sie zu Ihrem Zuhause passen muss. Erstens spielt das Klima Ihrer Gegend eine große Rolle. Die Dauer des Sonnenlichts über dem Haus und natürlich die Zeit des kumulativen Regimes hängen davon ab. Um festzustellen, wie geeignet Ihr Revier ist, müssen Sie eine Beleuchtungskarte verwenden.
Berücksichtigen Sie die Wärmemenge, die Sie am Ende erhalten möchten. Die beste Option wäre eine Batterie, die ungefähr 40-80 Wärmebedarf decken kann. Systeme, die weniger effizient sind, kosten eine Größenordnung mehr. Es ist auch notwendig, das Design und die Fähigkeiten des gesamten Systems zu berücksichtigen. Dies kann Ihnen die Stabilität der Installation im Falle höherer Gewalt garantieren.
All diese Berechnungen sollten am besten Spezialisten anvertraut werden.
Achten Sie unbedingt auf den Hersteller der Batterie sowie auf das Material, das bei der Herstellung der Fotozelle des Moduls verwendet wurde.Es kann sowohl mono- als auch polykristallines Silizium geben
Von diesen Eigenschaften hängt nicht nur der Preis ab, sondern auch die Effizienz sowie die Lebensdauer der Anlage.
Wenn Sie diese Tipps befolgen, können Sie die Installationsart auswählen, die für Ihre Region geeignet ist. Trotzdem ist es besser, wenn sich Personen aus diesem Tätigkeitsbereich an Ihren Berechnungen beteiligen.
Polykristalle und Solaranwendungen
Einkristalline Wafer sind verbessert und Polykristallen überlegen.
Aufgrund der flexiblen Struktur können sie auf dem Dach eines Hauses oder Pavillons platziert werden.
Polykristalline Elemente sind gut für Straßenstationen,
da sie nur auf einer ebenen fläche aufgestellt werden, muss für sie ein eigener platz im garten gepflegt werden. Bei der Platzierung in einem Pavillon ist das Verglasen von Paneelen nicht zulässig, da dies zu einer Verringerung der Effizienz führt. Der Wirkungsgrad handelsüblicher Panels liegt bei ca. 18 % und damit unter dem von monokristallinen. Polykristalline Platten erleiden Effizienzverluste hauptsächlich aufgrund von Oberflächeninhomogenität.
Flexibler monokristalliner Wafer ist bequem
Vergleich von Einkristall u
Welches Solarmodul ist also besser – monokristallin oder polykristallin? Um diese Frage zu beantworten, müssen Sie zuerst verstehen, aber wie unterscheiden sie sich?
Das Foto unten zeigt zwei Haupttypen:
Das erste, was ins Auge fällt, ist das Aussehen.
Einkristalline Elemente haben abgerundete Ecken und eine gleichmäßige Oberfläche. Abgerundete Ecken sind darauf zurückzuführen, dass bei der Herstellung von einkristallinem Silizium zylindrische Rohlinge erhalten werden. Die Einheitlichkeit der Farbe und Struktur von Einkristallelementen ist darauf zurückzuführen, dass es sich um einen einzigen gezüchteten Siliziumkristall handelt und die Kristallstruktur homogen ist.
Polykristalline Elemente wiederum haben eine quadratische Form, da bei der Herstellung rechteckige Rohlinge erhalten werden. Die Heterogenität der Farbe und Struktur polykristalliner Elemente ist darauf zurückzuführen, dass sie aus einer großen Anzahl heterogener Siliziumkristalle bestehen und auch eine geringe Menge an Verunreinigungen enthalten.
Der zweite und wahrscheinlich wichtigste Unterschied ist die Effizienz der Umwandlung von Solarenergie.
Monokristalline Elemente und dementsprechend darauf basierende Panels haben heute den höchsten Wirkungsgrad - bis zu 22 % bei Massenprodukten und bis zu 38 % bei solchen, die in der Raumfahrtindustrie verwendet werden. Monokristallines Silizium wird aus hochreinen Rohstoffen (99,999 %) hergestellt.
Kommerziell erhältliche polykristalline Zellen haben einen Wirkungsgrad von bis zu 18 %. Der geringere Wirkungsgrad ist darauf zurückzuführen, dass bei der Herstellung von polykristallinem Silizium nicht nur hochreines Primärsilizium verwendet wird, sondern auch Sekundärrohstoffe (z. B. recycelte Solarmodule oder Siliziumabfälle aus der metallurgischen Industrie). Dies führt zum Auftreten verschiedener Defekte in polykristallinen Elementen, wie Kristallgrenzen, Mikrodefekten, Kohlenstoff- und Sauerstoffverunreinigungen.
