Mi az a monokristályos napelem
Korábban már említettük, hogy kétféle panel létezik: poli- és egykristályos. Először is vegye figyelembe az egykristály elemet - ez drágább, de erősebb.
Sajátosságok
Egy ilyen akkumulátorhoz speciális szilícium egykristályt termesztenek a Czochralski módszer szerint. Ez az anyag drágább, mint egy polikristályos ostya, de kiváló minősége miatt a monokristályos modul hatásfoka magasabb. Az egyedi szilíciumcellákból összeállított monokristályos napelemek működési hatásfoka körülbelül 20-22%.
A szilícium egykristályának felületére eső fénysugarak irányított mozgáshoz vezetik a szabad elektronokat. A kristály mindkét oldalán vezetékek csatlakoznak hozzá, amelyek a fogyasztóhoz mennek.
Egy ilyen lemez hatékonysága meglehetősen magas, mivel a napsugarak nem szóródnak szét benne, hanem egyenletesen oszlanak el a kristály teljes felületén. A lemezben nagy a p-n átmenet területe, aminek köszönhetően az elektronok akadálytalanul hatolnak át a félvezető egyik részéből a másikba.
Ár
A nagy félvezető egykristályok termesztésének technológiája meglehetősen munkaigényes, ezért egy ilyen akkumulátor ára mindig magasabb, mint egy hasonló, polikristály alapú terméké. Az eszközök költségének különbsége 10%, ami az egykristályos akkumulátor fő hátránya.
A 150 W-os monokristályos panel ára 5400 rubel, az azonos kialakítású 200 W-os akkumulátor ára 11 700 rubel. Sokkal drágább, mint a 230W-os és 300W-os készülékek
Felépítés és alkalmazás
Félvezető. Általában mono- vagy polikristályos szilícium, kiegészítve más kémiai vegyületekkel, amelyek hozzájárulnak a fotoelektromos hatás kialakulásához. 2 különböző vezetőképességű anyagból áll, aminek köszönhetően közöttük állandó elektronmozgás van (p-n átmenet).
Tömítés - a félvezető rétegei között elhelyezkedő legvékonyabb bevonat, amely megakadályozza az elektronok szabad mozgását.
Az elektromos áramforrás, amikor a tömítéshez csatlakozik, az elektronok képesek legyőzni azt - ennek eredményeként a töltött részecskék rendezett mozgása történik, valójában elektromos áram keletkezik.
Akkumulátor - tárolja a kapott villamos energiát.
Töltésvezérlő - az elektromos energia áramlásának elosztó funkcióját látja el.
Az egyenáram váltóárammá alakításához inverterre van szükség.
Feszültségszabályozó.
Ahhoz, hogy a napelemeket fő áramforrásként használhassuk, fontos, hogy a derült napok túlsúlyban legyenek a felhősekkel szemben. Emiatt országunk legtöbb régiójában az ilyen berendezéseket főként segédberendezésként használják.
Kinézet
Azonban a megjelenés az első, ami felkelti a figyelmet. A monocellák négyzet alakúak, vágott sarkokkal és egyenletes felülettel. Ez az egykristályok előállításának és kristályszerkezetének sajátosságaiból adódik. A szilíciumkristályok termesztése során hengeres nyersdarabokat kapnak, amelyeket további feldolgozás után ilyen „pszeudo-négyzet” lemezekre vágnak. A felület egyenletességét pedig a munkadarab szigorú kristályszerkezete határozza meg.
A polikristályos cellák egyenletes négyzet alakúak. Előállításuk során egy közbenső szakaszban prizma alakú nyersdarabokat kapnak, amelyeket négyzet (vagy téglalap alakú) lemezekre vágnak. Külső felületük a szilícium polistruktúra miatt inhomogén.
Ez magában foglalja az első különbséget a mono- és policellás modulok között. Ez a töltési sűrűség. A polikristályos cellák kitöltik az akkumulátor teljes használható területét, míg a fel nem használt üregek a monocellák között maradnak. Ez azt jelenti, hogy az egyes cellák hatékonyságának különbsége ellenére a polimodul egységnyi területre vetített teljesítménye magasabb lehet.
Milyen modulokat válasszunk
Az optimális opció kiválasztását a költség, a minőség és a műszaki mutatók kombinációja alapján kell elvégezni. Helytelen csak a tervezéstől vezérelni, ez a megközelítés pénzkidobást okozhat. Ki kell elégíteni a ház villamosenergia-szükségletét, hozzá kell adni a szükséges tartalékot az előre nem látható helyzetekhez és a teljesítmény csökkenéséhez az élettartam növekedésével.
