Čo je to monokryštalický solárny článok
Už sme spomenuli, že existujú dva typy panelov: poly- a monokryštálové. Na začiatok zvážte monokryštálový prvok - je drahší, ale výkonnejší.
Zvláštnosti
Pre takúto batériu sa podľa Czochralského metódy pestuje špeciálny kremíkový monokryštál. Tento materiál je drahší ako polykryštalický plátok, ale vďaka svojej vysokej kvalite má monokryštalický modul vyššiu účinnosť. Monokryštalické solárne panely zostavené z jednotlivých kremíkových článkov majú prevádzkovú účinnosť približne 20–22 %.
Lúče svetla dopadajúce na povrch monokryštálu kremíka vedú voľné elektróny k usmernenému pohybu. Na oboch stranách kryštálu sú k nemu pripojené vodiče smerujúce k spotrebiteľovi.
Účinnosť takejto platne je pomerne vysoká, pretože slnečné lúče sa v nej nerozptyľujú, ale sú rovnomerne rozložené po celom povrchu kryštálu. Oblasť p-n prechodu v doske je veľká, vďaka čomu elektróny prenikajú z jednej časti polovodiča do druhej bez prekážok.
cena
Technológia pestovania veľkých polovodičových monokryštálov je dosť prácna, preto je cena takejto batérie vždy vyššia ako cena podobného produktu na báze polykryštálov. Rozdiel v cene zariadení je 10 %, čo je hlavná nevýhoda monokryštálovej batérie.
Cena monokryštalického panelu s výkonom 150 W je 5400 rubľov a 200 W batéria rovnakého dizajnu stojí 11 700 rubľov. Oveľa drahšie ako 230W a 300W zariadenia
Dizajn a aplikácia
Polovodič. Spravidla mono- alebo polykryštalický kremík, doplnený o ďalšie chemické zlúčeniny, ktoré prispievajú k tvorbe fotoelektrického efektu. Skladá sa z 2 materiálov s rôznou vodivosťou, vďaka čomu medzi nimi dochádza k neustálemu pohybu elektrónov (p-n prechod).
Tesnenie - najtenší povlak, ktorý bráni voľnému pohybu elektrónov, umiestnený medzi vrstvami polovodiča.
Zdroj elektriny, keď je pripojený k tesneniu, elektróny získavajú schopnosť ho prekonať - v dôsledku toho dochádza k usporiadanému pohybu nabitých častíc, v skutočnosti sa generuje elektrický prúd.
Akumulátor - uchováva prijatú elektrinu.
Regulátor nabíjania - plní funkciu rozdeľovača tokov elektrickej energie.
Na transformáciu jednosmerného prúdu na striedavý prúd je potrebný invertor.
Regulátor napätia.
Pre využitie solárnych panelov ako hlavného zdroja elektriny je dôležité, aby počet jasných dní prevládal nad oblačnými. Z tohto dôvodu sa vo väčšine regiónov našej krajiny takéto zariadenia používajú hlavne ako pomocné.
Vzhľad
Vzhľad je však prvá vec, ktorá upúta. Monobunky majú štvorcový tvar so zrezanými rohmi a jednotným povrchom. Je to spôsobené zvláštnosťami výroby a kryštálovej štruktúry monokryštálov. Pri pestovaní kremíkových kryštálov sa získavajú valcové polotovary, ktoré sa po ďalšom spracovaní režú na takéto „pseudoštvorcové“ platne. A rovnomernosť povrchu je určená prísnou kryštálovou štruktúrou obrobku.
Polykryštalické články majú rovnomerný štvorcový tvar. Pri ich výrobe sa v medzistupni získajú hranolové polotovary, ktoré sa rozrežú na štvorcové (alebo obdĺžnikové) dosky. Ich vonkajší povrch je nehomogénny v dôsledku polyštruktúry kremíka.
To znamená prvý rozdiel medzi modulmi na mono- a polybunkách. Toto je hustota náplne. Polykryštalické články vypĺňajú celú využiteľnú plochu batérie, zatiaľ čo medzi monočlánkami zostávajú nevyužité dutiny. To znamená, že aj napriek rozdielu v účinnosti jednotlivých článkov môže byť výkon polymodulu na jednotku plochy vyšší.
Ktoré moduly si vybrať
Výber optimálnej možnosti by sa mal uskutočniť podľa kombinácie nákladov, kvality a technických ukazovateľov. Je nesprávne riadiť sa iba dizajnom, takýto prístup môže spôsobiť plytvanie peniazmi. Je potrebné vyjsť v ústrety domu na elektrinu, pridať potrebnú rezervu pre nepredvídané situácie a pre pokles výkonu so zvýšením životnosti.
