Ce este o celulă solară monocristalină
Am menționat deja că există două tipuri de panouri: policristal și monocristal. Pentru început, luați în considerare un element monocristal - este mai scump, dar mai puternic.
Particularități
Pentru o astfel de baterie, un monocristal special de siliciu este crescut conform metodei Czochralski. Acest material este mai scump decât o napolitană policristalină, dar datorită calității sale ridicate, un modul monocristalin are o eficiență mai mare. Panourile solare monocristaline, asamblate din celule individuale de siliciu, au o eficiență de funcționare care este de aproximativ 20–22%.
Razele de lumină, care cad pe suprafața unui singur cristal de siliciu, conduc electronii liberi la mișcare direcționată. Pe ambele părți ale cristalului, firele sunt conectate la acesta, mergând către consumator.
Eficiența unei astfel de plăci este destul de mare, deoarece razele soarelui nu se împrăștie în ea, ci sunt distribuite uniform pe întreaga suprafață a cristalului. Zona de joncțiune p-n din placă este mare, datorită căreia electronii pătrund dintr-o parte a semiconductorului în alta fără obstacole.
Preț
Tehnologia de creștere a monocristalelor semiconductoare mari este destul de laborioasă, motiv pentru care prețul unei astfel de baterii este întotdeauna mai mare decât cel al unui produs similar bazat pe policristale. Diferența de cost al dispozitivelor este de 10%, care este principalul dezavantaj al unei baterii cu un singur cristal.
Prețul unui panou monocristalin cu o putere de 150 W este de 5400 de ruble, iar o baterie de 200 W cu același design costă 11.700 de ruble. Mult mai scumpe decât dispozitivele de 230 W și 300 W
Design și aplicare
Semiconductor. De regulă, siliciu mono- sau policristalin, completat cu alți compuși chimici care contribuie la formarea efectului fotoelectric. Este format din 2 materiale cu conductivitate diferită, datorită cărora există o mișcare constantă a electronilor între ele (joncțiunea p-n).
Garnitură - cea mai subțire acoperire care împiedică mișcarea liberă a electronilor, situată între straturile unui semiconductor.
O sursă de electricitate, atunci când sunt conectați la garnitură, electronii dobândesc capacitatea de a o depăși - ca urmare a acesteia, are loc o mișcare ordonată a particulelor încărcate, de fapt, se generează un curent electric.
Acumulator - stochează energia electrică primită.
Controler de încărcare - îndeplinește funcția de distribuitor al fluxurilor de energie electrică.
Este necesar un invertor pentru a transforma curentul continuu în curent alternativ.
Regulator de voltaj.
Pentru a folosi panourile solare ca sursă principală de energie electrică, este important ca numărul zilelor senine să prevaleze asupra celor înnorate. Din acest motiv, în majoritatea regiunilor țării noastre, astfel de instalații sunt folosite în principal ca auxiliare.
Aspect
Cu toate acestea, aspectul este primul lucru care atrage privirea. Monocelulele au o formă pătrată cu colțuri tăiate și o suprafață uniformă. Acest lucru se datorează particularităților producției și structurii cristaline a cristalelor simple. La creșterea cristalelor de siliciu, se obțin semifabricate cilindrice, care, după prelucrare ulterioară, sunt tăiate în astfel de plăci „pseudo-pătrate”. Iar uniformitatea suprafeței este determinată de structura cristalină strictă a piesei de prelucrat.
Celulele policristaline au o formă pătrată uniformă. În timpul producerii lor, într-o etapă intermediară, se obțin semifabricate prismatice, care sunt tăiate în plăci pătrate (sau dreptunghiulare). Suprafața lor exterioară este neomogenă din cauza polistructurii siliciului.
Aceasta implică prima diferență între modulele pe mono- și policelule. Aceasta este densitatea de umplere. Celulele policristaline umplu întreaga zonă utilizabilă a bateriei, în timp ce goluri neutilizate rămân între monocelule. Aceasta înseamnă că, în ciuda diferenței de eficiență a celulelor individuale, performanța polimodulului pe unitate de suprafață poate fi mai mare.
Ce module să alegeți
Alegerea opțiunii optime ar trebui făcută în funcție de o combinație de indicatori de cost, calitate și tehnici. Este greșit să te ghidezi doar după design, o astfel de abordare poate provoca risipă de bani. Este necesar să se satisfacă nevoile casei de energie electrică, să se adauge marja necesară pentru situații neprevăzute și pentru o scădere a performanței cu creșterea duratei de viață.
