¿Qué es una célula solar monocristalina?
Ya hemos mencionado que existen dos tipos de paneles: policristalinos y monocristalinos. Para empezar, considere un elemento monocristalino: es más caro, pero más potente.
Peculiaridades
Para tal batería, se cultiva un monocristal de silicio especial según el método Czochralski. Este material es más caro que una oblea policristalina, pero debido a su alta calidad, un módulo monocristalino tiene una mayor eficiencia. Los paneles solares monocristalinos, ensamblados a partir de celdas de silicio individuales, tienen una eficiencia operativa de aproximadamente 20 a 22 %.
Los rayos de luz, que caen sobre la superficie de un solo cristal de silicio, llevan a los electrones libres a un movimiento dirigido. En ambos lados del cristal, los cables están conectados a él y van al consumidor.
La eficiencia de una placa de este tipo es bastante alta, ya que los rayos del sol no se dispersan en ella, sino que se distribuyen uniformemente por toda la superficie del cristal. El área de unión p-n en la placa es grande, por lo que los electrones penetran de una parte del semiconductor a otra sin obstáculos.
Precio
La tecnología de crecimiento de monocristales semiconductores grandes es bastante laboriosa, por lo que el precio de una batería de este tipo siempre es más alto que el de un producto similar basado en policristales. La diferencia en el costo de los dispositivos es del 10%, que es la principal desventaja de una batería monocristalina.
El precio de un panel monocristalino con una potencia de 150 W es de 5400 rublos, y una batería de 200 W del mismo diseño cuesta 11 700 rublos. Mucho más caro que los dispositivos de 230W y 300W
Diseño y aplicación
Semiconductor. Por regla general, silicio mono o policristalino, complementado con otros compuestos químicos que contribuyen a la formación del efecto fotoeléctrico. Se compone de 2 materiales con diferente conductividad, por lo que existe un movimiento constante de electrones entre ellos (unión p-n).
Junta: el recubrimiento más delgado que impide el libre movimiento de electrones, ubicado entre las capas de un semiconductor.
Una fuente de electricidad, cuando se conecta a la junta, los electrones adquieren la capacidad de superarla; como resultado de esto, se produce un movimiento ordenado de partículas cargadas, de hecho, se genera una corriente eléctrica.
Acumulador: almacena la electricidad recibida.
Controlador de carga: realiza la función de un distribuidor de flujos de energía eléctrica.
Se necesita un inversor para transformar la corriente continua en corriente alterna.
Regulador de voltaje.
Para utilizar los paneles solares como principal fuente de energía eléctrica, es importante que prevalezca la cantidad de días despejados sobre los nublados. Por esta razón, en la mayoría de las regiones de nuestro país, este tipo de instalaciones se utilizan principalmente como auxiliares.
Apariencia
Sin embargo, la apariencia es lo primero que llama la atención. Las monoceldas tienen forma cuadrada con esquinas cortadas y una superficie uniforme. Esto se debe a las peculiaridades de la producción y la estructura cristalina de los monocristales. Al cultivar cristales de silicio, se obtienen espacios en blanco cilíndricos que, después de un procesamiento adicional, se cortan en placas "pseudocuadradas". Y la uniformidad de la superficie está determinada por la estricta estructura cristalina de la pieza de trabajo.
Las células policristalinas tienen una forma cuadrada uniforme. Durante su producción, en una etapa intermedia, se obtienen piezas en bruto prismáticas, que se cortan en placas cuadradas (o rectangulares). Su superficie exterior no es homogénea debido a la poliestructura del silicio.
Esto implica la primera diferencia entre módulos en mono y policeldas. Esta es la densidad de llenado. Las celdas policristalinas llenan toda el área utilizable de la batería, mientras que los vacíos no utilizados permanecen entre las monoceldas. Esto significa que, a pesar de la diferencia en la eficiencia de las celdas individuales, el rendimiento del polimódulo por unidad de área puede ser mayor.
