Kas ir monokristāliskā saules baterija
Mēs jau minējām, ka ir divu veidu paneļi: poli- un vienkristāla. Vispirms apsveriet vienkristāla elementu - tas ir dārgāks, bet jaudīgāks.
Īpatnības
Šādam akumulatoram tiek audzēts īpašs silīcija monokristāls pēc Czochralski metodes. Šis materiāls ir dārgāks nekā polikristāliskā vafele, taču tā augstās kvalitātes dēļ monokristāliskam modulim ir augstāka efektivitāte. Monokristāliskiem saules paneļiem, kas samontēti no atsevišķām silīcija elementiem, darbības efektivitāte ir aptuveni 20–22%.
Gaismas stari, kas krīt uz viena silīcija kristāla virsmas, noved brīvos elektronus uz virzītu kustību. Abās kristāla pusēs tam ir pievienoti vadi, kas nonāk pie patērētāja.
Šādas plāksnes efektivitāte ir diezgan augsta, jo saules stari tajā neizkliedējas, bet tiek vienmērīgi sadalīti pa visu kristāla virsmu. P-n savienojuma laukums plāksnē ir liels, kā dēļ elektroni netraucēti iekļūst no vienas pusvadītāja daļas uz otru.
Cena
Lielu pusvadītāju monokristālu audzēšanas tehnoloģija ir diezgan darbietilpīga, tāpēc šāda akumulatora cena vienmēr ir augstāka nekā līdzīga produkta, kura pamatā ir polikristāli, cena. Ierīču izmaksu atšķirība ir 10%, kas ir galvenais viena kristāla akumulatora trūkums.
Monokristāliskā paneļa cena ar jaudu 150 W ir 5400 rubļu, un tāda paša dizaina 200 W akumulators maksā 11 700 rubļu. Daudz dārgākas par 230W un 300W ierīcēm
Konstrukcija un pielietojums
Pusvadītājs. Parasti mono- vai polikristālisks silīcijs, kas papildināts ar citiem ķīmiskiem savienojumiem, kas veicina fotoelektriskā efekta veidošanos. Tas sastāv no 2 materiāliem ar dažādu vadītspēju, kuru dēļ starp tiem notiek pastāvīga elektronu kustība (p-n savienojums).
Blīve - plānākais pārklājums, kas novērš brīvu elektronu kustību, kas atrodas starp pusvadītāja slāņiem.
Elektrības avots, pievienojot blīvei, elektroni iegūst spēju to pārvarēt - tā rezultātā notiek sakārtota lādētu daļiņu kustība, faktiski tiek ģenerēta elektriskā strāva.
Akumulators - uzglabā saņemto elektroenerģiju.
Uzlādes kontrolieris - veic elektroenerģijas plūsmu sadalītāja funkciju.
Invertors ir nepieciešams, lai pārveidotu līdzstrāvu maiņstrāvā.
Sprieguma regulators.
Lai izmantotu saules paneļus kā galveno elektroenerģijas avotu, ir svarīgi, lai skaidras dienas dominētu pār mākoņainām. Šī iemesla dēļ lielākajā daļā mūsu valsts reģionu šādas iekārtas galvenokārt izmanto kā palīgierīces.
Izskats
Tomēr izskats ir pirmais, kas krīt acīs. Monošūnām ir kvadrātveida forma ar nogrieztiem stūriem un vienmērīgu virsmu. Tas ir saistīts ar monokristālu ražošanas un kristālu struktūras īpatnībām. Audzējot silīcija kristālus, tiek iegūtas cilindriskas sagataves, kuras pēc tālākas apstrādes tiek sagrieztas tādās “pseidokvadrātveida” plāksnēs. Un virsmas viendabīgumu nosaka stingrā sagataves kristāla struktūra.
Polikristāliskām šūnām ir vienmērīga kvadrāta forma. To ražošanas laikā starpposmā iegūst prizmatiskas sagataves, kuras sagriež kvadrātveida (vai taisnstūrveida) plāksnēs. To ārējā virsma ir neviendabīga silīcija polistruktūras dēļ.
Tas nozīmē pirmo atšķirību starp mono- un polišūnu moduļiem. Tas ir pildījuma blīvums. Polikristāliskie elementi aizpilda visu akumulatora izmantojamo laukumu, bet neizmantotie tukšumi paliek starp monoelementiem. Tas nozīmē, ka, neskatoties uz atsevišķu šūnu efektivitātes atšķirību, polimoduļa veiktspēja uz laukuma vienību var būt augstāka.
Kādus moduļus izvēlēties
Optimālā varianta izvēle jāveic saskaņā ar izmaksu, kvalitātes un tehnisko rādītāju kombināciju. Ir nepareizi vadīties tikai pēc dizaina, šāda pieeja var radīt naudas izšķiešanu. Ir nepieciešams apmierināt mājas vajadzības pēc elektrības, pievienot nepieciešamo rezervi neparedzētām situācijām un veiktspējas kritumam, palielinoties kalpošanas laikam.
