Pin mặt trời đơn tinh thể là gì
Chúng tôi đã đề cập rằng có hai loại tấm: đa tinh thể và đơn tinh thể. Để bắt đầu, hãy xem xét một nguyên tố đơn tinh thể - nó đắt hơn, nhưng mạnh hơn.
Đặc thù
Đối với một loại pin như vậy, một tinh thể đơn silicon đặc biệt được nuôi cấy theo phương pháp Czochralski. Vật liệu này đắt hơn wafer đa tinh thể, nhưng do chất lượng cao nên mô-đun đơn tinh thể có hiệu suất cao hơn. Các tấm pin mặt trời đơn tinh thể, được lắp ráp từ các tế bào silicon riêng lẻ, có hiệu suất hoạt động khoảng 20–22%.
Các tia sáng, rơi trên bề mặt của một đơn tinh thể silic, dẫn các điện tử tự do chuyển động có hướng. Trên cả hai mặt của tinh thể, dây được kết nối với nó, đi đến người tiêu dùng.
Hiệu quả của một tấm như vậy là khá cao, vì các tia nắng mặt trời không phân tán trong nó mà được phân bổ đều trên toàn bộ bề mặt của tinh thể. Diện tích tiếp giáp p-n trong tấm lớn, do đó các điện tử xuyên từ phần này sang phần khác của chất bán dẫn mà không bị cản trở.
Giá
Công nghệ nuôi cấy các đơn tinh thể bán dẫn lớn khá tốn công sức, đó là lý do tại sao giá của một loại pin như vậy luôn cao hơn so với một sản phẩm tương tự dựa trên đa tinh thể. Sự khác biệt về giá thành của các thiết bị là 10%, đây là nhược điểm chính của pin đơn tinh thể.
Giá của một bảng điều khiển đơn tinh thể có công suất 150 W là 5400 rúp và pin 200 W có cùng thiết kế có giá 11.700 rúp. Đắt hơn nhiều so với các thiết bị 230W và 300W
Thiết kế và ứng dụng
Chất bán dẫn. Theo quy luật, silicon đơn tinh thể hoặc đa tinh thể, được bổ sung với các hợp chất hóa học khác góp phần hình thành hiệu ứng quang điện. Nó bao gồm 2 vật liệu có độ dẫn điện khác nhau, do đó có sự chuyển động liên tục của các electron giữa chúng (tiếp giáp p-n).
Gioăng - lớp phủ mỏng nhất ngăn sự chuyển động tự do của các electron, nằm giữa các lớp của chất bán dẫn.
Một nguồn điện, khi được kết nối với miếng đệm, các electron có khả năng vượt qua nó - kết quả của việc này, sự chuyển động có trật tự của các hạt mang điện xảy ra, trên thực tế, một dòng điện được tạo ra.
Bộ tích lũy - lưu trữ điện năng nhận được.
Bộ điều khiển phí - thực hiện chức năng của một nhà phân phối các dòng năng lượng điện.
Cần có bộ biến tần để biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều.
Bộ điều chỉnh điện áp.
Để sử dụng các tấm pin mặt trời làm nguồn điện chính, điều quan trọng là số ngày quang đãng chiếm ưu thế so với những ngày nhiều mây. Vì lý do này, ở hầu hết các vùng của nước ta, những hệ thống lắp đặt như vậy được sử dụng chủ yếu như những hệ thống phụ trợ.
Vẻ bề ngoài
Tuy nhiên, ngoại hình mới là thứ đập vào mắt người nhìn đầu tiên. Monocell có dạng hình vuông với các góc cắt và bề mặt đồng nhất. Điều này là do đặc thù của quá trình sản xuất và cấu trúc tinh thể của các đơn tinh thể. Khi phát triển các tinh thể silicon, thu được các khoảng trống hình trụ, sau khi xử lý thêm, chúng được cắt thành các tấm “hình vuông giả” như vậy. Và tính đồng nhất của bề mặt được xác định bởi cấu trúc tinh thể nghiêm ngặt của phôi.
Tế bào đa tinh thể có dạng hình vuông đều. Trong quá trình sản xuất, ở giai đoạn trung gian, người ta thu được các phôi hình lăng trụ, chúng được cắt thành các tấm hình vuông (hoặc hình chữ nhật). Bề mặt bên ngoài của chúng không đồng nhất do cấu trúc đa dạng của silicon.
Điều này ngụ ý sự khác biệt đầu tiên giữa các mô-đun trên mono- và polycell. Đây là mật độ lấp đầy. Các tế bào đa tinh thể lấp đầy toàn bộ diện tích có thể sử dụng của pin, trong khi các khoảng trống không sử dụng vẫn còn giữa các monocell. Điều này có nghĩa là, mặc dù có sự khác biệt về hiệu quả của các ô riêng lẻ, hiệu suất của polymodule trên một đơn vị diện tích có thể cao hơn.
Những mô-đun để chọn
Việc lựa chọn phương án tối ưu cần được thực hiện theo sự kết hợp của các chỉ tiêu chi phí, chất lượng và kỹ thuật. Việc chỉ được hướng dẫn thiết kế là sai lầm, cách tiếp cận như vậy có thể gây lãng phí tiền bạc. Nó là cần thiết để đáp ứng nhu cầu của ngôi nhà về điện, thêm biên độ cần thiết cho các tình huống không lường trước được và sự sụt giảm hiệu suất với sự gia tăng tuổi thọ.