Už ste sa rozhodli pre kúpu solárnej elektrárne, no neviete, ktorá je lepšia mono alebo polykryštalická? V tomto článku rozoberieme všetky výhody a nevýhody technológie.
Polykryštalické solárne panely. Mýty a mylné predstavy
Samozrejme, že každý predajca a výrobca má záujem predávať presne svoj produkt, a preto sa na trhu o niektorých technológiách vytvorili pretrvávajúce mylné predstavy. Technológia polykryštalického kremíka nie je výnimkou a má charakteristické rozdiely od monokryštalického, čistého kremíka. Preto sa mnohé vlastnosti poly-batérií častejšie interpretujú ako výhody. Ale je to tak? Tu je niekoľko vyhlásení predajcov predávajúcich solárne panely
:
- "Polykryštalický kremík funguje lepšie v zamračenom počasí!"
- "Životnosť polymodulov je rovnaká ako životnosť jedného kryštálu."
- „Polykryštalické solárne panely sú lacnejšie, a preto dostupnejšie“
Stojí za zmienku, že prvé vyhlásenie samo o sebe naznačuje, že nekomunikujete s profesionálom. Silikónové solárne články v zamračenom počasí majú takmer rovnaký výkon, bez ohľadu na technológiu. Takou kvalitou, akou je „efektívna prevádzka pri nízkom slnečnom žiarení“, sa môžu pýšiť „nekremíkové“, amorfné solárne články, ktorých celková účinnosť kolíše okolo 6 – 9 %.
Poli - prvky sú naozaj o niečo lacnejšie, keďže ich výrobný proces nie je pracný a rýchly. Ale vzhľadom na skutočnosť, že ich účinnosť je o 15-25% nižšia, aby sa dosiahla výroba porovnateľná s technológiou MONO, oblasť výrobkov by mala byť väčšia. To znamená vyššie náklady na produkt (sklo, krabica, korpus) a náklady na dopravu. Vyššie sú aj náklady na inštaláciu produktu, náklady na spojovacie prvky a prepínanie. Čo vás vyjde lacnejšie - zvážte sami, ale počiatočná cena produktov ešte nie je solárna elektráreň.
Zdroj ich práce je tiež prehnaný. Polykryštálové solárne články výrazne znižujú účinnosť v kratšom čase ako "čistý kremík".
Poďme teraz analyzovať mylné predstavy o monokryštalických solárnych článkoch.
Solárne panely pre domácnosť - najvyššia účinnosť!
Výhody monokryštalických solárnych panelov sú nepopierateľné. Mierne kolísanie ceny však konečný kupujúci nie vždy vníma správne. Solárne panely pre domácnosť
, typ mono, je naozaj trochu drahší a nenájdete ho u všetkých výrobcov a predajcov.
Monokryštalické kremíkové panely majú množstvo výhod:
- Kompaktnejšie celkové rozmery na watt vyrobenej energie;
- Dlhá životnosť s minimálnou stratou účinnosti kryštálov (nie viac ako 20%, viac ako 25 rokov);
- Najvyššia účinnosť premeny energie (zo slnečnej na elektrickú).
Nestačí to na výber pokročilejšej a efektívnejšej technológie?
Hlavné rozdiely filmových solárnych panelov
Okamžite môžete pochopiť, že solárne panely s filmom majú veľké množstvo rozdielov od kryštalických možností.
Prvá vec, na ktorú by ste si mali dať pozor, je ich hrúbka, je to menej ako 1 mikrón, navyše sú veľmi flexibilné, táto kvalita umožňuje ich umiestnenie na akýkoľvek povrch, dokonca aj na valcový.
Okrem týchto výhod majú filmové batérie nasledujúce výhody:
- Zachovávajú si prevádzkové parametre aj pri rozptýlenom svetle, čím sa ich celková energia zvyšuje o 15 % v porovnaní s kryštalickými odrodami;
- Majú nízke náklady, čo znamená, že ich nákup bude rozpočtový;
- Ich práca vo vysokovýkonných energetických systémoch je efektívnejšia;
- V horúcom podnebí batérie neznižujú svoju produktivitu;
- Majú vysokú mieru absorpcie slnečného spektra v optickej forme.