Jūs jau esat pieņēmis lēmumu iegādāties saules elektrostaciju, bet nezināt, kura ir labāka mono vai polikristāliskā? Šajā rakstā mēs analizēsim visus tehnoloģiju plusus un mīnusus.
Polikristāliskie saules paneļi. Mīti un maldīgi priekšstati
Protams, katrs pārdevējs un ražotājs ir ieinteresēts pārdot tieši savu preci, un tāpēc tirgū ir izveidojušies noturīgi maldīgi priekšstati par atsevišķām tehnoloģijām. Polikristāliskā silīcija tehnoloģija nav izņēmums, un tai ir raksturīgas atšķirības no monokristāliskā, tīra silīcija. Tādējādi daudzas poliakumulatoru īpašības biežāk tiek interpretētas kā priekšrocības. Bet vai tā ir? Šeit ir daži paziņojumi par pārdevējiem, kuri pārdod saules paneļi
:
- "Polikristāliskais silīcijs darbojas labāk mākoņainā laikā!"
- "Polimoduļu kalpošanas laiks ir tāds pats kā monokristālam."
- "Polikristāliskie saules paneļi ir lētāki un tāpēc pieejamāki"
Ir vērts atzīmēt, ka pirmais apgalvojums pats par sevi norāda, ka jūs nesazināsieties ar profesionāli. Silīcija saules baterijām mākoņainā laikā ir gandrīz vienāda veiktspēja neatkarīgi no tehnoloģijas. Tāda kvalitāte kā "efektīva darbība pie zemas insolācijas" var lepoties ar "nesilīcija", amorfām saules baterijām, kuru kopējā efektivitāte svārstās ap 6-9%.
Poli elementi patiešām ir nedaudz lētāki, jo to izgatavošanas process nav darbietilpīgs un ātrs. Bet, ņemot vērā to, ka to efektivitāte ir par 15-25% zemāka, lai sasniegtu MONO tehnoloģijai pielīdzināmu produkciju, produktu laukumam vajadzētu būt lielākam. Tas nozīmē lielākas izmaksas par preci (stikls, kaste, futrālis) un transportēšanas izmaksas. Augstākas ir arī produktu uzstādīšanas, stiprinājumu un pārslēgšanas izmaksas. Kas jums būs lētāk - apsveriet paši, taču produktu sākotnējā cena vēl nav saules elektrostacija.
Arī viņu darba resurss ir pārspīlēts. Polikristālu saules baterijas ievērojami samazina efektivitāti īsākā laika periodā nekā "tīrais silīcijs".
Tagad analizēsim nepareizos priekšstatus par monokristāliskajām saules baterijām.
Saules paneļi mājai – augstākā efektivitāte!
Monokristālisko saules paneļu priekšrocības ir nenoliedzamas. Taču nelielas cenu svārstības gala pircējs ne vienmēr uztver pareizi. Saules paneļi mājām
, tipa mono, tiešām ir nedaudz dārgāks un nav atrodams pie visiem ražotājiem un pārdevējiem.
Monokristāliskā silīcija paneļiem ir vairākas priekšrocības:
- Kompaktāki kopējie izmēri uz saražotās jaudas vatu;
- Ilgs kalpošanas laiks ar minimālu kristāla efektivitātes zudumu (ne vairāk kā 20%, virs 25 gadiem);
- Visaugstākā enerģijas pārveidošanas efektivitāte (no saules uz elektrisko).
Vai ar to nepietiek, lai izdarītu izvēli par labu progresīvākai un efektīvākai tehnoloģijai?
Plēves saules paneļu galvenās atšķirības
Jūs varat uzreiz saprast, ka plēves ruļļu saules paneļiem ir daudz atšķirību no kristāliskām iespējām.
Pirmais, kam jāpievērš uzmanība, ir to biezums, tas ir mazāks par 1 mikronu, turklāt tie ir ļoti elastīgi, šī kvalitāte ļauj tos novietot uz jebkuras virsmas, pat uz cilindriskām.
Papildus šīm priekšrocībām plēves akumulatoriem ir arī šādas priekšrocības:
- Tie saglabā darbības parametrus pat izkliedētā gaismā, kā rezultātā to kopējā enerģija tiek palielināta par 15% attiecībā pret kristāliskām šķirnēm;
- Viņiem ir zemas izmaksas, kas nozīmē, ka to iegāde būs budžeta;
- Viņu darbs lieljaudas energosistēmās ir efektīvāks;
- Karstā klimatā baterijas nesamazina savu produktivitāti;
- Tiem ir augsts saules spektra absorbcijas ātrums optiskā formā.
Protams, neskatoties uz visām priekšrocībām, tāpat kā jebkurai citai instalācijai, plēves akumulatoriem ir daži trūkumi. Šeit var ievadīt lielus izmērus, attiecībā pret kristāliskajiem paneļiem plēves aizņem gandrīz 3 reizes lielāku laukumu. Vēl viens trūkums ir tāds, ka, lai izmantotu šādas baterijas, ir nepieciešami augstsprieguma tipa kontrolleri.