Már döntött úgy, hogy napelemes erőművet vásárol, de nem tudja, melyik a jobb mono vagy polikristályos? Ebben a cikkben elemezzük a technológia előnyeit és hátrányait.
Polikristályos napelemek. Mítoszok és tévhitek
Természetesen minden eladó és gyártó érdekelt abban, hogy pontosan a saját termékét értékesítse, ezért bizonyos technológiákkal kapcsolatban állandó tévhitek alakultak ki a piacon. Ez alól a polikristályos szilícium technológia sem kivétel, és jellegzetes különbségeket mutat a monokristályos, tiszta szilíciumtól. Ezért a poli-akkumulátorok számos jellemzőjét gyakrabban előnyként értelmezik. De vajon az? Íme néhány nyilatkozat az eladók eladásáról napelemek
:
- "A polikristályos szilícium jobban teljesít felhős időben!"
- "A polimodulok élettartama megegyezik az egykristályéval."
- "A polikristályos napelemek olcsóbbak, ezért megfizethetőbbek"
Érdemes megjegyezni, hogy az első kijelentés önmagában azt jelzi, hogy nem kommunikál szakemberrel. A szilícium napelemek felhős időben szinte azonos teljesítményűek, technológiától függetlenül. Az olyan minőség, mint a "hatékony működés alacsony sugárzás mellett" büszkélkedhet a "nem szilícium", amorf napelemekkel, amelyek összhatásfoka 6-9% körül ingadozik.
A Poli - elemek valóban egy kicsit olcsóbbak, mivel gyártási folyamatuk nem munkaigényes és gyors. De tekintettel arra, hogy hatékonyságuk 15-25% -kal alacsonyabb, a MONO technológiával összehasonlítható termelés elérése érdekében a termékek területének nagyobbnak kell lennie. Ez magasabb költségeket jelent a termék (üveg, doboz, karosszéria) és a szállítási költségek tekintetében. A termékbeépítés, a kötőelemek és a váltás költségei is magasabbak. Mi lesz Önnek olcsóbb - gondolja meg magának, de a termékek kezdeti ára még nem naperőmű.
Munkájuk erőforrása is eltúlzott. A polikristályos napelemek rövidebb idő alatt jelentősen csökkentik a hatékonyságot, mint a "tiszta szilícium".
Most pedig elemezzük a monokristályos napelemekkel kapcsolatos tévhiteket.
Napelemek otthonra - a legmagasabb hatékonyság!
A monokristályos napelemek előnyei tagadhatatlanok. Az ár enyhe ingadozásait azonban a végső vásárló nem mindig érzékeli megfelelően. Napelemek otthonra
, mono típusú, tényleg kicsit drágább, és nem minden gyártónál és eladónál található meg.
A monokristályos szilícium paneleknek számos előnye van:
- A megtermelt teljesítményre vetítve kompaktabb teljes méretek;
- Hosszú élettartam a kristályhatékonyság minimális veszteségével (legfeljebb 20%, 25 év felett);
- Az energiaátalakítás legnagyobb hatásfoka (napenergiáról elektromosra).
Ez nem elég ahhoz, hogy egy fejlettebb és hatékonyabb technológia mellett döntsünk?
A filmes napelemek fő különbségei
Azonnal megértheti, hogy a filmtekercses napelemek nagyszámú eltérést mutatnak a kristályos lehetőségektől.
Az első dolog, amire érdemes odafigyelni, a vastagságuk, 1 mikron alatti, ráadásul nagyon rugalmasak, ez a minőség lehetővé teszi, hogy bármilyen felületre elhelyezhetőek, akár hengeresre is.
Ezen előnyök mellett a filmakkumulátorok a következő előnyökkel is rendelkeznek:
- Szórt fényben is megtartják működési paramétereiket, ennek eredményeként összenergiájuk 15%-kal nő a kristályos fajtákhoz képest;
- Alacsony költségük van, ami azt jelenti, hogy vásárlásuk költséges lesz;
- A nagy teljesítményű villamosenergia-rendszerekben végzett munkájuk hatékonyabb;
- Meleg éghajlaton az akkumulátorok nem csökkentik a termelékenységüket;
- Optikai formában nagy abszorpciós arányuk van a napsugárzás spektrumában.
Természetesen az összes előny ellenére, mint minden más telepítés, a filmakkumulátoroknak is vannak hátrányai. Itt nagy méretek adhatók meg, a kristályos panelekhez képest a fóliák közel 3-szor nagyobb területet foglalnak el. További hátrány, hogy az ilyen akkumulátorok használatához nagyfeszültségű típusú vezérlőkre van szükség.