Die Zelleffizienz ist letztendlich für die physische Größe von Solarmodulen verantwortlich. Je höher der Wirkungsgrad, desto kleiner wird die Panelfläche bei gleicher Leistung.
Der dritte Unterschied ist der Preis der Solarbatterie.
Natürlich ist der Preis einer Einkristallbatterie pro Leistungseinheit etwas höher. Dies liegt an dem teureren Herstellungsprozess und der Verwendung von hochreinem Silizium. Dieser Unterschied ist jedoch unbedeutend und beträgt im Durchschnitt etwa 10 %.
Daher listen wir die Hauptunterschiede zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarzellen auf:
Aussehen.
Effizienz.
Preis.
Wie aus dieser Liste ersichtlich ist, spielt es für ein Solarkraftwerk keine Rolle, welches Solarpanel in seiner Zusammensetzung verwendet wird.Die Hauptparameter - Spannung und Leistung des Solarmoduls - hängen nicht von der Art der verwendeten Elemente ab, und Sie können häufig Module beider Typen mit derselben Leistung im Angebot finden. Die endgültige Wahl liegt also beim Käufer. Und wenn ihm die ungleichmäßige Farbe der Elemente und eine etwas größere Fläche nicht peinlich sind, dann wird er wahrscheinlich zu günstigeren polykristallinen Solarmodulen greifen. Wenn ihm diese Parameter wichtig sind, dann ist das etwas teurere monokristalline Solarpanel die naheliegende Wahl.
Abschließend möchte ich anmerken, dass nach den Daten des europäischen Verbands EPIA im Jahr 2010 die Produktion von Solarzellen nach Art des darin verwendeten Siliziums wie folgt verteilt war:
1. polykristallin - 52,9 %
2. monokristallin - 33,2 %
3. amorph usw. - 13,9 %
Mit anderen Worten, polykristalline Solarzellen sind in Bezug auf das Produktionsvolumen weltweit führend.
Preis
Sonnenkollektoren auf verschiedenen Fotozellen haben unterschiedliche Kosten. Die Preise für monokristalline Module sind aufgrund des teureren Prozesses und der Notwendigkeit, hochreines Silizium zu verwenden, etwas höher (typischerweise im Bereich von 10 %).
Bevor Sie sich entscheiden, welche Module Sie wählen, müssen Sie sich also über die Bedingungen für deren Verwendung, den Installationsort und das Budget entscheiden. Tatsächlich ist es dem Solarkraftwerk egal, welches Panel Strom dafür produziert, Hauptsache die Ausgangsleistung und die Spannungsanzeigen. Und diese Werte können für Produkte auf verschiedenen Zelltypen gleich sein, sie unterscheiden sich nur in der Oberfläche. Wenn die Abmessungen nicht kritisch sind, können Sie daher Solarmodule mit der gleichen Leistung (auf Polykristallen) kaufen, die jedoch mit einer etwas größeren Fläche etwas weniger kosten.
Eigenschaften von Dünnschichtplatten.
Der Herstellungsprozess von Dünnschichtmodulen besteht aus der Vakuumabscheidung eines photovoltaischen Materials in Form eines dünnen Films auf einer Substratbasis. Abhängig von den geforderten Eigenschaften werden verschiedene Arten von Substraten und Arten von Sprühsubstanzen verwendet. Insbesondere werden folgende Materialien zur Abscheidung dünner Schichten verwendet: amorphes Silizium (a-Si), Cadmiumtellurid (CdTe), Kupfer, Indium, Gallium, Selenverbindungen – Selenide (CIS/CIGS), verschiedene organische Elemente (OPC)
Der Wirkungsgrad von Dünnschicht-Solarzellen hängt von der Qualität und Reinheit des technologischen Prozesses ab und liegt zwischen 7 und 13 %. Mit der Entwicklung der Technologie und der Einführung von Innovationen wird die prognostizierte Effizienzsteigerung 3 % betragen. In den 2000er Jahren ist der Markt für Dünnschichtmodule stark gewachsen. Dies ist auf die Entwicklung der Technologie zur Abscheidung dünner Schichten und die Entwicklung des Produktionsniveaus im Allgemeinen zurückzuführen. So wird es einfacher, Solarmodule zu kaufen, und ihr Preis wird erschwinglicher.
Vorteile von Dünnschichtbatterien:
- Niedrige Produktionskosten, daher ein niedrigerer Preis für das Paneel als Ganzes.
- Ästhetisches Erscheinungsbild der Struktur durch hohe Gleichmäßigkeit.