Monokristālisko paneļu īpašības
Monokristāliskā sistēma sastāv no desmitiem fotoelementu, kas apvienoti vienā panelī. Kristālus iegūst, audzējot – pēc Čočaļska metodes. Katrs no tiem ir nostiprināts uz stikla šķiedras pamatnes, kas pasargā no putekļiem un mitruma. Elementu materiāls ir attīrīts silīcijs. Gaismas jutīgās šūnas ir orientētas vienā virzienā, kā rezultātā monokristālisko paneļu efektivitāte ir augstāka nekā polikristāliskiem. Citas funkcijas:
nepārtrauktas darbības ilgums - vismaz 20 gadi;
Monokristālu efektivitāte ir vidēji līdz 20-22% (neskaitot saņemtās elektroenerģijas zudumus), atsevišķos gadījumos - līdz 20%;
absorbcijas līmenis ir augstāks nekā polikristāliskiem paneļiem;
Vienkristāla sistēmu vienīgais trūkums ir augstākas izmaksas, tomēr to iegādes izmaksas ātri atmaksājas.
Ar vietas trūkumu, kad ir ārkārtīgi svarīgi sasniegt maksimālo enerģijas daudzumu no katra kvadrātmetra, šāds risinājums ir vēlams.
Polikristālisko paneļu īpašības
Polikristālus iegūst, pakāpeniski atdzesējot izkausētu silīciju. Šī tehnoloģija ir lētāka nekā monokristālu mākslīgā audzēšana, tomēr polikristālu malās var būt graudainība, kas noved pie to efektivitātes samazināšanās. Būtiskā atšķirība no vienkristāliem ir neviendabīga struktūra un krāsa. Tas ir saistīts ar piemaisījumiem un to, ka sistēmā ir dažāda veida kristāli. Īpatnības:
Efektivitāte ir zemāka nekā vienkristāla elementiem - līdz 17-18%;
pieņemama cena - polikristālisko paneļu ražošana ir lētāka;
polikristālu jaudas zuduma (degradācijas) ātrums ir mazāks nekā monokristālu.
Tādējādi, ja uzdevums ir iegūt noteiktu elektroenerģijas daudzumu, izmantojot polikristāliskos paneļus, būs nepieciešama liela platība. Pastāv viedoklis, ka tos ir izdevīgāk izmantot reģionos, kur pārsvarā ir mākoņainas dienas - ar nepietiekamu saules daudzumu polikristāli nodrošina vairāk enerģijas nekā monokristāli.
Vienkristālu un polikristālisko elementu galveno raksturlielumu salīdzinājums
Katrai no sistēmām ir savi plusi un mīnusi. Kā noteikt, kurš ir vēlams, viens vai polikristāli? Mēs piedāvājam jūsu uzmanību salīdzinošai tabulai, kurā ir apskatītas katras iespējas galvenās īpašības:
|
Parametrs |
atsevišķi kristāli |
Polikristāli |
Secinājums |
|
Temperatūras koeficients |
0,45 % |
0,45 % |
Jaudas samazinājums abu veidu sistēmās ir gandrīz vienāds |
|
Degradācijas ātrums |
Pirmajā darbības gadā par 3%, turpmākajos gados - par 0,71%. |
Pirmajā darbības gadā par 2%, turpmākajos gados par 0,67%. |
Atšķirība ir nenozīmīga, tāpēc to var atstāt novārtā. |
|
Cena |
Augstās izmaksas ir saistītas ar ražošanas sarežģītību. |
10-15% lētāk nekā monokristāliskas šūnas. |
Daudziem cena ir noteicošais faktors par labu polikristāliskiem paneļiem. |
|
Fotosensitivitāte (pie gaismas līmeņa 600 W/m |
Ar vienādiem jaudas moduļiem atšķirība nepārsniedz 10%. |
Patiesībā šo rādītāju var neņemt vērā. |
|
|
Gada izlaide |
Pēc PHOTON laboratorijas datiem, atsevišķiem kristāliem tas ir nedaudz augstāks (ne vairāk kā 2%). Taču sīkāki pētījumi liecina, ka svarīgs ir ne tikai paneļa veids, bet arī zīmols. |
Konkrētās saules baterijas īpašības ir svarīgākas – tās ir galvenais izvēles kritērijs. |
Izvēloties saules paneļus, jāpievērš uzmanība ne tikai fotoelementu tipam, bet arī citiem kritērijiem: cenas un veiktspējas attiecībai, deklarētajam resursam (garantijas periodam), spriegumam pie maksimālās jaudas, aprīkojumam.
Vai ir lēti saules paneļi?
