Kas yra monokristalinis saulės elementas
Jau minėjome, kad yra dviejų tipų plokštės: poli- ir monokristalinės. Pirmiausia apsvarstykite vieno kristalo elementą - jis yra brangesnis, bet galingesnis.
Ypatumai
Tokiai baterijai Czochralski metodu auginamas specialus silicio monokristalas. Ši medžiaga yra brangesnė nei polikristalinė plokštelė, tačiau dėl aukštos kokybės monokristalinis modulis pasižymi didesniu efektyvumu. Monokristalinių saulės baterijų, surinktų iš atskirų silicio elementų, veikimo efektyvumas yra maždaug 20–22%.
Šviesos spinduliai, krintantys ant vieno silicio kristalo paviršiaus, nukreipia laisvuosius elektronus į kryptingą judėjimą. Abiejose kristalo pusėse prie jo prijungti laidai, einantys į vartotoją.
Tokios plokštės efektyvumas yra gana didelis, nes saulės spinduliai joje neišsisklaido, o tolygiai pasiskirsto visame kristalo paviršiuje. P-n sandūros plotas plokštelėje yra didelis, dėl to elektronai netrukdomi prasiskverbia iš vienos puslaidininkio dalies į kitą.
Kaina
Didelių puslaidininkinių monokristalų auginimo technologija yra gana sudėtinga, todėl tokios baterijos kaina visada yra didesnė nei panašaus gaminio iš polikristalų. Įrenginių kainos skirtumas yra 10%, o tai yra pagrindinis vieno kristalo akumuliatoriaus trūkumas.
150 W galios monokristalinės plokštės kaina yra 5400 rublių, o tokios pat konstrukcijos 200 W baterija kainuoja 11 700 rublių. Daug brangesni nei 230W ir 300W įrenginiai
Dizainas ir pritaikymas
Puslaidininkis. Paprastai mono- arba polikristalinis silicis, papildytas kitais cheminiais junginiais, kurie prisideda prie fotoelektrinio efekto susidarymo. Jį sudaro 2 skirtingo laidumo medžiagos, dėl kurių tarp jų vyksta nuolatinis elektronų judėjimas (p-n sandūra).
Tarpiklis – ploniausia danga, kuri neleidžia laisvai judėti elektronams, esanti tarp puslaidininkio sluoksnių.
Elektros šaltinis, prijungtas prie tarpiklio, elektronai įgyja galimybę jį įveikti - dėl to vyksta tvarkingas įkrautų dalelių judėjimas, iš tikrųjų susidaro elektros srovė.
Akumuliatorius – kaupia gautą elektros energiją.
Įkrovimo valdiklis – atlieka elektros energijos srautų skirstytuvo funkciją.
Norint paversti nuolatinę srovę į kintamąją srovę, reikalingas keitiklis.
Įtampos reguliatorius.
Norint naudoti saulės baterijas kaip pagrindinį elektros energijos šaltinį, svarbu, kad giedrų dienų skaičius vyrautų prieš debesuotus. Dėl šios priežasties daugumoje mūsų šalies regionų tokie įrenginiai daugiausia naudojami kaip pagalbiniai įrenginiai.
Išvaizda
Tačiau išvaizda pirmiausia krenta į akis. Monocelės yra kvadratinės formos su nupjautais kampais ir vienodu paviršiumi. Taip yra dėl monokristalų gamybos ir kristalinės struktūros ypatumų. Auginant silicio kristalus, gaunami cilindriniai ruošiniai, kurie po tolesnio apdorojimo supjaustomi į tokias „pseudo kvadratines“ plokštes. O paviršiaus vienodumą lemia griežta ruošinio kristalinė struktūra.
Polikristalinės ląstelės turi lygią kvadrato formą. Jų gamybos metu tarpiniame etape gaunami prizminiai ruošiniai, kurie supjaustomi į kvadratines (arba stačiakampes) plokštes. Jų išorinis paviršius yra nehomogeniškas dėl silicio polistruktūros.
Tai reiškia pirmąjį skirtumą tarp modulių, esančių mono- ir daugialąsteliuose elementuose. Tai yra užpildymo tankis. Polikristaliniai elementai užpildo visą naudingą baterijos plotą, o tarp vienaląsčių lieka nepanaudotų tuštumų. Tai reiškia, kad nepaisant atskirų elementų efektyvumo skirtumo, polimodulio našumas ploto vienetui gali būti didesnis.
Kokius modulius pasirinkti
Optimalaus varianto pasirinkimas turėtų būti atliktas atsižvelgiant į sąnaudų, kokybės ir techninių rodiklių derinį. Neteisinga vadovautis tik dizainu, toks požiūris gali sukelti pinigų švaistymą. Būtina patenkinti namo elektros energijos poreikius, pridėti reikiamą maržą nenumatytoms situacijoms ir eksploatacinių savybių sumažėjimui pailgėjus tarnavimo laikui.