- die Möglichkeit, flexible Strukturen herzustellen
- Die Zahl der Leistungsverluste durch Erwärmung oder indirekte Beleuchtung wird reduziert.
Gleichzeitig haben Dünnschichtstrukturen eine Reihe von Nachteilen:
— Es ist eine ausreichend große Installationsfläche der Struktur erforderlich, um die Umwandlung der erforderlichen Menge an Sonnenenergie zu gewährleisten.
- Die Installation von mehr Paneelen erfordert zusätzliches Montagematerial und erhöhte Installationskosten.
- Die Lebensdauer solcher Paneele ist geringer als die von kristallinen Gegenstücken.
Doch welche Paneele eignen sich am besten für den Einsatz in Privathaushalten, um ein Haus oder eine Hütte mit Strom zu versorgen?
Bei der Lösung dieses Problems schadet es nicht, Spezialisten auf dem Gebiet der photoelektronischen Solarenergiewandler zu konsultieren und eine quantitative und qualitative Bewertung aller Faktoren durchzuführen: von der Fläche bis zur Beleuchtung der Montagefläche. In diesem Beratungsgespräch können Sie genau bestimmen, was Sie brauchen.
Achten Sie bei Platzmangel beim Einbau auf monokristalline Batterien mit maximaler Effizienz.Leider ist derzeit auf dem russischen Markt für photoelektronische Produkte, insbesondere Konverter, die Auswahl an Elementen begrenzt und höchstwahrscheinlich ebenso wie die Auswahl an Modulen mit dem erforderlichen Design oder der Filmzusammensetzung
In diesem Fall müssen Sie möglicherweise Module aus dem Ausland bestellen oder in Russland auf Vorbestellung kaufen. In diesem Fall ist der Preis für Batterien jedoch höher.
Wenn die Preisspanne von Material und Arbeit wichtiger ist, dann ist die beste Option, Strukturen auf polykristallinen Platten zu verwenden. Sie ermöglichen es Ihnen, ziemlich gute Leistungsindikatoren bereitzustellen und gleichzeitig etwas Geld zu sparen.
Denken Sie bei der Auswahl von Dünnschichtmodulen daran, die Installationsanforderungen zu berücksichtigen. Die Kosten für zusätzliche Installationsarbeiten wirken sich erheblich auf die endgültige Schätzung aus.
Nachdem Sie sich für Art und Größe der Solarmodule entschieden haben, müssen Sie nur noch die erforderlichen Einheiten kaufen, installieren und eine der umweltfreundlichsten Möglichkeiten zur Stromerzeugung für den Hausbedarf nutzen.
Solarplatten
- langlebig (Lebensdauer beträgt 25-30 Jahre)
- einfach zu installieren
- leicht zu pflegen
- zuverlässig und effizient
Die Herstellung von Modulen basiert auf der Verwendung von Silizium. Silizium ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element in der Erdkruste. Es ist schwierig, Silizium in seiner reinen Form in der Natur zu finden, meistens wird es in Kombination mit Sauerstoff - Siliziumdioxid (SiO2) gefunden. Dieses chemische Element hat eine hohe Reaktivität und ist in seiner reinen Form der wichtigste Halbleiter in der modernen Funkelektronik, Computertechnologie und alternativen Energien. Je nach Herstellungstechnologie gibt es mehrere Arten von Paneelen, die ständig verbessert werden. Die gängigsten Modultypen sind kristalline und dünnschichtige oder amorphe Module. Kristalline Photovoltaikzellen sind entweder monokristallin oder polykristallin
Monokristalline Platten
Ein Monosiliziumwafer ist ein Einkristall in Form zylindrischer, möglichst reiner Siliziumbarren, aus denen durch Schneiden nach dem Czochralski-Verfahren rechteckige Siliziumscheiben gewonnen werden. Monokristalline Elemente sind Quadrate mit abgerundeten oder geschnittenen Ecken, einheitlich in der Struktur, 0,2-0,3 mm dick, dunkelblau oder schwarz mit Antireflexbeschichtung. Monokristalline Solarmodule sind hocheffizient, kompakt und haben die längste Lebensdauer.
Die Technologie zur Herstellung von Solarzellen aus Einkristallzellen ist recht teuer. Dies liegt an der Verwendung von hochreinem Silizium.