Speciālisti un zinātnieki cenšas radīt baterijas, kas kļūs plaši pieejamas visiem iedzīvotājiem. Ar maziem, bet veiksmīgiem soļiem viņi tuvojas šim mērķim un vienlaikus ik reizi uzlabo šajā tehnoloģijā izmantotos materiālus. Protams, ir arī ražotāji, kas pavirši izturas pret precēm, ko piedāvā klientiem, un apzināti pārdod nekvalitatīvu produkciju. Šī ir galvenā problēma, ja pēkšņi vēlaties iegādāties lētu saules bateriju.
Ne tikai Krievijas Federācijas, bet arī Eiropas valstu iedzīvotāji ir pārliecināti, ka Ķīnas ražotāji piedāvā lētas instalācijas. Redzams, ka tieši Ķīnas ražotāji pārpludināja saules bateriju tirgu, liekot bankrotēt daudziem lieliem uzņēmumiem, kuri vienkārši neizturēja konkurenci ar ķīniešiem.
Tātad, piemēram, jums jāzina, kuri produkti var būt budžeta līdzekļi un kuri nav. Lēti monokristāliskie paneļi, visticamāk, netiks atrasti, jo šie veidi ietver visspēcīgākos elementus.
Tāpēc ir ļoti svarīgi zināt, kādas īpašības ietver instalācija.
No otras puses, ir milzu uzņēmumi, kas, pateicoties valdības subsīdijām, samazina to ražoto saules paneļu izmaksas. Tajos ietilpst liela vācu un, protams, krievu produkcija. Ja nolemjat iegādāties ķīniešu izstrādājumus, labāk ir dot priekšroku kādam labi pazīstamam uzņēmumam, kas jau ir attaisnojis savu nosaukumu tirgū.
Kas ir saules baterija? Tas ir līdzstrāvas fotoelektriskā tipa ģenerators, kas pārvērš saules enerģiju elektroenerģijā. Šādās baterijās tiek izmantoti silīcija moduļi - pusvadītāji.
Lai izvēlētos saules paneli savai mājai, jums būs jāpievērš uzmanība dažiem mūsu padomiem. Proti:
Proti:
Iegādājoties saules paneļu sistēmu, ņemiet vērā, ka tai ir jāatbilst jūsu mājoklim. Pirmkārt, liela nozīme ir jūsu reģiona klimatam. No tā būs atkarīgs saules gaismas ilgums virs mājas un, protams, akumulējošā režīma laiks. Lai noteiktu, cik piemērota ir jūsu teritorija, jums būs jāizmanto apgaismojuma karte.
Apsveriet siltuma daudzumu, ko vēlaties saņemt beigās. Labākais variants būtu akumulators, kas var segt aptuveni 40-80 siltuma vajadzības. Sistēmas, kas ir mazāk efektīvas, maksās par lielumu vairāk. Jāņem vērā arī visas sistēmas dizains un iespējas. Tas var garantēt instalācijas stabilitāti nepārvaramas varas gadījumā.
Visus šos aprēķinus vislabāk uzticēt speciālistiem.
Noteikti pievērsiet uzmanību akumulatora ražotājam, kā arī materiālam, kas tika izmantots moduļa fotoelementa ražošanā.Var būt gan monokristālisks, gan polikristālisks silīcijs
Tieši no šīm īpašībām būs atkarīga ne tikai cena, bet arī efektivitāte, kā arī instalācijas kalpošanas laiks.
Ievērojot šos padomus, jūs varēsiet izvēlēties instalācijas veidu, kas ir piemērots jūsu reģionā. Bet tomēr labāk, ja ar šo darbības jomu saistītie ir iesaistīti jūsu aprēķinos.
Polikristāli un saules enerģijas pielietojumi
Monokristāliskās vafeles ir uzlabotas un labākas par polikristāliem.
Pateicoties elastīgajai struktūrai, tos var novietot uz mājas vai lapenes jumta.
Polikristāliski elementi ir piemēroti ielu stacijai,
tā kā tie ir uzstādīti tikai uz līdzenas virsmas, tiem ir nepieciešams pieskatīt atsevišķu vietu dārzā. Ievietojot lapenē, paneļu iestiklošana nav pieļaujama, jo tā rezultātā samazinās efektivitāte. Tirdzniecībā pieejamo paneļu efektivitāte ir aptuveni 18%, kas ir zemāka nekā monokristāliskiem. Polikristāliskās plāksnes cieš efektivitātes zudumus galvenokārt virsmas neviendabīguma dēļ.
Elastīga monokristāliskā vafele ir ērta
Vienkristāla salīdzinājums un
Tātad, kurš saules panelis ir labāks - monokristālisks vai polikristālisks? Lai atbildētu uz šo jautājumu, vispirms ir jāsaprot, bet kā tie atšķiras?
Tālāk esošajā fotoattēlā ir parādīti divi galvenie veidi:
Pirmā lieta, kas piesaista jūsu uzmanību, ir izskats.
Viena kristāla elementiem ir noapaļoti stūri un vienmērīga virsma. Noapaļoti stūri rodas tāpēc, ka vienkristāla silīcija ražošanā tiek iegūtas cilindriskas sagataves. Vienkristāla elementu krāsas un struktūras viendabīgums ir saistīts ar faktu, ka šis ir viens audzēts silīcija kristāls un kristāla struktūra ir viendabīga.