Jau priėmėte sprendimą pirkti saulės elektrinę, bet nesate tikri, kas geriau mono ar polikristalinė? Šiame straipsnyje išanalizuosime visus technologijos privalumus ir trūkumus.
Polikristalinės saulės baterijos. Mitai ir klaidingi supratimai
Žinoma, kiekvienas pardavėjas ir gamintojas yra suinteresuotas parduoti būtent savo prekę, todėl rinkoje susiformavo nuolatinės klaidingos nuomonės dėl tam tikrų technologijų. Polikristalinio silicio technologija nėra išimtis ir turi būdingų skirtumų nuo monokristalinio, gryno silicio. Todėl daugelis polibaterijų savybių dažniau interpretuojamos kaip privalumai. Bet ar taip? Štai keli pardavėjų pareiškimai, parduodantys saulės elementai
:
- „Polikristalinis silicis geriau veikia debesuotame ore!
- "Polio modulių tarnavimo laikas yra toks pat kaip ir vieno kristalo."
- „Polikristalinės saulės baterijos yra pigesnės ir todėl prieinamesnės“
Verta paminėti, kad pirmasis teiginys savaime rodo, kad jūs nebendraujate su profesionalu. Silicio saulės baterijos debesuotu oru pasižymi beveik tokiomis pačiomis savybėmis, nepaisant technologijos. Tokia kokybe kaip „efektyvus veikimas esant žemai insoliacijai“ gali pasigirti „nesilicistiniai“, amorfiniai saulės elementai, kurių bendras efektyvumas svyruoja apie 6-9%.
Poli elementai yra tikrai šiek tiek pigesni, nes jų gamybos procesas nėra daug pastangų reikalaujantis ir greitas. Tačiau atsižvelgiant į tai, kad jų efektyvumas yra 15-25% mažesnis, norint pasiekti produkciją, panašią į MONO technologiją, gaminių plotas turėtų būti didesnis. Tai reiškia didesnes išlaidas gaminiui (stiklui, dėžutei, kėbului) ir transportavimo išlaidas. Didesnės ir gaminio montavimo, tvirtinimo detalių ir perjungimo sąnaudos. Kas jums bus pigiau – pagalvokite patys, bet pradinė gaminių kaina dar nėra saulės elektrinė.
Jų darbo ištekliai taip pat yra perdėti. Polikristaliniai saulės elementai žymiai sumažina efektyvumą per trumpesnį laikotarpį nei „grynas silicis“.
Dabar paanalizuokime klaidingą nuomonę apie monokristalinius saulės elementus.
Saulės baterijos namams – didžiausias efektyvumas!
Monokristalinių saulės baterijų privalumai yra neabejotini. Tačiau galutinis pirkėjas ne visada teisingai suvokia nedidelius kainų svyravimus. Saulės baterijos namams
, tipo mono, tikrai yra šiek tiek brangesnis ir yra ne pas visus gamintojus ir pardavėjus.
Monokristalinės silicio plokštės turi keletą privalumų:
- Kompaktiškesni bendri matmenys vienam pagamintos galios vatui;
- Ilgas tarnavimo laikas minimaliai prarandant kristalų efektyvumą (ne daugiau kaip 20%, per 25 metus);
- Didžiausias energijos konversijos efektyvumas (iš saulės energijos į elektros energiją).
Ar to nepakanka norint pasirinkti pažangesnę ir efektyvesnę technologiją?
Plėvelės saulės baterijų pagrindiniai skirtumai
Iš karto galite suprasti, kad plėvelinės ritininės saulės baterijos turi daug skirtumų nuo kristalinių variantų.
Pirmiausia reikėtų atkreipti dėmesį į jų storį, jis nesiekia 1 mikrono, be to, labai lankstūs, tokia kokybė leidžia dėti ant bet kokio paviršiaus, net ir ant cilindrinių.
Be šių privalumų, plėvelinės baterijos turi ir šiuos privalumus:
- Jie išlaiko veikimo parametrus net esant išsklaidytai šviesai, todėl jų bendra energija padidėja 15%, palyginti su kristalinėmis atmainomis;
- Jie turi mažą kainą, o tai reiškia, kad jų pirkimas bus biudžetinis;
- Jų darbas didelės galios elektros sistemose yra efektyvesnis;
- Karštame klimate baterijos nesumažina jų našumo;
- Jie turi didelį optinės formos saulės spektro sugerties greitį.
Žinoma, nepaisant visų privalumų, kaip ir bet kuri kita instaliacija, plėvelinės baterijos turi tam tikrų trūkumų. Čia galima įvesti didelius matmenis, palyginti su kristalinėmis plokštėmis, plėvelinės užima beveik 3 kartus didesnį plotą. Kitas trūkumas yra tas, kad norint naudoti tokias baterijas, reikalingi aukštos įtampos tipo valdikliai.
