Co to jest monokrystaliczne ogniwo słoneczne
Wspomnieliśmy już, że istnieją dwa rodzaje paneli: poli- i monokryształ. Na początek rozważ element monokryształowy - jest droższy, ale mocniejszy.
Osobliwości
Do takiej baterii hoduje się specjalny monokryształ krzemu metodą Czochralskiego. Materiał ten jest droższy niż wafel polikrystaliczny, ale dzięki wysokiej jakości moduł monokrystaliczny ma wyższą wydajność. Monokrystaliczne panele słoneczne, złożone z pojedynczych ogniw krzemowych, mają sprawność operacyjną około 20–22%.
Promienie światła padające na powierzchnię pojedynczego kryształu krzemu wprawiają elektrony bezołowiowe w ruch ukierunkowany. Po obu stronach kryształu połączone są z nim przewody prowadzące do konsumenta.
Wydajność takiej płytki jest dość wysoka, ponieważ promienie słoneczne nie rozpraszają się w niej, ale są równomiernie rozłożone na całej powierzchni kryształu. Obszar złącza p-n w płytce jest duży, dzięki czemu elektrony bez przeszkód przenikają z jednej części półprzewodnika do drugiej.
Cena £
Technologia hodowli dużych monokryształów półprzewodnikowych jest dość pracochłonna, dlatego cena takiej baterii jest zawsze wyższa niż podobnego produktu na bazie polikryształów. Różnica w kosztach urządzeń wynosi 10%, co jest główną wadą baterii monokrystalicznej.
Cena panelu monokrystalicznego o mocy 150 W wynosi 5400 rubli, a bateria 200 W o tej samej konstrukcji kosztuje 11 700 rubli. Dużo droższe niż urządzenia 230W i 300W
Budowa i zastosowanie
Półprzewodnik. Z reguły krzem mono- lub polikrystaliczny, uzupełniony innymi związkami chemicznymi, które przyczyniają się do powstawania efektu fotoelektrycznego. Składa się z 2 materiałów o różnej przewodności, dzięki czemu istnieje między nimi stały ruch elektronów (złącze p-n).
Uszczelka - najcieńsza powłoka uniemożliwiająca swobodny ruch elektronów, znajdująca się pomiędzy warstwami półprzewodnika.
Źródłem prądu elektrycznego po podłączeniu do uszczelki elektrony uzyskują zdolność jej przezwyciężania - w wyniku tego następuje uporządkowany ruch naładowanych cząstek, w rzeczywistości generowany jest prąd elektryczny.
Akumulator - przechowuje otrzymaną energię elektryczną.
Kontroler ładowania - pełni funkcję dystrybutora przepływów energii elektrycznej.
Do przekształcenia prądu stałego w prąd przemienny potrzebny jest falownik.
Regulator napięcia.
Aby wykorzystać panele słoneczne jako główne źródło energii elektrycznej, ważne jest, aby liczba dni pogodnych przeważała nad pochmurnymi. Z tego powodu w większości regionów naszego kraju tego typu instalacje wykorzystywane są głównie jako pomocnicze.
Wygląd zewnętrzny
Jednak wygląd to pierwsza rzecz, która rzuca się w oczy. Monokomórki mają kwadratowy kształt ze ściętymi rogami i jednolitą powierzchnią. Wynika to ze specyfiki produkcji i struktury krystalicznej monokryształów. Podczas hodowli kryształów krzemu uzyskuje się cylindryczne półfabrykaty, które po dalszej obróbce są cięte na takie „pseudokwadratowe” płytki. A jednolitość powierzchni zależy od ścisłej struktury krystalicznej przedmiotu obrabianego.
Ogniwa polikrystaliczne mają równy kwadratowy kształt. Podczas ich produkcji, na etapie pośrednim, uzyskuje się wykroje pryzmatyczne, które są cięte na płyty kwadratowe (lub prostokątne). Ich powierzchnia zewnętrzna jest niejednorodna ze względu na polistrukturę krzemu.
To implikuje pierwszą różnicę między modułami na mono- i polycells. To jest gęstość wypełnienia. Ogniwa polikrystaliczne wypełniają całą powierzchnię użytkową baterii, natomiast niewykorzystane puste przestrzenie pozostają pomiędzy monoogniwami. Oznacza to, że pomimo różnicy w wydajności poszczególnych ogniw, wydajność polimodułu na jednostkę powierzchni może być wyższa.
Jakie moduły wybrać
Wybór optymalnej opcji powinien być dokonany zgodnie z kombinacją wskaźników kosztowych, jakościowych i technicznych. Błędem jest kierowanie się tylko projektem, takie podejście może powodować marnotrawstwo pieniędzy. Konieczne jest zaspokojenie zapotrzebowania domu na energię elektryczną, dodanie niezbędnego marginesu na nieprzewidziane sytuacje i spadek wydajności wraz ze wzrostem żywotności.