Polykristalline Platten
Polysilizium-Solarwafer werden durch allmähliches Abkühlen der Siliziumsubstanz hergestellt. Diese Produktionstechnologie benötigt weniger Energie und Silizium hat nicht den höchsten Reinheitsgrad. Blöcke aus Polykristallen werden wie ein Einkristall-Rohling verarbeitet. Polykristalline Platten sind ein Block aus Kristallen verschiedener Richtungen, einige Kristalle sind im Schnitt deutlich sichtbar, dies sind regelmäßige blaue Quadrate mit Antireflexbeschichtung oder silbergrau ohne Beschichtung, 0,2 - 0,3 mm dick. Der Wirkungsgrad solcher Batterien ist geringer (von 13 % auf 18 %).
Dünnschicht (amorphe) Solarmodule
Der Hauptunterschied zwischen Dünnfilm- oder amorphen Panels besteht in der Abscheidung einer dünnen Schicht aus amorphem Silizium auf dem Substrat. Das Auskleidungsmaterial kann entweder auf flexibler (Kunststoff) oder starrer (Glas oder Metall) Basis sein. Amorphe Platten unterscheiden sich von anderen Typen durch ihre dunkelgraue Farbe, sie sind flexibel, kompakt und leicht. Die Kosten sind niedriger als bei herkömmlichem Silizium.Solche Batterien funktionieren hervorragend in sehr staubiger Luft, sie haben genug diffuses Licht. Jüngste Innovationen in der Entwicklung von Siliziumfilmen haben zur Produktion von effizienten Mehrfachsolarzellen geführt, die mehrere Siliziumschichten enthalten. Unterschiedliche Halbleitermaterialien absorbieren das Sonnenlicht unterschiedlich und erfassen so das gesamte Strahlungsspektrum.
Aufbau und Anwendung
Je nach Gerät werden alle Solarkonverter in monokristallin und polykristallin unterteilt. Das Design jedes Panels bestimmt seine Effektivität und Kosten. Weltweite Hersteller dieser Geräte verwenden Silizium, Cadmiumtellurid und Verbindungen auf Basis von Kupfer, Indium, Gallium und Selen als Arbeitsflüssigkeit. Die neuesten Errungenschaften auf diesem Gebiet sind Batterien, deren Arbeitsstoff Galliumarsenid ist.
Die heimische Industrie zur Herstellung von Solargeneratoren verwendet hauptsächlich Silizium-Halbleiterwafer. Fertige Module zur Erzeugung von elektrischem Strom kombinieren eine Reihe von Zellen mit ihrem Design. Auf speziellen Gestellen mit Drehvorrichtungen werden Flachbildschirme montiert, mit deren Hilfe tagsüber der maximal mögliche Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf den Halbleiter eingestellt wird. Eine billigere, aber weniger effiziente Option ist die Verwendung fester Strukturen, die auf einen bestimmten konstanten Winkel eingestellt sind.
Ein wichtiges Element jeder Solaranlage sind Batterien, die elektrische Energie für den Einsatz in der Nacht oder während schwach beleuchteter Tageszeiten speichern. Dann kommt es von den Batterien direkt zum Verbraucher oder zuerst zum Wechselrichter 12 (24) - 220 V und dann zum Verbraucher, je nach Typ.
Expertenmeinung
Alexej Bartosch
Spezialist für die Reparatur, Wartung von Elektrogeräten und Industrieelektronik.
Fragen Sie einen Experten
Dort, wo es viele helle Tage im Jahr gibt, lohnt es sich, Solarenergie zu erzeugen. Die meisten Regionen der Russischen Föderation sind für die ausschließliche Nutzung von Solarenergie ungeeignet. Solargeneratoren werden häufiger nur als zusätzliche Stromversorgungsgeräte verwendet.
Fazit
Obwohl es Unterschiede zwischen verschiedenen Modultypen gibt, gibt es keine eindeutige Antwort, welches Solarmodul für alle möglichen Anforderungen am besten geeignet ist. Der Modultyp wird abhängig von den Eigenschaften Ihres Standorts und den Installationsanforderungen ausgewählt.
Bei der Wahl eines Moduls stellt sich oft die Frage: Welche Solarbatterie ist besser – monokristallin oder polykristallin oder doch lieber amorph? Schließlich sind sie die häufigsten in unserem Jahrhundert. Es wurde viel geforscht, um die Antwort zu finden. Mal sehen, was die Ergebnisse gezeigt haben:
Effizienz und Lebensdauer
Monokristalline Elemente haben einen Wirkungsgrad von etwa 17-22%, ihre Lebensdauer beträgt mindestens 25 Jahre. Der Wirkungsgrad von Polykristallen kann 12-18% erreichen, sie halten auch mindestens 25 Jahre. Der Wirkungsgrad von amorphem Material beträgt 6-8% und nimmt viel schneller ab als kristallin, sie arbeiten nicht länger als 10 Jahre.