Monokristalinių plokščių savybės
Monokristalinė sistema susideda iš dešimčių fotoelementų, sujungtų į vieną skydelį. Kristalai gaunami auginant – pagal Czochalski metodą. Kiekvienas iš jų tvirtinamas ant stiklo pluošto pagrindo, kuris apsaugo nuo dulkių ir drėgmės. Elementų medžiaga yra išgrynintas silicis. Šviesai jautrūs elementai yra orientuoti viena kryptimi, dėl to monokristalinių plokščių efektyvumas yra didesnis nei polikristalinių. Kitos funkcijos:
nepertraukiamo veikimo trukmė - ne mažiau kaip 20 metų;
Vienkristalų naudingumo koeficientas yra vidutiniškai iki 20-22% (neįskaitant gaunamos elektros energijos nuostolių), kai kuriais atvejais - iki 20%;
sugerties lygis yra didesnis nei polikristalinėse plokštėse;
Vienintelis vieno kristalo sistemų trūkumas yra didesnė kaina, tačiau jų įsigijimo išlaidos greitai atsiperka.
Trūkstant vietos, kai itin svarbu pasiekti maksimalų energijos kiekį iš kiekvieno kvadratinio metro, toks sprendimas yra priimtinesnis.
Polikristalinių plokščių savybės
Polikristalai gaunami laipsniškai aušinant išlydytą silicį. Ši technologija yra pigesnė nei dirbtinis pavienių kristalų auginimas, tačiau polikristalų pakraščiuose gali atsirasti grūdėtumo, dėl ko mažėja jų efektyvumas. Esminis skirtumas nuo pavienių kristalų yra nevienalytė struktūra ir spalva. Taip yra dėl priemaišų ir dėl to, kad sistemoje yra įvairių tipų kristalų. Ypatumai:
Efektyvumas yra mažesnis nei vieno kristalo elementų - iki 17-18%;
prieinama kaina - polikristalinių plokščių gamyba yra pigesnė;
polikristalų galios praradimo (skilimo) greitis yra mažesnis nei pavienių kristalų.
Taigi, jei užduotis yra gauti tam tikrą elektros energijos kiekį, naudojant polikristalines plokštes, reikės didelio ploto. Manoma, kad juos naudingiau naudoti regionuose, kuriuose vyrauja debesuotos dienos - esant nepakankamam saulės kiekiui, polikristalai suteikia daugiau energijos nei pavieniai kristalai.
Vienakristalinių ir polikristalinių elementų pagrindinių charakteristikų palyginimas
Kiekviena sistema turi savo privalumų ir trūkumų. Kaip nustatyti, kuris yra geresnis, vienas ar polikristalas? Atkreipiame jūsų dėmesį į lyginamąją lentelę, kurioje aptariamos pagrindinės kiekvienos parinkties charakteristikos:
|
Parametras |
pavieniai kristalai |
Polikristalai |
Išvada |
|
Temperatūros koeficientas |
0,45 % |
0,45 % |
Abiejų tipų sistemų galios sumažinimas yra beveik vienodas |
|
Degradacijos greitis |
Pirmaisiais veiklos metais 3 proc., vėlesniais metais – 0,71 proc. |
Pirmaisiais veiklos metais – 2%, vėlesniais – 0,67%. |
Skirtumas yra nereikšmingas, todėl jo galima nepaisyti. |
|
Kaina |
Didelės sąnaudos atsiranda dėl gamybos sudėtingumo. |
10-15% pigiau nei monokristalinės ląstelės. |
Daugeliui kaina yra lemiamas veiksnys polikristalinių plokščių naudai. |
|
Šviesos jautrumas (esant šviesos lygiui 600 W/m |
Su tais pačiais galios moduliais skirtumas neviršija 10%. |
Tiesą sakant, šio rodiklio galima nepaisyti. |
|
|
Metinė produkcija |
PHOTON laboratorijos duomenimis, pavieniams kristalams jis yra šiek tiek didesnis (ne daugiau kaip 2%). Tačiau išsamesni tyrimai parodė, kad svarbu ne tik plokštės tipas, bet ir prekės ženklas. |
Svarbesnės yra konkrečios saulės baterijos savybės – jos yra pagrindinis atrankos kriterijus. |
Renkantis saulės baterijas, būtina atkreipti dėmesį ne tik į fotovoltinių elementų tipą, bet ir į kitus kriterijus: kainos ir kokybės santykį, deklaruojamą resursą (garantinį laikotarpį), įtampą esant maksimaliai galiai, įrangą.
Ar yra pigių saulės baterijų?