Ați luat deja decizia de a cumpăra o centrală solară, dar nu sunteți sigur care este mai bine mono sau policristalin? În acest articol, vom analiza toate avantajele și dezavantajele tehnologiei.
Panouri solare policristaline. Mituri și concepții greșite
Desigur, fiecare vânzător și producător este interesat să-și vândă exact produsul și, prin urmare, pe piață s-au format concepții greșite persistente cu privire la anumite tehnologii. Tehnologia siliciului policristalin nu face excepție și are diferențe caracteristice față de siliciul monocristalin pur. Prin urmare, multe caracteristici ale bateriilor poli sunt interpretate mai des ca avantaje. Dar este? Iată câteva declarații ale vânzătorilor de vânzare panouri solare
:
- „Siliciul policristalin are performanțe mai bune pe vreme înnorată!”
- „Durata de viață a polimodulelor este aceeași cu cea a unui singur cristal.”
- „Panourile solare policristaline sunt mai ieftine și, prin urmare, mai accesibile”
Este de remarcat faptul că prima afirmație în sine indică faptul că nu comunicați cu un profesionist. Celulele solare din siliciu pe vreme înnorată au aproape aceleași performanțe, indiferent de tehnologie. O astfel de calitate precum „funcționarea eficientă la insolație scăzută” se poate mândri cu celule solare „non-silicium”, amorfe, a căror eficiență totală fluctuează în jur de 6-9%.
Poli - elementele sunt într-adevăr puțin mai ieftine, deoarece procesul lor de producție nu este laborios și rapid. Dar dat fiind faptul că eficiența lor este cu 15-25% mai mică, pentru a obține o producție comparabilă cu tehnologia MONO, aria produselor ar trebui să fie mai mare. Aceasta înseamnă costuri mai mari pentru produs (sticlă, cutie, caroserie) și costuri de transport. Costurile de instalare a produsului, costurile de fixare și de comutare sunt, de asemenea, mai mari. Ce va fi mai ieftin pentru dvs. - luați în considerare pentru dvs., dar prețul inițial al produselor nu este încă o centrală solară.
Resursa muncii lor este, de asemenea, exagerată. Celulele solare policristal reduc eficiența semnificativ într-o perioadă mai scurtă decât „siliciul pur”.
Să analizăm acum concepțiile greșite cu privire la celulele solare monocristaline.
Panouri solare pentru casa - cea mai mare eficienta!
Avantajele panourilor solare monocristaline sunt incontestabile. Dar ușoarele fluctuații ale prețului nu sunt întotdeauna percepute corect de către cumpărătorul final. Panouri solare pentru casa
, tip mono, este într-adevăr puțin mai scump și nu se găsește la toți producătorii și vânzătorii.
Panourile din siliciu monocristalin au o serie de avantaje:
- Dimensiuni generale mai compacte per watt de putere generată;
- Durată lungă de viață cu pierdere minimă a eficienței cristalului (nu mai mult de 20%, peste 25 de ani);
- Cea mai mare eficiență a conversiei energiei (de la solar la electric).
Nu este acest lucru suficient pentru a face o alegere către o tehnologie mai avansată și mai eficientă?
Principalele diferențe ale panourilor solare cu film
Puteți înțelege imediat că panourile solare cu role de film au un număr mare de diferențe față de opțiunile cristaline.
Primul lucru la care ar trebui să fii atent este grosimea lor, este mai mică de 1 micron, în plus, sunt foarte flexibile, această calitate le permite să fie amplasate pe orice suprafață, chiar și pe cele cilindrice.
Pe lângă aceste avantaje, bateriile de film au următoarele avantaje:
- Ei păstrează parametrii de funcționare chiar și în lumină difuză, ca urmare, energia lor totală este crescută cu 15% în raport cu soiurile cristaline;
- Au un cost redus, ceea ce înseamnă că achiziția lor va fi bugetară;
- Munca lor în sistemele de putere mare este mai eficientă;
- În climatele calde, bateriile nu își reduc productivitatea;
- Au o rată mare de absorbție a spectrului solar sub formă optică.