Qué módulos elegir
La elección de la opción óptima debe hacerse de acuerdo con una combinación de indicadores técnicos, de calidad y de costo. Es un error guiarse solo por el diseño, tal enfoque puede causar una pérdida de dinero. Es necesario cubrir las necesidades de electricidad de la casa, agregar el margen necesario para situaciones imprevistas y para una caída en el rendimiento con un aumento en la vida útil.
¿Ya ha tomado la decisión de comprar una planta de energía solar, pero no está seguro de cuál es mejor mono o policristalina? En este artículo analizaremos todos los pros y los contras de la tecnología.
Paneles solares policristalinos. Mitos y conceptos erróneos
Por supuesto, cada vendedor y fabricante está interesado en vender exactamente su producto y, por lo tanto, se han formado conceptos erróneos persistentes en el mercado con respecto a ciertas tecnologías. La tecnología de silicio policristalino no es una excepción y tiene diferencias características con respecto al silicio puro monocristalino. Por lo tanto, muchas características de las polibaterías se interpretan más a menudo como ventajas. ¿Pero es? Aquí hay algunas declaraciones de vendedores que venden paneles solares
:
- "¡El silicio policristalino funciona mejor en tiempo nublado!"
- "La vida útil de los polimódulos es la misma que la de un solo cristal".
- “Los paneles solares policristalinos son más baratos y por lo tanto más asequibles”
Vale la pena señalar que la primera declaración en sí misma indica que no se está comunicando con un profesional. Las células solares de silicio en tiempo nublado tienen casi el mismo rendimiento, independientemente de la tecnología. Una cualidad como "operación eficiente con baja insolación" puede enorgullecerse de las células solares amorfas "sin silicio", cuya eficiencia total fluctúa alrededor del 6-9%.
Los elementos poli son realmente un poco más baratos, ya que su proceso de producción no es laborioso y rápido. Pero dado que su eficiencia es un 15-25% menor, para lograr una producción comparable a la tecnología MONO, el área de los productos debería ser más grande. Esto significa mayores costos para el producto (vidrio, caja, estuche) y costos de transporte. Los costos de instalación del producto, el costo de los sujetadores y el cambio aumentan. ¿Qué será más barato para usted? Considere por sí mismo, pero el precio inicial de los productos aún no es una planta de energía solar.
Su recurso de trabajo también es exagerado. Las células solares de policristal reducen significativamente la eficiencia en un período más corto que el "silicio puro".
Analicemos ahora los conceptos erróneos con respecto a las células solares monocristalinas.
Paneles solares para el hogar: ¡la máxima eficiencia!
Las ventajas de los paneles solares monocristalinos son innegables. Pero las ligeras fluctuaciones en el precio no siempre son percibidas correctamente por el comprador final. Paneles solares para el hogar
, tipo mono, es realmente un poco más caro y no se encuentra en todos los fabricantes y vendedores.
Los paneles de silicio monocristalino tienen una serie de ventajas:
- Dimensiones generales más compactas por vatio de potencia generada;
- Larga vida útil con mínima pérdida de eficiencia del cristal (no más del 20 %, durante 25 años);
- La más alta eficiencia de conversión de energía (de solar a eléctrica).
¿No es esto suficiente para optar por una tecnología más avanzada y eficiente?
Principales diferencias de los paneles solares de película
Puede comprender de inmediato que los paneles solares de rollo de película tienen una gran cantidad de diferencias con respecto a las opciones cristalinas.
Lo primero en lo que debes fijarte es en su grosor, es inferior a 1 micra, además, son muy flexibles, esta cualidad permite colocarlos en cualquier superficie, incluso en las cilíndricas.
Además de estas ventajas, las baterías de película tienen las siguientes ventajas:
- Mantienen los parámetros de funcionamiento incluso en luz difusa, como resultado, su energía total se incrementa en un 15% en relación con las variedades cristalinas;
- Tienen un bajo costo, lo que significa que su compra será económica;
- Su trabajo en sistemas de energía de alta potencia es más eficiente;
- En climas cálidos, las baterías no reducen su productividad;
- Tienen una alta tasa de absorción del espectro solar en forma óptica.