Specialistai ir mokslininkai siekia sukurti baterijas, kurios taptų plačiai prieinamos visiems gyventojams. Mažais, bet sėkmingais žingsneliais jie artėja prie šio tikslo ir tuo pačiu kaskart tobulina šioje technologijoje naudojamas medžiagas. Žinoma, pasitaiko ir gamintojų, kurie nerūpestingai elgiasi su pirkėjams siūlomomis prekėmis ir sąmoningai parduoda nekokybišką produkciją. Tai yra pagrindinė problema, jei staiga norite įsigyti nebrangų saulės bateriją.
Ne tik Rusijos Federacijos, bet ir Europos šalių gyventojai įsitikinę, kad nebrangius įrenginius siūlo Kinijos gamintojai. Matyti, kad būtent Kinijos gamintojai užtvindė saulės baterijų rinką, priversdami bankrutuoti daugybę didelių įmonių, kurios tiesiog neatlaikė konkurencijos su kinais.
Taigi, pavyzdžiui, turite žinoti, kurie produktai gali būti biudžetiniai, o kurie ne. Pigių monokristalinių plokščių vargu ar pavyks rasti, nes šios rūšys apima pačius galingiausius elementus.
Todėl labai svarbu žinoti, kokias charakteristikas apima įrenginys.
Kita vertus, yra milžiniškų įmonių, kurios dėl vyriausybės subsidijų sumažina gaminamų saulės baterijų kainą. Tai apima didelę vokiečių ir, žinoma, rusų produkciją. Jei nuspręsite įsigyti Kinijos gaminių, geriau teikti pirmenybę kokiai nors gerai žinomai įmonei, kuri jau pateisino savo pavadinimą rinkoje.
Kas yra saulės baterija? Tai nuolatinės srovės fotovoltinis generatorius, kuris saulės energiją paverčia elektros energija. Tokiose baterijose naudojami silicio moduliai – puslaidininkiai.
Norėdami išsirinkti saulės bateriją savo namams, turėsite atkreipti dėmesį į keletą mūsų patarimų. Būtent:
Būtent:
Pirkdami saulės kolektorių sistemą, nepamirškite, kad ji turi tikti jūsų namams. Pirma, jūsų vietovės klimatas vaidina svarbų vaidmenį. Nuo to priklausys saulės šviesos trukmė virš namo ir, žinoma, kaupimo režimo laikas. Norėdami nustatyti, ar jūsų teritorija tinkama, turėsite naudoti apšvietimo žemėlapį.
Apsvarstykite šilumos kiekį, kurį galiausiai norite gauti. Geriausias variantas būtų baterija, galinti patenkinti maždaug 40-80 šilumos poreikių. Mažiau efektyvios sistemos kainuos daug daugiau. Taip pat būtina atsižvelgti į visos sistemos dizainą ir galimybes. Tai gali garantuoti įrenginio stabilumą force majeure atveju.
Visus šiuos skaičiavimus geriausia patikėti specialistams.
Būtinai atkreipkite dėmesį į baterijos gamintoją, taip pat į medžiagą, kuri buvo panaudota gaminant modulio fotoelementą.Gali būti ir monokristalinio, ir polikristalinio silicio
Būtent nuo šių savybių priklausys ne tik kaina, bet ir efektyvumas bei įrengimo tarnavimo laikas.
Vadovaudamiesi šiais patarimais galėsite pasirinkti jūsų vietovei tinkamą įrengimo tipą. Bet vis tiek geriau, kad su šia veiklos sritimi susiję žmonės užsiimtų jūsų skaičiavimais.
Polikristalai ir saulės įrenginiai
Monokristalinės plokštelės yra patobulintos ir pranašesnės už polikristalus.
Dėl lanksčios konstrukcijos juos galima statyti ant namo stogo ar pavėsinės.
Polikristaliniai elementai tinka gatvės stotims,
kadangi jie montuojami tik ant lygaus paviršiaus, jiems būtina prižiūrėti atskirą vietą sode. Pastačius pavėsinėje, plokščių stiklinimas neleidžiamas, nes dėl to sumažėja efektyvumas. Parduodamų plokščių efektyvumas yra maždaug 18%, tai yra mažesnis nei monokristalinių. Polikristalinės plokštės patiria efektyvumo nuostolius daugiausia dėl paviršiaus nehomogeniškumo.
Patogi yra lanksti monokristalinė plokštelė
Vienkristalo palyginimas ir
Taigi, kuri saulės baterija yra geresnė – monokristalinė ar polikristalinė? Norėdami atsakyti į šį klausimą, pirmiausia turite suprasti, bet kuo jie skiriasi?
Žemiau esančioje nuotraukoje parodyti du pagrindiniai tipai:
Pirmas dalykas, kuris patraukia jūsų dėmesį, yra išvaizda.