Podjąłeś już decyzję o zakupie elektrowni słonecznej, ale nie jesteś pewien, która jest lepsza mono czy polikrystaliczna? W tym artykule przeanalizujemy wszystkie zalety i wady technologii.
Polikrystaliczne panele słoneczne. Mity i nieporozumienia
Oczywiście każdy sprzedawca i producent jest zainteresowany sprzedażą dokładnie swojego produktu, dlatego na rynku pojawiły się uporczywe błędne przekonania dotyczące niektórych technologii. Technologia krzemu polikrystalicznego nie jest wyjątkiem i ma charakterystyczne różnice w stosunku do monokrystalicznego, czystego krzemu. Dlatego też wiele cech baterii wielowarstwowych jest częściej interpretowanych jako zalety. Ale czy tak jest? Oto kilka oświadczeń sprzedawców sprzedających panele słoneczne
:
- „Krzem polikrystaliczny działa lepiej w pochmurną pogodę!”
- „Żywotność polimodułów jest taka sama jak w przypadku pojedynczego kryształu”.
- „Polikrystaliczne panele słoneczne są tańsze, a przez to bardziej przystępne cenowo”
Warto zauważyć, że samo pierwsze stwierdzenie wskazuje, że nie komunikujesz się z profesjonalistą. Krzemowe ogniwa słoneczne przy pochmurnej pogodzie mają prawie taką samą wydajność, niezależnie od technologii. Taką cechą jak "wydajna praca przy niskim nasłonecznieniu" mogą się poszczycić "bezkrzemowe", amorficzne ogniwa słoneczne, których sprawność całkowita oscyluje w granicach 6-9%.
Poli - elementy są naprawdę trochę tańsze, ponieważ ich produkcja nie jest pracochłonna i szybka. Biorąc jednak pod uwagę fakt, że ich wydajność jest o 15-25% niższa, aby osiągnąć produkcję porównywalną z technologią MONO, powierzchnia produktów powinna być większa. Oznacza to wyższe koszty produktu (szkło, pudło, korpus) oraz koszty transportu. Koszty instalacji produktu, koszt łączników i wymiany stają się wyższe. Co będzie dla Ciebie tańsze - zastanów się sam, ale początkowa cena produktów to jeszcze nie elektrownia słoneczna.
Ich zasoby pracy również są przesadzone. Polikrystaliczne ogniwa słoneczne znacznie zmniejszają wydajność w krótszym czasie niż „czysty krzem”.
Przeanalizujmy teraz błędne wyobrażenia dotyczące monokrystalicznych ogniw słonecznych.
Panele słoneczne do domu - najwyższa wydajność!
Zalety monokrystalicznych paneli słonecznych są niezaprzeczalne. Jednak niewielkie wahania cen nie zawsze są prawidłowo postrzegane przez nabywcę końcowego. Panele słoneczne do domu
, typu mono, jest naprawdę trochę droższy i nie występuje u wszystkich producentów i sprzedawców.
Panele z krzemu monokrystalicznego mają szereg zalet:
- Bardziej kompaktowe wymiary całkowite na wat generowanej mocy;
- Długa żywotność przy minimalnej utracie wydajności kryształów (nie więcej niż 20%, ponad 25 lat);
- Najwyższa efektywność konwersji energii (ze słonecznej na elektryczną).
Czy to nie wystarczy, aby dokonać wyboru w kierunku bardziej zaawansowanej i wydajnej technologii?
Filmowe panele słoneczne główne różnice
Możesz od razu zrozumieć, że panele słoneczne z rolką folii mają wiele różnic w porównaniu z opcjami krystalicznymi.
Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę to ich grubość, jest mniejsza niż 1 mikron, dodatkowo są bardzo elastyczne, ta jakość pozwala na układanie ich na dowolnej powierzchni, nawet cylindrycznej.
Oprócz tych zalet baterie foliowe mają następujące zalety:
- Zachowują parametry pracy nawet w świetle rozproszonym, dzięki czemu ich całkowita energia wzrasta o 15% w stosunku do odmian krystalicznych;
- Mają niski koszt, co oznacza, że ich zakup będzie budżetowy;
- Ich praca w systemach dużej mocy jest bardziej wydajna;
- W gorącym klimacie akumulatory nie zmniejszają swojej wydajności;
- Charakteryzują się wysokim współczynnikiem absorpcji widma słonecznego w formie optycznej.
