Što je monokristalna solarna ćelija
Već smo spomenuli da postoje dvije vrste panela: poli- i monokristalni. Za početak, razmislite o elementu od jednog kristala - skuplji je, ali moćniji.
Osobitosti
Za takvu bateriju uzgaja se poseban monokristal silicija po metodi Czochralskog. Ovaj materijal je skuplji od polikristalne pločice, ali zbog svoje visoke kvalitete monokristalni modul ima veću učinkovitost. Monokristalni solarni paneli, sastavljeni od pojedinačnih silikonskih ćelija, imaju radnu učinkovitost koja je otprilike 20-22%.
Zrake svjetlosti, koje padaju na površinu jednog kristala silicija, dovode slobodne elektrone u usmjereno kretanje. S obje strane kristala na njega su spojene žice koje idu do potrošača.
Učinkovitost takve ploče je prilično visoka, budući da se sunčeve zrake ne raspršuju u njoj, već su ravnomjerno raspoređene po cijeloj površini kristala. Područje p-n spoja u ploči je veliko, zbog čega elektroni nesmetano prodiru iz jednog dijela poluvodiča u drugi.
Cijena
Tehnologija uzgoja velikih poluvodičkih monokristala prilično je naporna, zbog čega je cijena takve baterije uvijek veća od cijene sličnog proizvoda na bazi polikristala. Razlika u cijeni uređaja je 10%, što je glavni nedostatak jednokristalne baterije.
Cijena monokristalne ploče snage 150 W je 5400 rubalja, a baterija od 200 W istog dizajna košta 11 700 rubalja. Mnogo skuplji od 230W i 300W uređaja
Dizajn i primjena
Poluvodič. U pravilu, mono- ili polikristalni silicij, dopunjen drugim kemijskim spojevima koji doprinose stvaranju fotoelektričnog efekta. Sastoji se od 2 materijala različite vodljivosti, zbog čega između njih dolazi do stalnog kretanja elektrona (p-n spoj).
Brtva - najtanji premaz koji sprječava slobodno kretanje elektrona, smješten između slojeva poluvodiča.
Izvor električne energije, kada je spojen na brtvu, elektroni stječu sposobnost da ga prevladaju - kao rezultat toga dolazi do uređenog kretanja nabijenih čestica, zapravo se stvara električna struja.
Akumulator - pohranjuje primljenu električnu energiju.
Regulator punjenja - obavlja funkciju razdjelnika tokova električne energije.
Za pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu struju potreban je inverter.
Regulator napona.
Za korištenje solarnih panela kao glavnog izvora električne energije važno je da broj vedrih dana prevlada nad oblačnim. Zbog toga se u većini regija naše zemlje takve instalacije koriste uglavnom kao pomoćne.
Izgled
Međutim, izgled je prvo što upada u oči. Monoćelije imaju kvadratni oblik s izrezanim uglovima i jednolikom površinom. To je zbog osobitosti proizvodnje i kristalne strukture monokristala. Prilikom uzgoja silicijevih kristala dobivaju se cilindrične praznine, koje se nakon daljnje obrade izrezuju u takve "pseudo-kvadratne" ploče. A ujednačenost površine određena je strogom kristalnom strukturom obratka.
Polikristalne stanice imaju ravnomjeran kvadratni oblik. Tijekom njihove proizvodnje, u međufazi, dobivaju se prizmatične praznine koje se režu na kvadratne (ili pravokutne) ploče. Njihova vanjska površina je nehomogena zbog polistrukture silicija.
To podrazumijeva prvu razliku između modula na mono- i polićelijama. Ovo je gustoća punjenja. Polikristalne ćelije ispunjavaju cijelu korisnu površinu baterije, dok neiskorištene praznine ostaju između monoćelija. To znači da, unatoč razlici u učinkovitosti pojedinih ćelija, izvedba polimodula po jedinici površine može biti veća.
Koje module odabrati
Izbor optimalne opcije trebao bi se izvršiti prema kombinaciji troškova, kvalitete i tehničkih pokazatelja. Pogrešno je voditi se samo dizajnom, takav pristup može uzrokovati gubitak novca. Potrebno je zadovoljiti potrebe kuće za električnom energijom, dodati potrebnu marginu za nepredviđene situacije i za pad performansi s povećanjem vijeka trajanja.