Samozrejme, napriek všetkým výhodám, ako každá iná inštalácia, filmové batérie majú určité nevýhody. Dajú sa tu zadať veľké rozmery, v porovnaní s kryštalickými panelmi zaberajú filmové plochu takmer 3-krát väčšiu. Ďalšou nevýhodou je, že na používanie takýchto batérií sú potrebné vysokonapäťové regulátory.
Vlastnosti monokryštalických panelov
Monokryštalický systém pozostáva z desiatok fotobuniek spojených do jedného panelu. Kryštály sa získavajú pestovaním – podľa Czochalského metódy. Každý z nich je upevnený na základni zo sklenených vlákien, ktorá chráni pred prachom a vlhkosťou. Materiál prvkov je čistený kremík. Svetlocitlivé články sú orientované jedným smerom, vďaka čomu je účinnosť monokryštalických panelov vyššia ako účinnosť polykryštalických. Ďalšie vlastnosti:
trvanie nepretržitej prevádzky - najmenej 20 rokov;
Účinnosť monokryštálov je v priemere až 20-22% (bez strát prijatej elektriny), v niektorých prípadoch - až 20%;
úroveň absorpcie je vyššia ako u polykryštalických panelov;
Jedinou nevýhodou monokryštálových systémov sú vyššie náklady, avšak náklady na ich obstaranie sa rýchlo vyplácajú.
Pri nedostatku miesta, kedy je mimoriadne dôležité dosiahnuť maximálne množstvo energie z každého štvorcového metra, je takéto riešenie vhodnejšie.
Vlastnosti polykryštalických panelov
Polykryštály sa získavajú postupným ochladzovaním roztaveného kremíka. Táto technológia je lacnejšia ako umelý rast monokryštálov, avšak na okrajoch polykryštálov môže byť prítomná zrnitosť, čo vedie k zníženiu ich účinnosti. Zásadným rozdielom od monokryštálov je heterogénna štruktúra a farba. Je to spôsobené nečistotami a skutočnosťou, že systém obsahuje kryštály rôznych typov. Zvláštnosti:
Účinnosť je nižšia ako účinnosť monokryštálových prvkov - až 17-18%;
prijateľná cena - výroba polykryštalických panelov je lacnejšia;
rýchlosť straty výkonu (degradácie) polykryštálov je nižšia ako u monokryštálov.
Ak je teda úlohou získať určité množstvo elektriny, pri použití polykryštalických panelov bude potrebná veľká plocha. Existuje názor, že je výhodnejšie ich používať v regiónoch s prevahou zamračených dní - pri nedostatočnom slnku poskytujú polykryštály viac energie ako monokryštály.
Porovnanie hlavných charakteristík monokryštalických a polykryštalických prvkov
Každý zo systémov má svoje pre a proti. Ako určiť, čo je vhodnejšie, jednoduché alebo polykryštály? Upozorňujeme na porovnávaciu tabuľku, ktorá pojednáva o kľúčových charakteristikách každej z možností:
|
Parameter |
monokryštály |
Polykryštály |
Záver |
|
Teplotný koeficient |
0,45 % |
0,45 % |
Zníženie výkonu v oboch typoch systémov je takmer rovnaké |
|
Miera degradácie |
O 3% v prvom roku prevádzky, v nasledujúcich rokoch - o 0,71%. |
O 2 % v prvom roku prevádzky, o 0,67 % v ďalších rokoch. |
Rozdiel je nepatrný, takže ho možno zanedbať. |
|
cena |
Vysoká cena je spôsobená zložitosťou výroby. |
10-15% lacnejšie ako monokryštalické články. |
Pre mnohých je cena rozhodujúcim faktorom v prospech polykryštalických panelov. |
|
Fotocitlivosť (pri úrovni svetla 600 W/m |
Pri rovnakých výkonových moduloch rozdiel nepresahuje 10 %. |
V skutočnosti možno tento ukazovateľ zanedbať. |
|
|
Ročná produkcia |
Podľa laboratória PHOTON je v prípade monokryštálov o niečo vyššia (nie viac ako 2 %). Podrobnejšie štúdie však ukázali, že nezáleží len na type panelu, ale aj na značke. |
Vlastnosti konkrétnej solárnej batérie sú dôležitejšie – sú kľúčovým výberovým kritériom. |
Pri výbere solárnych panelov je potrebné dbať nielen na typ fotovoltických článkov, ale aj na ďalšie kritériá: pomer ceny a výkonu, deklarovaný zdroj (záručná doba), napätie pri maximálnom výkone a vybavenie.
Existujú lacné solárne panely?