Desigur, în ciuda tuturor avantajelor, ca orice altă instalație, bateriile de film au unele dezavantaje. Aici se pot introduce dimensiuni mari, in raport cu panourile cristaline, cele de film ocupa o suprafata de aproape 3 ori mai mare. Un alt dezavantaj este că pentru utilizarea unor astfel de baterii sunt necesare controlere de tip înaltă tensiune.
Caracteristicile panourilor monocristaline
Sistemul monocristalin este format din zeci de fotocelule combinate într-un singur panou. Cristalele se obțin prin creștere – după metoda Czochalski. Fiecare dintre ele este fixat pe o bază din fibră de sticlă, care protejează împotriva prafului și umidității. Materialul elementelor este siliciu purificat. Celulele sensibile la lumină sunt orientate într-o singură direcție, datorită căreia eficiența panourilor monocristaline este mai mare decât cea a celor policristaline. Alte caracteristici:
durata de funcționare continuă - cel puțin 20 de ani;
Eficiența monocristalelor este în medie de până la 20-22% (excluzând pierderile de energie electrică primită), în unele cazuri - până la 20%;
nivelul de absorbție este mai mare decât în panourile policristaline;
Singurul dezavantaj al sistemelor cu un singur cristal este un cost mai mare, cu toate acestea, costul achiziționării acestora se plătește rapid.
In lipsa de spatiu, cand este extrem de important sa se realizeze cantitatea maxima de energie din fiecare metru patrat, o astfel de solutie este de preferat.
Caracteristicile panourilor policristaline
Policristalele sunt obținute prin răcirea treptată a siliciului topit. Această tehnologie este mai ieftină decât creșterea artificială a monocristalelor, cu toate acestea, granularea poate fi prezentă la marginile policristalelor, ceea ce duce la o scădere a eficienței acestora. Diferența fundamentală față de monocristalele este structura și culoarea eterogene. Acest lucru se datorează impurităților și faptului că sistemul conține cristale de diferite tipuri. Particularitati:
Eficiența este mai mică decât cea a elementelor monocristaline - până la 17-18%;
preț accesibil - producția de panouri policristaline este mai puțin costisitoare;
rata de pierdere a puterii (degradare) a policristalelor este mai mică decât cea a cristalelor simple.
Astfel, dacă sarcina este de a obține o anumită cantitate de energie electrică, atunci când se folosesc panouri policristaline, va fi necesară o suprafață mare. Există o părere că este mai profitabilă să le folosești în regiunile cu predominanța zilelor înnorate - cu soare insuficient, policristalele furnizează mai multă energie decât cristalele simple.
Compararea principalelor caracteristici ale elementelor monocristaline și policristaline
Fiecare dintre sisteme are avantajele și dezavantajele sale. Cum se stabilește care este de preferat, monocristal sau policristal? Vă aducem în atenție un tabel comparativ, care discută caracteristicile cheie ale fiecăreia dintre opțiuni:
|
Parametru |
monocristale |
Policristale |
Concluzie |
|
Coeficient de temperatură |
0,45 % |
0,45 % |
Reducerea puterii în ambele tipuri de sisteme este aproape aceeași |
|
Rata de degradare |
Cu 3% în primul an de funcționare, în anii următori - cu 0,71%. |
Cu 2% în primul an de funcționare, cu 0,67% în anii următori. |
Diferența este nesemnificativă, așa că poate fi neglijată. |
|
Preț |
Costul ridicat se datorează complexității producției. |
Cu 10-15% mai ieftin decât celulele monocristaline. |
Pentru mulți, prețul este factorul decisiv în favoarea panourilor policristaline. |
|
Fotosensibilitate (la nivel de lumină 600 W/m |
Cu aceleași module de putere, diferența nu depășește 10%. |
De fapt, acest indicator poate fi neglijat. |
|
|
Producția anuală |
Potrivit laboratorului PHOTON, este puțin mai mare (nu mai mult de 2%) pentru monocristalele. Cu toate acestea, studii mai detaliate au arătat că nu numai tipul de panou contează, ci și marca. |
Proprietățile unei anumite baterii solare sunt mai importante - sunt criteriul cheie de selecție. |
La alegerea panourilor solare este necesar să se acorde atenție nu numai tipului de celule fotovoltaice, ci și altor criterii: raportul preț-performanță, resursa declarată (perioada de garanție), tensiunea la putere maximă și echipament.
Există panouri solare ieftine?