Već ste se odlučili za kupnju solarne elektrane, ali niste sigurni što je bolje mono ili polikristalno? U ovom članku analizirat ćemo sve prednosti i nedostatke tehnologije.
Polikristalni solarni paneli. Mitovi i zablude
Naravno, svaki prodavač i proizvođač je zainteresiran prodati upravo svoj proizvod, pa se na tržištu stvaraju trajne zablude o određenim tehnologijama. Tehnologija polikristalnog silicija nije iznimka i ima karakteristične razlike od monokristalnog, čistog silicija. Stoga se mnoge značajke poli-baterija češće tumače kao prednosti. Ali je li? Evo nekoliko izjava prodavača koji prodaju solarni paneli
:
- "Polikristalni silicij radi bolje po oblačnom vremenu!"
- "Vjek trajanja polimodula je isti kao i životni vijek jednog kristala."
- “Polikristalni solarni paneli su jeftiniji i stoga pristupačniji”
Vrijedi napomenuti da prva izjava sama po sebi ukazuje na to da ne komunicirate sa profesionalcem. Silikonske solarne ćelije u oblačnom vremenu imaju gotovo jednake performanse, bez obzira na tehnologiju. Takvom kvalitetom kao što je "učinkovit rad pri niskoj insolaciji" mogu se pohvaliti "nesilicijske", amorfne solarne ćelije, čija ukupna učinkovitost varira oko 6-9%.
Poli - elementi su stvarno malo jeftiniji, budući da njihov proces proizvodnje nije naporan i brz. Ali s obzirom na činjenicu da je njihova učinkovitost 15-25% niža, kako bi se postigla proizvodnja usporediva s MONO tehnologijom, površina proizvoda bi trebala biti veća. To znači veće troškove za proizvod (staklo, kutija, karoserija) i troškove transporta. Viši su i troškovi ugradnje proizvoda, troškovi pričvršćivača i prebacivanja. Što će vam biti jeftinije - razmislite sami, ali početna cijena proizvoda još nije solarna elektrana.
Preuveličan je i resurs njihovog rada. Polikristalne solarne ćelije značajno smanjuju učinkovitost u kraćem razdoblju od "čistog silicija".
Analizirajmo sada zablude o monokristalnim solarnim ćelijama.
Solarni paneli za dom - najveća učinkovitost!
Prednosti monokristalnih solarnih panela su neosporne. Ali neznatna kolebanja u cijeni krajnji kupac ne percipira uvijek ispravno. Solarni paneli za dom
, tipa mono, stvarno je malo skuplji i nema ga kod svih proizvođača i prodavača.
Monokristalni silikonski paneli imaju niz prednosti:
- Kompaktnije ukupne dimenzije po vatu proizvedene snage;
- Dug vijek trajanja s minimalnim gubitkom učinkovitosti kristala (ne više od 20%, preko 25 godina);
- Najveća učinkovitost pretvorbe energije (iz solarne u električnu).
Nije li to dovoljno za odabir naprednije i učinkovitije tehnologije?
Glavne razlike filmskih solarnih panela
Odmah možete shvatiti da solarni paneli u rolama filma imaju veliki broj razlika od kristalnih opcija.
Prvo na što biste trebali obratiti pažnju je njihova debljina, manja je od 1 mikrona, osim toga, vrlo su fleksibilni, ova kvaliteta im omogućuje postavljanje na bilo koju površinu, čak i na cilindrične.
Osim ovih prednosti, filmske baterije imaju i sljedeće prednosti:
- Zadržavaju radne parametre čak i pri difuznom svjetlu, kao rezultat toga, njihova je ukupna energija povećana za 15% u odnosu na kristalne varijante;
- Imaju nisku cijenu, što znači da će njihova kupnja biti proračunska;
- Njihov rad u energetskim sustavima velike snage je učinkovitiji;
- U vrućim klimatskim uvjetima, baterije ne smanjuju njihovu produktivnost;
- Imaju visoku stopu apsorpcije sunčevog spektra u optičkom obliku.
Naravno, unatoč svim prednostima, kao i svaka druga instalacija, filmske baterije imaju neke nedostatke. Ovdje se mogu unijeti velike dimenzije, u odnosu na kristalne ploče, filmske zauzimaju gotovo 3 puta veću površinu. Drugi nedostatak je što su za korištenje takvih baterija potrebni regulatori visokog napona.