Vieno kristalo elementai turi užapvalintus kampus ir vienodą paviršių. Suapvalinti kampai atsiranda dėl to, kad gaminant monokristalinį silicį gaunami cilindriniai ruošiniai. Vienkristalinių elementų spalvos ir struktūros vienodumą lemia tai, kad tai yra vienas išaugęs silicio kristalas, o kristalų struktūra yra vienalytė.
Savo ruožtu polikristaliniai elementai yra kvadrato formos dėl to, kad gamybos metu gaunami stačiakampiai ruošiniai. Polikristalinių elementų spalvos ir struktūros nevienalytiškumas atsiranda dėl to, kad juos sudaro daugybė nevienalyčių silicio kristalų, taip pat yra nedidelis kiekis priemaišų.
Antras ir bene pagrindinis skirtumas – saulės energijos konversijos efektyvumas.
Monokristaliniai elementai ir atitinkamai jų pagrindu pagamintos plokštės šiandien pasižymi didžiausiu efektyvumu – iki 22% tarp masinės gamybos ir iki 38% naudojamų kosmoso pramonėje. Monokristalinis silicis gaminamas iš labai išgrynintų žaliavų (99,999%).
Parduodamų polikristalinių elementų efektyvumas siekia iki 18%. Mažesnį efektyvumą lemia tai, kad polikristalinio silicio gamyboje naudojamas ne tik didelio grynumo pirminis silicis, bet ir antrinės žaliavos (pavyzdžiui, perdirbtos saulės baterijos ar metalurgijos pramonės silicio atliekos). Dėl to atsiranda įvairių polikristalinių elementų defektų, tokių kaip kristalų ribos, mikrodefektai, anglies ir deguonies priemaišos.
Elementų efektyvumas galiausiai yra atsakingas už fizinį saulės baterijų dydį. Kuo didesnis efektyvumas, tuo mažesnis skydo plotas bus esant tokiai pačiai galiai.
Trečias skirtumas – saulės baterijos kaina.
Natūralu, kad vieno kristalo akumuliatoriaus kaina yra šiek tiek didesnė už energijos vienetą. Taip yra dėl brangesnio gamybos proceso ir labai išgryninto silicio naudojimo. Tačiau šis skirtumas yra nereikšmingas ir vidutiniškai siekia apie 10 proc.
Taigi, išvardijame pagrindinius monokristalinių ir polikristalinių saulės elementų skirtumus:
Išvaizda.
Efektyvumas.
Kaina.
Kaip matyti iš šio sąrašo, saulės elektrinei nesvarbu, kuri saulės baterija bus naudojama jos sudėtyje.Pagrindiniai parametrai – saulės baterijos įtampa ir galia nepriklauso nuo naudojamų elementų tipo, o prekyboje dažnai galima rasti abiejų tipų tos pačios galios plokščių. Taigi galutinis pasirinkimas priklauso nuo pirkėjo. O jei jo negėds netolygi elementų spalva ir kiek didesnis plotas, tuomet greičiausiai rinksis pigesnes polikristalines saulės baterijas. Jei šie parametrai jam svarbūs, tuomet akivaizdus pasirinkimas bus kiek brangesnė monokristalinė saulės baterija.
Baigdamas noriu pažymėti, kad pagal Europos asociacijos EPIA 2010 metų duomenis saulės elementų gamyba pagal juose naudojamą silicio rūšį pasiskirstė taip:
1. polikristalinis - 52,9%
2. monokristalinis – 33,2 proc.
3. amorfiniai ir kt. – 13,9 proc.
Kitaip tariant, polikristaliniai saulės elementai yra lyderiai pasaulyje pagal gamybos apimtis.
Kaina
Skirtingų fotoelementų saulės kolektorių kainos skiriasi. Monokristalinių plokščių kainos yra šiek tiek didesnės (paprastai 10 %) dėl brangesnio proceso ir būtinybės naudoti didelio grynumo silicį.
Taigi, prieš nuspręsdami, kokius modulius pasirinkti, turite nuspręsti dėl jų naudojimo sąlygų, įrengimo vietos ir biudžeto. Tiesą sakant, saulės elektrinei nesvarbu, kuris skydas jai gamina srovę, svarbiausia yra išėjimo galios ir įtampos rodikliai. Ir šios vertės gali būti vienodos gaminiams ant skirtingų tipų ląstelių, jie skirsis tik paviršiaus plotu. Todėl, jei matmenys nėra kritiški, tuomet galite įsigyti tokio paties našumo saulės baterijas (ant polikristalų), tačiau su kiek didesniu plotu jos kainuos šiek tiek pigiau.
Plonasluoksnių plokščių charakteristikos.