Oczywiście pomimo wszystkich zalet, jak każda inna instalacja, baterie filmowe mają pewne wady. Można tu wpisać duże wymiary, w stosunku do paneli krystalicznych, foliowe zajmują powierzchnię prawie 3 razy większą. Inną wadą jest to, że do korzystania z takich akumulatorów wymagane są kontrolery typu wysokiego napięcia.
Cechy paneli monokrystalicznych
System monokrystaliczny składa się z kilkudziesięciu ogniw słonecznych połączonych w jeden panel. Kryształy uzyskuje się przez hodowlę - według metody Czochalskiego. Każdy z nich osadzony jest na podstawie z włókna szklanego, co chroni przed kurzem i wilgocią. Materiałem elementów jest oczyszczony krzem. Ogniwa światłoczułe są zorientowane w jednym kierunku, dzięki czemu wydajność paneli monokrystalicznych jest wyższa niż paneli polikrystalicznych. Inne funkcje:
czas trwania ciągłej pracy - co najmniej 20 lat;
Wydajność monokryształów wynosi średnio do 20-22% (z wyłączeniem strat odbieranej energii elektrycznej), w niektórych przypadkach do 20%;
poziom absorpcji jest wyższy niż w panelach polikrystalicznych;
Jedyną wadą systemów monokryształowych jest wyższy koszt, jednak koszt ich pozyskania szybko się zwraca.
Przy braku miejsca, kiedy niezwykle ważne jest uzyskanie maksymalnej ilości energii z każdego metra kwadratowego, takie rozwiązanie jest preferowane.
Cechy paneli polikrystalicznych
Polikryształy są otrzymywane przez stopniowe schładzanie roztopionego krzemu. Technologia ta jest tańsza niż sztuczny wzrost monokryształów, jednak na krawędziach polikryształów może występować ziarnistość, co prowadzi do spadku ich wydajności. Fundamentalną różnicą w stosunku do monokryształów jest niejednorodna struktura i kolor. Wynika to z zanieczyszczeń i faktu, że system zawiera kryształy różnych typów. Osobliwości:
Wydajność jest niższa niż w przypadku elementów monokrystalicznych - do 17-18%;
przystępna cena - produkcja paneli polikrystalicznych jest tańsza;
tempo utraty mocy (degradacji) polikryształów jest mniejsze niż w przypadku monokryształów.
Tak więc, jeśli zadaniem jest uzyskanie określonej ilości energii elektrycznej, przy zastosowaniu paneli polikrystalicznych wymagana będzie duża powierzchnia. Istnieje opinia, że bardziej opłaca się je stosować w rejonach z przewagą dni pochmurnych - przy niedostatecznym nasłonecznieniu polikryształy dostarczają więcej energii niż monokryształy.
Porównanie głównych cech elementów monokrystalicznych i polikrystalicznych
Każdy z systemów ma swoje plusy i minusy. Jak określić, który jest preferowany, mono czy polikryształ? Zwracamy uwagę na tabelę porównawczą, w której brane są pod uwagę kluczowe cechy każdej z opcji:
|
Parametr |
pojedyncze kryształy |
Polikryształy |
Wniosek |
|
Współczynnik temperatury |
0,45 % |
0,45 % |
Redukcja mocy w obu typach systemów jest prawie taka sama |
|
Stopień degradacji |
O 3% w pierwszym roku działalności, w kolejnych latach o 0,71%. |
O 2% w pierwszym roku działalności, o 0,67% w kolejnych latach. |
Różnica jest nieznaczna, więc można ją pominąć. |
|
Cena £ |
Wysoki koszt wynika ze złożoności produkcji. |
10-15% taniej niż ogniwa monokrystaliczne. |
Dla wielu cena jest decydującym czynnikiem na korzyść paneli polikrystalicznych. |
|
Światłoczułość (przy poziomie światła 600 W/m |
Przy tych samych modułach mocy różnica nie przekracza 10%. |
W rzeczywistości ten wskaźnik można pominąć. |
|
|
Roczna produkcja |
Według laboratorium PHOTON jest on nieco wyższy (nie więcej niż 2%) dla monokryształów. Jednak bardziej szczegółowe badania wykazały, że liczy się nie tylko rodzaj panelu, ale także marka. |
Ważniejsze są właściwości konkretnego akumulatora słonecznego – to one są kluczowym kryterium wyboru. |
Przy wyborze paneli słonecznych należy zwrócić uwagę nie tylko na rodzaj ogniw fotowoltaicznych, ale także na inne kryteria: stosunek ceny do wydajności, deklarowany zasób (okres gwarancji), napięcie przy mocy maksymalnej, wyposażenie.
Czy są tanie panele słoneczne?