Specialiștii și oamenii de știință se străduiesc să creeze baterii care vor deveni disponibile pe scară largă pentru întreaga populație. Cu pași mici, dar reușiți, ei se apropie de acest obiectiv și, în același timp, îmbunătățesc de fiecare dată materialele folosite în această tehnologie. Desigur, există și producători care tratează neglijent bunurile pe care le oferă clienților și vând cu bună știință produse de calitate scăzută. Aceasta este principala problemă dacă doriți să cumpărați brusc o baterie solară ieftină.
Nu numai rezidenții Federației Ruse, ci și țările europene sunt convinși că instalațiile ieftine sunt oferite de producătorii chinezi. Se poate observa că producătorii chinezi au fost cei care au inundat piața bateriilor solare, forțând multe companii mari să se declare falimentare, care pur și simplu nu au suportat concurența cu chinezii.
Deci, de exemplu, trebuie să știți ce produse pot fi bugetare și care nu. Panourile monocristaline ieftine sunt puțin probabil să fie găsite, deoarece aceste tipuri includ cele mai puternice elemente.
Prin urmare, este foarte important să știți ce caracteristici include instalația.
Pe de altă parte, există companii gigantice care, datorită subvențiilor guvernamentale, reduc costul panourilor solare pe care le produc. Printre acestea se numără producția mare germană și, desigur, rusă. Dacă decideți să cumpărați produse chinezești, atunci este mai bine să acordați preferință unei companii binecunoscute care și-a justificat deja numele pe piață.
Ce este o baterie solară? Este un generator de tip fotovoltaic de curent continuu care converteste energia solara in energie electrica. Astfel de baterii folosesc module de siliciu - semiconductori.
Pentru a alege o baterie solară pentru casa ta, va trebui să fii atent la câteva dintre sfaturile noastre. Și anume:
Și anume:
Atunci când achiziționați un sistem de panouri solare, rețineți că acesta trebuie să se potrivească casei dvs. În primul rând, clima din zona dumneavoastră joacă un rol important. Durata razelor solare asupra casei și, desigur, timpul regimului acumulativ va depinde de aceasta. Pentru a determina cât de potrivit este teritoriul dvs., va trebui să utilizați o hartă de iluminare.
Luați în considerare cantitatea de căldură pe care doriți să o primiți în final. Cea mai bună opțiune ar fi o baterie care poate acoperi aproximativ 40-80 de nevoi de căldură. Sistemele care sunt mai puțin eficiente vor costa cu un ordin de mărime mai mult. De asemenea, este necesar să se ia în considerare designul și capacitățile întregului sistem. Acest lucru vă poate garanta stabilitatea instalației în caz de forță majoră.
Toate aceste calcule sunt cel mai bine încredințate specialiștilor.
Asigurați-vă că acordați atenție producătorului bateriei, precum și materialului care a fost utilizat la producerea celulei fotoelectrice a modulului.Poate exista atât siliciu mono, cât și policristalin
De aceste calități va depinde nu numai prețul, ci și eficiența, precum și durata de viață a instalației.
Urmând aceste sfaturi, vei putea alege tipul de instalare potrivit pentru zona ta. Dar totuși, este mai bine ca persoanele asociate cu acest domeniu de activitate să fie implicate în calculele tale.
Policristale și aplicații solare
Placile monocristaline sunt îmbunătățite și superioare policristalelor.
Datorita structurii flexibile, acestea pot fi amplasate pe acoperisul unei case sau foisor.
Elementele policristaline sunt bune pentru stația stradală,
deoarece sunt instalate numai pe o suprafață plană, pentru ei este necesar să aveți grijă de un loc separat în grădină. Când sunt plasate într-un foișor, geamurile panourilor nu sunt permise, deoarece acest lucru duce la o scădere a eficienței. Eficiența panourilor disponibile comercial este de aproximativ 18%, ceea ce este mai mic decât monocristalin. Plăcile policristaline suferă pierderi de eficiență, în principal din cauza neomogenității suprafeței.
Napolitana monocristalină flexibilă este convenabilă
Comparația monocristalului și
Deci, care panou solar este mai bun - monocristalin sau policristalin? Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie mai întâi să înțelegeți, dar prin ce diferă ele?
Fotografia de mai jos prezintă două tipuri principale:
Primul lucru care îți atrage atenția este aspectul.
Elementele monocristaline au colțurile rotunjite și o suprafață uniformă. Colțurile rotunjite se datorează faptului că în producția de siliciu monocristal se obțin semifabricate cilindrice. Uniformitatea culorii și structurii elementelor monocristal se datorează faptului că acesta este un singur cristal de siliciu crescut, iar structura cristalină este omogenă.