Bạn đã đưa ra quyết định mua một nhà máy điện mặt trời, nhưng bạn không biết loại nào tốt hơn đơn tinh thể hay đa tinh thể? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ phân tích tất cả những ưu và nhược điểm của công nghệ.
Tấm pin mặt trời đa tinh thể. Những lầm tưởng và quan niệm sai lầm
Tất nhiên, mọi người bán và nhà sản xuất đều quan tâm đến việc bán chính xác sản phẩm của họ, và do đó, những quan niệm sai lầm dai dẳng đã hình thành trên thị trường về một số công nghệ nhất định. Công nghệ silicon đa tinh thể cũng không ngoại lệ và có những đặc điểm khác biệt so với silicon đơn tinh thể, tinh khiết. Do đó, nhiều tính năng của pin poly thường được coi là lợi thế hơn. Nhưng nó là? Dưới đây là một số câu nói của người bán đang bán Tấm năng lượng mặt trời
:
- "Silicon đa tinh thể hoạt động tốt hơn trong thời tiết nhiều mây!"
- "Tuổi thọ sử dụng của nhiều mô-đun giống như tuổi thọ của một tinh thể đơn."
- “Các tấm pin mặt trời đa tinh thể rẻ hơn và do đó giá cả phải chăng hơn”
Điều đáng chú ý là bản thân câu nói đầu tiên cho thấy rằng bạn đang không giao tiếp với một chuyên gia. Pin mặt trời silicon trong điều kiện thời tiết nhiều mây có hiệu suất gần như giống nhau, bất kể công nghệ. Chất lượng như "hoạt động hiệu quả ở độ cách điện thấp" có thể tự hào về pin mặt trời "không silicon", vô định hình, tổng hiệu suất dao động khoảng 6-9%.
Poli - các nguyên tố thực sự rẻ hơn một chút, vì quá trình sản xuất chúng không tốn nhiều công sức và nhanh chóng. Nhưng với thực tế là hiệu suất của chúng thấp hơn 15-25%, để đạt được sản lượng tương đương với công nghệ MONO, diện tích của \ u200b \ u200bộ sản phẩm phải lớn hơn. Điều này có nghĩa là chi phí sản phẩm (kính, hộp, thân máy) và chi phí vận chuyển sẽ cao hơn. Chi phí lắp đặt sản phẩm, chi phí ốc vít và chuyển mạch cũng cao hơn. Cái gì sẽ rẻ hơn cho bạn - bạn hãy tự cân nhắc, nhưng giá ban đầu của các sản phẩm chưa phải là nhà máy điện mặt trời.
Nguồn lực của công việc của họ cũng được phóng đại. Pin mặt trời đa tinh thể giảm hiệu suất đáng kể trong thời gian ngắn hơn so với "silicon tinh khiết".
Bây giờ chúng ta hãy phân tích những quan niệm sai lầm về pin mặt trời đơn tinh thể.
Tấm pin mặt trời cho gia đình - hiệu quả cao nhất!
Những ưu điểm của tấm pin mặt trời đơn tinh thể là không thể phủ nhận. Nhưng những biến động nhẹ về giá không phải lúc nào người mua cuối cũng cảm nhận một cách chính xác. Tấm pin mặt trời cho gia đình
, loại mono, thực sự đắt hơn một chút và không được tìm thấy ở tất cả các nhà sản xuất và người bán.
Tấm silicon đơn tinh thể có một số ưu điểm:
- Kích thước tổng thể nhỏ gọn hơn trên mỗi watt điện được tạo ra;
- Tuổi thọ lâu dài với hiệu suất tinh thể mất đi tối thiểu (không quá 20%, trên 25 năm);
- Hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao nhất (từ năng lượng mặt trời sang điện năng).
Điều này không đủ để đưa ra lựa chọn hướng tới một công nghệ tiên tiến và hiệu quả hơn?
Sự khác biệt chính của tấm pin mặt trời
Bạn có thể hiểu ngay rằng các tấm pin mặt trời cuộn phim có một số lượng lớn sự khác biệt so với các lựa chọn tinh thể.
Điều đầu tiên bạn nên chú ý là độ dày của chúng, nó nhỏ hơn 1 micron, ngoài ra, chúng rất linh hoạt, chất lượng này cho phép chúng được đặt trên mọi bề mặt, ngay cả trên những hình trụ.
Ngoài những ưu điểm này, pin phim còn có những ưu điểm sau:
- Chúng giữ lại các thông số hoạt động ngay cả trong ánh sáng khuếch tán, do đó, tổng năng lượng của chúng tăng lên 15% so với các loại tinh thể;
- Họ có chi phí thấp, có nghĩa là việc mua hàng của họ sẽ có tính ngân sách;
- Công việc của họ trong hệ thống điện công suất lớn hiệu quả hơn;
- Trong điều kiện khí hậu nóng, pin không làm giảm năng suất của chúng;
- Chúng có tỷ lệ hấp thụ quang phổ mặt trời cao ở dạng quang học.
Tất nhiên, mặc dù có tất cả các ưu điểm, giống như bất kỳ cách lắp đặt nào khác, pin phim có một số nhược điểm. Kích thước lớn có thể được nhập ở đây, liên quan đến các tấm tinh thể, các tấm phim chiếm một diện tích lớn hơn gần 3 lần. Một bất lợi khác là bộ điều khiển loại điện áp cao được yêu cầu sử dụng pin như vậy.