Značajke monokristalnih ploča
Monokristalni sustav sastoji se od desetaka fotoćelija spojenih u jednu ploču. Kristali se dobivaju uzgojem – po metodi Czochalskog. Svaki od njih je pričvršćen na podlogu od stakloplastike koja štiti od prašine i vlage. Materijal elemenata je pročišćeni silicij. Stanice osjetljive na svjetlost orijentirane su u jednom smjeru, zbog čega je učinkovitost monokristalnih ploča veća od one polikristalnih. Druge značajke:
trajanje neprekidnog rada - najmanje 20 godina;
Učinkovitost monokristala je u prosjeku do 20-22% (bez gubitaka primljene električne energije), u nekim slučajevima - do 20%;
razina apsorpcije je viša nego kod polikristalnih ploča;
Jedini nedostatak monokristalnih sustava je veći trošak, međutim, trošak njihove nabave brzo se isplati.
Uz nedostatak prostora, kada je iznimno važno postići maksimalnu količinu energije sa svakog kvadratnog metra, takvo rješenje je poželjno.
Značajke polikristalnih ploča
Polikristali se dobivaju postupnim hlađenjem rastaljenog silicija. Ova tehnologija je jeftinija od umjetnog rasta monokristala, međutim, zrnatost može biti prisutna na rubovima polikristala, što dovodi do smanjenja njihove učinkovitosti. Temeljna razlika od monokristala je heterogena struktura i boja. To je zbog nečistoća i činjenice da sustav sadrži kristale različitih vrsta. Osobitosti:
Učinkovitost je niža od monokristalnih elemenata - do 17-18%;
pristupačna cijena - proizvodnja polikristalnih ploča je jeftinija;
brzina gubitka snage (degradacije) polikristala je manja od one kod monokristala.
Dakle, ako je zadatak dobiti određenu količinu električne energije, pri korištenju polikristalnih ploča bit će potrebno veliko područje. Postoji mišljenje da ih je isplativije koristiti u regijama s prevladavanjem oblačnih dana - s nedostatkom sunca, polikristali daju više energije od monokristala.
Usporedba glavnih karakteristika monokristalnih i polikristalnih elemenata
Svaki od sustava ima svoje prednosti i nedostatke. Kako odrediti što je bolje, monokristali ili polikristali? Predstavljamo vam usporednu tablicu koja govori o ključnim karakteristikama svake od opcija:
|
Parametar |
monokristali |
Polikristali |
Zaključak |
|
Temperaturni koeficijent |
0,45 % |
0,45 % |
Smanjenje snage u obje vrste sustava gotovo je isto |
|
Stopa degradacije |
Za 3% u prvoj godini rada, u sljedećim godinama - za 0,71%. |
Za 2% u prvoj godini rada, za 0,67% u sljedećim godinama. |
Razlika je neznatna, pa se može zanemariti. |
|
Cijena |
Visoka cijena je zbog složenosti proizvodnje. |
10-15% jeftinije od monokristalnih stanica. |
Za mnoge je cijena odlučujući faktor u korist polikristalnih ploča. |
|
Fotoosjetljivost (pri razini svjetlosti 600 W/m |
Kod istih energetskih modula razlika ne prelazi 10%. |
Zapravo, ovaj se pokazatelj može zanemariti. |
|
|
Godišnja proizvodnja |
Prema laboratoriju PHOTON nešto je veći (ne više od 2%) za monokristale. Međutim, detaljnije studije su pokazale da nije samo bitna vrsta ploče, već i marka. |
Svojstva određene solarne baterije su važnija – ona su ključni kriterij odabira. |
Prilikom odabira solarnih panela potrebno je obratiti pozornost ne samo na vrstu fotonaponskih ćelija, već i na druge kriterije: omjer cijene i učinka, deklarirani resurs (jamstveni rok), napon pri maksimalnoj snazi, te opremu.
Postoje li jeftini solarni paneli?
Stručnjaci i znanstvenici nastoje stvoriti baterije koje će postati široko dostupne cijeloj populaciji. Malim, ali uspješnim koracima približavaju se tom cilju i istovremeno svaki put poboljšavaju materijale koji se koriste u ovoj tehnologiji. Naravno, postoje i proizvođači koji se nemarno odnose prema robi koju nude kupcima i svjesno prodaju nekvalitetne proizvode. To je glavni problem ako odjednom poželite kupiti jeftinu solarnu bateriju.