Por supuesto, a pesar de todas las ventajas, como cualquier otra instalación, las baterías de película tienen algunas desventajas. Aquí se pueden ingresar grandes dimensiones, en relación con los paneles cristalinos, los de película ocupan un área casi 3 veces mayor. Otra desventaja es que se requieren controladores de tipo de alto voltaje para usar dichas baterías.
Características de los paneles monocristalinos.
El sistema monocristalino consta de docenas de fotocélulas combinadas en un solo panel. Los cristales se obtienen por crecimiento, según el método Czochalski. Cada uno de ellos está fijado sobre una base de fibra de vidrio, que protege del polvo y la humedad. El material de los elementos es silicio purificado. Las células sensibles a la luz están orientadas en una dirección, por lo que la eficiencia de los paneles monocristalinos es mayor que la de los policristalinos. Otras características:
duración de la operación continua - al menos 20 años;
La eficiencia de los monocristales es en promedio de hasta 20-22% (excluyendo las pérdidas de la electricidad recibida), en algunos casos, hasta 20%;
el nivel de absorción es superior al de los paneles policristalinos;
La única desventaja de los sistemas monocristalinos es un costo más alto, sin embargo, el costo de adquirirlos se amortiza rápidamente.
Con escasez de espacio, cuando es extremadamente importante lograr la máxima cantidad de energía de cada metro cuadrado, esta solución es preferible.
Características de los paneles policristalinos.
Los policristales se obtienen por enfriamiento gradual del silicio fundido. Esta tecnología es más económica que el crecimiento artificial de monocristales, sin embargo, la granulosidad puede estar presente en los bordes de los policristales, lo que conduce a una disminución de su eficiencia. La diferencia fundamental con los monocristales es la estructura y el color heterogéneos. Esto se debe a las impurezas y al hecho de que el sistema contiene cristales de diferentes tipos. Peculiaridades:
La eficiencia es menor que la de los elementos monocristalinos: hasta un 17-18%;
precio asequible: la producción de paneles policristalinos es menos costosa;
la tasa de pérdida de potencia (degradación) de los policristales es menor que la de los monocristales.
Así, si la tarea es obtener cierta cantidad de electricidad, al utilizar paneles policristalinos se requerirá una gran superficie. Existe la opinión de que es más rentable usarlos en regiones con predominio de días nublados: con sol insuficiente, los policristales proporcionan más energía que los monocristales.
Comparación de las principales características de los elementos monocristalinos y policristalinos.
Cada uno de los sistemas tiene sus pros y sus contras. ¿Cómo determinar cuál es preferible, monocristalino o policristalino? Traemos a su atención una tabla comparativa, que analiza las características clave de cada una de las opciones:
|
Parámetro |
cristales individuales |
policristales |
Conclusión |
|
Coeficiente de temperatura |
0,45 % |
0,45 % |
La reducción de potencia en ambos tipos de sistemas es casi la misma |
|
Tasa de degradación |
En un 3% en el primer año de funcionamiento, en los años siguientes, en un 0,71%. |
En un 2% en el primer año de funcionamiento, en un 0,67% en los años siguientes. |
La diferencia es insignificante, por lo que puede despreciarse. |
|
Precio |
El alto costo se debe a la complejidad de la producción. |
10-15% más barato que las células monocristalinas. |
Para muchos, el precio es el factor decisivo a favor de los paneles policristalinos. |
|
Fotosensibilidad (a un nivel de luz de 600 W/m |
Con los mismos módulos de potencia, la diferencia no supera el 10%. |
De hecho, este indicador puede ser despreciado. |
|
|
Producción anual |
Según el laboratorio PHOTON, es ligeramente superior (no más del 2%) para monocristales. Sin embargo, estudios más detallados han demostrado que no solo importa el tipo de panel, sino también la marca. |
Las propiedades de una batería solar en particular son más importantes: son el criterio de selección clave. |
Al elegir paneles solares, es necesario prestar atención no solo al tipo de células fotovoltaicas, sino también a otros criterios: relación precio-rendimiento, recurso declarado (período de garantía), voltaje a máxima potencia y equipamiento.
¿Hay paneles solares baratos?