Đặc điểm của tấm đơn tinh thể
Hệ thống đơn tinh thể bao gồm hàng chục tế bào quang kết hợp thành một bảng điều khiển duy nhất. Tinh thể thu được bằng cách nuôi cấy - theo phương pháp Czochalski. Mỗi chiếc trong số chúng được cố định trên một đế bằng sợi thủy tinh, giúp chống bụi và chống ẩm. Vật liệu của các phần tử là silicon tinh khiết. Các tế bào nhạy cảm với ánh sáng được định hướng theo một hướng, do đó hiệu quả của các tấm đơn tinh thể cao hơn so với các tấm đa tinh thể. Các tính năng khác:
thời gian hoạt động liên tục - ít nhất 20 năm;
Hiệu suất của đơn tinh thể trung bình lên đến 20-22% (không bao gồm tổn thất điện năng nhận), trong một số trường hợp - lên đến 20%;
mức độ hấp thụ cao hơn trong các tấm đa tinh thể;
Nhược điểm duy nhất của các hệ thống đơn tinh thể là chi phí cao hơn, tuy nhiên, chi phí mua chúng nhanh chóng được đền đáp.
Với sự thiếu hụt về không gian, khi việc đạt được mức năng lượng tối đa từ mỗi mét vuông là vô cùng quan trọng, thì giải pháp như vậy được ưu tiên sử dụng.
Đặc điểm của tấm đa tinh thể
Đa tinh thể thu được bằng cách làm nguội dần silicon nóng chảy. Công nghệ này rẻ hơn so với sự phát triển nhân tạo của các đơn tinh thể, tuy nhiên, hạt có thể xuất hiện ở các cạnh của đa tinh thể, dẫn đến giảm hiệu quả của chúng. Sự khác biệt cơ bản so với đơn tinh thể là cấu trúc và màu sắc không đồng nhất. Điều này là do tạp chất và thực tế là hệ thống chứa các tinh thể khác nhau. Đặc thù:
Hiệu suất thấp hơn so với các nguyên tố đơn tinh thể - lên đến 17-18%;
giá cả phải chăng - việc sản xuất các tấm đa tinh thể ít tốn kém hơn;
tốc độ mất điện (suy giảm) của đa tinh thể ít hơn đơn tinh thể.
Như vậy, nếu nhiệm vụ là thu được một lượng điện năng thì khi sử dụng các tấm pin đa tinh thể sẽ cần một diện tích lớn. Có ý kiến cho rằng sẽ có lợi hơn nếu sử dụng chúng ở những vùng có nhiều mây - không có đủ ánh nắng mặt trời, các tinh thể đa tinh thể cung cấp nhiều năng lượng hơn các tinh thể đơn.
So sánh các đặc điểm chính của nguyên tố đơn tinh thể và đa tinh thể
Mỗi hệ thống đều có ưu và nhược điểm của nó. Làm thế nào để xác định cái nào tốt hơn, đơn tinh thể hay đa tinh thể? Chúng tôi mang đến cho bạn một bảng so sánh, trong đó thảo luận về các đặc điểm chính của từng tùy chọn:
|
Tham số |
tinh thể đơn |
Đa tinh thể |
Sự kết luận |
|
Hệ số nhiệt độ |
0,45 % |
0,45 % |
Mức giảm công suất ở cả hai loại hệ thống gần như giống nhau |
|
Tỷ lệ xuống cấp |
Tăng 3% trong năm đầu tiên hoạt động, trong những năm tiếp theo - tăng 0,71%. |
Tăng 2% trong năm đầu tiên hoạt động, tăng 0,67% trong các năm tiếp theo. |
Sự khác biệt là không đáng kể, vì vậy nó có thể được bỏ qua. |
|
Giá |
Chi phí cao là do sự phức tạp của sản xuất. |
Rẻ hơn 10-15% so với tế bào đơn tinh thể. |
Đối với nhiều người, giá cả là yếu tố quyết định có lợi cho tấm đa tinh thể. |
|
Độ nhạy sáng (ở mức ánh sáng 600 W / m |
Với các môđun nguồn giống nhau, chênh lệch không quá 10%. |
Trên thực tế, chỉ số này có thể bị bỏ qua. |
|
|
Sản lượng hàng năm |
Theo phòng thí nghiệm PHOTON, nó cao hơn một chút (không quá 2%) đối với đơn tinh thể. Tuy nhiên, các nghiên cứu chi tiết hơn đã chỉ ra rằng vấn đề không chỉ là loại bảng điều khiển mà còn là thương hiệu. |
Các đặc tính của một loại pin năng lượng mặt trời cụ thể quan trọng hơn - chúng là tiêu chí lựa chọn chính. |
Khi lựa chọn tấm pin mặt trời, không chỉ cần chú ý đến loại tế bào quang điện mà còn phải chú ý đến các tiêu chí khác: tỷ lệ hiệu suất giá, tài nguyên công bố (thời gian bảo hành), điện áp ở công suất tối đa và thiết bị.
Có tấm pin mặt trời giá rẻ không?