Ne samo stanovnici Ruske Federacije, već i europske zemlje uvjereni su da kineski proizvođači nude jeftine instalacije. Vidi se da su upravo kineski proizvođači preplavili tržište solarnih baterija, natjeravši mnoge velike tvrtke da se proglase bankrotom, koje jednostavno nisu mogle podnijeti konkurenciju Kinezima.
Tako, na primjer, morate znati koji proizvodi mogu biti proračunski, a koji ne. Malo je vjerojatno da će se naći jeftine monokristalne ploče, jer ove vrste uključuju najmoćnije elemente.
Stoga je vrlo važno znati koje karakteristike uključuje instalacija.
S druge strane, postoje gigantske tvrtke koje zahvaljujući državnim subvencijama smanjuju cijenu solarnih panela koje proizvode. To uključuje veliku njemačku i, naravno, rusku proizvodnju. Ako se odlučite za kupnju kineskih proizvoda, onda je bolje dati prednost nekoj poznatoj tvrtki koja je već opravdala svoje ime na tržištu.
Što je solarna baterija? To je jednosmjerni fotonaponski generator koji pretvara sunčevu energiju u električnu energiju. Takve baterije koriste silikonske module - poluvodiče.
Kako biste odabrali solarnu bateriju za svoj dom, morat ćete obratiti pažnju na nekoliko naših savjeta. Naime:
Naime:
Kada kupujete solarni sustav, imajte na umu da mora odgovarati vašem domu. Prvo, klima vašeg područja igra veliku ulogu. Trajanje sunčeve svjetlosti nad kućom i, naravno, vrijeme akumulativnog režima ovisit će o tome. Kako biste utvrdili koliko je vaš teritorij prikladan, morat ćete koristiti kartu osvjetljenja.
Razmislite o količini topline koju na kraju želite primiti. Najbolja opcija bi bila baterija koja može pokriti otprilike 40-80 toplinskih potreba. Sustavi koji su manje učinkoviti koštat će red veličine više. Također je potrebno uzeti u obzir dizajn i mogućnosti cijelog sustava. To vam može jamčiti stabilnost instalacije u slučaju više sile.
Sve ove izračune najbolje je povjeriti stručnjacima.
Svakako obratite pažnju na proizvođača baterije, kao i na materijal koji je korišten u proizvodnji fotoelektrične ćelije modula.Može postojati i mono i polikristalni silicij
Upravo o tim kvalitetama ovisit će ne samo cijena, već i učinkovitost, kao i vijek trajanja instalacije.
Slijedeći ove savjete, moći ćete odabrati vrstu instalacije koja je prikladna za vaše područje. Ali ipak je bolje da se ljudi povezani s ovim područjem aktivnosti bave vašim izračunima.
Polikristali i solarne primjene
Monokristalne pločice su poboljšane i superiorne u odnosu na polikristale.
Zbog fleksibilne strukture, mogu se postaviti na krov kuće ili sjenice.
Polikristalni elementi su dobri za ulične stanice,
budući da se postavljaju samo na ravnu površinu, za njih je potrebno paziti na zasebno mjesto u vrtu. Kada se postavlja u sjenicu, nije dopušteno ostakljenje ploča, jer to rezultira smanjenjem učinkovitosti. Učinkovitost komercijalno dostupnih ploča je približno 18%, što je niže od monokristalnih. Polikristalne ploče trpe gubitke učinkovitosti uglavnom zbog površinske nehomogenosti.
Fleksibilna monokristalna pločica je prikladna
Usporedba monokristala i
Dakle, koja je solarna ploča bolja - monokristalna ili polikristalna? Da biste odgovorili na ovo pitanje, prvo morate razumjeti, ali u čemu se razlikuju?
Fotografija ispod prikazuje dvije glavne vrste:
Prvo što vam upada u oči je izgled.
Monokristalni elementi imaju zaobljene kutove i ujednačenu površinu. Zaobljeni kutovi nastaju zbog činjenice da se u proizvodnji monokristalnog silicija dobivaju cilindrični praznici. Ujednačenost boje i strukture monokristalnih elemenata posljedica je činjenice da se radi o jednom uzgojenom kristalu silicija, a kristalna struktura je homogena.