A monokristályos panelek jellemzői
A monokristályos rendszer több tucat fotocellából áll, amelyek egyetlen panelbe vannak kombinálva. A kristályokat termesztéssel nyerik - a Czochalski-módszer szerint. Mindegyik üvegszálas alapra van rögzítve, amely véd a portól és a nedvességtől. Az elemek anyaga tisztított szilícium. A fényérzékeny cellák egy irányba vannak orientálva, aminek köszönhetően a monokristályos panelek hatékonysága magasabb, mint a polikristályosoké. Más funkciók:
a folyamatos működés időtartama - legalább 20 év;
Az egykristályok hatékonysága átlagosan 20-22% (a kapott villamos energia veszteségei nélkül), egyes esetekben akár 20% is;
az abszorpció szintje magasabb, mint a polikristályos paneleknél;
Az egykristályos rendszerek egyetlen hátránya a magasabb költség, azonban a beszerzésük költsége gyorsan megtérül.
Helyhiány esetén, amikor rendkívül fontos minden négyzetméterről a maximális energiamennyiség elérése, egy ilyen megoldás előnyösebb.
A polikristályos panelek jellemzői
A polikristályokat az olvadt szilícium fokozatos lehűtésével állítják elő. Ez a technológia olcsóbb, mint az egykristályok mesterséges növesztése, azonban a polikristályok szélein szemcsésség jelenhet meg, ami hatékonyságuk csökkenéséhez vezet. Az alapvető különbség az egykristályoktól a heterogén szerkezet és szín. Ennek oka a szennyeződések és az a tény, hogy a rendszer különböző típusú kristályokat tartalmaz. Sajátosságok:
A hatékonyság alacsonyabb, mint az egykristályos elemeké - akár 17-18%;
megfizethető ár - a polikristályos panelek gyártása olcsóbb;
a polikristályok teljesítményvesztésének (degradációjának) sebessége kisebb, mint az egykristályoké.
Így ha a feladat egy bizonyos mennyiségű villamos energia beszerzése, polikristályos panelek használatakor nagy területre lesz szükség. Úgy gondolják, hogy jövedelmezőbb használni őket azokban a régiókban, ahol túlnyomórészt felhős napok vannak - elégtelen napsütés mellett a polikristályok több energiát biztosítanak, mint az egykristályok.
Az egykristályos és polikristályos elemek főbb jellemzőinek összehasonlítása
Mindegyik rendszernek megvannak a maga előnyei és hátrányai. Hogyan határozható meg, melyik a jobb, az egy- vagy polikristályos? Figyelmébe ajánlunk egy összehasonlító táblázatot, amely az egyes lehetőségek főbb jellemzőit tárgyalja:
|
Paraméter |
egykristályok |
Polikristályok |
Következtetés |
|
Hőmérsékleti együttható |
0,45 % |
0,45 % |
A teljesítménycsökkenés mindkét típusú rendszerben közel azonos |
|
Lebomlási sebesség |
A működés első évében 3%-kal, a következő években - 0,71%-kal. |
Az első működési évben 2%-kal, a következő években 0,67%-kal. |
A különbség jelentéktelen, ezért elhanyagolható. |
|
Ár |
A magas költség a gyártás összetettségéből adódik. |
10-15%-kal olcsóbb, mint a monokristályos cellák. |
Sokak számára az ár a döntő tényező a polikristályos panelek mellett. |
|
Fényérzékenység (fényszinten 600 W/m |
Azonos teljesítménymodulok esetén a különbség nem haladja meg a 10%-ot. |
Valójában ez a mutató elhanyagolható. |
|
|
Éves kibocsátás |
A PHOTON laboratórium szerint az egykristályok esetében valamivel magasabb (legfeljebb 2%). A részletesebb vizsgálatok azonban kimutatták, hogy nem csak a panel típusa számít, hanem a márka is. |
Egy adott napelem tulajdonságai sokkal fontosabbak – ezek a legfontosabb kiválasztási kritériumok. |
A napelemek kiválasztásakor nem csak a fotovoltaikus cellák típusára kell figyelni, hanem egyéb szempontokra is: ár-teljesítmény arány, bejelentett erőforrás (garanciaidő), feszültség maximális teljesítményen, felszereltség.
Vannak olcsó napelemek?