La rândul lor, elementele policristaline au formă pătrată datorită faptului că în timpul producției se obțin semifabricate dreptunghiulare. Eterogenitatea culorii și structurii elementelor policristaline se datorează faptului că acestea constau dintr-un număr mare de cristale de siliciu eterogene și includ, de asemenea, o cantitate mică de impurități.
A doua și probabil principala diferență este eficiența conversiei energiei solare.
Elementele monocristaline și, în consecință, panourile bazate pe acestea au cea mai mare eficiență astăzi - până la 22% dintre cele produse în masă și până la 38% pentru cele utilizate în industria spațială. Siliciul monocristalin este produs din materii prime foarte purificate (99,999%).
Celulele policristaline disponibile comercial au o eficiență de până la 18%. Eficiența mai scăzută se datorează faptului că în producția de siliciu policristalin se folosește nu numai siliciu primar de înaltă puritate, ci și materii prime secundare (de exemplu, panouri solare reciclate sau deșeuri de siliciu din industria metalurgică). Acest lucru duce la apariția diferitelor defecte în elementele policristaline, cum ar fi limitele cristalelor, microdefecte, impurități de carbon și oxigen.
Eficiența celulelor este responsabilă în cele din urmă pentru dimensiunea fizică a panourilor solare. Cu cât eficiența este mai mare, cu atât suprafața panoului va fi mai mică la aceeași putere.
A treia diferență este prețul bateriei solare.
Desigur, prețul unei baterii cu un singur cristal este puțin mai mare pe unitatea de putere. Acest lucru se datorează procesului de fabricație mai scump și utilizării siliciului înalt purificat. Cu toate acestea, această diferență este nesemnificativă și este în medie de aproximativ 10%.
Deci, enumerăm principalele diferențe dintre celulele solare monocristaline și policristaline:
Aspect.
Eficienţă.
Preț.
După cum se poate observa din această listă, pentru o centrală solară nu contează ce panou solar va fi folosit în compoziția sa.Parametrii principali - tensiunea și puterea panoului solar nu depind de tipul de elemente utilizate și deseori puteți găsi panouri de ambele tipuri de aceeași putere la vânzare. Deci alegerea finală este la latitudinea cumpărătorului. Iar dacă nu-i este jenă culoarea neuniformă a elementelor și o suprafață ceva mai mare, atunci probabil că va alege panouri solare policristaline mai ieftine. Dacă acești parametri contează pentru el, atunci panoul solar monocristalin puțin mai scump va fi alegerea evidentă.
În concluzie, aș dori să remarc că, conform datelor Asociației Europene EPIA din 2010, producția de celule solare după tipul de siliciu utilizat în acestea a fost distribuită astfel:
1. policristalin - 52,9%
2. monocristalin - 33,2%
3. amorf etc. - 13,9%
Cu alte cuvinte, celulele solare policristaline sunt liderii mondiali în ceea ce privește volumul de producție.
Preț
Panourile solare pe diferite fotocelule au costuri diferite. Prețurile la panourile monocristaline sunt ceva mai mari (de obicei în intervalul de 10%), datorită procesului mai scump și necesității de a folosi siliciu de înaltă puritate.
Astfel, înainte de a decide ce module să alegeți, trebuie să decideți asupra condițiilor de utilizare a acestora, a locației de instalare și a bugetului. De fapt, centralei solare nu îi pasă ce panou produce curent pentru ea, principalul lucru este indicatorii de putere de ieșire și de tensiune. Și aceste valori pot fi aceleași pentru produse pe diferite tipuri de celule, ele vor diferi numai în suprafață. Prin urmare, dacă dimensiunile nu sunt critice, atunci puteți achiziționa panouri solare de aceeași performanță (pe policristale), dar cu o suprafață ceva mai mare, acestea vor costa puțin mai puțin.
Caracteristicile panourilor de film subțire.