Zauzvrat, polikristalni elementi imaju kvadratni oblik zbog činjenice da se tijekom proizvodnje dobivaju pravokutni prazni. Heterogenost boje i strukture polikristalnih elemenata posljedica je činjenice da se sastoje od velikog broja heterogenih kristala silicija, a također uključuju i malu količinu nečistoća.
Druga i vjerojatno glavna razlika je učinkovitost pretvorbe sunčeve energije.
Monokristalni elementi i, sukladno tome, paneli na njihovoj osnovi danas imaju najveću učinkovitost - do 22% među masovnom proizvodnjom i do 38% za one koji se koriste u svemirskoj industriji. Monokristalni silicij se proizvodi od visoko pročišćenih sirovina (99,999%).
Komercijalno dostupne polikristalne ćelije imaju učinkovitost do 18%. Manja učinkovitost je posljedica činjenice da se u proizvodnji polikristalnog silicija ne koristi samo primarni silicij visoke čistoće, već i sekundarne sirovine (na primjer, reciklirani solarni paneli ili silicijski otpad iz metalurške industrije). To dovodi do pojave raznih defekata u polikristalnim elementima, kao što su granice kristala, mikrodefekti, nečistoće ugljika i kisika.
Učinkovitost ćelije u konačnici je odgovorna za fizičku veličinu solarnih panela. Što je veća učinkovitost, to će manja površina panela biti pri istoj snazi.
Treća razlika je cijena solarne baterije.
Naravno, cijena monokristalne baterije je nešto viša po jedinici snage. To je zbog skupljeg procesa proizvodnje i upotrebe visoko pročišćenog silicija. Međutim, ta razlika je neznatna i u prosjeku iznosi oko 10%.
Dakle, navodimo glavne razlike između monokristalnih i polikristalnih solarnih ćelija:
Izgled.
Učinkovitost.
Cijena.
Kao što se može vidjeti iz ovog popisa, za solarnu elektranu nije važno koji će se solarni panel koristiti u njenom sastavu.Glavni parametri - napon i snaga solarne ploče ne ovise o vrsti korištenih elemenata, a često se u prodaji mogu naći paneli obje vrste iste snage. Dakle, konačni izbor je na kupcu. A ako ga ne srame neujednačena boja elemenata i nešto veća površina, onda će vjerojatno odabrati jeftinije polikristalne solarne panele. Ako su mu ovi parametri bitni, onda će nešto skuplji monokristalni solarni panel biti očiti izbor.
Zaključno, želio bih napomenuti da je prema podacima Europske udruge EPIA 2010. godine proizvodnja solarnih ćelija prema vrsti silicija koji se u njima koristi bila raspoređena na sljedeći način:
1. polikristalni - 52,9%
2. monokristalni - 33,2%
3. amorfni itd. - 13,9%
Drugim riječima, polikristalne solarne ćelije vodeće su u svijetu po obujmu proizvodnje.
Cijena
Solarni paneli na različitim fotoćelijama imaju različite troškove. Cijene monokristalnih ploča su nešto više (obično u rasponu od 10%), zbog skupljeg procesa i potrebe za korištenjem silicija visoke čistoće.
Stoga, prije nego što odlučite koje module odabrati, morate odlučiti o uvjetima za njihovu uporabu, mjestu ugradnje i proračunu. Zapravo, solarnu elektranu nije briga koja ploča proizvodi struju za nju, glavna stvar su indikatori izlazne snage i napona. I ove vrijednosti mogu biti iste za proizvode na različitim vrstama ćelija, razlikovat će se samo po površini. Stoga, ako dimenzije nisu kritične, tada možete kupiti solarne ploče iste izvedbe (na polikristalima), ali s nešto većom površinom, koštat će malo manje.
Karakteristike tankoslojnih ploča.