Các chuyên gia và nhà khoa học đang nỗ lực tạo ra loại pin có thể phổ biến rộng rãi cho toàn dân. Với những bước đi nhỏ nhưng thành công, họ đang tiếp cận mục tiêu này và đồng thời cải tiến các vật liệu sử dụng trong công nghệ này mỗi lúc một rộng hơn. Tất nhiên, cũng có những nhà sản xuất đối xử bất cẩn với hàng hóa mà họ cung cấp cho khách hàng và cố tình bán những sản phẩm chất lượng thấp. Đây là vấn đề chính nếu bạn đột nhiên muốn mua một pin năng lượng mặt trời rẻ tiền.
Không chỉ người dân Liên bang Nga, mà cả các nước châu Âu đều tin rằng các công trình lắp đặt rẻ tiền do các nhà sản xuất Trung Quốc cung cấp. Có thể thấy, chính các nhà sản xuất Trung Quốc đã tràn ngập thị trường pin năng lượng mặt trời, buộc nhiều công ty lớn phải tuyên bố phá sản, đơn giản là không thể chịu nổi sự cạnh tranh với người Trung Quốc.
Vì vậy, ví dụ, bạn cần biết sản phẩm nào có thể phù hợp với túi tiền và sản phẩm nào không. Khó có thể tìm thấy tấm đơn tinh thể rẻ tiền, vì những loại này bao gồm các yếu tố mạnh mẽ nhất.
Vì vậy, điều rất quan trọng là phải biết cài đặt bao gồm những đặc điểm nào.
Mặt khác, có những công ty khổng lồ nhờ trợ cấp của chính phủ đã giảm được giá thành của các tấm pin mặt trời do họ sản xuất. Chúng bao gồm sản xuất lớn của Đức và tất nhiên, sản xuất của Nga. Nếu bạn quyết định mua các sản phẩm của Trung Quốc, thì tốt hơn là nên ưu tiên cho một số công ty nổi tiếng đã khẳng định được tên tuổi của mình trên thị trường.
Pin năng lượng mặt trời là gì? Nó là một máy phát điện loại quang điện một chiều có thể chuyển đổi quang năng thành năng lượng điện. Pin như vậy sử dụng mô-đun silicon - chất bán dẫn.
Để lựa chọn pin năng lượng mặt trời cho ngôi nhà của bạn, bạn sẽ cần chú ý đến một số mẹo nhỏ của chúng tôi. Cụ thể:
Cụ thể:
Khi mua một hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời, hãy nhớ rằng nó phải phù hợp với ngôi nhà của bạn. Đầu tiên, khí hậu của khu vực của bạn đóng một vai trò lớn. Thời gian ánh sáng mặt trời chiếu vào ngôi nhà và tất nhiên, thời gian của chế độ tích lũy sẽ phụ thuộc vào nó. Để xác định lãnh thổ của bạn phù hợp như thế nào, bạn sẽ cần sử dụng bản đồ chiếu sáng.
Xem xét nhiệt lượng mà bạn muốn nhận được cuối cùng. Lựa chọn tốt nhất sẽ là pin có thể đáp ứng khoảng 40-80 nhu cầu nhiệt. Các hệ thống kém hiệu quả hơn sẽ có giá cao hơn. Cũng cần tính đến thiết kế và khả năng của toàn bộ hệ thống. Điều này có thể đảm bảo cho bạn sự ổn định của cài đặt trong trường hợp bất khả kháng.
Tất cả những tính toán này tốt nhất được giao cho các chuyên gia.
Đảm bảo chú ý đến nhà sản xuất pin, cũng như vật liệu được sử dụng để sản xuất tế bào quang điện của mô-đun.Có thể có cả silicon đơn tinh thể và đa tinh thể
Chính những phẩm chất này không chỉ phụ thuộc vào giá cả mà còn phụ thuộc vào hiệu quả, cũng như tuổi thọ của việc lắp đặt.
Bằng cách làm theo những lời khuyên này, bạn sẽ có thể chọn loại cài đặt phù hợp với khu vực của bạn. Tuy nhiên, tốt hơn hết là những người có liên quan đến lĩnh vực hoạt động này nên tham gia vào các tính toán của bạn.
Đa tinh thể và các ứng dụng năng lượng mặt trời
Các tấm wafer đơn tinh thể được cải tiến và vượt trội hơn so với polycrystals.
Do cấu trúc linh hoạt, chúng có thể được đặt trên mái nhà hoặc vọng lâu.
Các yếu tố đa tinh thể rất tốt cho nhà ga đường phố,
vì chúng chỉ được lắp đặt trên một bề mặt phẳng, đối với chúng, cần phải trông coi một nơi riêng biệt trong vườn. Khi được đặt trong vọng lâu, không được phép lắp kính các tấm kính, vì điều này làm giảm hiệu quả. Hiệu suất của các tấm bán sẵn trên thị trường là khoảng 18%, thấp hơn so với các tấm đơn tinh thể. Các tấm đa tinh thể bị mất hiệu suất chủ yếu do sự không đồng nhất của bề mặt.
Tấm wafer đơn tinh thể linh hoạt rất tiện lợi
So sánh đơn tinh thể và
Vậy, tấm pin mặt trời nào tốt hơn - đơn tinh thể hay đa tinh thể? Để trả lời câu hỏi này, trước tiên bạn phải hiểu, nhưng chúng khác nhau như thế nào?
Ảnh dưới đây cho thấy hai loại chính:
Điều đầu tiên đập vào mắt bạn chính là ngoại hình.