Los especialistas y científicos se esfuerzan por crear baterías que estén ampliamente disponibles para toda la población. Con pequeños pero exitosos pasos, se acercan a este objetivo y al mismo tiempo mejoran cada vez más los materiales utilizados en esta tecnología. Por supuesto, también hay fabricantes que tratan con descuido los productos que ofrecen a los clientes y, a sabiendas, venden productos de baja calidad. Este es el principal problema si de repente quieres comprar una batería solar barata.
No solo los residentes de la Federación Rusa, sino también los países europeos están convencidos de que los fabricantes chinos ofrecen instalaciones económicas. Se puede ver que fueron los fabricantes chinos los que inundaron el mercado de las baterías solares, obligando a muchas grandes empresas a declararse en quiebra, que simplemente no aguantaron la competencia con los chinos.
Entonces, por ejemplo, necesita saber qué productos pueden ser económicos y cuáles no. Es poco probable que se encuentren paneles monocristalinos baratos, ya que estos tipos incluyen los elementos más poderosos.
Por ello, es muy importante saber qué características incluye la instalación.
Por otro lado, hay empresas gigantes que, gracias a los subsidios del gobierno, reducen el costo de los paneles solares que producen. Estos incluyen una gran producción alemana y, por supuesto, rusa. Si decide comprar productos chinos, es mejor dar preferencia a alguna empresa conocida que ya haya justificado su nombre en el mercado.
¿Qué es una batería solar? Es un generador de corriente continua de tipo fotovoltaico que convierte la energía solar en energía eléctrica. Tales baterías utilizan módulos de silicio: semiconductores.
Para elegir un panel solar para su hogar, deberá prestar atención a algunos de nuestros consejos. A saber:
A saber:
Al comprar un sistema de paneles solares, tenga en cuenta que debe adaptarse a su hogar. Primero, el clima de su área juega un papel importante. De ello dependerá la duración de la luz solar sobre la vivienda y, por supuesto, el tiempo del régimen acumulativo. Para determinar qué tan adecuado es su territorio, necesitará usar un mapa de iluminación.
Considere la cantidad de calor que desea recibir al final. La mejor opción sería una batería que pueda cubrir aproximadamente 40-80 necesidades de calor. Los sistemas que son menos eficientes costarán un orden de magnitud más. También es necesario tener en cuenta el diseño y las capacidades de todo el sistema. Esto puede garantizarle la estabilidad de la instalación en caso de fuerza mayor.
Es mejor confiar todos estos cálculos a especialistas.
Asegúrese de prestar atención al fabricante de la batería, así como al material que se utilizó en la producción de la celda fotoeléctrica del módulo.Puede haber tanto silicio monocristalino como policristalino.
De estas cualidades dependerá no solo el precio, sino también la eficiencia, así como la vida útil de la instalación.
Siguiendo estos consejos, podrá elegir el tipo de instalación adecuado para su área. Pero aún así, es mejor que las personas asociadas con este campo de actividad participen en sus cálculos.
Policristales y Aplicaciones Solares
Las obleas monocristalinas son mejoradas y superiores a los policristales.
Debido a la estructura flexible, se pueden colocar en el techo de una casa o cenador.
Los elementos policristalinos son buenos para la estación de la calle,
dado que se instalan solo en una superficie plana, para ellos es necesario cuidar un lugar separado en el jardín. Cuando se coloca en una glorieta, no se permite el acristalamiento de los paneles, ya que esto da como resultado una disminución de la eficiencia. La eficiencia de los paneles disponibles en el mercado es de aproximadamente un 18 %, que es inferior a la de los monocristalinos. Las placas policristalinas sufren pérdidas de eficiencia principalmente debido a la falta de homogeneidad de la superficie.
La oblea monocristalina flexible es conveniente
Comparación de cristal único y
Entonces, ¿qué panel solar es mejor, monocristalino o policristalino? Para responder a esta pregunta, primero debe comprender, pero ¿en qué se diferencian?
La foto de abajo muestra dos tipos principales:
Lo primero que llama la atención es la apariencia.