A szakemberek és a tudósok olyan akkumulátorok létrehozására törekednek, amelyek széles körben elérhetőek lesznek a teljes lakosság számára. Apró, de sikeres lépésekkel közelítik ezt a célt, és egyben minden alkalommal fejlesztik az ebben a technológiában használt anyagokat. Természetesen vannak olyan gyártók is, akik hanyagul kezelik a vásárlóknak kínált árukat, és tudatosan rossz minőségű termékeket adnak el. Ez a fő probléma, ha hirtelen olcsó napelemet szeretne vásárolni.
Nemcsak az Orosz Föderáció lakosai, hanem az európai országok is meg vannak győződve arról, hogy a kínai gyártók olcsó telepítéseket kínálnak. Látható, hogy éppen a kínai gyártók árasztották el a napelemek piacát, sok nagy céget kényszerítve csődbe, amelyek egyszerűen nem bírták a versenyt a kínaiakkal.
Így például tudnia kell, hogy mely termékek lehetnek költségvetésiek és melyek nem. Olcsó monokristályos paneleket nem valószínű, hogy találunk, mivel ezek a típusok tartalmazzák a legerősebb elemeket.
Ezért nagyon fontos tudni, hogy a telepítés milyen jellemzőket tartalmaz.
Másrészt vannak olyan óriáscégek, amelyek az állami támogatásoknak köszönhetően csökkentik az általuk gyártott napelemek költségeit. Ide tartozik a nagy német és természetesen az orosz gyártás. Ha úgy dönt, hogy kínai termékeket vásárol, akkor jobb, ha olyan jól ismert céget részesít előnyben, amely már igazolta a nevét a piacon.
Mi az a napelem? Ez egy egyenáramú fotovoltaikus típusú generátor, amely a napenergiát elektromos energiává alakítja. Az ilyen akkumulátorok szilícium modulokat - félvezetőket - használnak.
Ahhoz, hogy napelemet válasszon otthonába, figyelnie kell néhány tippünkre. Ugyanis:
Ugyanis:
Napelem rendszer vásárlásakor ne feledje, hogy annak illeszkednie kell otthonába. Először is, a terület éghajlata nagy szerepet játszik. A ház feletti napfény időtartama és természetesen a felhalmozási rendszer ideje attól függ. Annak meghatározásához, hogy mennyire alkalmas a területe, egy megvilágítási térképet kell használnia.
Fontolja meg a hőmennyiséget, amelyet végül szeretne kapni. A legjobb megoldás egy olyan akkumulátor lenne, amely körülbelül 40-80 hőigényt képes kielégíteni. A kevésbé hatékony rendszerek egy nagyságrenddel többe kerülnek. Figyelembe kell venni a teljes rendszer kialakítását és képességeit is. Ez garantálja Önnek a telepítés stabilitását vis maior esetén.
Mindezeket a számításokat legjobb szakemberre bízni.
Mindenképpen ügyeljen az akkumulátor gyártójára, valamint arra, hogy milyen anyagot használtak a modul fotocellájának gyártása során.Lehet mono- és polikristályos szilícium is
Ezektől a tulajdonságoktól függ nemcsak az ár, hanem a hatékonyság és a telepítés élettartama is.
Ha követi ezeket a tippeket, akkor kiválaszthatja a területének megfelelő telepítési módot. De még mindig jobb, ha az ehhez a tevékenységi területhez tartozó emberek részt vesznek a számításokban.
Polikristályok és szoláris alkalmazások
A monokristályos ostyák jobbak és jobbak, mint a polikristályok.
Rugalmas szerkezetüknek köszönhetően ház vagy pavilon tetején is elhelyezhetők.
A polikristályos elemek jók utcai állomáshoz,
mivel csak sík felületre vannak felszerelve, ezért külön kerti helyet kell gondoskodni számukra. Pavilonba helyezve a panelek üvegezése nem megengedett, mivel ez a hatékonyság csökkenését eredményezi. A kereskedelemben kapható panelek hatásfoka hozzávetőleg 18%, ami alacsonyabb, mint a monokristályosé. A polikristályos lemezek hatékonysági veszteségei elsősorban a felületi inhomogenitás miatt szenvednek el.
A rugalmas monokristályos ostya kényelmes
Egykristály összehasonlítása és
Tehát melyik napelem jobb - monokristályos vagy polikristályos? A kérdés megválaszolásához először meg kell értened, de miben különböznek egymástól?
Az alábbi képen két fő típus látható:
Az első dolog, ami megakad a szemedben, az a megjelenés.