Savukārt polikristāliskiem elementiem ir kvadrātveida forma, jo ražošanas laikā tiek iegūtas taisnstūrveida sagataves. Polikristālisko elementu krāsas un struktūras neviendabīgums ir saistīts ar faktu, ka tie sastāv no liela skaita neviendabīgu silīcija kristālu un satur arī nelielu daudzumu piemaisījumu.
Otra un, iespējams, galvenā atšķirība ir saules enerģijas pārveidošanas efektivitāte.
Monokristāliskiem elementiem un attiecīgi uz tiem balstītiem paneļiem šodien ir visaugstākā efektivitāte - līdz 22% starp masveidā ražotajiem un līdz 38% tiem, ko izmanto kosmosa nozarē. Monokristālisko silīciju ražo no ļoti attīrītām izejvielām (99,999%).
Tirdzniecībā pieejamo polikristālisko elementu efektivitāte ir līdz 18%. Zemāka efektivitāte ir saistīta ar to, ka polikristāliskā silīcija ražošanā tiek izmantots ne tikai augstas tīrības pakāpes primārais silīcijs, bet arī otrreizējās izejvielas (piemēram, pārstrādāti saules paneļi vai metalurģijas rūpniecības silīcija atkritumi). Tas izraisa dažādu defektu parādīšanos polikristāliskos elementos, piemēram, kristāla robežas, mikrodefektus, oglekļa un skābekļa piemaisījumus.
Šūnu efektivitāte galu galā ir atbildīga par saules paneļu fizisko izmēru. Jo augstāka efektivitāte, jo mazāks paneļa laukums būs ar tādu pašu jaudu.
Trešā atšķirība ir saules baterijas cena.
Protams, viena kristāla akumulatora cena par jaudas vienību ir nedaudz augstāka. Tas ir saistīts ar dārgāku ražošanas procesu un augsti attīrīta silīcija izmantošanu. Tomēr šī atšķirība ir nenozīmīga un vidēji ir aptuveni 10%.
Tātad, mēs uzskaitām galvenās atšķirības starp monokristāliskajām un polikristāliskajām saules baterijām:
Izskats.
Efektivitāte.
Cena.
Kā redzams no šī saraksta, saules elektrostacijai nav nozīmes, kurš saules panelis tiks izmantots tās sastāvā.Galvenie parametri - saules paneļa spriegums un jauda nav atkarīgi no izmantoto elementu veida, un bieži vien pārdošanā var atrast abu tipu paneļus ar vienādu jaudu. Tāpēc galīgā izvēle ir pircēja ziņā. Un, ja viņu nesamulsina elementu neviendabīgā krāsa un nedaudz lielāka platība, tad viņš, iespējams, izvēlēsies lētākus polikristāliskos saules paneļus. Ja šie parametri viņam ir svarīgi, tad nedaudz dārgākais monokristāliskais saules panelis būs acīmredzama izvēle.
Nobeigumā vēlos atzīmēt, ka saskaņā ar Eiropas asociācijas EPIA datiem 2010. gadā saules bateriju ražošana pēc tajos izmantotā silīcija veida tika sadalīta šādi:
1. polikristālisks - 52,9%
2. monokristālisks - 33,2%
3. amorfs utt. - 13,9%
Citiem vārdiem sakot, polikristāliskās saules baterijas ir līderi pasaulē ražošanas apjoma ziņā.
Cena
Saules paneļiem uz dažādiem fotoelementiem ir dažādas izmaksas. Monokristālisko paneļu cenas ir nedaudz augstākas (parasti 10% robežās), jo process ir dārgāks un nepieciešams izmantot augstas tīrības pakāpes silīciju.
Tādējādi, pirms izlemjat, kurus moduļus izvēlēties, jums jāizlemj par to izmantošanas nosacījumiem, uzstādīšanas vietu un budžetu. Patiesībā saules elektrostacijai ir vienalga, kurš panelis tai ražo strāvu, galvenais ir izejas jaudas un sprieguma rādītāji. Un šīs vērtības var būt vienādas izstrādājumiem uz dažāda veida šūnām, tās atšķirsies tikai pēc virsmas. Tāpēc, ja izmēri nav kritiski, varat iegādāties tādas pašas veiktspējas saules paneļus (uz polikristāliem), bet ar nedaudz lielāku laukumu tie maksās nedaudz mazāk.
Plānās plēves paneļu raksturojums.