Các phần tử đơn tinh thể có các góc tròn và bề mặt đồng nhất. Các góc tròn là do trong quá trình sản xuất silicon đơn tinh thể, người ta thu được các khoảng trống hình trụ. Sự đồng nhất về màu sắc và cấu trúc của các nguyên tố đơn tinh thể là do đây là một tinh thể silic phát triển đơn lẻ, và cấu trúc tinh thể là đồng nhất.
Đổi lại, các phần tử đa tinh thể có hình vuông do thực tế là các khoảng trống hình chữ nhật thu được trong quá trình sản xuất. Sự không đồng nhất về màu sắc và cấu trúc của các nguyên tố đa tinh thể là do chúng bao gồm một số lượng lớn các tinh thể silic không đồng nhất, và cũng bao gồm một lượng nhỏ tạp chất.
Điểm khác biệt thứ hai và có lẽ chính là hiệu quả chuyển đổi năng lượng mặt trời.
Các phần tử đơn tinh thể và do đó, các tấm dựa trên chúng có hiệu suất cao nhất hiện nay - lên đến 22% đối với sản xuất hàng loạt và lên đến 38% đối với các loại được sử dụng trong ngành công nghiệp vũ trụ. Silicon đơn tinh thể được sản xuất từ nguyên liệu thô có độ tinh khiết cao (99,999%).
Tế bào đa tinh thể bán sẵn trên thị trường có hiệu suất lên đến 18%. Hiệu suất thấp hơn là do trong quá trình sản xuất silicon đa tinh thể, không chỉ sử dụng silicon nguyên sinh có độ tinh khiết cao mà còn sử dụng nguyên liệu thô thứ cấp (ví dụ, tấm pin mặt trời tái chế hoặc chất thải silicon từ ngành công nghiệp luyện kim). Điều này dẫn đến sự xuất hiện của các khuyết tật khác nhau trong các nguyên tố đa tinh thể, chẳng hạn như ranh giới tinh thể, vi sai sót, tạp chất cacbon và oxy.
Hiệu suất tế bào chịu trách nhiệm cuối cùng về kích thước vật lý của các tấm pin mặt trời. Hiệu suất càng cao, diện tích bảng điều khiển sẽ càng nhỏ ở cùng một công suất.
Điểm khác biệt thứ ba là giá của pin năng lượng mặt trời.
Đương nhiên, giá của pin đơn tinh thể trên một đơn vị năng lượng cao hơn một chút. Điều này là do quá trình sản xuất đắt tiền hơn và sử dụng silicon có độ tinh khiết cao. Tuy nhiên, mức chênh lệch này không đáng kể và trung bình khoảng 10%.
Vì vậy, chúng tôi liệt kê những điểm khác biệt chính giữa pin mặt trời đơn tinh thể và đa tinh thể:
Vẻ bề ngoài.
Hiệu quả.
Giá.
Như có thể thấy từ danh sách này, đối với một nhà máy điện mặt trời, không quan trọng tấm pin mặt trời nào sẽ được sử dụng trong thành phần của nó.Các thông số chính - điện áp và công suất của bảng điều khiển năng lượng mặt trời không phụ thuộc vào loại phần tử được sử dụng và bạn thường có thể tìm thấy các tấm pin của cả hai loại cùng công suất được bán. Vì vậy, sự lựa chọn cuối cùng là ở người mua. Và nếu anh ta không bối rối bởi màu sắc không đồng nhất của các phần tử và diện tích lớn hơn một chút, thì anh ta có thể sẽ chọn các tấm pin mặt trời đa tinh thể rẻ hơn. Nếu những thông số này quan trọng với anh ta, thì bảng điều khiển năng lượng mặt trời đơn tinh thể đắt hơn một chút sẽ là lựa chọn hiển nhiên.
Kết luận, tôi muốn lưu ý rằng theo dữ liệu của Hiệp hội Châu Âu EPIA vào năm 2010, việc sản xuất pin mặt trời bằng loại silicon được sử dụng trong chúng đã được phân bổ như sau:
1. đa tinh thể - 52,9%
2. đơn tinh thể - 33,2%
3. vô định hình, v.v. - 13,9%
Nói cách khác, pin mặt trời đa tinh thể dẫn đầu thế giới về khối lượng sản xuất.
Giá
Các tấm pin mặt trời trên các tế bào quang điện khác nhau có giá thành khác nhau. Giá của các tấm đơn tinh thể có phần cao hơn (thường trong khoảng 10%), do quy trình đắt hơn và nhu cầu sử dụng silicon có độ tinh khiết cao.
Vì vậy, trước khi quyết định chọn mô-đun nào, bạn cần quyết định các điều kiện sử dụng, vị trí lắp đặt và ngân sách của chúng. Trên thực tế, nhà máy điện mặt trời không quan tâm đến tấm pin nào tạo ra dòng điện cho nó, cái chính là công suất đầu ra và các chỉ số điện áp. Và các giá trị này có thể giống nhau đối với các sản phẩm trên các loại ô khác nhau, chúng sẽ chỉ khác nhau về diện tích bề mặt. Do đó, nếu kích thước không quan trọng, thì bạn có thể mua các tấm pin mặt trời có cùng hiệu suất (trên đa tinh thể), nhưng với diện tích lớn hơn một chút, chúng sẽ có giá thấp hơn một chút.
Đặc điểm của tấm màng mỏng.