Špecialisti a vedci sa snažia vytvoriť batérie, ktoré budú široko dostupné pre celú populáciu. Malými, no úspešnými krôčikmi sa k tomuto cieľu približujú a zároveň zakaždým zdokonaľujú materiály používané v tejto technológii. Samozrejme, sú aj výrobcovia, ktorí s tovarom, ktorý zákazníkom ponúkajú, neopatrne zaobchádzajú a vedome predávajú nekvalitné produkty. Toto je hlavný problém, ak si zrazu chcete kúpiť lacnú solárnu batériu.
Nielen obyvatelia Ruskej federácie, ale aj európske krajiny sú presvedčení, že lacné inštalácie ponúkajú čínski výrobcovia. Je vidieť, že práve čínski výrobcovia zaplavili trh so solárnymi batériami a prinútili vyhlásiť bankrot mnohých veľkých spoločností, ktoré jednoducho nezniesli konkurenciu s Číňanmi.
Takže napríklad potrebujete vedieť, ktoré produkty môžu byť lacné a ktoré nie. Lacné monokryštalické panely pravdepodobne nenájdete, pretože tieto typy obsahujú najvýkonnejšie prvky.
Preto je veľmi dôležité vedieť, aké vlastnosti inštalácia zahŕňa.
Na druhej strane sú obrie firmy, ktoré vďaka vládnym dotáciám znižujú náklady na solárne panely, ktoré vyrábajú. Patrí medzi ne veľká nemecká a samozrejme ruská produkcia. Ak sa rozhodnete kúpiť čínske výrobky, je lepšie uprednostniť nejakú známu spoločnosť, ktorá už odôvodnila svoje meno na trhu.
Čo je solárna batéria? Ide o jednosmerný generátor fotovoltaického typu, ktorý premieňa slnečnú energiu na elektrickú energiu. Takéto batérie používajú kremíkové moduly - polovodiče.
Aby ste si vybrali solárnu batériu pre váš domov, budete musieť venovať pozornosť niekoľkým našim tipom. menovite:
menovite:
Pri kúpe solárneho systému nezabúdajte, že sa musí hodiť do vášho domova. Po prvé, veľkú úlohu zohráva klíma vašej oblasti. Od toho bude závisieť dĺžka trvania slnečného žiarenia nad domom a samozrejme aj doba akumulačného režimu. Ak chcete určiť, aké vhodné je vaše územie, budete musieť použiť mapu osvetlenia.
Zvážte množstvo tepla, ktoré chcete nakoniec prijať. Najlepšou možnosťou by bola batéria, ktorá dokáže pokryť približne 40-80 tepelných potrieb. Systémy, ktoré sú menej efektívne, budú stáť rádovo viac. Je potrebné vziať do úvahy aj dizajn a možnosti celého systému. To vám môže zaručiť stabilitu inštalácie v prípade vyššej moci.
Všetky tieto výpočty je najlepšie zveriť odborníkom.
Určite si dajte pozor na výrobcu batérie, ako aj materiál, ktorý bol použitý pri výrobe fotoelektrického článku modulu.Môže existovať monokryštalický aj polykryštalický kremík
Od týchto vlastností bude závisieť nielen cena, ale aj účinnosť, ako aj životnosť inštalácie.
Podľa týchto tipov si budete môcť vybrať typ inštalácie, ktorý je vhodný pre vašu oblasť. Napriek tomu je lepšie, aby sa do vašich výpočtov zapájali ľudia spojení s touto oblasťou činnosti.
Polykryštály a solárne aplikácie
Monokryštalické doštičky sú vylepšené a lepšie ako polykryštály.
Vďaka flexibilnej konštrukcii ich možno umiestniť na strechu domu alebo altánku.
Polykryštalické prvky sú dobré pre pouličné stanice,
keďže sú inštalované len na rovnej ploche, je pre ne potrebné postarať sa o samostatné miesto v záhrade. Pri umiestnení v altánku nie je povolené zasklenie panelov, pretože to má za následok zníženie účinnosti. Účinnosť komerčne dostupných panelov je približne 18 %, čo je menej ako pri monokryštalických. Polykryštalické platne trpia stratou účinnosti najmä v dôsledku nehomogenity povrchu.
Flexibilná monokryštalická doska je pohodlná
Porovnanie monokryštálov a
Takže, ktorý solárny panel je lepší - monokryštalický alebo polykryštalický? Ak chcete odpovedať na túto otázku, musíte najprv pochopiť, ale ako sa líšia?
Nižšie uvedená fotografia zobrazuje dva hlavné typy:
Prvá vec, ktorá vás upúta, je vzhľad.