Plonų plėvelių plokščių gamybos procesas susideda iš fotovoltinės medžiagos nusodinimo vakuuminiu būdu plonos plėvelės pavidalu ant pagrindo pagrindo. Priklausomai nuo reikiamų charakteristikų, naudojami įvairių tipų substratai ir purškiamos medžiagos. Visų pirma, plonoms plėvelėms nusodinti naudojamos šios medžiagos: amorfinis silicis (a-Si), kadmio teluridas (CdTe), varis, indis, galis, seleno junginiai - selenidai (CIS / CIGS), įvairūs organiniai elementai (OPC)
Plonasluoksnių saulės elementų efektyvumas priklauso nuo technologinio proceso kokybės ir grynumo ir svyruoja nuo 7 iki 13%. Tobulėjant technologijoms ir diegiant inovacijas, prognozuojamas efektyvumo padidėjimas sieks 3 proc. 2000-aisiais plonasluoksnių plokščių rinka labai išaugo. Taip yra dėl plonų plėvelių nusodinimo technologijos tobulėjimo ir gamybos lygio vystymosi apskritai. Taigi saulės baterijas įsigyti tampa vis lengviau, o jų kaina tampa prieinamesnė.
Plonos plėvelės baterijų pranašumai:
- mažos gamybos sąnaudos, todėl mažesnė visos plokštės kaina.
- estetinė konstrukcijos išvaizda dėl didelio vienodumo.
- galimybė gaminti lanksčias konstrukcijas
- Sumažėja veikimo nuostolių dėl šildymo ar netiesioginio apšvietimo skaičius.
Tuo pačiu metu plonasluoksnės struktūros turi keletą trūkumų:
— reikalingas pakankamai didelis konstrukcijos įrengimo plotas, kad būtų galima konvertuoti reikiamą saulės energijos kiekį.
- montuojant daugiau plokščių reikia papildomos tvirtinimo detalės ir išauga montavimo kaštai.
- tokių plokščių tarnavimo laikas yra mažesnis nei kristalinių analogų.
Ir vis dėlto, kokios plokštės tinkamiausios naudoti privačiuose namų ūkiuose, aprūpinant namą ar kotedžą elektra?
Sprendžiant šį klausimą nepakenks pasikonsultuoti su fotoelektroninių saulės energijos keitiklių srities specialistais ir atlikti kiekybinį bei kokybinį visų faktorių įvertinimą: nuo ploto iki montavimo paviršiaus apšvietimo. Ši konsultacija leis jums tiksliai nustatyti, ko jums reikia.
Trūkstant vietos montavimui, atkreipkite dėmesį į monokristalines baterijas, kurių efektyvumas yra maksimalus.Deja, šiuo metu Rusijos fotoelektronikos gaminių, ypač keitiklių, rinkoje elementų pasirinkimas yra ribotas ir, greičiausiai, taip pat reikiamo dizaino ar plėvelės sudėties modulių pasirinkimas.
Tokiu atveju jums gali tekti užsisakyti modulius iš užsienio arba įsigyti juos Rusijoje pagal išankstinį užsakymą. Tačiau tokiu atveju baterijų kaina bus didesnė.
Jei svarbesnis yra medžiagų ir darbų kainų diapazonas, tada geriausias pasirinkimas yra naudoti konstrukcijas ant polikristalinių plokščių. Jie leis pateikti gana gerus veiklos rodiklius ir tuo pačiu sutaupyti šiek tiek pinigų.
Renkantis plonasluoksnes plokštes, nepamirškite atsižvelgti į montavimo reikalavimus. Papildomų montavimo darbų kaina labai paveiks galutinę sąmatą.
Apsisprendus dėl saulės baterijų tipo ir dydžio, belieka įsigyti reikiamus įrenginius, sumontuoti ir mėgautis vienu ekologiškiausių elektros energijos gamybos būdų buitinėms reikmėms.
Saulės elementai
- patvarus (tarnavimo laikas 25-30 metų)
- lengva montuoti
- lengva prižiūrėti
- patikimas ir efektyvus
Modulių gamyba pagrįsta silicio naudojimu. Silicis yra antras pagal gausumą elementas žemės plutoje po deguonies. Gamtoje sunku rasti gryno silicio, dažniausiai jis randamas kartu su deguonimi – silicio dioksidu (Si02). Šis cheminis elementas pasižymi dideliu reaktyvumu, o gryna forma yra svarbiausias puslaidininkis šiuolaikinėje radijo elektronikoje, kompiuterinėse technologijose ir alternatyvioje energetikoje. Priklausomai nuo gamybos technologijų, yra keletas plokščių tipų, kurios nuolat tobulinamos. Labiausiai paplitę modulių tipai yra kristalinės ir plonasluoksnės arba amorfinės plokštės. Kristaliniai fotovoltiniai elementai yra monokristaliniai arba polikristaliniai
Monokristalinės plokštės
Monosilicio plokštelė – tai cilindrinių, maksimaliai gryno silicio luitų pavidalo monokristalas, iš kurio pjaustant Czochralski metodu gaunami stačiakampiai silicio diskai. Monokristaliniai elementai yra kvadratai suapvalintais arba nupjautais kampais, vienodos struktūros, 0,2-0,3 mm storio, tamsiai mėlynos arba juodos spalvos su antirefleksine danga. Monokristaliniai saulės moduliai yra labai efektyvūs, kompaktiški ir turi ilgiausią tarnavimo laiką.