Quá trình sản xuất tấm màng mỏng bao gồm sự lắng đọng chân không của vật liệu quang điện ở dạng màng mỏng trên đế-nền. Tùy theo đặc tính yêu cầu mà sử dụng các loại giá thể và loại chất phun. Đặc biệt, các vật liệu sau được sử dụng để lắng đọng các màng mỏng: silic vô định hình (a-Si), cadimi Telluride (CdTe), đồng, indium, gali, các hợp chất selen - selen (CIS / CIGS), các nguyên tố hữu cơ khác nhau (OPC)
Hiệu suất của pin mặt trời màng mỏng phụ thuộc vào chất lượng và độ tinh khiết của quy trình công nghệ và dao động từ 7 đến 13%. Với sự phát triển của công nghệ và sự ra đời của đổi mới, mức tăng hiệu quả dự đoán sẽ là 3%. Vào những năm 2000, thị trường tấm màng mỏng đã phát triển đáng kể. Điều này là do sự phát triển của công nghệ lắng đọng màng mỏng và sự phát triển của trình độ sản xuất nói chung. Do đó, việc mua các tấm pin năng lượng mặt trời ngày càng trở nên dễ dàng hơn và giá cả của chúng ngày càng phải chăng hơn.
Ưu điểm của pin màng mỏng:
- chi phí sản xuất thấp, do đó, một mức giá thấp hơn cho toàn bộ bảng điều khiển.
- Hình thức thẩm mỹ của kết cấu, do tính đồng nhất cao.
- khả năng sản xuất các cấu trúc linh hoạt
- Số lượng tổn thất hiệu suất do sưởi ấm hoặc ánh sáng gián tiếp bị giảm.
Đồng thời, cấu trúc màng mỏng có một số nhược điểm:
- cần có diện tích lắp đặt đủ lớn của kết cấu để đảm bảo chuyển đổi lượng năng lượng mặt trời cần thiết.
- lắp đặt nhiều tấm hơn yêu cầu phần cứng lắp đặt bổ sung và tăng chi phí lắp đặt.
- tuổi thọ của các tấm như vậy thấp hơn so với các tấm tinh thể.
Chưa hết, tấm pin nào phù hợp nhất để sử dụng trong các hộ gia đình tư nhân để cung cấp điện cho một ngôi nhà hoặc ngôi nhà nhỏ?
Để giải quyết vấn đề này, sẽ không có vấn đề gì khi tham khảo ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực chuyển đổi quang điện tử năng lượng mặt trời và tiến hành đánh giá định lượng và định tính tất cả các yếu tố: từ diện tích đến độ chiếu sáng của bề mặt lắp đặt. Tư vấn này sẽ cho phép bạn xác định chính xác những gì bạn cần.
Khi thiếu không gian để lắp đặt, hãy chú ý đến pin đơn tinh thể với hiệu suất tối đa.Thật không may, hiện tại, trên thị trường các sản phẩm quang điện tử của Nga, cụ thể là bộ chuyển đổi, sự lựa chọn các phần tử bị hạn chế và rất có thể, cũng như sự lựa chọn các mô-đun của thiết kế hoặc thành phần phim được yêu cầu.
Trong trường hợp này, bạn có thể cần đặt hàng mô-đun từ nước ngoài hoặc mua chúng ở Nga theo đơn đặt hàng trước. Tuy nhiên, trong trường hợp này, giá của pin sẽ cao hơn.
Nếu phạm vi giá của vật liệu và công việc quan trọng hơn, thì lựa chọn tốt nhất là sử dụng cấu trúc trên các tấm đa tinh thể. Họ sẽ cho phép bạn cung cấp các chỉ số hoạt động khá tốt và đồng thời tiết kiệm một số tiền.
Khi chọn tấm màng mỏng, hãy nhớ xem xét các yêu cầu lắp đặt. Chi phí của công việc lắp đặt bổ sung sẽ ảnh hưởng đáng kể đến ước tính cuối cùng.
Sau khi quyết định về loại và kích thước của các tấm pin mặt trời, bạn vẫn phải mua các đơn vị cần thiết, lắp đặt và tận hưởng sử dụng một trong những cách thân thiện nhất với môi trường để tạo ra điện cho nhu cầu sinh hoạt.
Tấm năng lượng mặt trời
- bền (tuổi thọ là 25-30 năm)
- dễ dàng để cài đặt
- dễ bảo trì
- đáng tin cậy và hiệu quả
Việc sản xuất các mô-đun dựa trên việc sử dụng silicon. Silicon là nguyên tố phong phú thứ hai trong vỏ trái đất sau ôxy. Rất khó tìm thấy silic trong tự nhiên ở dạng tinh khiết, hầu hết nó được tìm thấy ở dạng kết hợp với oxy - silica (Si02). Nguyên tố hóa học này có khả năng phản ứng cao và ở dạng tinh khiết là chất bán dẫn quan trọng nhất trong điện tử vô tuyến hiện đại, công nghệ máy tính và năng lượng thay thế. Tùy thuộc vào công nghệ sản xuất, có một số loại tấm luôn được cải tiến. Các loại mô-đun phổ biến nhất là các tấm tinh thể và màng mỏng hoặc vô định hình. Tế bào quang điện kết tinh là đơn tinh thể hoặc đa tinh thể.