Az egykristály elemek lekerekített sarkokkal és egyenletes felülettel rendelkeznek. A lekerekített sarkok annak a ténynek köszönhetők, hogy az egykristályos szilícium gyártása során hengeres nyersdarabokat kapnak. Az egykristályos elemek színének és szerkezetének egységessége annak köszönhető, hogy egyetlen növesztett szilíciumkristályról van szó, és a kristályszerkezet homogén.
A polikristályos elemek viszont négyzet alakúak, mivel a gyártás során téglalap alakú nyersdarabokat kapnak. A polikristályos elemek színének és szerkezetének heterogenitása annak a ténynek köszönhető, hogy nagyszámú heterogén szilíciumkristályból állnak, és kis mennyiségű szennyeződést is tartalmaznak.
A második és valószínűleg a fő különbség a napenergia átalakítás hatékonysága.
A monokristályos elemek és ennek megfelelően az ezekre épülő panelek ma a legmagasabb hatásfokkal rendelkeznek - akár 22% a tömeggyártásban, és akár 38% az űriparban használtaknál. A monokristályos szilíciumot nagy tisztaságú nyersanyagokból állítják elő (99,999%).
A kereskedelemben kapható polikristályos cellák hatékonysága akár 18%. Az alacsonyabb hatásfok annak tudható be, hogy a polikristályos szilícium gyártása során nemcsak nagy tisztaságú primer szilíciumot használnak, hanem másodlagos nyersanyagokat is (például újrahasznosított napelemeket vagy a kohászati iparból származó szilíciumhulladékot). Ez a polikristályos elemek különböző hibáinak megjelenéséhez vezet, mint például a kristályhatárok, mikrohibák, szén- és oxigénszennyeződések.
A napelemek fizikai méretéért végső soron a cella hatékonysága a felelős. Minél nagyobb a hatásfok, annál kisebb lesz a panelfelület azonos teljesítmény mellett.
A harmadik különbség a napelem ára.
Természetesen az egykristályos akkumulátor ára valamivel magasabb egységenként. Ennek oka a drágább gyártási folyamat és a nagy tisztaságú szilícium használata. Ez a különbség azonban jelentéktelen, átlagosan körülbelül 10%.
Tehát felsoroljuk a fő különbségeket a monokristályos és polikristályos napelemek között:
Kinézet.
Hatékonyság.
Ár.
Amint az ebből a listából látható, egy naperőmű esetében nem mindegy, hogy melyik napelem panelt használják fel.A fő paraméterek - a napelem feszültsége és teljesítménye nem függ a felhasznált elemek típusától, és gyakran találhat mindkét típusú, azonos teljesítményű panelt az értékesítésben. Tehát a végső választás a vevőé. Ha pedig nem jön zavarba az elemek egyenetlen színe és a kicsit nagyobb terület miatt, akkor valószínűleg az olcsóbb polikristályos napelemeket választja. Ha ezek a paraméterek számítanak neki, akkor a valamivel drágább monokristályos napelem lesz a kézenfekvő választás.
Befejezésül szeretném megjegyezni, hogy az Európai Szövetség EPIA 2010-es adatai szerint a napelemek gyártása a bennük használt szilícium típus szerint a következőképpen oszlott meg:
1. polikristályos - 52,9%
2. monokristályos - 33,2%
3. amorf stb. - 13,9%
Más szóval, a polikristályos napelemek a gyártási mennyiséget tekintve vezető szerepet töltenek be a világon.
Ár
A különböző fotocellákon lévő napelemek költsége eltérő. A monokristályos panelek ára valamivel magasabb (jellemzően 10% körüli), a drágább eljárás és a nagy tisztaságú szilícium használatának szükségessége miatt.
Így, mielőtt eldönti, hogy melyik modult választja, döntenie kell a használat feltételeiről, a telepítés helyéről és a költségvetésről. Valójában a naperőműnek nem mindegy, hogy melyik panel termel neki áramot, a lényeg a kimenő teljesítmény és feszültségjelzők. És ezek az értékek azonosak lehetnek a különböző típusú cellákon lévő termékeknél, csak a felületükben különböznek. Ezért, ha a méretek nem kritikusak, akkor ugyanolyan teljesítményű napelemeket vásárolhat (polikristályokon), de valamivel nagyobb felülettel egy kicsit kevesebbe kerülnek.
A vékonyréteg panelek jellemzői.