Plāno kārtiņu paneļu ražošanas process sastāv no fotoelektriskā materiāla vakuuma uzklāšanas plānas plēves veidā uz substrāta pamatnes. Atkarībā no nepieciešamajām īpašībām tiek izmantoti dažāda veida substrāti un izsmidzināmo vielu veidi. Jo īpaši plānu kārtiņu nogulsnēšanai tiek izmantoti šādi materiāli: amorfais silīcijs (a-Si), kadmija telurīds (CdTe), varš, indijs, gallijs, selēna savienojumi - selenīdi (CIS / CIGS), dažādi organiskie elementi (OPC)
Plānplēves saules bateriju efektivitāte ir atkarīga no tehnoloģiskā procesa kvalitātes un tīrības un svārstās no 7 līdz 13%. Attīstoties tehnoloģijām un ieviešot inovācijas, prognozētais efektivitātes pieaugums būs 3%. 2000. gados plānslāņa paneļu tirgus ir ievērojami pieaudzis. Tas ir saistīts ar plānu kārtiņu uzklāšanas tehnoloģiju attīstību un ražošanas līmeņa attīstību kopumā. Tādējādi saules paneļus iegādāties kļūst vieglāk, un to cena kļūst pieejamāka.
Plānās plēves akumulatoru priekšrocības:
- zemas ražošanas izmaksas, līdz ar to zemāka cena panelim kopumā.
- struktūras estētiskais izskats augstās viendabības dēļ.
- iespēja izgatavot elastīgas konstrukcijas
- Tiek samazināts veiktspējas zudumu skaits apkures vai netiešā apgaismojuma dēļ.
Tajā pašā laikā plānslāņa struktūrām ir vairāki trūkumi:
— nepieciešama pietiekami liela konstrukcijas uzstādīšanas platība, lai nodrošinātu nepieciešamā saules enerģijas daudzuma pārveidi.
- vairāku paneļu uzstādīšanai nepieciešama papildu montāžas aparatūra un palielinātas uzstādīšanas izmaksas.
- šādu paneļu kalpošanas laiks ir mazāks nekā kristāliskajiem kolēģiem.
Un tomēr, kuri paneļi ir vispiemērotākie izmantošanai privātajās mājsaimniecībās, lai nodrošinātu māju vai kotedžu ar elektrību?
Risinot šo jautājumu, nenāks par ļaunu konsultēties ar speciālistiem fotoelektronisko saules enerģijas pārveidotāju jomā un veikt visu faktoru kvantitatīvu un kvalitatīvu novērtējumu: no laukuma līdz montāžas virsmas apgaismojumam. Šī konsultācija ļaus jums precīzi noteikt, kas jums nepieciešams.
Tā kā uzstādīšanai trūkst vietas, pievērsiet uzmanību monokristāliskiem akumulatoriem ar maksimālu efektivitāti.Diemžēl šobrīd Krievijas fotoelektronikas izstrādājumu, jo īpaši pārveidotāju, tirgū ir ierobežota elementu izvēle un, visticamāk, arī vajadzīgā dizaina vai filmas sastāva moduļu izvēle.
Šādā gadījumā jums var būt nepieciešams pasūtīt moduļus no ārvalstīm vai iegādāties tos Krievijā pēc iepriekšēja pasūtījuma. Taču šajā gadījumā akumulatoru cena būs augstāka.
Ja svarīgāka ir materiālu un darbu cenu amplitūda, tad vislabākais variants ir izmantot konstrukcijas uz polikristāliskām plāksnēm. Tie ļaus nodrošināt diezgan labus darbības rādītājus un tajā pašā laikā ietaupīt naudu.
Izvēloties plānās plēves paneļus, neaizmirstiet ņemt vērā uzstādīšanas prasības. Papildu uzstādīšanas darbu izmaksas būtiski ietekmēs galīgo tāmi.
Pieņemot lēmumu par saules paneļu veidu un izmēru, jums atliek iegādāties nepieciešamās vienības, uzstādīt un izbaudīt vienu no videi draudzīgākajiem veidiem, kā ražot elektroenerģiju sadzīves vajadzībām.
Saules paneļi
- izturīgs (kalpošanas laiks ir 25-30 gadi)
- viegli uzstādīt
- viegli kopjams
- uzticams un efektīvs
Moduļu ražošanas pamatā ir silīcija izmantošana. Silīcijs ir otrais visbiežāk sastopamais elements zemes garozā pēc skābekļa. Dabā silīciju ir grūti atrast tīrā veidā, visbiežāk tas ir atrodams kombinācijā ar skābekli – silīcija dioksīdu (Si02). Šim ķīmiskajam elementam ir augsta reaktivitāte, un tīrā veidā tas ir vissvarīgākais pusvadītājs mūsdienu radioelektronikā, datortehnoloģijās un alternatīvajā enerģijā. Atkarībā no ražošanas tehnoloģijām pastāv vairāki paneļu veidi, kas tiek pastāvīgi uzlaboti. Visizplatītākie moduļu veidi ir kristāliski un plānslāņa vai amorfie paneļi. Kristāliskas fotoelektriskās šūnas ir monokristāliskas vai polikristāliskas
Monokristāliski paneļi
Monosilīcija vafele ir monokristāls cilindrisku, maksimāli tīru silīcija lietņu veidā, no kuriem, griežot pēc Čočraļska metodes, iegūst taisnstūrveida silīcija diskus. Monokristāliski elementi ir kvadrāti ar noapaļotiem vai nogrieztiem stūriem, pēc struktūras viendabīgi, 0,2-0,3 mm biezi, tumši zili vai melni ar pretatspīdumu pārklājumu. Monokristāliskie saules moduļi ir ļoti efektīvi, kompakti un tiem ir visilgākais kalpošanas laiks.