Specjaliści i naukowcy dążą do stworzenia akumulatorów, które staną się powszechnie dostępne dla całej populacji. Małymi, ale udanymi krokami zbliżają się do tego celu, a jednocześnie za każdym razem ulepszają materiały wykorzystywane w tej technologii. Oczywiście są też producenci, którzy beztrosko traktują towary, które oferują klientom i świadomie sprzedają produkty niskiej jakości. To jest główny problem, jeśli nagle chcesz kupić niedrogą baterię słoneczną.
Nie tylko mieszkańcy Federacji Rosyjskiej, ale także krajów europejskich są przekonani, że chińscy producenci oferują niedrogie instalacje. Widać, że to chińscy producenci zalali rynek baterii słonecznych, zmuszając wiele dużych firm do ogłoszenia upadłości, które po prostu nie wytrzymywały konkurencji z Chińczykami.
Na przykład musisz wiedzieć, które produkty mogą być budżetowe, a które nie. Jest mało prawdopodobne, aby można było znaleźć tanie panele monokrystaliczne, ponieważ te typy zawierają najpotężniejsze elementy.
Dlatego bardzo ważne jest, aby wiedzieć, jakie cechy zawiera instalacja.
Z drugiej strony są gigantyczne firmy, które dzięki państwowym dotacjom obniżają koszt produkowanych przez siebie paneli słonecznych. Należą do nich duża produkcja niemiecka i oczywiście rosyjska. Jeśli zdecydujesz się na zakup chińskich produktów, lepiej dać pierwszeństwo jakiejś znanej firmie, która już uzasadniła swoją nazwę na rynku.
Co to jest bateria słoneczna? Jest to generator prądu stałego typu fotowoltaicznego, który zamienia energię słoneczną na energię elektryczną. Takie baterie wykorzystują moduły krzemowe - półprzewodniki.
Aby wybrać panel słoneczny do swojego domu, musisz zwrócić uwagę na kilka naszych wskazówek. Mianowicie:
Mianowicie:
Kupując system paneli słonecznych, pamiętaj, że musi on pasować do Twojego domu. Po pierwsze, klimat Twojej okolicy odgrywa dużą rolę. Od tego będzie zależeć czas trwania światła słonecznego nad domem i oczywiście czas reżimu akumulacyjnego. Aby określić, jak odpowiednie jest twoje terytorium, będziesz musiał użyć mapy oświetlenia.
Zastanów się, ile ciepła chcesz ostatecznie otrzymać. Najlepszą opcją byłaby bateria, która może pokryć około 40-80 potrzeb cieplnych. Systemy, które są mniej wydajne, będą kosztować o rząd wielkości więcej. Należy również wziąć pod uwagę konstrukcję i możliwości całego systemu. Może to zagwarantować stabilność instalacji w przypadku działania siły wyższej.
Wszystkie te obliczenia najlepiej powierzyć specjalistom.
Koniecznie zwróć uwagę na producenta baterii, a także na materiał, który został użyty do produkcji ogniwa fotoelektrycznego modułu.Może być zarówno mono, jak i polikrystaliczny krzem
To od tych cech będzie zależeć nie tylko cena, ale także wydajność, a także żywotność instalacji.
Postępując zgodnie z tymi wskazówkami, będziesz mógł wybrać typ instalacji odpowiedni dla Twojego obszaru. Ale i tak lepiej, żeby w twoje obliczenia zaangażowane były osoby związane z tą dziedziną działalności.
Polikryształy i zastosowania słoneczne
Wafle monokrystaliczne są ulepszone i lepsze od polikryształów.
Dzięki elastycznej konstrukcji można je umieścić na dachu domu lub altany.
Elementy polikrystaliczne są dobre dla stacji ulicznej,
ponieważ są instalowane tylko na płaskiej powierzchni, dla nich należy zadbać o wydzielone miejsce w ogrodzie. W przypadku umieszczenia w altanie szklenie paneli jest niedopuszczalne, gdyż skutkuje to spadkiem wydajności. Wydajność dostępnych na rynku paneli wynosi około 18%, czyli mniej niż monokrystalicznych. Płyty polikrystaliczne tracą wydajność głównie z powodu niejednorodności powierzchni.
Elastyczny wafel monokrystaliczny jest wygodny
Porównanie monokryształu i
Który panel słoneczny jest lepszy - monokrystaliczny czy polikrystaliczny? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musisz najpierw zrozumieć, ale czym się różnią?
Poniższe zdjęcie pokazuje dwa główne typy:
Pierwszą rzeczą, która rzuca się w oczy, jest wygląd.