Monokryštálové prvky majú zaoblené rohy a jednotný povrch. Zaoblené rohy sú spôsobené tým, že pri výrobe monokryštálového kremíka sa získavajú valcové polotovary. Rovnomernosť farby a štruktúry monokryštálových prvkov je spôsobená skutočnosťou, že ide o jeden vyrastený kryštál kremíka a kryštálová štruktúra je homogénna.
Polykryštalické prvky majú zase štvorcový tvar v dôsledku skutočnosti, že pri výrobe sa získavajú obdĺžnikové polotovary. Heterogenita farby a štruktúry polykryštalických prvkov je spôsobená skutočnosťou, že pozostávajú z veľkého počtu heterogénnych kryštálov kremíka a tiež obsahujú malé množstvo nečistôt.
Druhým a pravdepodobne hlavným rozdielom je účinnosť premeny solárnej energie.
Monokryštalické prvky a teda aj panely na nich založené majú dnes najvyššiu účinnosť – až 22 % medzi sériovo vyrábanými a až 38 % pri tých, ktoré sa používajú v kozmickom priemysle. Monokryštalický kremík sa vyrába z vysoko čistých surovín (99,999 %).
Komerčne dostupné polykryštalické články majú účinnosť až 18 %. Nižšia účinnosť je spôsobená tým, že pri výrobe polykryštalického kremíka sa používa nielen primárny kremík vysokej čistoty, ale aj druhotné suroviny (napríklad recyklované solárne panely alebo kremíkový odpad z hutníckeho priemyslu). To vedie k objaveniu sa rôznych defektov v polykryštalických prvkoch, ako sú kryštálové hranice, mikrodefekty, uhlíkové a kyslíkové nečistoty.
Účinnosť článkov je v konečnom dôsledku zodpovedná za fyzickú veľkosť solárnych panelov. Čím vyššia je účinnosť, tým menšia bude plocha panelu pri rovnakom výkone.
Tretím rozdielom je cena solárnej batérie.
Prirodzene, cena monokryštálovej batérie je o niečo vyššia na jednotku energie. Je to spôsobené drahším výrobným procesom a použitím vysoko čistého kremíka. Tento rozdiel je však zanedbateľný a v priemere je okolo 10 %.
Uvádzame teda hlavné rozdiely medzi monokryštalickými a polykryštalickými solárnymi článkami:
Vzhľad.
Efektívnosť.
Cena.
Ako je zrejmé z tohto zoznamu, pre solárnu elektráreň nezáleží na tom, ktorý solárny panel bude použitý v jej zložení.Hlavné parametre - napätie a výkon solárneho panelu nezávisia od typu použitých prvkov a často nájdete v predaji panely oboch typov rovnakého výkonu. Konečný výber je teda na kupujúcom. A ak sa nenechá zahanbiť nejednotnou farbou prvkov a trochu väčšou plochou, tak zrejme zvolí lacnejšie polykryštalické solárne panely. Ak mu na týchto parametroch záleží, potom bude jasnou voľbou o niečo drahší monokryštalický solárny panel.
Na záver by som rád poznamenal, že podľa údajov Európskej asociácie EPIA v roku 2010 bola výroba solárnych článkov podľa typu kremíka v nich použitého rozložená nasledovne:
1. polykryštalický - 52,9%
2. monokryštalický - 33,2 %
3. amorfné atď. - 13,9 %
Inými slovami, polykryštalické solárne články sú svetovými lídrami z hľadiska objemu výroby.
cena
Solárne panely na rôznych fotobunkách majú rôzne náklady. Ceny monokryštalických panelov sú o niečo vyššie (zvyčajne v rozmedzí 10 %) kvôli drahšiemu procesu a potrebe použiť kremík vysokej čistoty.
Preto pred rozhodnutím, ktoré moduly si vybrať, musíte rozhodnúť o podmienkach ich použitia, mieste inštalácie a rozpočte. V skutočnosti je solárnej elektrárni jedno, ktorý panel jej vyrába prúd, hlavné sú ukazovatele výstupného výkonu a napätia. A tieto hodnoty môžu byť rovnaké pre produkty na rôznych typoch buniek, budú sa líšiť iba povrchom. Preto, ak rozmery nie sú kritické, môžete si kúpiť solárne panely s rovnakým výkonom (na polykryštáloch), ale s o niečo väčšou plochou budú stáť o niečo menej.
Vlastnosti tenkovrstvových panelov.