Saulės elementų gamybos iš vieno kristalo elementų technologija yra gana brangi. Taip yra dėl to, kad naudojamas labai išgrynintas silicis.
Polikristalinės plokštės
Polisilicio saulės plokštelės gaminamos palaipsniui aušinant silicio medžiagą. Ši gamybos technologija reikalauja mažiau energijos, o silicis nėra aukščiausio grynumo laipsnio. Polikristalų blokai apdorojami taip pat, kaip ir vieno kristalo ruošinys. Polikristalinės plokštės yra skirtingų krypčių kristalų blokas, kai kurie kristalai aiškiai matomi ant pjūvio, tai taisyklingi mėlyni kvadratai su antirefleksine danga arba sidabriškai pilki be dangos, 0,2 - 0,3 mm storio. Tokių baterijų efektyvumas yra mažesnis (nuo 13% iki 18%).
Plonasluoksnės (amorfinės) saulės baterijos
Pagrindinis skirtumas tarp plonasluoksnių ar amorfinių plokščių yra plono amorfinio silicio sluoksnio nusodinimas ant pagrindo. Pamušalo medžiaga gali būti lankstus (plastikas) arba standus (stiklas arba metalas) pagrindas. Amorfines plokštes iš kitų tipų galima atskirti tamsiai pilka spalva, jos yra lanksčios, kompaktiškos ir lengvos. Kaina yra mažesnė nei tradicinio silicio.Tokios baterijos puikiai veikia labai dulkėtame ore, turi pakankamai išsklaidytos šviesos. Naujausios silicio plėvelės kūrimo naujovės paskatino gaminti efektyvius kelių jungčių saulės elementus, kuriuose yra keli silicio sluoksniai. Skirtingos puslaidininkinės medžiagos skirtingai sugeria saulės šviesą, taip užfiksuodamos visą spinduliuotės spektrą.
Dizainas ir pritaikymas
Pagal įrenginį visi saulės keitikliai skirstomi į monokristalinius ir polikristalinius. Kiekvienos plokštės dizainas lemia jos efektyvumą ir kainą. Pasauliniai šių prietaisų gamintojai kaip darbinį skystį naudoja silicį, kadmio teluridą ir junginius, kurių pagrindą sudaro varis, indis, galis ir selenas. Naujausi pasiekimai šioje srityje – baterijos, kurių darbinė medžiaga – galio arsenidas.
Vidaus pramonė saulės generatorių gamybai daugiausia naudoja silicio puslaidininkines plokšteles. Paruošti moduliai, skirti generuoti elektros srovę, sujungia elementų rinkinį su savo konstrukcija. Plokštelės montuojamos ant specialių stelažų su sukamaisiais įtaisais, kurių pagalba dienos metu nustatomas didžiausias galimas saulės spindulių kritimo į puslaidininkį kampas. Pigesnis, bet ne toks efektyvus pasirinkimas yra naudoti fiksuotas konstrukcijas, nustatytas tam tikru pastoviu kampu.
Svarbus bet kurio saulės elemento elementas yra baterijos, kaupiančios elektros energiją, skirtą naudoti naktį arba silpnu paros metu. Tada jis patenka iš baterijų tiesiai į apkrovą arba pirmiausia į keitiklį 12 (24) - 220 V, o tada į vartotoją, priklausomai nuo jo tipo.
Eksperto nuomonė
Aleksejus Bartošas
Elektros įrangos ir pramoninės elektronikos remonto, priežiūros specialistas.
Paklauskite eksperto
Apsimoka gaminti saulės energiją ten, kur per metus būna daug šviesių dienų. Dauguma Rusijos Federacijos regionų yra netinkami naudoti tik saulės energiją. Saulės generatoriai dažniau naudojami tik kaip papildomi maitinimo įrenginiai.
Išvada
Nors tarp skirtingų modulių tipų yra skirtumų, nėra aiškaus atsakymo, kuris saulės modulis geriausiai atitinka visus galimus reikalavimus. Modulio tipas parenkamas atsižvelgiant į jūsų svetainės ypatybes ir įrengimo reikalavimus.