Elementy monokryształowe mają zaokrąglone rogi i jednolitą powierzchnię. Zaokrąglone rogi wynikają z faktu, że przy produkcji monokrystalicznego krzemu uzyskuje się cylindryczne półfabrykaty. Jednolitość koloru i struktury elementów monokryształowych wynika z faktu, że jest to pojedynczy hodowany kryształ krzemu, a struktura krystaliczna jest jednorodna.
Z kolei elementy polikrystaliczne mają kwadratowy kształt ze względu na fakt, że podczas produkcji uzyskuje się prostokątne wykroje. Niejednorodność koloru i struktury pierwiastków polikrystalicznych wynika z faktu, że składają się one z dużej liczby niejednorodnych kryształów krzemu, a także zawierają niewielką ilość zanieczyszczeń.
Drugą i prawdopodobnie główną różnicą jest sprawność konwersji energii słonecznej.
Elementy monokrystaliczne, a co za tym idzie panele na nich oparte, mają dziś najwyższą wydajność - do 22% wśród masowo produkowanych i do 38% dla tych stosowanych w przemyśle kosmicznym. Krzem monokrystaliczny produkowany jest z wysoko oczyszczonych surowców (99,999%).
Dostępne na rynku ogniwa polikrystaliczne mają wydajność do 18%. Niższa wydajność wynika z faktu, że w produkcji krzemu polikrystalicznego wykorzystywany jest nie tylko krzem pierwotny o wysokiej czystości, ale także surowce wtórne (np. recykling paneli słonecznych czy odpady krzemu z przemysłu metalurgicznego). Prowadzi to do pojawienia się różnych defektów w elementach polikrystalicznych, takich jak granice kryształów, mikrodefekty, zanieczyszczenia węglowe i tlenowe.
Wydajność ogniw jest ostatecznie odpowiedzialna za fizyczny rozmiar paneli słonecznych. Im wyższa wydajność, tym mniejsza powierzchnia panelu przy tej samej mocy.
Trzecia różnica to cena baterii słonecznej.
Oczywiście cena baterii monokrystalicznej jest nieco wyższa w przeliczeniu na jednostkę mocy. Wynika to z droższego procesu produkcyjnego i zastosowania wysoko oczyszczonego krzemu. Różnica ta jest jednak nieznaczna i wynosi średnio około 10%.
Podajemy więc główne różnice między monokrystalicznymi i polikrystalicznymi ogniwami słonecznymi:
Wygląd zewnętrzny.
Efektywność.
Cena £.
Jak widać z tej listy, w przypadku elektrowni słonecznej nie ma znaczenia, który panel słoneczny zostanie zastosowany w jej składzie.Główne parametry - napięcie i moc panelu słonecznego nie zależą od rodzaju użytych elementów, a często można znaleźć w sprzedaży panele obu typów o tej samej mocy. Więc ostateczny wybór należy do kupującego. A jeśli nie krępuje go niejednolita barwa elementów i nieco większa powierzchnia, to pewnie wybierze tańsze polikrystaliczne panele słoneczne. Jeśli te parametry mają dla niego znaczenie, oczywistym wyborem będzie nieco droższy monokrystaliczny panel słoneczny.
Podsumowując, chciałbym zauważyć, że według danych Europejskiego Stowarzyszenia EPIA w 2010 roku produkcja ogniw słonecznych według rodzaju użytego w nich krzemu rozkładała się następująco:
1. polikrystaliczny - 52,9%
2. monokrystaliczny - 33,2%
3. amorficzny itp. - 13,9%
Innymi słowy, polikrystaliczne ogniwa słoneczne są światowymi liderami pod względem wielkości produkcji.
Cena £
Panele słoneczne na różnych fotokomórkach mają różne koszty. Ceny paneli monokrystalicznych są nieco wyższe (zazwyczaj w granicach 10%), ze względu na droższy proces i konieczność użycia krzemu o wysokiej czystości.
Dlatego przed podjęciem decyzji, które moduły wybrać, należy zdecydować o warunkach ich użytkowania, miejscu instalacji i budżecie. W rzeczywistości elektrownia słoneczna nie dba o to, który panel wytwarza dla niej prąd, najważniejsze są wskaźniki mocy wyjściowej i napięcia. A te wartości mogą być takie same dla produktów na różnych typach ogniw, będą się różnić tylko powierzchnią. Dlatego jeśli wymiary nie są krytyczne, możesz kupić panele słoneczne o tej samej wydajności (na polikryształach), ale o nieco większej powierzchni, będą kosztować trochę mniej.
Charakterystyka paneli cienkowarstwowych.