Los elementos monocristalinos tienen esquinas redondeadas y una superficie uniforme. Las esquinas redondeadas se deben al hecho de que en la producción de silicio monocristalino se obtienen piezas en bruto cilíndricas. La uniformidad del color y la estructura de los elementos monocristalinos se debe al hecho de que se trata de un cristal de silicio de un solo crecimiento y la estructura cristalina es homogénea.
A su vez, los elementos policristalinos tienen forma cuadrada debido a que durante la producción se obtienen espacios en blanco rectangulares. La heterogeneidad del color y la estructura de los elementos policristalinos se debe al hecho de que consisten en una gran cantidad de cristales de silicio heterogéneos y también incluyen una pequeña cantidad de impurezas.
La segunda y probablemente la principal diferencia es la eficiencia de la conversión de energía solar.
Los elementos monocristalinos y, en consecuencia, los paneles basados en ellos tienen la mayor eficiencia en la actualidad: hasta un 22% entre los producidos en masa y hasta un 38% para los utilizados en la industria espacial. El silicio monocristalino se produce a partir de materias primas altamente purificadas (99,999%).
Las células policristalinas disponibles comercialmente tienen una eficiencia de hasta el 18%. La menor eficiencia se debe a que en la producción de silicio policristalino no solo se utiliza silicio primario de alta pureza, sino también materias primas secundarias (por ejemplo, paneles solares reciclados o residuos de silicio de la industria metalúrgica). Esto conduce a la aparición de diversos defectos en los elementos policristalinos, como límites cristalinos, microdefectos, impurezas de carbono y oxígeno.
La eficiencia de las celdas es, en última instancia, responsable del tamaño físico de los paneles solares. Cuanto mayor sea la eficiencia, menor será el área del panel a la misma potencia.
La tercera diferencia es el precio de la batería solar.
Naturalmente, el precio de una batería monocristalina es ligeramente superior por unidad de potencia. Esto se debe al proceso de fabricación más costoso y al uso de silicio altamente purificado. Sin embargo, esta diferencia es insignificante y promedia alrededor del 10%.
Entonces, enumeramos las principales diferencias entre las células solares monocristalinas y policristalinas:
Apariencia.
Eficiencia.
Precio.
Como se puede ver en esta lista, para una planta de energía solar no importa qué panel solar se utilizará en su composición.Los parámetros principales: el voltaje y la potencia del panel solar no dependen del tipo de elementos utilizados, y a menudo se pueden encontrar paneles de ambos tipos de la misma potencia a la venta. Así que la elección final depende del comprador. Y si no le avergüenza el color no uniforme de los elementos y un área un poco más grande, entonces probablemente elegirá paneles solares policristalinos más baratos. Si estos parámetros son importantes para él, entonces el panel solar monocristalino un poco más caro será la opción obvia.
Como conclusión, me gustaría señalar que según los datos de la Asociación Europea EPIA en 2010, la producción de celdas solares por el tipo de silicio utilizado en ellas se distribuyó de la siguiente manera:
1. policristalino - 52,9%
2. monocristalino - 33,2%
3. amorfos, etc. - 13,9%
En otras palabras, las células solares policristalinas son líderes en el mundo en términos de volumen de producción.
Precio
Los paneles solares en diferentes fotocélulas tienen diferentes costos. Los precios de los paneles monocristalinos son algo más altos (típicamente en el rango del 10 %), debido al proceso más costoso y la necesidad de usar silicio de alta pureza.
Por lo tanto, antes de decidir qué módulos elegir, debe decidir las condiciones de uso, el lugar de instalación y el presupuesto. De hecho, a la planta de energía solar no le importa qué panel produce corriente para ella, lo principal son los indicadores de potencia y voltaje de salida. Y estos valores pueden ser los mismos para productos en diferentes tipos de celdas, solo diferirán en el área de superficie. Por lo tanto, si las dimensiones no son críticas, puede comprar paneles solares del mismo rendimiento (en policristales), pero con un área un poco más grande, costarán un poco menos.
Características de los paneles de película delgada.