Renkantis modulį dažnai kyla klausimas: kuri saulės baterija geresnė – monokristalinė ar polikristalinė, o gal amorfinė? Juk mūsų amžiuje jie yra labiausiai paplitę. Buvo atlikta daug tyrimų, siekiant rasti atsakymą. Pažiūrėkime, ką parodė rezultatai:
efektyvumas ir tarnavimo laikas
Monokristaliniai elementai turi apie 17-22% naudingumo koeficientą, jų tarnavimo laikas yra mažiausiai 25 metai. Polikristalinių efektyvumas gali siekti 12-18%, jie taip pat tarnauja mažiausiai 25 metus. Amorfinių efektyvumas yra 6-8% ir mažėja daug greičiau nei kristalinių, jie veikia ne ilgiau kaip 10 metų.
Temperatūros koeficientas
Realiomis naudojimo sąlygomis saulės baterijos įkaista, todėl vardinė galia sumažėja 15-25%. Vidutinis poli ir mono temperatūros koeficientas yra -0,45%, amorfinis -0,19%. Tai reiškia, kad temperatūrai pakilus 1°C nuo standartinių sąlygų, kristalinės baterijos bus mažiau produktyvios nei amorfinės.
Efektyvumo praradimas
Saulės monokristalinių ir polikristalinių modulių degradacija priklauso nuo pradinių elementų kokybės – kuo daugiau juose yra boro ir deguonies, tuo greičiau mažėja efektyvumas. Polisilicio plokštelėse yra mažiau deguonies, o monosilicio plokštelėse mažiau boro. Todėl esant vienodai medžiagai ir naudojimo sąlygoms, nėra ypatingo skirtumo tarp tų ir kitų modulių degradacijos laipsnio, vidutiniškai jis yra apie 1% per metus.Hidrintas silicis naudojamas amorfinių baterijų gamyboje. Vandenilio kiekį lemia greitesnis jo skaidymas. Taigi kristaliniai po 25 eksploatavimo metų suyra 20%, amorfiniai 2-3 kartus greičiau. Tačiau žemos kokybės modeliai pirmaisiais naudojimo metais gali prarasti efektyvumą 20%. Į tai verta atsižvelgti perkant.
Kaina
Čia pranašumas yra visiškai amorfinių modulių pusėje – jų kaina mažesnė nei kristalinių, dėl pigesnės gamybos. Antrą vietą užima poli, o mono yra brangiausia.
Matmenys ir montavimo vieta
Monokristalinės baterijos yra kompaktiškesnės. Norėdami sukurti reikiamos galios masyvą, jums reikės mažiau plokščių, palyginti su kitais tipais. Taigi sumontuoti jie užims šiek tiek mažiau vietos. Tačiau pažanga nestovi vietoje, o pagal galios / ploto santykį polikristaliniai moduliai jau vejasi mono. Amorfinės vis dar atsilieka nuo jų – jų įrengimui prireiks 2,5 karto daugiau vietos.
Šviesos jautrumas
Čia pirmauja amorfinio silicio moduliai. Jie pasižymi geriausiu saulės energijos konversijos efektyvumu dėl elemento vandenilio kiekio. Todėl jie, palyginti su kristaliniais, prasto apšvietimo sąlygomis veikia efektyviau. Mono ir poli, esant prastam apšvietimui, veikia maždaug vienodai – jie labai reaguoja į šviesos intensyvumo pokyčius.
Metinė produkcija
Išbandžius skirtingų gamintojų modulius, buvo nustatyta, kad monokristaliniai per metus pagamina daugiau elektros energijos nei polikristaliniai. Ir jie, savo ruožtu, yra produktyvesni nei amorfiniai, nepaisant to, kad pastarieji generuoja energiją net esant silpnam apšvietimui.
Galima daryti išvadą, kad mono ir poli saulės baterijos turi nedidelių, bet svarbių skirtumų. Nors mono vis dar yra efektyvesnis ir jų grąža didesnė, poli vis tiek bus populiaresnis. Tiesa, tai priklauso nuo gaminio kokybės. Tačiau dauguma didelių saulės elektrinių surenkamos polimodulių pagrindu. Taip yra dėl to, kad investuotojai žiūri į bendrą projekto kainą ir atsipirkimo laikotarpį, o ne į maksimalų efektyvumą ir ilgaamžiškumą.
Dabar apie amorfines baterijas. Pradėkime nuo privalumų: jų gamybos būdas yra paprasčiausias ir mažo biudžeto, nes nereikia pjaustyti ir apdoroti silicio. Tai atsispindi mažoje galutinio produkto sąnaudoje. Jie nepretenzingi – montuojami bet kur, o ne išrankūs – nebijo dulkių ir debesuoto oro.
Tačiau amorfiniai moduliai turi ir trūkumų, kurie nusveria jų pranašumus: lyginant su minėtais tipais, jie turi mažiausią efektyvumą, greitai genda – per mažiau nei 10 metų efektyvumas sumažėja 40%, o montavimui reikia daug vietos.