Saules elementu ražošanas tehnoloģija no vienkristāla elementiem ir diezgan dārga. Tas ir saistīts ar ļoti attīrīta silīcija izmantošanu.
Polikristāliski paneļi
Polisilīcija saules plāksnes tiek ražotas, pakāpeniski atdzesējot silīcija vielu. Šī ražošanas tehnoloģija prasa mazāk enerģijas, un silīcijs nav ar augstāko attīrīšanas pakāpi. Polikristālu bloki tiek apstrādāti tāpat kā vienkristāla sagataves. Polikristāliskie paneļi ir dažādu virzienu kristālu bloks, daži kristāli ir skaidri redzami uz griezuma, tie ir regulāri zili kvadrāti ar pretatstarojošu pārklājumu vai sudrabaini pelēki bez pārklājuma, 0,2 - 0,3 mm biezi. Šādu akumulatoru efektivitāte ir zemāka (no 13% līdz 18%).
Plānas plēves (amorfie) saules paneļi
Galvenā atšķirība starp plānās kārtiņas vai amorfajiem paneļiem ir plāna amorfā silīcija slāņa nogulsnēšanās uz pamatnes. Oderes materiāls var būt elastīgs (plastmasa) vai stingrs (stikls vai metāls). Amorfos paneļus no citiem veidiem var atšķirt pēc to tumši pelēkās krāsas, tie ir elastīgi, kompakti un viegli. Izmaksas ir zemākas nekā tradicionālā silīcija.Šādas baterijas lieliski darbojas ļoti putekļainā gaisā, tām ir pietiekami daudz izkliedētas gaismas. Jaunākie jauninājumi silīcija plēves izstrādē ir ļāvuši ražot efektīvas vairāku savienojumu saules baterijas, kas satur vairākus silīcija slāņus. Dažādi pusvadītāju materiāli atšķirīgi absorbē saules gaismu, tādējādi uztverot visu starojuma spektru.
Konstrukcija un pielietojums
Saskaņā ar ierīci visi saules pārveidotāji ir sadalīti monokristāliskajos un polikristāliskos. Katra paneļa dizains nosaka tā efektivitāti un izmaksas. Pasaules šo ierīču ražotāji kā darba šķidrumu izmanto silīciju, kadmija telurīdu un savienojumus uz vara, indija, gallija un selēna bāzes. Jaunākie sasniegumi šajā jomā ir baterijas, kuru darba materiāls ir gallija arsenīds.
Vietējā rūpniecība saules ģeneratoru ražošanai galvenokārt izmanto silīcija pusvadītāju plāksnes. Gatavie moduļi, kas paredzēti elektriskās strāvas ģenerēšanai, apvieno elementu komplektu ar savu dizainu. Plakanie paneļi tiek uzstādīti uz speciāliem statīviem ar rotējošām ierīcēm, ar kuru palīdzību dienas laikā tiek iestatīts maksimālais iespējamais saules staru krišanas leņķis uz pusvadītāju. Lētāka, bet mazāk efektīva iespēja ir izmantot fiksētas konstrukcijas, kas iestatītas noteiktā nemainīgā leņķī.
Svarīgs jebkuras saules baterijas elements ir baterijas, kas uzglabā elektroenerģiju lietošanai naktī vai vāji apgaismotā diennakts laikā. Pēc tam tas nonāk no baterijām tieši uz slodzi vai vispirms uz invertoru 12 (24) - 220 V, un pēc tam pie patērētāja atkarībā no tā veida.
Ekspertu viedoklis
Aleksejs Bartošs
Speciālists elektroiekārtu un industriālās elektronikas remontā, apkopē.
Jautājiet ekspertam
Saules enerģiju ir izdevīgi ražot tur, kur gadā ir daudz gaišu dienu. Lielākā daļa Krievijas Federācijas reģionu nav piemēroti tikai saules enerģijas izmantošanai. Saules ģeneratori biežāk tiek izmantoti tikai kā papildu barošanas ierīces.
Secinājums
Lai gan pastāv atšķirības starp dažādiem moduļu veidiem, nav skaidras atbildes, kurš saules modulis vislabāk atbilst visām iespējamām prasībām. Moduļa veids tiek izvēlēts atkarībā no jūsu vietnes īpašībām un uzstādīšanas prasībām.