Temperaturkoeffizient
Unter realen Nutzungsbedingungen erwärmen sich die Solarmodule, was zu einer Verringerung der Nennleistung um 15-25% führt. Der durchschnittliche Temperaturkoeffizient für Poly und Mono beträgt -0,45 %, amorph -0,19 %. Das bedeutet, dass kristalline Batterien weniger produktiv sind als amorphe, wenn die Temperatur um 1 °C gegenüber den Standardbedingungen ansteigt.
Effizienzverlust
Die Degradation monokristalliner und polykristalliner Solarmodule hängt von der Qualität der Ausgangselemente ab – je mehr Bor und Sauerstoff sie enthalten, desto schneller sinkt der Wirkungsgrad. Polysilicium-Wafer haben weniger Sauerstoff, während Monosilicium-Wafer weniger Bor haben. Daher gibt es bei gleichen Materialqualitäten und Nutzungsbedingungen keinen besonderen Unterschied zwischen dem Grad der Degradation dieser und anderer Module, im Durchschnitt beträgt er etwa 1% pro Jahr.Hydriertes Silizium wird bei der Herstellung von amorphen Batterien verwendet. Der Gehalt an Wasserstoff ist auf seinen schnelleren Abbau zurückzuführen. Kristalline bauen also nach 25 Betriebsjahren um 20 % ab, amorphe sind 2-3 mal schneller. Allerdings können minderwertige Modelle im ersten Jahr der Nutzung um 20 % an Effizienz verlieren. Dies ist beim Kauf eine Überlegung wert.
Preis
Hier liegt die Überlegenheit ganz auf der Seite der amorphen Module – ihr Preis ist aufgrund der günstigeren Herstellung niedriger als der kristalline. Den zweiten Platz belegt Poly, während Mono am teuersten ist.
Abmessungen und Aufstellfläche
Monokristalline Batterien sind kompakter. Um ein Array mit der erforderlichen Leistung zu erstellen, benötigen Sie im Vergleich zu anderen Typen weniger Panels. Wenn sie installiert sind, nehmen sie also etwas weniger Platz ein. Aber der Fortschritt steht nicht still, und in Bezug auf das Verhältnis von Leistung zu Fläche holen polykristalline Module Mono bereits auf. Amorphe hinken ihnen immer noch hinterher - ihre Installation benötigt 2,5-mal mehr Platz.
Lichtempfindlichkeit
Hier sind amorphe Siliziummodule führend. Sie haben aufgrund des Wasserstoffgehalts des Elements den besten Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Sonnenenergie. Daher arbeiten sie im Vergleich zu kristallinen bei schlechten Lichtverhältnissen effizienter. Mono und Poly funktionieren bei schlechten Lichtverhältnissen ungefähr gleich - sie reagieren erheblich auf Änderungen der Lichtintensität.
Jahresleistung
Beim Testen von Modulen verschiedener Hersteller wurde festgestellt, dass monokristalline mehr Strom pro Jahr erzeugen als polykristalline. Und die wiederum sind produktiver als amorph, obwohl letztere auch bei schwachem Licht Energie erzeugen.
Daraus lässt sich schließen, dass Mono- und Poly-Solarmodule kleine, aber wichtige Unterschiede aufweisen. Obwohl Mono immer noch effizienter ist und die Rendite höher ist, wird Poly immer noch beliebter sein. Richtig, es hängt von der Qualität des Produkts ab. Die meisten großen Solarkraftwerke werden jedoch auf Basis von Polymodulen aufgebaut. Dies liegt daran, dass Investoren auf die Gesamtkosten des Projekts und die Amortisationszeit schauen und nicht auf die maximale Effizienz und Langlebigkeit.
Nun zu amorphen Batterien. Beginnen wir mit den Vorteilen: Die Methode ihrer Herstellung ist die einfachste und kostengünstigste, da kein Schneiden und Bearbeiten von Silizium erforderlich ist. Dies spiegelt sich in den niedrigen Kosten des Endprodukts wider. Sie sind unprätentiös - sie können überall installiert werden und sind nicht wählerisch - sie haben keine Angst vor Staub und bewölktem Wetter.
Amorphe Module haben jedoch auch Nachteile, die ihre Vorteile überwiegen: Sie haben im Vergleich zu den oben genannten Typen den niedrigsten Wirkungsgrad, verschlechtern sich schnell – der Wirkungsgrad sinkt um 40 % in weniger als 10 Jahren und benötigen viel Platz für die Installation.