El proceso de producción de paneles de película delgada consiste en la deposición al vacío de un material fotovoltaico en forma de película delgada sobre un sustrato-base. Dependiendo de las características requeridas, se utilizan varios tipos de sustratos y tipos de sustancias pulverizadas. En particular, los siguientes materiales se utilizan para la deposición de películas delgadas: silicio amorfo (a-Si), telururo de cadmio (CdTe), cobre, indio, galio, compuestos de selenio - selenuros (CIS / CIGS), varios elementos orgánicos (OPC)
La eficiencia de las células solares de película delgada depende de la calidad y pureza del proceso tecnológico y oscila entre el 7 y el 13 %. Con el desarrollo de la tecnología y la introducción de la innovación, el aumento previsto de la eficiencia será del 3%. En la década de 2000, el mercado de paneles de película delgada creció significativamente. Esto se debe al desarrollo de la tecnología para la deposición de películas delgadas y al desarrollo del nivel de producción en general. Por lo tanto, cada vez es más fácil comprar paneles solares y su precio es cada vez más asequible.
Ventajas de las baterías de película delgada:
- bajo costo de producción, por lo tanto, un precio más bajo para el panel en su conjunto.
- apariencia estética de la estructura, debido a la alta uniformidad.
- la posibilidad de fabricar estructuras flexibles
- Se reduce el número de pérdidas de rendimiento por calefacción o iluminación indirecta.
Al mismo tiempo, las estructuras de película delgada tienen una serie de desventajas:
— se requiere un área de instalación suficientemente grande de la estructura para asegurar la conversión de la cantidad requerida de energía solar.
- la instalación de más paneles requiere hardware de montaje adicional y mayores costos de instalación.
- la vida útil de tales paneles es menor que la de sus contrapartes cristalinas.
Y, sin embargo, ¿qué paneles son los más adecuados para su uso en hogares privados para proporcionar electricidad a una casa o casa de campo?
Para resolver este problema, no estará de más consultar a especialistas en el campo de los convertidores de energía solar fotoelectrónica y realizar una evaluación cuantitativa y cualitativa de todos los factores: desde el área hasta la iluminación de la superficie de montaje. Esta consulta le permitirá determinar exactamente lo que necesita.
Con falta de espacio para la instalación, preste atención a las baterías monocristalinas con la máxima eficiencia.Desafortunadamente, en este momento, en el mercado ruso de productos fotoelectrónicos, en particular, convertidores, la elección de elementos es limitada y, muy probablemente, así como la elección de módulos del diseño requerido o composición de película.
En este caso, es posible que deba solicitar módulos desde el extranjero o comprarlos en Rusia en un pedido anticipado. Sin embargo, en este caso, el precio de las baterías será mayor.
Si el rango de precio de los materiales y el trabajo es más importante, entonces la mejor opción es utilizar estructuras sobre placas policristalinas. Le permitirán proporcionar indicadores de rendimiento bastante buenos y, al mismo tiempo, ahorrar algo de dinero.
Al elegir paneles de película delgada, recuerde considerar los requisitos de instalación. El costo del trabajo de instalación adicional afectará significativamente la estimación final.
Una vez que haya decidido el tipo y el tamaño de los paneles solares, le queda a usted comprar las unidades requeridas, instalarlas y disfrutar utilizando una de las formas más respetuosas con el medio ambiente para generar electricidad para las necesidades domésticas.
Paneles solares
- duradero (la vida útil es de 25-30 años)
- fácil de instalar
- facil de mantener
- confiable y eficiente
La producción de módulos se basa en el uso de silicio. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre después del oxígeno. Es difícil encontrar silicio en la naturaleza en su forma pura, la mayoría de las veces se encuentra en combinación con oxígeno: sílice (Si02). Este elemento químico tiene una alta reactividad y, en su forma pura, es el semiconductor más importante en la radioelectrónica moderna, la tecnología informática y la energía alternativa. Dependiendo de las tecnologías de fabricación, existen varios tipos de paneles que se mejoran constantemente. Los tipos de módulos más comunes son los paneles cristalinos y de película delgada o amorfos. Las células fotovoltaicas cristalinas son monocristalinas o policristalinas.