Výrobný proces tenkovrstvových panelov spočíva vo vákuovom nanášaní fotovoltaického materiálu vo forme tenkého filmu na substrát. V závislosti od požadovaných vlastností sa používajú rôzne druhy podkladov a typy striekaných látok. Na nanášanie tenkých vrstiev sa používajú najmä tieto materiály: amorfný kremík (a-Si), telurid kadmia (CdTe), meď, indium, gálium, zlúčeniny selénu - selenidy (CIS / CIGS), rôzne organické prvky (OPC)
Účinnosť tenkovrstvových solárnych článkov závisí od kvality a čistoty technologického procesu a pohybuje sa od 7 do 13 %. S rozvojom technológií a zavádzaním inovácií bude predpokladaný nárast efektívnosti o 3 %. V roku 2000 sa trh s tenkovrstvovými panelmi výrazne rozrástol. Je to dané vývojom technológie na nanášanie tenkých vrstiev a vývojom úrovne výroby vôbec. Kúpiť solárne panely je teda čoraz jednoduchšie a ich cena je dostupnejšia.
Výhody tenkovrstvových batérií:
- nízke výrobné náklady, teda nižšia cena za panel ako celok.
- estetický vzhľad konštrukcie vďaka vysokej jednotnosti.
- možnosť výroby flexibilných konštrukcií
- Znižuje sa počet výkonových strát v dôsledku zahrievania alebo nepriameho osvetlenia.
Tenkovrstvové štruktúry majú zároveň niekoľko nevýhod:
— na zabezpečenie premeny potrebného množstva slnečnej energie je potrebná dostatočne veľká inštalačná plocha konštrukcie.
- inštalácia viacerých panelov vyžaduje dodatočný montážny hardvér a zvýšené náklady na inštaláciu.
- životnosť takýchto panelov je nižšia ako životnosť kryštalických náprotivkov.
A predsa, ktoré panely sú najvhodnejšie na použitie v súkromných domácnostiach na dodávku elektriny do domu alebo chaty?
Pri riešení tohto problému nebude na škodu konzultovať špecialistov v oblasti fotoelektronických konvertorov solárnej energie a vykonať kvantitatívne a kvalitatívne posúdenie všetkých faktorov: od plochy až po osvetlenie montážnej plochy. Táto konzultácia vám umožní presne určiť, čo potrebujete.
Pri nedostatku miesta na inštaláciu dávajte pozor na monokryštalické batérie s maximálnou účinnosťou.Bohužiaľ, v súčasnosti je na ruskom trhu fotoelektronických produktov, najmä konvertorov, výber prvkov obmedzený a s najväčšou pravdepodobnosťou aj výber modulov požadovaného dizajnu alebo zloženia filmu.
V takom prípade možno budete musieť objednať moduly zo zahraničia alebo ich kúpiť v Rusku na predobjednávku. V tomto prípade však bude cena batérií vyššia.
Ak je cenový rozsah materiálov a práce dôležitejší, potom je najlepšou možnosťou použiť štruktúry na polykryštalických platniach. Umožnia vám poskytnúť pomerne dobré ukazovatele výkonu a zároveň ušetriť nejaké peniaze.
Pri výbere tenkovrstvových panelov nezabudnite zvážiť požiadavky na inštaláciu. Náklady na dodatočné inštalačné práce výrazne ovplyvnia konečný odhad.
Po rozhodnutí o type a veľkosti solárnych panelov zostáva na vás, aby ste si zakúpili požadované jednotky, nainštalovali a užívali si jeden z najekologickejších spôsobov výroby elektriny pre domáce potreby.
Solárne panely
- odolný (životnosť je 25-30 rokov)
- jednoduchá inštalácia
- nenáročná na údržbu
- spoľahlivé a efektívne
Výroba modulov je založená na použití kremíka. Kremík je po kyslíku druhým najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre. V prírode je ťažké nájsť kremík v čistej forme, najčastejšie sa nachádza v kombinácii s kyslíkom - oxidom kremičitým (Si02). Tento chemický prvok má vysokú reaktivitu a vo svojej čistej forme je najdôležitejším polovodičom v modernej rádiovej elektronike, výpočtovej technike a alternatívnej energii. V závislosti od výrobných technológií existuje niekoľko typov panelov, ktoré sa neustále zdokonaľujú. Najbežnejšími typmi modulov sú kryštalické a tenkovrstvové alebo amorfné panely. Kryštalické fotovoltické články sú buď monokryštalické alebo polykryštalické
Monokryštalické panely
Monokremíkový plátok je monokryštál vo forme valcových, maximálne čistých kremíkových ingotov, z ktorých sa rezaním Czochralského metódou získavajú pravouhlé kremíkové disky. Monokryštalické prvky sú štvorce so zaoblenými alebo zrezanými rohmi, jednotnej štruktúry, hrúbky 0,2-0,3 mm, tmavomodré alebo čierne s antireflexnou vrstvou. Monokryštalické solárne moduly sú vysoko účinné, kompaktné a majú najdlhšiu životnosť.