A vékonyréteg-panelek gyártási folyamata egy fotovoltaikus anyag vákuum-leválasztásából áll, vékony film formájában a szubsztrát-alapra. A szükséges jellemzőktől függően különféle típusú aljzatokat és permetezett anyagokat használnak. Különösen a következő anyagokat használják vékonyrétegek leválasztására: amorf szilícium (a-Si), kadmium-tellurid (CdTe), réz, indium, gallium, szelénvegyületek - szelenidek (CIS / CIGS), különféle szerves elemek (OPC)
A vékonyrétegű napelemek hatásfoka a technológiai folyamat minőségétől és tisztaságától függ, és 7-13% között mozog. A technológia fejlődésével és az innováció bevezetésével a várható hatékonyságnövekedés 3%-os lesz. A 2000-es években a vékonyrétegű panelek piaca jelentősen megnőtt. Ez a vékonyréteg-leválasztási technológia fejlődésének és általában a gyártási szint fejlődésének köszönhető. Így egyre egyszerűbb a napelemek beszerzése, és az ára is egyre kedvezőbb.
A vékonyfilm akkumulátorok előnyei:
- alacsony gyártási költség, ezért alacsonyabb ár a panel egészére nézve.
- a szerkezet esztétikus megjelenése, a nagy egyenletesség miatt.
- rugalmas szerkezetek gyártásának lehetősége
- Csökken a fűtés vagy közvetett világítás miatti teljesítményveszteségek száma.
Ugyanakkor a vékonyréteg-szerkezeteknek számos hátránya van:
- a szerkezet kellően nagy beépítési területe szükséges a szükséges mennyiségű napenergia átalakításához.
- több panel felszerelése további szerelési hardvert és megnövekedett telepítési költségeket igényel.
- az ilyen panelek élettartama alacsonyabb, mint a kristályos társaké.
És mégis, mely panelek a legalkalmasabbak a magánháztartások számára egy ház vagy nyaraló áramellátására?
A probléma megoldása során nem árt konzultálni a fotoelektronikus napenergia-átalakítók területén dolgozó szakemberekkel, és kvantitatív és minőségi értékelést végezni az összes tényezőről: a területtől a szerelési felület megvilágításáig. Ez a konzultáció lehetővé teszi, hogy pontosan meghatározza, mire van szüksége.
Telephelyhiány miatt ügyeljen a maximális hatékonyságú monokristályos akkumulátorokra.Sajnos jelenleg a fotoelektronikai termékek, különösen a konverterek orosz piacán az elemek választéka korlátozott, és valószínűleg korlátozott a kívánt kialakítású vagy filmösszetételű modulok kiválasztása.
Ebben az esetben előfordulhat, hogy külföldről kell modulokat rendelnie, vagy előrendelésre vásárolnia Oroszországban. Ebben az esetben azonban az akkumulátorok ára magasabb lesz.
Ha fontosabb az anyagok és a munka árkategóriája, akkor a legjobb megoldás a polikristályos lemezeken lévő szerkezetek alkalmazása. Lehetővé teszik, hogy meglehetősen jó teljesítménymutatókat biztosítsanak, és ugyanakkor pénzt takarítsanak meg.
A vékonyréteg-panelek kiválasztásakor ne felejtse el figyelembe venni a telepítési követelményeket. A további telepítési munkák költsége jelentősen befolyásolja a végső becslést.
A napelemek típusának és méretének eldöntése után már csak Ön kell megvásárolnia a szükséges egységeket, beszerelni és élvezni a háztartási villamosenergia-termelés egyik legkörnyezetbarátabb módját.
Napelemek
- tartós (élettartam 25-30 év)
- könnyen telepíthető
- könnyen karbantartható
- megbízható és hatékony
A modulok gyártása szilícium felhasználásán alapul. A szilícium az oxigén után a második legelterjedtebb elem a földkéregben. A természetben nehéz megtalálni a szilíciumot tiszta formájában, leggyakrabban oxigénnel - szilícium-dioxiddal (Si02) kombinálva található. Ez a kémiai elem nagy reakcióképességgel rendelkezik, és tiszta formájában a legfontosabb félvezető a modern rádióelektronikában, a számítástechnikában és az alternatív energiákban. A gyártási technológiáktól függően többféle panel létezik, amelyeket folyamatosan fejlesztenek. A modulok leggyakoribb típusai a kristályos és vékonyfilmes vagy amorf panelek. A kristályos fotovoltaikus cellák monokristályosak vagy polikristályosak
Monokristályos panelek
A monoszilícium ostya hengeres, maximális tisztaságú szilícium bugák formájú egykristály, amelyből Czochralski-módszerrel történő vágással négyszögletes szilíciumkorongokat nyernek. A monokristályos elemek lekerekített vagy vágott sarkú, egységes szerkezetű, 0,2-0,3 mm vastagságú, sötétkék vagy fekete színű, tükröződésgátló bevonattal ellátott négyzetek. A monokristályos napelem modulok rendkívül hatékonyak, kompaktak és a leghosszabb élettartammal rendelkeznek.