Proces produkcji paneli cienkowarstwowych polega na próżniowym osadzeniu materiału fotowoltaicznego w postaci cienkiej warstwy na podłożu. W zależności od wymaganych właściwości stosuje się różne rodzaje podłoży i rodzaje rozpylanych substancji. W szczególności do osadzania cienkich warstw stosuje się następujące materiały: krzem amorficzny (a-Si), tellurek kadmu (CdTe), miedź, ind, gal, związki selenu - selenki (CIS/CIGS), różne pierwiastki organiczne (OPC)
Sprawność cienkowarstwowych ogniw słonecznych zależy od jakości i czystości procesu technologicznego i wynosi od 7 do 13%. Wraz z rozwojem technologii i wprowadzaniem innowacji przewidywany wzrost wydajności wyniesie 3%. W 2000 roku rynek paneli cienkowarstwowych znacznie się rozwinął. Wynika to z rozwoju technologii osadzania cienkich warstw i ogólnego rozwoju poziomu produkcji. Tym samym coraz łatwiej kupować panele słoneczne, a ich cena staje się coraz bardziej przystępna.
Zalety baterii cienkowarstwowych:
- niski koszt produkcji, a co za tym idzie niższa cena za panel jako całość.
- estetyczny wygląd konstrukcji, dzięki wysokiej jednorodności.
- możliwość wykonania konstrukcji elastycznych,
- Zmniejsza się liczba strat wydajności spowodowanych ogrzewaniem lub oświetleniem pośrednim.
Jednocześnie struktury cienkowarstwowe mają szereg wad:
— wymagana jest odpowiednio duża powierzchnia zabudowy konstrukcji, aby zapewnić konwersję wymaganej ilości energii słonecznej.
- montaż większej liczby paneli wymaga dodatkowego sprzętu montażowego i zwiększonych kosztów instalacji.
- żywotność takich paneli jest krótsza niż ich krystalicznych odpowiedników.
A jednak, które panele najlepiej nadają się do zastosowania w prywatnych gospodarstwach domowych do dostarczania prądu do domu lub domku?
W rozwiązaniu tego problemu nie zaszkodzi skonsultować się ze specjalistami w dziedzinie fotoelektronicznych przetworników energii słonecznej i przeprowadzić ilościową i jakościową ocenę wszystkich czynników: od powierzchni do oświetlenia powierzchni montażowej. Ta konsultacja pozwoli Ci dokładnie określić, czego potrzebujesz.
Przy braku miejsca na instalację zwróć uwagę na baterie monokrystaliczne o maksymalnej wydajności.Niestety w tej chwili na rosyjskim rynku produktów fotoelektronicznych, w szczególności konwerterów, wybór elementów jest ograniczony i najprawdopodobniej, podobnie jak wybór modułów o wymaganym projekcie lub składzie filmu
W takim przypadku może być konieczne zamówienie modułów z zagranicy lub kupienie ich w Rosji w przedsprzedaży. Jednak w tym przypadku cena baterii będzie wyższa.
Jeśli ważniejszy jest przedział cenowy materiałów i pracy, najlepszą opcją jest zastosowanie struktur na płytach polikrystalicznych. Pozwolą one zapewnić dość dobre wskaźniki wydajności, a jednocześnie zaoszczędzić trochę pieniędzy.
Przy wyborze paneli cienkowarstwowych pamiętaj o uwzględnieniu wymagań montażowych. Koszt dodatkowych prac instalacyjnych znacząco wpłynie na ostateczny kosztorys.
Decydując się na rodzaj i wielkość paneli słonecznych, pozostaje zakup wymaganych jednostek, instalacja i korzystanie z jednego z najbardziej przyjaznych dla środowiska sposobów wytwarzania energii elektrycznej na potrzeby domowe.
Panele słoneczne
- trwałe (żywotność 25-30 lat)
- łatwe do zainstalowania
- łatwy w utrzymaniu
- niezawodny i wydajny
Produkcja modułów oparta jest na wykorzystaniu krzemu. Krzem jest drugim po tlenie pierwiastkiem występującym w skorupie ziemskiej. W naturze trudno znaleźć krzem w czystej postaci, najczęściej występuje on w połączeniu z tlenem – krzemionką (Si02). Ten pierwiastek chemiczny ma wysoką reaktywność iw czystej postaci jest najważniejszym półprzewodnikiem we współczesnej radioelektronice, technologii komputerowej i alternatywnych źródłach energii. W zależności od technologii produkcji istnieje kilka rodzajów paneli, które są stale ulepszane. Najpopularniejszymi typami modułów są panele krystaliczne i cienkowarstwowe lub amorficzne. Krystaliczne ogniwa fotowoltaiczne są monokrystaliczne lub polikrystaliczne
Panele monokrystaliczne
Wafel monosilikonowy to monokryształ w postaci cylindrycznych, maksymalnie czystych wlewków krzemowych, z których poprzez cięcie metodą Czochralskiego otrzymuje się prostokątne krążki krzemowe. Elementy monokrystaliczne to kwadraty o zaokrąglonych lub ściętych rogach, o jednolitej strukturze, grubości 0,2-0,3 mm, w kolorze granatowym lub czarnym z powłoką antyrefleksyjną. Monokrystaliczne moduły słoneczne są bardzo wydajne, kompaktowe i mają najdłuższą żywotność.