Technológia výroby solárnych článkov z monokryštálových článkov je pomerne drahá. Je to spôsobené použitím vysoko čistého kremíka.
Polykryštalické panely
Polysilikónové solárne doštičky sa vyrábajú postupným ochladzovaním kremíkovej látky. Táto výrobná technológia vyžaduje menej energie a kremík nemá najvyšší stupeň čistenia. Bloky polykryštálov sa spracovávajú rovnakým spôsobom ako monokryštálový polotovar. Polykryštalické panely sú blok kryštálov rôznych smerov, niektoré kryštály sú zreteľne viditeľné na reze, sú to pravidelné modré štvorce s antireflexnou vrstvou alebo strieborno-šedé bez povlaku, hrúbka 0,2 - 0,3 mm. Účinnosť takýchto batérií je nižšia (od 13 % do 18 %).
Tenkovrstvové (amorfné) solárne panely
Hlavným rozdielom medzi tenkovrstvovými alebo amorfnými panelmi je nanesenie tenkej vrstvy amorfného kremíka na substrát. Materiál obloženia môže byť buď flexibilný (plast) alebo pevný (sklenený alebo kovový) základ. Amorfné panely sa od ostatných typov odlišujú tmavosivou farbou, sú flexibilné, skladné a ľahké. Cena je nižšia ako pri tradičnom kremíku.Takéto batérie fungujú skvele vo veľmi prašnom vzduchu, majú dostatok rozptýleného svetla. Nedávne inovácie vo vývoji kremíkového filmu viedli k výrobe efektívnych multi-prechodových solárnych článkov, ktoré obsahujú viacero vrstiev kremíka. Rôzne polovodičové materiály rôzne pohlcujú slnečné svetlo, čím zachytávajú celé spektrum žiarenia.
Dizajn a aplikácia
Podľa zariadenia sú všetky solárne konvertory rozdelené na monokryštalické a polykryštalické. Efektívnosť a cena každého panelu závisí od dizajnu každého panelu. Svetoví výrobcovia týchto zariadení používajú ako pracovnú kvapalinu kremík, telurid kadmia a zlúčeniny na báze medi, india, gália a selénu. Najnovším počinom v tejto oblasti sú batérie, ktorých pracovným materiálom je arzenid gália.
Domáci priemysel na výrobu solárnych generátorov využíva najmä kremíkové polovodičové doštičky. Hotové moduly určené na generovanie elektrického prúdu kombinujú sadu článkov s ich dizajnom. Ploché panely sú inštalované na špeciálnych stojanoch s otočnými zariadeniami, pomocou ktorých sa nastavuje maximálny možný uhol dopadu slnečných lúčov na polovodič počas dňa. Lacnejšou, ale menej efektívnou možnosťou je použitie pevných konštrukcií nastavených do určitého konštantného uhla.
Dôležitým prvkom každej solárnej zostavy sú batérie, ktoré uchovávajú elektrickú energiu na použitie v noci alebo počas dňa so slabým osvetlením. Potom prichádza z batérií priamo do záťaže, alebo najprv do meniča 12 (24) - 220 V a potom k spotrebiteľovi, v závislosti od jeho typu.
Odborný názor
Alexej Bartoš
Špecialista na opravy, údržbu elektrických zariadení a priemyselnej elektroniky.
Opýtajte sa odborníka
Je výhodné vyrábať solárnu energiu tam, kde je v roku veľa jasných dní. Väčšina regiónov Ruskej federácie je nevhodná na využívanie výlučne slnečnej energie. Solárne generátory sa častejšie používajú len ako doplnkové napájacie zariadenia.
Záver
Aj keď existujú rozdiely medzi rôznymi typmi modulov, neexistuje jednoznačná odpoveď, ktorý solárny modul najlepšie vyhovuje všetkým možným požiadavkám. Typ modulu sa vyberá v závislosti od vlastností vašej lokality a požiadaviek na inštaláciu.