Paneles monocristalinos
Una oblea de monosilicio es un monocristal en forma de lingotes cilíndricos de silicio de máxima pureza, a partir de los cuales se obtienen discos de silicio rectangulares mediante corte con el método Czochralski. Los elementos monocristalinos son cuadrados con esquinas redondeadas o recortadas, de estructura uniforme, de 0,2-0,3 mm de espesor, de color azul oscuro o negro con una capa antirreflectante. Los módulos solares monocristalinos son altamente eficientes, compactos y tienen la vida útil más larga.
La tecnología para fabricar células solares a partir de células monocristalinas es bastante cara. Esto se debe al uso de silicio altamente purificado.
Paneles policristalinos
Las obleas solares de polisilicio se producen enfriando gradualmente la sustancia de silicio. Esta tecnología de producción requiere menos energía y el silicio no tiene el más alto grado de purificación. Los bloques de policristales se procesan de la misma manera que un blanco monocristalino. Los paneles policristalinos son un bloque de cristales de diferentes direcciones, algunos cristales son claramente visibles en el corte, estos son cuadrados regulares azules con recubrimiento antirreflectante o gris plata sin recubrimiento, de 0,2 - 0,3 mm de espesor. La eficiencia de tales baterías es menor (del 13% al 18%).
Paneles solares de película delgada (amorfos)
La principal diferencia entre los paneles amorfos o de película delgada es la deposición de una capa delgada de silicio amorfo sobre el sustrato. El material de revestimiento puede ser de base flexible (plástico) o rígido (vidrio o metal). Los paneles amorfos se distinguen de otros tipos por su color gris oscuro, son flexibles, compactos y ligeros. El costo es más bajo que el silicio tradicional.Tales baterías funcionan muy bien en aire muy polvoriento, tienen suficiente luz difusa. Las innovaciones recientes en el desarrollo de películas de silicio han llevado a la producción de células solares de múltiples uniones eficientes que contienen múltiples capas de silicio. Diferentes materiales semiconductores absorben la luz solar de manera diferente, capturando así todo el espectro de radiación.
Diseño y aplicación
Según el dispositivo, todos los convertidores solares se dividen en monocristalinos y policristalinos. La efectividad y el costo de cada panel depende del diseño de cada panel. Los fabricantes mundiales de estos dispositivos utilizan silicio, telururo de cadmio y compuestos a base de cobre, indio, galio y selenio como fluido de trabajo. Los últimos logros en esta área son las baterías, cuyo material de trabajo es el arseniuro de galio.
La industria nacional para la producción de generadores solares utiliza principalmente obleas semiconductoras de silicio. Los módulos prefabricados diseñados para generar corriente eléctrica combinan un conjunto de celdas con su diseño. Los paneles planos se instalan en bastidores especiales con dispositivos giratorios, con la ayuda de los cuales se establece el máximo ángulo de incidencia posible de los rayos del sol en el semiconductor durante el día. Una opción más barata pero menos eficaz es utilizar estructuras fijas ajustadas a un cierto ángulo constante.
Un elemento importante de cualquier montaje solar son las baterías que almacenan energía eléctrica para su uso durante la noche o durante las horas del día con poca luz. Luego viene de las baterías directamente a la carga, o primero al inversor 12 (24) - 220 V, y luego al consumidor, según su tipo.
Opinión experta
alexey bartosh
Especialista en la reparación, mantenimiento de equipos eléctricos y electrónicos industriales.
Pregunta a un experto
Es rentable generar energía solar donde hay muchos días brillantes en un año. La mayoría de las regiones de la Federación Rusa no son adecuadas para usar solo energía solar. Los generadores solares se utilizan con mayor frecuencia solo como dispositivos de suministro de energía adicionales.
Conclusión
Aunque existen diferencias entre los distintos tipos de módulos, no existe una respuesta clara sobre qué módulo solar se adapta mejor a todos los requisitos posibles. El tipo de módulo se selecciona según las características de su sitio y los requisitos de instalación.