Tấm đơn tinh thể
Bánh xốp monosilicon là một đơn tinh thể ở dạng hình trụ, thỏi silicon cực kỳ tinh khiết, từ đó các đĩa silicon hình chữ nhật thu được bằng cách cắt bằng phương pháp Czochralski. Phần tử đơn tinh thể là hình vuông có các góc được làm tròn hoặc cắt, đồng nhất về cấu trúc, dày 0,2-0,3 mm, màu xanh đậm hoặc đen với lớp phủ chống phản xạ. Mô-đun năng lượng mặt trời đơn tinh thể có hiệu quả cao, nhỏ gọn và có tuổi thọ dài nhất.
Công nghệ sản xuất pin mặt trời từ tế bào đơn tinh thể có giá thành khá cao. Điều này là do việc sử dụng silicon có độ tinh khiết cao.
Tấm đa tinh thể
Tấm wafer năng lượng mặt trời polysilicon được sản xuất bằng cách làm nguội dần chất silicon. Công nghệ sản xuất này đòi hỏi ít năng lượng hơn và silicon không phải là mức độ thanh lọc cao nhất. Các khối đa tinh thể được xử lý giống như cách làm trống đơn tinh thể. Tấm đa tinh thể là một khối tinh thể có nhiều hướng khác nhau, trên vết cắt thấy rõ một số tinh thể, đây là những hình vuông đều màu xanh lam có lớp phủ chống phản quang hoặc màu xám bạc không có lớp phủ, dày 0,2 - 0,3 mm. Hiệu suất của loại pin này thấp hơn (từ 13% đến 18%).
Tấm pin mặt trời màng mỏng (vô định hình)
Sự khác biệt chính giữa tấm màng mỏng hoặc tấm vô định hình là sự lắng đọng của một lớp mỏng silicon vô định hình trên bề mặt nền. Vật liệu lót có thể là đế mềm (nhựa) hoặc cứng (thủy tinh hoặc kim loại). Tấm vô định hình có thể được phân biệt với các loại khác bằng màu xám đen của chúng, chúng linh hoạt, nhỏ gọn và nhẹ. Chi phí thấp hơn so với silicon truyền thống.Pin như vậy hoạt động tốt trong không khí rất bụi, chúng có đủ ánh sáng khuếch tán. Những đổi mới gần đây trong phát triển màng silicon đã dẫn đến việc sản xuất các pin mặt trời đa điểm nối hiệu quả có chứa nhiều lớp silicon. Các vật liệu bán dẫn khác nhau hấp thụ ánh sáng mặt trời khác nhau, do đó thu được toàn bộ phổ bức xạ.
Thiết kế và ứng dụng
Theo thiết bị, tất cả các bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời được chia thành đơn tinh thể và đa tinh thể. Thiết kế của mỗi bảng quyết định hiệu quả và chi phí của nó. Các nhà sản xuất thế giới của các thiết bị này sử dụng silicon, cadmium telluride và các hợp chất dựa trên đồng, indium, gallium và selen làm chất lỏng hoạt động. Những thành tựu mới nhất trong lĩnh vực này là pin, vật liệu làm việc của nó là gali arsenide.
Ngành công nghiệp trong nước để sản xuất máy phát điện năng lượng mặt trời chủ yếu sử dụng các tấm bán dẫn silicon. Các mô-đun làm sẵn được thiết kế để tạo ra dòng điện kết hợp một tập hợp các tế bào với thiết kế của chúng. Các tấm phẳng được lắp đặt trên các giá đỡ đặc biệt với các thiết bị quay, với sự trợ giúp của góc tới tối đa có thể có của tia nắng mặt trời lên chất bán dẫn vào ban ngày. Một lựa chọn rẻ hơn nhưng kém hiệu quả hơn là sử dụng các cấu trúc cố định được đặt ở một góc không đổi nhất định.
Một yếu tố quan trọng của bất kỳ hệ thống lắp ráp năng lượng mặt trời nào là pin dự trữ năng lượng điện để sử dụng vào ban đêm hoặc những thời điểm thiếu ánh sáng trong ngày. Sau đó, nó đi từ pin trực tiếp đến tải, hoặc đầu tiên đến bộ biến tần 12 (24) - 220 V, và sau đó đến người tiêu dùng, tùy thuộc vào loại của nó.
Ý kiến chuyên gia
Alexey Bartosh
Chuyên sửa chữa, bảo trì các thiết bị điện, điện tử công nghiệp.
Hỏi chuyên gia
Sẽ có lợi nhuận nếu tạo ra năng lượng mặt trời ở những nơi có nhiều ngày tươi sáng trong năm. Hầu hết các vùng của Liên bang Nga không thích hợp để chỉ sử dụng năng lượng mặt trời. Máy phát điện năng lượng mặt trời thường chỉ được sử dụng làm thiết bị cung cấp điện bổ sung.
Sự kết luận
Mặc dù có sự khác biệt giữa các loại mô-đun khác nhau, không có câu trả lời rõ ràng mô-đun năng lượng mặt trời nào phù hợp nhất với tất cả các yêu cầu có thể có. Loại mô-đun được chọn tùy thuộc vào đặc điểm của trang web của bạn và yêu cầu cài đặt.