Izvēloties moduli, bieži tiek uzdots jautājums: kurš saules akumulators ir labāks - monokristālisks vai polikristālisks, vai varbūt amorfs? Galu galā tie ir visizplatītākie mūsu gadsimtā. Ir veikts daudz pētījumu, lai atrastu atbildi. Apskatīsim, ko parādīja rezultāti:
efektivitāte un kalpošanas laiks
Monokristālisko elementu efektivitāte ir aptuveni 17-22%, to kalpošanas laiks ir vismaz 25 gadi. Polikristālisko efektivitāte var sasniegt 12-18%, tie arī kalpo vismaz 25 gadus. Amorfo efektivitāte ir 6-8% un samazinās daudz ātrāk nekā kristāliskā, tie darbojas ne vairāk kā 10 gadus.
Temperatūras koeficients
Reālos lietošanas apstākļos saules paneļi uzsilst, kas noved pie nominālās jaudas samazināšanās par 15-25%. Vidējais temperatūras koeficients poli un mono ir -0,45%, amorfs -0,19%. Tas nozīmē, ka, temperatūrai paaugstinoties par 1°C no standarta apstākļiem, kristāliskās baterijas būs mazāk produktīvas nekā amorfās.
Efektivitātes zudums
Saules monokristālisko un polikristālisko moduļu degradācija ir atkarīga no sākotnējo elementu kvalitātes – jo vairāk tajos ir bora un skābekļa, jo ātrāk samazinās efektivitāte. Polisilīcija plāksnēs ir mazāk skābekļa, savukārt monosilīcija plāksnēs ir mazāk bora. Tāpēc ar vienādām materiāla kvalitātēm un lietošanas apstākļiem nav īpašas atšķirības starp šo un citu moduļu degradācijas pakāpi, vidēji tas ir aptuveni 1% gadā.Hidrogenēts silīcijs tiek izmantots amorfo bateriju ražošanā. Ūdeņraža saturs ir saistīts ar tā ātrāku sadalīšanos. Tātad kristāliskie pēc 25 gadu darbības sadalās par 20%, amorfie ir 2-3 reizes ātrāk. Tomēr zemas kvalitātes modeļi var zaudēt efektivitāti par 20% pirmajā lietošanas gadā. Tas ir vērts apsvērt, pērkot.
Cena
Šeit pārākums ir pilnībā amorfo moduļu pusē - to cena ir zemāka nekā kristāliskajiem, pateicoties lētākai ražošanai. Otro vietu ieņem poli, savukārt mono ir visdārgākais.
Izmēri un uzstādīšanas laukums
Monokristāliskās baterijas ir kompaktākas. Lai izveidotu masīvu ar nepieciešamo jaudu, jums būs nepieciešams mazāk paneļu salīdzinājumā ar citiem veidiem. Tātad, kad tie ir uzstādīti, tie aizņems nedaudz mazāk vietas. Bet progress nestāv uz vietas, un jaudas / laukuma attiecības ziņā polikristāliski moduļi jau panāk mono. No tiem joprojām atpaliek amorfie - to uzstādīšana prasīs 2,5 reizes vairāk vietas.
Gaismas jutība
Šeit dominē amorfā silīcija moduļi. Tiem ir vislabākā saules enerģijas pārveidošanas efektivitāte, pateicoties elementa ūdeņraža saturam. Tāpēc, salīdzinot ar kristāliskajiem, tie darbojas efektīvāk vājā apgaismojumā. Mono un poli, sliktā apgaismojumā, darbojas aptuveni vienādi – tie būtiski reaģē uz gaismas intensitātes izmaiņām.
Gada izlaide
Pārbaudot dažādu ražotāju moduļus, tika konstatēts, ka monokristāliskie ražo vairāk elektroenerģijas gadā nekā polikristāliskie. Un tie, savukārt, ir produktīvāki nekā amorfie, neskatoties uz to, ka pēdējie rada enerģiju pat vājā apgaismojumā.
Var secināt, ka mono un poli saules paneļiem ir nelielas, bet būtiskas atšķirības. Lai gan mono joprojām ir efektīvāks un to atdeve ir lielāka, poli joprojām būs populārāks. Tiesa, tas ir atkarīgs no produkta kvalitātes. Tomēr lielākā daļa lielo saules elektrostaciju tiek montētas uz polimoduļu bāzes. Tas ir saistīts ar to, ka investori skatās uz projekta kopējām izmaksām un atmaksāšanās laiku, nevis uz maksimālo efektivitāti un izturību.
Tagad par amorfajām baterijām. Sāksim ar priekšrocībām: to izgatavošanas metode ir visvienkāršākā un mazbudžeta, jo nav nepieciešama silīcija griešana un apstrāde. Tas atspoguļojas gala produkta zemajās izmaksās. Tie ir nepretenciozi - tos var uzstādīt jebkur, un tie nav izvēlīgi - viņi nebaidās no putekļiem un mākoņaina laika.
Tomēr amorfajiem moduļiem ir arī trūkumi, kas pārspēj to priekšrocības: salīdzinājumā ar iepriekšminētajiem veidiem tiem ir viszemākā efektivitāte, tie ātri pasliktinās - efektivitāte samazinās par 40% mazāk nekā 10 gadu laikā, un to uzstādīšanai ir nepieciešams daudz vietas.