Procesul de producție a panourilor cu peliculă subțire constă în depunerea în vid a unui material fotovoltaic sub formă de peliculă subțire pe o bază de substrat. În funcție de caracteristicile necesare, se folosesc diverse tipuri de substraturi și tipuri de substanțe pulverizate. În special, pentru depunerea filmelor subțiri se folosesc următoarele materiale: siliciu amorf (a-Si), telurura de cadmiu (CdTe), cupru, indiu, galiu, compuși cu seleniu - selenide (CIS / CIGS), diverse elemente organice (OPC)
Eficiența celulelor solare cu peliculă subțire depinde de calitatea și puritatea procesului tehnologic și variază de la 7 la 13%. Odată cu dezvoltarea tehnologiei și introducerea inovației, creșterea prognozată a eficienței va fi de 3%. În anii 2000, piața panourilor cu peliculă subțire a crescut semnificativ. Acest lucru se datorează dezvoltării tehnologiei de depunere a peliculelor subțiri și dezvoltării nivelului de producție în general. Astfel, devine din ce în ce mai ușor să cumperi panouri solare, iar prețul acestora devine din ce în ce mai accesibil.
Avantajele bateriilor cu film subțire:
- cost de producție redus, prin urmare, un preț mai mic pentru panou în ansamblu.
- aspectul estetic al structurii, datorita uniformitatii ridicate.
- posibilitatea fabricarii structurilor flexibile
- Se reduce numarul de pierderi de performanta datorate incalzirii sau iluminatului indirect.
În același timp, structurile cu peliculă subțire au o serie de dezavantaje:
— este necesară o zonă de instalare suficient de mare a structurii pentru a asigura conversia cantității necesare de energie solară.
- instalarea mai multor panouri necesită hardware de montaj suplimentar și costuri de instalare crescute.
- durata de viață a unor astfel de panouri este mai mică decât cea a omoloagelor cristaline.
Și totuși, care panouri sunt cele mai potrivite pentru utilizare în gospodăriile private pentru a furniza energie electrică unei case sau cabane?
Pentru a rezolva această problemă, nu va strica să consultați specialiști în domeniul convertoarelor fotoelectronice de energie solară și să efectuați o evaluare cantitativă și calitativă a tuturor factorilor: de la suprafață până la iluminarea suprafeței de montare. Această consultație vă va permite să determinați exact de ce aveți nevoie.
Din lipsă de spațiu pentru instalare, acordați atenție bateriilor monocristaline cu eficiență maximă.Din păcate, în prezent, pe piața rusă a produselor fotoelectronice, în special a convertoarelor, alegerea elementelor este limitată și, cel mai probabil, precum și alegerea modulelor cu designul necesar sau compoziția filmului.
În acest caz, poate fi necesar să comandați module din străinătate sau să le cumpărați în Rusia la precomandă. Cu toate acestea, în acest caz, prețul bateriilor va fi mai mare.
Dacă gama de prețuri a materialelor și a lucrărilor este mai importantă, atunci cea mai bună opțiune este utilizarea structurilor pe plăci policristaline. Acestea vă vor permite să furnizați indicatori de performanță destul de buni și, în același timp, să economisiți niște bani.
Când alegeți panouri cu film subțire, nu uitați să luați în considerare cerințele de instalare. Costul lucrărilor suplimentare de instalare va afecta semnificativ estimarea finală.
După ce ați decis tipul și dimensiunea panourilor solare, rămâne să achiziționați unitățile necesare, să instalați și să vă bucurați de una dintre cele mai ecologice moduri de a genera energie electrică pentru nevoile casnice.
Panouri solare
- durabil (durata de viata este de 25-30 de ani)
- Ușor de instalat
- usor de intretinut
- fiabile și eficiente
Producția de module se bazează pe utilizarea siliciului. Siliciul este al doilea element cel mai abundent din scoarța terestră, după oxigen. Este dificil să găsești siliciu în natură în forma sa pură, cel mai adesea se găsește în combinație cu oxigen - silice (Si02). Acest element chimic are o reactivitate ridicată, iar în forma sa pură este cel mai important semiconductor din electronica radio modernă, tehnologia computerelor și energia alternativă. În funcție de tehnologiile de fabricație, există mai multe tipuri de panouri care sunt în permanență îmbunătățite. Cele mai comune tipuri de module sunt panourile cristaline și cu peliculă subțire sau amorfe. Celulele fotovoltaice cristaline sunt fie monocristaline, fie policristaline
Panouri monocristaline
O napolitană de monosiliciu este un singur cristal sub formă de lingouri de siliciu cilindrice, maxim pur, din care se obțin discuri dreptunghiulare de siliciu prin tăiere folosind metoda Czochralski. Elementele monocristaline sunt pătrate cu colțuri rotunjite sau tăiate, uniformă ca structură, de 0,2-0,3 mm grosime, albastru închis sau negru cu un strat antireflex. Modulele solare monocristaline sunt foarte eficiente, compacte și au cea mai lungă durată de viață.