Proces proizvodnje tankoslojnih panela sastoji se od vakuumskog taloženja fotonaponskog materijala u obliku tankog filma na podlogu. Ovisno o traženim karakteristikama koriste se različite vrste podloga i vrste raspršivača. Za taloženje tankih filmova posebno se koriste sljedeći materijali: amorfni silicij (a-Si), kadmij telurid (CdTe), bakar, indij, galij, spojevi selena - selenidi (CIS/CIGS), razni organski elementi (OPC)
Učinkovitost tankoslojnih solarnih ćelija ovisi o kvaliteti i čistoći tehnološkog procesa i kreće se od 7 do 13%. Razvojem tehnologije i uvođenjem inovacija predviđeno povećanje učinkovitosti iznosit će 3%. U 2000-ima tržište tankoslojnih ploča značajno je poraslo. To je zbog razvoja tehnologije taloženja tankih filmova i općenito razvoja razine proizvodnje. Tako je sve lakše kupiti solarne panele, a cijena im je sve pristupačnija.
Prednosti tankoslojnih baterija:
- niska cijena proizvodnje, dakle, niža cijena za ploču u cjelini.
- estetski izgled strukture, zbog visoke uniformnosti.
- mogućnost izrade fleksibilnih konstrukcija
- Smanjuje se broj gubitaka performansi zbog grijanja ili neizravnog osvjetljenja.
Istodobno, tankoslojne strukture imaju niz nedostataka:
— potrebna je dovoljno velika instalacijska površina konstrukcije kako bi se osigurala pretvorba potrebne količine sunčeve energije.
- ugradnja više panela zahtijeva dodatni montažni hardver i povećane troškove ugradnje.
- vijek trajanja takvih ploča je niži nego kod kristalnih kolega.
Pa ipak, koje su ploče najprikladnije za korištenje u privatnim kućanstvima za opskrbu električnom energijom kuće ili vikendice?
U rješavanju ovog problema neće škoditi konzultirati stručnjake iz područja fotoelektronskih pretvarača solarne energije i provesti kvantitativnu i kvalitativnu procjenu svih čimbenika: od površine do osvjetljenja montažne površine. Ova konzultacija će vam omogućiti da točno odredite što vam je potrebno.
Uz nedostatak prostora za ugradnju, obratite pozornost na monokristalne baterije s maksimalnom učinkovitošću.Nažalost, u ovom trenutku, na ruskom tržištu fotoelektronskih proizvoda, posebno pretvarača, izbor elemenata je ograničen i, najvjerojatnije, kao i izbor modula potrebnog dizajna ili sastava filma
U tom slučaju možda ćete morati naručiti module iz inozemstva ili ih kupiti u Rusiji uz predbilježbu. Međutim, u ovom slučaju cijena baterija će biti veća.
Ako je važniji raspon cijena materijala i rada, onda je najbolja opcija koristiti strukture na polikristalnim pločama. Oni će vam omogućiti da pružite prilično dobre pokazatelje uspješnosti i istovremeno uštedite nešto novca.
Prilikom odabira tankoslojnih ploča, ne zaboravite uzeti u obzir zahtjeve za ugradnju. Trošak dodatnih instalacijskih radova značajno će utjecati na konačnu procjenu.
Nakon što ste se odlučili za vrstu i veličinu solarnih panela, ostaje vam da kupite potrebne jedinice, instalirate i uživate u korištenju jednog od ekološki najprihvatljivijih načina proizvodnje električne energije za domaće potrebe.
Solarni paneli
- izdržljiv (radni vijek je 25-30 godina)
- jednostavan za instalaciju
- jednostavan za održavanje
- pouzdan i učinkovit
Proizvodnja modula temelji se na korištenju silicija. Silicij je drugi najzastupljeniji element u zemljinoj kori nakon kisika. Silicij je u prirodi teško pronaći u čistom obliku, najčešće se nalazi u kombinaciji s kisikom – silicij (Si02). Ovaj kemijski element ima visoku reaktivnost, te je u svom čistom obliku najvažniji poluvodič u modernoj radio elektronici, računalnoj tehnologiji i alternativnoj energiji. Ovisno o proizvodnim tehnologijama, postoji nekoliko vrsta ploča koje se stalno usavršavaju. Najčešći tipovi modula su kristalne i tankoslojne ili amorfne ploče. Kristalne fotonaponske ćelije su ili monokristalne ili polikristalne
Monokristalne ploče
Monosilicijska pločica je monokristal u obliku cilindričnih, maksimalno čistih ingota silicija, od kojih se rezanjem Czochralski metodom dobivaju pravokutni silikonski diskovi. Monokristalni elementi su kvadrati sa zaobljenim ili izrezanim kutovima, jednolične strukture, debljine 0,2-0,3 mm, tamnoplave ili crne boje s antirefleksnim premazom. Monokristalni solarni moduli su visoko učinkoviti, kompaktni i imaju najduži vijek trajanja.