Technologia wytwarzania ogniw słonecznych z ogniw monokrystalicznych jest dość droga. Wynika to z zastosowania wysoko oczyszczonego krzemu.
Panele polikrystaliczne
Wafle słoneczne polikrzemowe są produkowane przez stopniowe schładzanie substancji krzemowej. Ta technologia produkcji wymaga mniej energii, a krzem nie ma najwyższego stopnia oczyszczenia. Bloki polikryształów są przetwarzane w taki sam sposób, jak półfabrykat monokryształowy. Panele polikrystaliczne to blok kryształów o różnych kierunkach, niektóre kryształy są wyraźnie widoczne na szlifie, są to regularne niebieskie kwadraty z powłoką antyrefleksyjną lub srebrnoszare bez powłoki o grubości 0,2 - 0,3 mm. Wydajność takich akumulatorów jest niższa (od 13% do 18%).
Cienkowarstwowe (amorficzne) panele słoneczne
Główną różnicą między panelami cienkowarstwowymi a panelami amorficznymi jest osadzanie cienkiej warstwy krzemu amorficznego na podłożu. Materiał wykładziny może być elastycznym (plastikowy) lub sztywnym (szklanym lub metalowym) podłożem. Panele amorficzne wyróżniają się na tle innych typów ciemnoszarym kolorem, są elastyczne, kompaktowe i lekkie. Koszt jest niższy niż w przypadku tradycyjnego krzemu.Takie baterie świetnie sprawdzają się przy dużej ilości kurzu w powietrzu, mają wystarczająco dużo rozproszonego światła. Ostatnie innowacje w rozwoju folii krzemowej doprowadziły do produkcji wydajnych wielozłączowych ogniw słonecznych, które zawierają wiele warstw krzemu. Różne materiały półprzewodnikowe w różny sposób pochłaniają światło słoneczne, przechwytując w ten sposób całe spektrum promieniowania.
Budowa i zastosowanie
Według urządzenia wszystkie konwertery słoneczne są podzielone na monokrystaliczne i polikrystaliczne. Projekt każdego panelu determinuje jego skuteczność i koszt. Światowi producenci tych urządzeń stosują jako płyn roboczy krzem, tellurek kadmu oraz związki na bazie miedzi, indu, galu i selenu. Najnowsze osiągnięcia w tej dziedzinie to baterie, których materiałem roboczym jest arsenek galu.
Krajowy przemysł do produkcji generatorów słonecznych wykorzystuje głównie krzemowe płytki półprzewodnikowe. Gotowe moduły przeznaczone do generowania prądu elektrycznego łączą ze sobą zestaw ogniw ze swoją konstrukcją. Płaskie panele montowane są na specjalnych stojakach z urządzeniami obrotowymi, za pomocą których w ciągu dnia ustawiany jest maksymalny możliwy kąt padania promieni słonecznych na półprzewodnik. Tańszą, ale mniej wydajną opcją jest użycie stałych konstrukcji ustawionych pod pewnym stałym kątem.
Ważnym elementem każdego zestawu solarnego są baterie magazynujące energię elektryczną do wykorzystania w nocy lub w słabo oświetlonych porach dnia. Następnie trafia z akumulatorów bezpośrednio do obciążenia lub najpierw do falownika 12 (24) - 220 V, a następnie do odbiorcy, w zależności od jego rodzaju.
Opinia eksperta
Aleksiej Bartosz
Specjalista w zakresie napraw, konserwacji sprzętu elektrycznego i elektroniki przemysłowej.
Zapytaj eksperta
Opłaca się generować energię słoneczną tam, gdzie w roku jest wiele jasnych dni. Większość regionów Federacji Rosyjskiej nie nadaje się do korzystania wyłącznie z energii słonecznej. Generatory słoneczne są coraz częściej wykorzystywane jedynie jako dodatkowe urządzenia zasilające.
Wniosek
Chociaż istnieją różnice między różnymi typami modułów, nie ma jednoznacznej odpowiedzi, który moduł fotowoltaiczny najlepiej odpowiada wszystkim możliwym wymaganiom. Typ modułu jest wybierany w zależności od charakterystyki Twojej witryny i wymagań instalacyjnych.