Tehnologia de fabricare a celulelor solare din celule cu un singur cristal este destul de costisitoare. Acest lucru se datorează utilizării siliciului înalt purificat.
Panouri policristaline
Placile solare din polisiliciu sunt produse prin răcirea treptată a substanței de siliciu. Această tehnologie de producție necesită mai puțină energie, iar siliciul nu are cel mai înalt grad de purificare. Blocurile de policristale sunt prelucrate în același mod ca un semifabricat monocristal. Panourile policristaline sunt un bloc de cristale de diferite direcții, unele cristale sunt clar vizibile pe tăiere, acestea sunt pătrate albastre obișnuite cu acoperire antireflex sau gri-argintiu fără acoperire, de 0,2 - 0,3 mm grosime. Eficiența unor astfel de baterii este mai mică (de la 13% la 18%).
Panouri solare cu peliculă subțire (amorfe).
Principala diferență dintre panourile cu film subțire sau amorf este depunerea unui strat subțire de siliciu amorf pe substrat. Materialul de căptușeală poate fi o bază flexibilă (plastic) sau rigidă (sticlă sau metal). Panourile amorfe se pot distinge de alte tipuri prin culoarea gri închis, sunt flexibile, compacte și ușoare. Costul este mai mic decât siliciul tradițional.Astfel de baterii funcționează excelent în aerul foarte praf, au suficientă lumină difuză. Inovațiile recente în dezvoltarea filmului de siliciu au condus la producerea de celule solare eficiente cu mai multe joncțiuni care conțin mai multe straturi de siliciu. Materialele semiconductoare diferite absorb lumina soarelui în mod diferit, captând astfel întregul spectru de radiații.
Design și aplicare
Conform dispozitivului, toate convertoarele solare sunt împărțite în monocristaline și policristaline. Designul fiecărui panou determină eficiența și costul acestuia. Producătorii mondiali ai acestor dispozitive folosesc ca fluid de lucru siliciu, telurura de cadmiu și compuși pe bază de cupru, indiu, galiu și seleniu. Cele mai recente realizări în acest domeniu sunt bateriile, al căror material de lucru este arseniura de galiu.
Industria autohtonă pentru producția de generatoare solare folosește în principal plachete cu semiconductor de siliciu. Modulele gata făcute concepute pentru a genera curent electric combină un set de celule cu designul lor. Panourile plate sunt instalate pe rafturi speciale cu dispozitive rotative, cu ajutorul cărora se stabilește unghiul maxim posibil de incidență a razelor solare asupra semiconductorului în timpul zilei. O opțiune mai ieftină, dar mai puțin eficientă, este utilizarea structurilor fixe setate la un anumit unghi constant.
Un element important al oricărui ansamblu solar sunt bateriile care stochează energia electrică pentru utilizare pe timp de noapte sau în perioadele slab iluminate ale zilei. Apoi vine de la baterii direct la sarcină, sau mai întâi la invertorul 12 (24) - 220 V, iar apoi la consumator, în funcție de tipul acestuia.
Opinia expertului
Alexey Bartosh
Specialist in reparatii, intretinere echipamente electrice si electronice industriale.
Întrebați un expert
Este profitabil să generezi energie solară acolo unde există multe zile luminoase într-un an. Majoritatea regiunilor Federației Ruse nu sunt potrivite pentru utilizarea numai a energiei solare. Generatoarele solare sunt folosite mai des doar ca dispozitive suplimentare de alimentare cu energie.
Concluzie
Deși există diferențe între diferitele tipuri de module, nu există un răspuns clar care modul solar se potrivește cel mai bine tuturor cerințelor posibile. Tipul de modul este selectat în funcție de caracteristicile site-ului dvs. și de cerințele de instalare.
Atunci când alegeți un modul, se pune adesea întrebarea: care baterie solară este mai bună - monocristalină sau policristalină, sau poate amorfă? La urma urmei, ele sunt cele mai comune în secolul nostru. S-au făcut multe cercetări pentru a găsi răspunsul. Să vedem ce au arătat rezultatele:
eficienta si durata de viata
Elementele monocristaline au o eficiență de aproximativ 17-22%, durata lor de viață este de cel puțin 25 de ani. Eficiența policristalinelor poate ajunge la 12-18%, ele servesc și timp de cel puțin 25 de ani. Eficiența amorfelor este de 6-8% și scade mult mai repede decât cea cristalină, funcționează nu mai mult de 10 ani.