Tehnologija proizvodnje solarnih ćelija od monokristalnih ćelija prilično je skupa. To je zbog upotrebe visoko pročišćenog silicija.
Polikristalne ploče
Polisilicij solarne pločice se proizvode postupnim hlađenjem silikonske tvari. Ova tehnologija proizvodnje zahtijeva manje energije, a silicij nije najvišeg stupnja pročišćavanja. Blokovi polikristala obrađuju se na isti način kao i monokristalni blank. Polikristalne ploče su blok kristala različitih smjerova, neki kristali su jasno vidljivi na rezu, to su pravilni plavi kvadrati s antirefleksnim premazom ili srebrno sivi bez premaza, debljine 0,2 - 0,3 mm. Učinkovitost takvih baterija je niža (od 13% do 18%).
Tankoslojni (amorfni) solarni paneli
Glavna razlika između tankoslojnih ili amorfnih ploča je taloženje tankog sloja amorfnog silicija na podlogu. Materijal obloge može biti fleksibilna (plastična) ili kruta (staklo ili metal) podloga. Amorfne ploče razlikuju se od ostalih vrsta po tamno sivoj boji, fleksibilne su, kompaktne i lagane. Trošak je niži od tradicionalnog silicija.Takve baterije izvrsno rade na vrlo prašnjavom zraku, imaju dovoljno difuzne svjetlosti. Nedavne inovacije u razvoju silicijskog filma dovele su do proizvodnje učinkovitih solarnih ćelija s više spojeva koje sadrže više slojeva silicija. Različiti poluvodički materijali različito upijaju sunčevu svjetlost, hvatajući tako cijeli spektar zračenja.
Dizajn i primjena
Prema uređaju svi solarni pretvarači se dijele na monokristalne i polikristalne. Dizajn svake ploče određuje njezinu učinkovitost i cijenu. Svjetski proizvođači ovih uređaja kao radnu tekućinu koriste silicij, kadmij telurid i spojeve na bazi bakra, indija, galija i selena. Najnovija dostignuća u ovom području su baterije čiji je radni materijal galijev arsenid.
Domaća industrija za proizvodnju solarnih generatora uglavnom koristi silikonske poluvodičke pločice. Gotovi moduli dizajnirani za generiranje električne struje kombiniraju skup ćelija sa svojim dizajnom. Ravne ploče se postavljaju na posebne police s rotirajućim uređajima, uz pomoć kojih se tijekom dana postavlja najveći mogući kut upada sunčevih zraka na poluvodič. Jeftinija, ali manje učinkovita opcija je korištenje fiksnih struktura postavljenih na određeni konstantni kut.
Važan element svakog solarnog sklopa su baterije koje pohranjuju električnu energiju za korištenje noću ili tijekom slabo osvijetljenog doba dana. Zatim dolazi iz baterija izravno na opterećenje, ili prvo na pretvarač 12 (24) - 220 V, a zatim na potrošača, ovisno o njegovoj vrsti.
Mišljenje stručnjaka
Aleksej Bartoš
Specijalist za popravak, održavanje električne opreme i industrijske elektronike.
Pitajte stručnjaka
Isplativo je proizvoditi solarnu energiju tamo gdje ima mnogo svijetlih dana u godini. Većina regija Ruske Federacije nije pogodna za korištenje samo sunčeve energije. Solarni generatori se češće koriste samo kao dodatni uređaji za napajanje.
Zaključak
Iako postoje razlike između različitih vrsta modula, ne postoji jasan odgovor koji solarni modul najbolje odgovara svim mogućim zahtjevima. Vrsta modula odabire se ovisno o karakteristikama vašeg mjesta i zahtjevima instalacije.
Prilikom odabira modula često se postavlja pitanje: koja je solarna baterija bolja - monokristalna ili polikristalna, ili možda amorfna? Uostalom, oni su najčešći u našem stoljeću. Provedeno je mnogo istraživanja kako bi se pronašao odgovor. Pogledajmo što su pokazali rezultati:
učinkovitost i vijek trajanja
Monokristalni elementi imaju učinkovitost od oko 17-22%, njihov vijek trajanja je najmanje 25 godina. Učinkovitost polikristalnih može doseći 12-18%, oni također služe najmanje 25 godina. Učinkovitost amorfnih je 6-8% i smanjuje se mnogo brže od kristalnih, rade ne više od 10 godina.