Przy wyborze modułu często pada pytanie: która bateria słoneczna jest lepsza – monokrystaliczna czy polikrystaliczna, a może amorficzna? W końcu są najczęstsze w naszym stuleciu. Przeprowadzono wiele badań, aby znaleźć odpowiedź. Zobaczmy, co pokazały wyniki:
wydajność i żywotność
Elementy monokrystaliczne mają wydajność około 17-22%, ich żywotność wynosi co najmniej 25 lat. Sprawność polikrystaliczna może sięgać 12-18%, służą one również co najmniej 25 lat. Sprawność amorficznych wynosi 6-8% i spada znacznie szybciej niż krystalicznych, działają nie dłużej niż 10 lat.
Współczynnik temperatury
W rzeczywistych warunkach użytkowania panele słoneczne nagrzewają się, co prowadzi do spadku mocy znamionowej o 15-25%. Średni współczynnik temperaturowy dla poli i mono wynosi -0,45%, amorficzny -0,19%. Oznacza to, że gdy temperatura wzrośnie o 1°C od standardowych warunków, baterie krystaliczne będą mniej wydajne niż akumulatory amorficzne.
Utrata wydajności
Degradacja słonecznych modułów monokrystalicznych i polikrystalicznych zależy od jakości pierwiastków wyjściowych – im więcej zawierają boru i tlenu, tym szybciej spada sprawność. Wafle polikrzemowe mają mniej tlenu, podczas gdy wafle monosilikonowe zawierają mniej boru. Dlatego przy równych jakościach materiału i warunkach użytkowania nie ma szczególnej różnicy między stopniem degradacji tych i innych modułów, średnio wynosi ona około 1% rocznie.Krzem uwodorniony wykorzystywany jest do produkcji akumulatorów amorficznych. Zawartość wodoru wynika z jego szybszej degradacji. Czyli krystaliczne degradują się o 20% po 25 latach eksploatacji, amorficzne są 2-3 razy szybsze. Jednak modele niskiej jakości mogą stracić wydajność o 20% w pierwszym roku użytkowania. Warto to rozważyć przy zakupie.
Cena £
Tutaj przewaga jest całkowicie po stronie modułów amorficznych - ich cena jest niższa niż krystalicznych, ze względu na tańszą produkcję. Drugie miejsce zajmuje poli, a najdroższy jest mono.
Wymiary i obszar instalacji
Baterie monokrystaliczne są bardziej kompaktowe. Aby stworzyć tablicę o wymaganej mocy, potrzeba mniej paneli w porównaniu z innymi typami. Tak więc po zainstalowaniu zajmą trochę mniej miejsca. Ale postęp nie stoi w miejscu, a pod względem stosunku mocy do powierzchni moduły polikrystaliczne już doganiają mono. Amorficzne wciąż pozostają w tyle – ich montaż będzie wymagał 2,5 razy więcej miejsca.
Czułość na światło
Prym wiodą tu moduły z krzemu amorficznego. Mają najlepszą wydajność konwersji energii słonecznej ze względu na zawartość wodoru w elemencie. Dlatego w porównaniu do krystalicznych działają wydajniej w warunkach słabego oświetlenia. Mono i poly, w słabym oświetleniu, działają mniej więcej tak samo - reagują znacząco na zmiany natężenia światła.
Roczna produkcja
W wyniku testów modułów różnych producentów stwierdzono, że monokrystaliczne generują rocznie więcej energii elektrycznej niż polikrystaliczne. A te z kolei są bardziej produktywne niż amorficzne, mimo że te ostatnie generują energię nawet przy słabym oświetleniu.
Można stwierdzić, że panele słoneczne mono i poli mają niewielkie, ale istotne różnice. Chociaż mono jest nadal wydajniejsze, a zwrot z nich jest większy, poli nadal będzie bardziej popularny. To prawda, że zależy to od jakości produktu. Jednak większość dużych elektrowni słonecznych jest montowana na bazie polimodułów. Wynika to z faktu, że inwestorzy patrzą na całkowity koszt projektu i okres zwrotu, a nie na maksymalną wydajność i trwałość.
Teraz o bateriach amorficznych. Zacznijmy od zalet: sposób ich wykonania jest najprostszy i najtańszy, ponieważ nie jest wymagane cięcie i obróbka krzemu. Znajduje to odzwierciedlenie w niskim koszcie produktu końcowego. Są bezpretensjonalne - można je zainstalować w dowolnym miejscu i nie są wybredne - nie boją się kurzu i pochmurnej pogody.
Jednak moduły amorficzne mają również wady, które przeważają nad ich zaletami: w porównaniu z powyższymi typami mają najniższą sprawność, szybko się psują – sprawność spada o 40% w czasie krótszym niż 10 lat, a do montażu zajmują dużo miejsca.