Coeficient de temperatură
În condiții reale de utilizare, panourile solare se încălzesc, ceea ce duce la o scădere a puterii nominale cu 15-25%. Coeficientul mediu de temperatură pentru poli și mono este de -0,45%, amorf -0,19%. Aceasta înseamnă că atunci când temperatura crește cu 1°C față de condițiile standard, bateriile cristaline vor fi mai puțin productive decât cele amorfe.
Pierderea eficienței
Degradarea modulelor solare monocristaline și policristaline depinde de calitatea elementelor inițiale - cu cât conțin mai mult bor și oxigen, cu atât eficiența scade mai repede. Vaferele de polisiliciu au mai puțin oxigen, în timp ce napolitanele de monosiliciu au mai puțin bor. Prin urmare, cu calități egale ale materialului și condițiilor de utilizare, nu există o diferență deosebită între gradul de degradare al acelor module și al altor module, în medie este de aproximativ 1% pe an.Siliciul hidrogenat este folosit la producerea bateriilor amorfe. Conținutul de hidrogen se datorează degradării sale mai rapide. Deci, cele cristaline se degradează cu 20% după 25 de ani de funcționare, cele amorfe sunt de 2-3 ori mai rapide. Cu toate acestea, modelele de calitate scăzută pot pierde eficiența cu 20% în primul an de utilizare. Acest lucru merită luat în considerare atunci când cumpărați.
Preț
Aici, superioritatea este complet de partea modulelor amorfe - prețul lor este mai mic decât cele cristaline, datorită producției mai ieftine. Al doilea loc este ocupat de poli, în timp ce mono este cel mai scump.
Dimensiuni si zona de instalare
Bateriile monocristaline sunt mai compacte. Pentru a crea o matrice cu puterea necesară, veți avea nevoie de mai puține panouri în comparație cu alte tipuri. Deci, atunci când sunt instalate, vor ocupa ceva mai puțin spațiu. Dar progresul nu stă pe loc, iar în ceea ce privește raportul putere / suprafață, modulele policristaline ajung deja din urmă cu mono. Cele amorfe sunt încă în urmă - instalarea lor va necesita de 2,5 ori mai mult spațiu.
Sensibilitate la lumină
Modulele de siliciu amorf conduc aici. Au cea mai bună eficiență de conversie a energiei solare datorită conținutului de hidrogen al elementului. Prin urmare, acestea, în comparație cu cele cristaline, funcționează mai eficient în condiții de lumină scăzută. Mono și poli, la lumină slabă, funcționează aproximativ la fel - reacţionează semnificativ la modificările intensităţii luminii.
Producția anuală
În urma testării modulelor de la diferiți producători, s-a constatat că cele monocristaline generează mai multă energie electrică pe an decât cele policristaline. Și acestea, la rândul lor, sunt mai productive decât amorfe, în ciuda faptului că acestea din urmă generează energie chiar și în condiții de lumină slabă.
Se poate concluziona că panourile solare mono și poli au diferențe mici, dar importante. Deși mono este încă mai eficient și randamentul lor este mai mare, poli va fi tot mai popular. Adevărat, depinde de calitatea produsului. Cu toate acestea, majoritatea centralelor solare mari sunt asamblate pe baza de polimodule. Acest lucru se datorează faptului că investitorii se uită la costul total al proiectului și la perioada de rambursare, și nu la eficiența și durabilitatea maximă.
Acum despre bateriile amorfe. Să începem cu avantajele: metoda de fabricare a acestora este cea mai simplă și cu buget redus, deoarece nu este necesară tăierea și prelucrarea siliciului. Acest lucru se reflectă în costul scăzut al produsului final. Sunt nepretențioși - pot fi instalați oriunde și nu pretențioși - nu se tem de praf și vreme înnorată.
Cu toate acestea, modulele amorfe au și dezavantaje care le depășesc avantajele: în comparație cu tipurile de mai sus, au cea mai scăzută eficiență, se deteriorează rapid - eficiența scade cu 40% în mai puțin de 10 ani și necesită mult spațiu pentru instalare.