Khi chọn một mô-đun, câu hỏi thường được đặt ra: pin năng lượng mặt trời nào tốt hơn - đơn tinh thể hoặc đa tinh thể, hoặc có thể là vô định hình? Rốt cuộc, chúng là thứ phổ biến nhất trong thế kỷ của chúng ta. Rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để tìm ra câu trả lời. Hãy xem kết quả cho thấy:
hiệu quả và tuổi thọ
Các phần tử đơn tinh thể có hiệu suất khoảng 17 - 22%, tuổi thọ sử dụng ít nhất là 25 năm. Hiệu suất của đa tinh thể có thể đạt 12-18%, chúng cũng phục vụ ít nhất 25 năm. Hiệu suất của vô định hình là 6-8% và giảm nhanh hơn nhiều so với kết tinh, chúng hoạt động không quá 10 năm.
Hệ số nhiệt độ
Trong điều kiện sử dụng thực tế, các tấm pin mặt trời nóng lên dẫn đến công suất định mức giảm từ 15-25%. Hệ số nhiệt độ trung bình cho poly và mono là -0,45%, vô định hình -0,19%. Điều này có nghĩa là khi nhiệt độ tăng thêm 1 ° C so với điều kiện tiêu chuẩn, pin kết tinh sẽ kém năng suất hơn pin vô định hình.
Mất hiệu quả
Sự suy thoái của các môđun đơn tinh thể và đa tinh thể của năng lượng mặt trời phụ thuộc vào chất lượng của các nguyên tố ban đầu - chúng càng chứa nhiều boron và oxy thì hiệu suất càng giảm nhanh. Bánh xốp polysilicon có ít oxy hơn, trong khi bánh xốp monosilicon có ít bo hơn. Do đó, với chất lượng vật chất và điều kiện sử dụng ngang nhau, không có sự khác biệt cụ thể giữa mức độ xuống cấp của các mô-đun đó và các mô-đun khác, trung bình khoảng 1% mỗi năm.Silicon hydro hóa được sử dụng trong sản xuất pin vô định hình. Hàm lượng hydro là do nó bị phân huỷ nhanh hơn. Vì vậy, những tinh thể phân hủy 20% sau 25 năm hoạt động, những tinh thể vô định hình nhanh hơn 2-3 lần. Tuy nhiên, các dòng máy chất lượng thấp có thể giảm 20% hiệu suất trong năm đầu tiên sử dụng. Đây là điều đáng cân nhắc khi mua.
Giá
Ở đây, ưu thế hoàn toàn nằm ở phía mô-đun vô định hình - giá của chúng thấp hơn so với mô-đun kết tinh, do sản xuất rẻ hơn. Vị trí thứ hai thuộc về poly, trong khi mono là đắt nhất.
Kích thước và khu vực lắp đặt
Pin đơn tinh thể nhỏ gọn hơn. Để tạo một mảng với công suất cần thiết, bạn sẽ cần ít tấm hơn so với các loại khác. Vì vậy, khi được cài đặt, chúng sẽ chiếm ít không gian hơn một chút. Nhưng sự tiến bộ không đứng yên, và về tỷ lệ công suất / diện tích, các mô-đun đa tinh thể đã bắt kịp với đơn tinh thể. Những cái vô định hình vẫn đang bị tụt hậu so với chúng - quá trình cài đặt của chúng sẽ yêu cầu dung lượng gấp 2,5 lần.
Tính nhạy sáng
Các mô-đun silicon vô định hình đang dẫn đầu ở đây. Chúng có hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời tốt nhất do thành phần hydro của nguyên tố. Do đó, chúng, so với các loại tinh thể, hoạt động hiệu quả hơn trong điều kiện ánh sáng yếu. Mono và poly, trong điều kiện ánh sáng kém, hoạt động giống nhau - chúng phản ứng đáng kể với những thay đổi về cường độ ánh sáng.
Sản lượng hàng năm
Kết quả của việc thử nghiệm các mô-đun từ các nhà sản xuất khác nhau, người ta thấy rằng những mô-đun đơn tinh thể tạo ra nhiều điện hơn mỗi năm so với những mô-đun đa tinh thể. Và những thứ đó, đến lượt nó, có năng suất cao hơn vô định hình, mặc dù thực tế là chúng tạo ra năng lượng ngay cả trong ánh sáng yếu.
Có thể kết luận rằng tấm pin mặt trời mono và poly có những điểm khác biệt nhỏ nhưng quan trọng. Mặc dù mono vẫn hiệu quả hơn và lợi nhuận từ chúng lớn hơn, nhưng poly vẫn sẽ phổ biến hơn. Đúng, nó phụ thuộc vào chất lượng của sản phẩm. Tuy nhiên, hầu hết các nhà máy điện mặt trời lớn đều được lắp ráp trên cơ sở các mô-đun. Nguyên nhân là do các nhà đầu tư nhìn tổng thể chi phí của dự án và thời gian thu hồi vốn mà chưa đạt được hiệu quả và độ bền tối đa.
Bây giờ về pin vô định hình. Hãy bắt đầu với những ưu điểm: phương pháp sản xuất chúng là đơn giản nhất và kinh phí thấp, vì không cần cắt và xử lý silicon. Điều này thể hiện ở giá thành sản phẩm cuối cùng thấp. Chúng rất khiêm tốn - có thể lắp đặt ở bất cứ đâu và không kén chọn - chúng không sợ bụi và thời tiết nhiều mây.
Tuy nhiên, mô-đun vô định hình cũng có nhược điểm lấn át ưu điểm của chúng: so với các loại trên, chúng có hiệu suất thấp nhất, nhanh hỏng - hiệu suất giảm 40% trong vòng chưa đầy 10 năm, và cần nhiều không gian để lắp đặt.