Temperaturni koeficijent
U stvarnim uvjetima korištenja, solarni paneli se zagrijavaju, što dovodi do smanjenja nazivne snage za 15-25%. Prosječni temperaturni koeficijent za poli i mono je -0,45%, amorfni -0,19%. To znači da kada temperatura poraste za 1°C od standardnih uvjeta, kristalne baterije će biti manje produktivne od amorfnih.
Gubitak učinkovitosti
Degradacija solarnih monokristalnih i polikristalnih modula ovisi o kvaliteti početnih elemenata – što više bora i kisika sadrže, brže se smanjuje učinkovitost. Polisilikonske pločice imaju manje kisika, dok monosilicijske pločice imaju manje bora. Dakle, uz jednaku kvalitetu materijala i uvjete uporabe, nema posebne razlike između stupnja degradacije tih i ostalih modula, u prosjeku je oko 1% godišnje.Hidrogenizirani silicij koristi se u proizvodnji amorfnih baterija. Sadržaj vodika je zbog njegove brže razgradnje. Dakle, kristalni se razgrađuju za 20% nakon 25 godina rada, amorfni su 2-3 puta brži. Međutim, modeli niske kvalitete mogu izgubiti učinkovitost za 20% u prvoj godini korištenja. Ovo vrijedi uzeti u obzir prilikom kupnje.
Cijena
Ovdje je superiornost u potpunosti na strani amorfnih modula - njihova je cijena niža od kristalnih, zbog jeftinije proizvodnje. Drugo mjesto zauzima poli, dok je mono najskuplji.
Dimenzije i područje ugradnje
Monokristalne baterije su kompaktnije. Da biste stvorili niz potrebne snage, trebat će vam manje ploča u usporedbi s drugim vrstama. Dakle, kada se ugrade, zauzimat će malo manje prostora. No napredak ne miruje, a po pitanju omjera snaga/površina, polikristalni moduli već sustižu mono. Amorfni još uvijek zaostaju za njima - njihova će instalacija zahtijevati 2,5 puta više prostora.
Osjetljivost na svjetlost
Tu su vodeći amorfni silicijski moduli. Imaju najbolju učinkovitost pretvorbe sunčeve energije zbog sadržaja vodika u elementu. Stoga, u usporedbi s kristalnim, učinkovitije rade u uvjetima slabog osvjetljenja. Mono i poli, pri slabom osvjetljenju, rade otprilike isto - značajno reagiraju na promjene intenziteta svjetlosti.
Godišnja proizvodnja
Kao rezultat testiranja modula različitih proizvođača, utvrđeno je da monokristalni generiraju više električne energije godišnje od polikristalnih. A oni su, zauzvrat, produktivniji od amorfnih, unatoč činjenici da potonji stvaraju energiju čak i pri slabom osvjetljenju.
Može se zaključiti da mono i poli solarni paneli imaju male, ali bitne razlike. Iako je mono još uvijek učinkovitiji i povrat na njih veći, poli će i dalje biti popularniji. Istina, ovisi o kvaliteti proizvoda. Međutim, većina velikih solarnih elektrana sklapa se na bazi polimodula. To je zbog činjenice da investitori gledaju na ukupne troškove projekta i razdoblje povrata, a ne na maksimalnu učinkovitost i trajnost.
Sada o amorfnim baterijama. Počnimo s prednostima: način njihove proizvodnje je najjednostavniji i niskoproračunski, jer nije potrebno rezanje i obrada silicija. To se očituje u niskoj cijeni konačnog proizvoda. Oni su nepretenciozni - mogu se instalirati bilo gdje, a ne izbirljivi - ne boje se prašine i oblačnog vremena.
Međutim, amorfni moduli imaju i nedostatke koji nadjačavaju njihove prednosti: u usporedbi s gore navedenim tipovima, imaju najnižu učinkovitost, brzo propadaju - učinkovitost se smanjuje za 40% u manje od 10 godina i zahtijevaju puno prostora za ugradnju.