Pri výbere modulu sa často kladie otázka: ktorá solárna batéria je lepšia - monokryštalická alebo polykryštalická, alebo možno amorfná? Veď sú v našom storočí najčastejšie. Na nájdenie odpovede sa vykonalo veľa výskumov. Pozrime sa, čo ukázali výsledky:
účinnosť a životnosť
Monokryštalické prvky majú účinnosť cca 17-22%, ich životnosť je minimálne 25 rokov. Účinnosť polykryštalických môže dosiahnuť 12-18%, tiež slúžia minimálne 25 rokov. Účinnosť amorfných je 6-8% a klesá oveľa rýchlejšie ako kryštalické, nefungujú dlhšie ako 10 rokov.
Teplotný koeficient
V reálnych podmienkach používania sa solárne panely zahrievajú, čo vedie k zníženiu menovitého výkonu o 15-25%. Priemerný teplotný koeficient pre poly a mono je -0,45%, amorfný -0,19%. To znamená, že keď teplota stúpne o 1 °C oproti štandardným podmienkam, kryštalické batérie budú menej produktívne ako amorfné.
Strata účinnosti
Degradácia solárnych monokryštalických a polykryštalických modulov závisí od kvality východiskových prvkov – čím viac bóru a kyslíka obsahujú, tým rýchlejšie klesá účinnosť. Polykremíkové doštičky majú menej kyslíka, zatiaľ čo monokremíkové doštičky majú menej bóru. Preto pri rovnakých kvalitách materiálu a podmienkach použitia nie je žiadny zvláštny rozdiel medzi stupňom degradácie týchto a iných modulov, v priemere je to asi 1% ročne.Hydrogenovaný kremík sa používa pri výrobe amorfných batérií. Obsah vodíka je spôsobený jeho rýchlejšou degradáciou. Kryštalické teda po 25 rokoch prevádzky degradujú o 20%, amorfné sú 2-3x rýchlejšie. Nekvalitné modely však môžu stratiť účinnosť o 20% už v prvom roku používania. Toto stojí za zváženie pri kúpe.
cena
Tu je prevaha úplne na strane amorfných modulov - ich cena je nižšia ako u kryštalických, kvôli lacnejšej výrobe. Na druhom mieste je poly, pričom mono je najdrahšie.
Rozmery a oblasť inštalácie
Monokryštalické batérie sú kompaktnejšie. Na vytvorenie poľa s požadovaným výkonom bude v porovnaní s inými typmi potrebných menej panelov. Po inštalácii teda zaberú o niečo menej miesta. Pokrok však nestojí na mieste a z hľadiska pomeru výkon / plocha už polykryštalické moduly dobiehajú mono. Amorfné za nimi stále zaostávajú – ich inštalácia si vyžiada 2,5-krát viac miesta.
Svetelná citlivosť
Tu vedú moduly z amorfného kremíka. Majú najlepšiu účinnosť premeny solárnej energie vďaka obsahu vodíka v prvku. Preto v porovnaní s kryštalickými fungujú efektívnejšie v zlých svetelných podmienkach. Mono a poly pri slabšom osvetlení fungujú približne rovnako – výrazne reagujú na zmeny intenzity svetla.
Ročná produkcia
Výsledkom testovania modulov od rôznych výrobcov sa zistilo, že monokryštalické vyrobia ročne viac elektriny ako polykryštalické. A tie sú zase produktívnejšie ako amorfné, napriek tomu, že tie druhé generujú energiu aj pri slabom osvetlení.
Možno konštatovať, že mono a poly solárne panely majú malé, ale dôležité rozdiely. Hoci mono je stále efektívnejšie a ich návratnosť je väčšia, poly budú stále populárnejšie. Je pravda, že to závisí od kvality produktu. Väčšina veľkých solárnych elektrární je však zostavená na báze polymodulov. Je to spôsobené tým, že investori pozerajú na celkové náklady projektu a dobu návratnosti, a nie na maximálnu efektivitu a životnosť.
Teraz o amorfných batériách. Začnime s výhodami: spôsob ich výroby je najjednoduchší a najmenej nákladný, pretože nie je potrebné žiadne rezanie a spracovanie kremíka. To sa odráža v nízkych nákladoch na konečný produkt. Sú nenáročné - môžu byť inštalované kdekoľvek a nie vyberavé - nebojí sa prachu a zamračeného počasia.
Amorfné moduly však majú aj nevýhody, ktoré prevažujú nad ich výhodami: v porovnaní s vyššie uvedenými typmi majú najnižšiu účinnosť, rýchlo sa kazia – za menej ako 10 rokov sa účinnosť zníži o 40 % a ich inštalácia vyžaduje veľa miesta.