Al elegir un módulo, a menudo se hace la pregunta: ¿qué batería solar es mejor, monocristalina o policristalina, o quizás amorfa? Después de todo, son los más comunes en nuestro siglo. Se ha investigado mucho para encontrar la respuesta. Veamos qué mostraron los resultados:
eficiencia y vida útil
Los elementos monocristalinos tienen una eficiencia de alrededor del 17-22%, su vida útil es de al menos 25 años. La eficiencia de los policristalinos puede alcanzar el 12-18%, también sirven durante al menos 25 años. La eficiencia de los amorfos es del 6-8% y disminuye mucho más rápido que los cristalinos, no funcionan más de 10 años.
Coeficiente de temperatura
En condiciones reales de uso, los paneles solares se calientan, lo que provoca una disminución de la potencia nominal de un 15-25%. El coeficiente de temperatura promedio para poli y mono es -0.45%, amorfo -0.19%. Esto significa que cuando la temperatura sube 1 °C con respecto a las condiciones estándar, las baterías cristalinas serán menos productivas que las amorfas.
Pérdida de eficiencia
La degradación de los módulos solares monocristalinos y policristalinos depende de la calidad de los elementos iniciales: cuanto más boro y oxígeno contienen, más rápido disminuye la eficiencia. Las obleas de polisilicio tienen menos oxígeno, mientras que las obleas de monosilicio tienen menos boro. Por lo tanto, a igualdad de calidades del material y condiciones de uso, no hay una diferencia particular entre el grado de degradación de esos y otros módulos, en promedio es de alrededor del 1% por año.El silicio hidrogenado se utiliza en la producción de baterías amorfas. El contenido de hidrógeno se debe a su rápida degradación. Entonces, los cristalinos se degradan en un 20% después de 25 años de operación, los amorfos son 2-3 veces más rápidos. Sin embargo, los modelos de baja calidad pueden perder un 20% de eficiencia en el primer año de uso. Vale la pena considerar esto al comprar.
Precio
Aquí, la superioridad está completamente del lado de los módulos amorfos: su precio es más bajo que los cristalinos, debido a una producción más barata. El segundo lugar lo ocupa el poli, mientras que el mono es el más caro.
Dimensiones y área de instalación
Las baterías monocristalinas son más compactas. Para crear una matriz con la potencia requerida, se necesitarán menos paneles en comparación con otros tipos. Entonces, cuando se instalen, ocuparán un poco menos de espacio. Pero el progreso no se detiene, y en términos de relación potencia/área, los módulos policristalinos ya están alcanzando al mono. Los amorfos todavía se están quedando atrás: su instalación requerirá 2,5 veces más espacio.
Sensibilidad a la luz
Los módulos de silicio amorfo están liderando aquí. Tienen la mejor eficiencia de conversión de energía solar debido al contenido de hidrógeno del elemento. Por lo tanto, en comparación con los cristalinos, funcionan de manera más eficiente en condiciones de poca luz. Mono y poli, con poca luz, funcionan casi igual: reaccionan significativamente a los cambios en la intensidad de la luz.
Producción anual
Como resultado de probar módulos de diferentes fabricantes, se encontró que los monocristalinos generan más electricidad por año que los policristalinos. Y esos, a su vez, son más productivos que los amorfos, a pesar de que estos últimos generan energía incluso con poca luz.
Se puede concluir que los paneles solares mono y poli tienen pequeñas pero importantes diferencias. Aunque mono sigue siendo más eficiente y el rendimiento de ellos es mayor, poli seguirá siendo más popular. Es cierto que depende de la calidad del producto. Sin embargo, la mayoría de las grandes plantas de energía solar se ensamblan sobre la base de polimódulos. Esto se debe a que los inversores se fijan en el coste total del proyecto y el período de amortización, y no en la máxima eficiencia y durabilidad.
Ahora sobre las baterías amorfas. Comencemos con las ventajas: el método para fabricarlos es el más simple y menos costoso, porque no se requiere cortar y procesar el silicio. Esto se refleja en el bajo costo del producto final. No tienen pretensiones, se pueden instalar en cualquier lugar y no son exigentes, no temen el polvo ni el clima nublado.
Sin embargo, los módulos amorfos también tienen desventajas que anulan sus ventajas: en comparación con los tipos anteriores, tienen la eficiencia más baja, se deterioran rápidamente: la eficiencia disminuye en un 40 % en menos de 10 años y requieren mucho espacio para instalar.