Az egykristályos napelemek gyártásának technológiája meglehetősen drága. Ez a nagy tisztaságú szilícium használatának köszönhető.
Polikristályos panelek
A poliszilícium napelem ostyákat a szilícium anyag fokozatos hűtésével állítják elő. Ez a gyártási technológia kevesebb energiát igényel, és a szilícium nem a legmagasabb fokú tisztaságú. A polikristálytömbök feldolgozása ugyanúgy történik, mint az egykristályos nyersdarabok. A polikristályos panelek különböző irányú kristályok tömbje, néhány kristály jól látható a vágáson, ezek szabályos kék négyzetek tükröződésmentes bevonattal vagy ezüstszürke bevonat nélkül, 0,2 - 0,3 mm vastagok. Az ilyen akkumulátorok hatékonysága alacsonyabb (13%-ról 18%-ra).
Vékonyrétegű (amorf) napelemek
A fő különbség a vékonyfilmes vagy amorf panelek között az, hogy vékony réteg amorf szilícium kerül a hordozóra. A bélés anyaga lehet rugalmas (műanyag) vagy merev (üveg vagy fém) alap. Az amorf panelek sötétszürke színükkel különböztethetők meg a többi típustól, rugalmasak, kompaktak és könnyűek. A költség alacsonyabb, mint a hagyományos szilícium.Az ilyen akkumulátorok kiválóan működnek nagyon poros levegőben, elegendő szórt fényük van. A szilíciumfólia fejlesztése terén a közelmúltban történt újítások eredményes, többrétegű szilíciumot tartalmazó, több csomópontos napelemek gyártásához vezettek. A különböző félvezető anyagok eltérően nyelték el a napfényt, így befogják a sugárzás teljes spektrumát.
Tervezés és alkalmazás
A készülék szerint az összes szoláris konverter monokristályosra és polikristályosra van felosztva. Az egyes panelek kialakítása meghatározza annak hatékonyságát és költségét. Az ilyen eszközök világméretű gyártói szilíciumot, kadmium-telluridot és réz-, indium-, gallium- és szelénalapú vegyületeket használnak munkafolyadékként. A legújabb vívmányok ezen a területen az akkumulátorok, amelyek munkaanyaga a gallium-arzenid.
A hazai ipar a napelem generátorok gyártásához főként szilícium félvezető lapkákat használ. Az elektromos áram generálására tervezett kész modulok egy sor cellát egyesítenek a kialakításukkal. A lapos paneleket speciális állványokra szerelik fel forgó eszközökkel, amelyek segítségével a nap folyamán beállítják a félvezetőre eső napsugarak lehető legnagyobb beesési szögét. Olcsóbb, de kevésbé hatékony megoldás egy bizonyos állandó szögbe beállított rögzített szerkezetek alkalmazása.
Minden napelem szerelvény fontos eleme az akkumulátor, amely elektromos energiát tárol éjszakai vagy gyengén megvilágított napszakban. Ezután az akkumulátoroktól közvetlenül a terheléshez, vagy először a 12 (24) - 220 V-os inverterhez, majd típusától függően a fogyasztóhoz érkezik.
Szakértői vélemény
Alekszej Bartosh
Elektromos berendezések és ipari elektronika javítására, karbantartására szakosodott.
Kérdezzen szakértőt
Kifizetődő napenergiát előállítani ott, ahol sok fényes nap van egy évben. Az Orosz Föderáció legtöbb régiója alkalmatlan a napenergia használatára. A napelemes generátorokat gyakrabban csak kiegészítő tápegységként használják.
Következtetés
Bár vannak különbségek a különböző típusú modulok között, nincs egyértelmű válasz, hogy melyik napelem modul felel meg a legjobban minden lehetséges követelménynek. A modul típusát a helyszín jellemzőitől és a telepítési követelményektől függően választjuk ki.
A modul kiválasztásakor gyakran felteszik a kérdést: melyik napelem a jobb - monokristályos vagy polikristályos, esetleg amorf? Hiszen századunkban ezek a leggyakoribbak. Sok kutatást végeztek a válasz megtalálása érdekében. Lássuk, mit mutattak az eredmények:
hatékonyság és élettartam
A monokristályos elemek hatásfoka körülbelül 17-22%, élettartamuk legalább 25 év. A polikristályosok hatásfoka elérheti a 12-18%-ot, ezek is legalább 25 évig szolgálnak. Az amorf hatásfoka 6-8%, és sokkal gyorsabban csökken, mint a kristályos, legfeljebb 10 évig működnek.
Hőmérsékleti együttható
Valós használati körülmények között a napelemek felmelegszenek, ami a névleges teljesítmény 15-25%-os csökkenéséhez vezet. Az átlagos hőmérsékleti együttható poli és mono esetén -0,45%, amorf -0,19%. Ez azt jelenti, hogy ha a hőmérséklet 1°C-kal emelkedik a normál körülményekhez képest, a kristályos akkumulátorok kevésbé termelékenyek, mint az amorf elemek.
A hatékonyság elvesztése
A szoláris monokristályos és polikristályos modulok lebomlása a kezdeti elemek minőségétől függ - minél több bórt és oxigént tartalmaznak, annál gyorsabban csökken a hatásfok. A poliszilícium lapkák kevesebb oxigént, míg a monoszilícium lapkák kevesebb bórt tartalmaznak. Ezért azonos minőségű anyagok és felhasználási feltételek mellett nincs különösebb különbség ezek és más modulok leromlási foka között, átlagosan évi 1% körüli.A hidrogénezett szilíciumot amorf akkumulátorok gyártásához használják. A hidrogéntartalom a gyorsabb lebomlásának köszönhető. Tehát a kristályosak 25 éves működés után 20%-kal bomlanak le, az amorfok 2-3-szor gyorsabbak. Az alacsony minőségű modellek azonban a használat első évében 20%-kal veszíthetnek hatékonyságból. Ezt érdemes figyelembe venni vásárláskor.
Ár
Itt a fölény teljesen az amorf modulok oldalán van - az olcsóbb gyártás miatt ezek ára alacsonyabb, mint a kristályosoké. A második helyet a poly foglalja el, míg a mono a legdrágább.
Méretek és beépítési terület
A monokristályos akkumulátorok kompaktabbak. A szükséges teljesítményű tömb létrehozásához más típusokhoz képest kevesebb panelre lesz szüksége. Tehát telepítéskor kicsit kevesebb helyet foglalnak el. De a fejlődés nem áll meg, és a teljesítmény/terület arány tekintetében a polikristályos modulok már utolérik a monot. Az amorfok még mindig le vannak maradva - telepítésük 2,5-szer több helyet igényel.
Fényérzékenység
Itt az amorf szilícium modulok vezetnek. Az elem hidrogéntartalmának köszönhetően a legjobb napenergia átalakítási hatásfokkal rendelkeznek. Ezért a kristályosokhoz képest hatékonyabban működnek gyenge fényviszonyok között. A mono és a poli, rossz fényviszonyok mellett, nagyjából ugyanúgy működnek - jelentősen reagálnak a fényintenzitás változásaira.
Éves kibocsátás
A különböző gyártók moduljainak tesztelése során kiderült, hogy a monokristályosak évente több villamos energiát termelnek, mint a polikristályosak. És ezek viszont sokkal produktívabbak, mint az amorfok, annak ellenére, hogy az utóbbiak gyenge fényviszonyok mellett is energiát termelnek.
Megállapítható, hogy a mono és poli napelemek között apró, de lényeges különbségek vannak. Bár a mono még mindig hatékonyabb, és a megtérülésük nagyobb, a poly továbbra is népszerűbb lesz. Igaz, ez a termék minőségétől függ. A legtöbb nagy naperőművet azonban polimodulok alapján szerelik össze. Ez annak köszönhető, hogy a befektetők a projekt összköltségét és a megtérülési időt, nem pedig a maximális hatékonyságot és tartósságot nézik.
Most az amorf akkumulátorokról. Kezdjük az előnyökkel: gyártásuk módja a legegyszerűbb és alacsony költségvetésű, mivel nincs szükség szilícium vágásra és feldolgozásra. Ez a végtermék alacsony költségében is megmutatkozik. Igénytelenek - bárhová felszerelhetők, és nem válogatósak - nem félnek a portól és a felhős időjárástól.
Az amorf moduloknak azonban vannak olyan hátrányai is, amelyek felülírják előnyeiket: a fenti típusokhoz képest ezek a legalacsonyabb a hatásfok, gyorsan leromlanak - kevesebb, mint 10 év alatt 40%-kal csökken a hatásfok, és sok helyet igényel a beépítés.
