Самые эффективные солнечные батареи КПД, мощность и показатели напряжения

Содержание

Обзор бескремниевых устройств

Некоторые солнечные панели, изготовленные с применением редких и дорогостоящих металлов, имеют КПД более 30%. Они в разы дороже своих кремниевых аналогов, но всё-таки заняли высокотехнологичную торговую нишу, благодаря своим особенным характеристикам.

Солнечные панели из редких металлов

Существует несколько типов солнечных панелей из редких металлов, и не все они имеют КПД выше, чем у монокристаллических кремниевых модулей. Однако способность работать в экстремальных условиях позволяет производителям таких солнечных панелей выпускать конкурентоспособную продукцию и проводить дальнейшие исследования.

3c1e5a1abd18500cf8c7f9f7bfaec07b.jpgПанели из теллурида кадмия активно используются при облицовке зданий в экваториальных и аравийских странах, где их поверхность нагревается днем до 70-80 градусов

Основными сплавами, применяемыми для изготовления фотоэлектрических элементов, являются теллурид кадмия (CdTe), селенид индия- меди-галлия (CIGS) и селенид индия-меди (CIS). Кадмий – токсический металл, а индий, галлий и теллур являются довольно редкими и дорогостоящими, поэтому массовое производство солнечных панелей на их основе даже теоретически невозможно.

КПД таких панелей находится на уровне 25-35%, хотя в исключительных случаях может доходить до 40%. Ранее их применяли в основном в космической отрасли, а сейчас появилось новое перспективное направление.

Из-за стабильной работы фотоэлементов из редких металлов при температурах 130-150°C их используют в солнечных тепловых электростанциях. При этом лучи солнца от десятков или сотен зеркал концентрируются на небольшой панели, которая одновременно генерирует электроэнергию и обеспечивает передачу тепловой энергии водяному теплообменнику.

В результате нагрева воды образуется пар, который заставляет вращаться турбину и генерировать электроэнергию. Таким образом солнечная энергия преобразуется в электрическую одновременно двумя путями с максимальной эффективностью.

Полимерные и органические аналоги

Фотоэлектрические модули на основе органических и полимерных соединений начали разрабатывать только в последнем десятилетии, но исследователи уже добились значительных успехов. Наибольший прогресс демонстрирует европейская компания Heliatek, которая уже оснастила органическими солнечными панелями несколько высотных зданий. Толщина её рулонной пленочной конструкции типа HeliaFilm составляет всего 1 мм.

При производстве полимерных панелей используются такие вещества, как углеродные фуллерены, фталоцианин меди, полифенилен и другие. КПД таких фотоэлементов уже достигает 14-15%, а стоимость производства в разы меньше, чем кристаллических солнечных панелей.

Остро стоит вопрос срока деградации органического рабочего слоя. Пока что достоверно подтвердить уровень его КПД через несколько лет эксплуатации не представляется возможным.

Преимуществами органических солнечных панелей являются:

  • возможность экологически безопасной утилизации;
  • дешевизна производства;
  • гибкая конструкция.

К недостаткам таких фотоэлементов можно отнести относительно низкий КПД и отсутствие достоверной информации о сроках стабильной работы панелей. Возможно, что через 5-10 лет все минусы органических солнечных фотоэлементов исчезнут, и они станут серьезными конкурентами для кремниевых пластин.

Что такое поликристаллическая батарея

Если основной элемент монокристаллической батареи – это искусственно выращенный монокристалл больших размеров, то другой вид светоприемников имеет полупроводниковый элемент поликристаллической структуры.

Считается, что для потребления энергии Солнца оптимальным вариантом являются поликристаллические солнечные батареи. Они дешевле своего монокристаллического аналога, так как для производства используют обрезки, оставшиеся после монокристаллических элементов. Кремний при изготовлении рабочего элемента поликристаллической панели просто охлаждается из горячего расплава, что не требует высоких затрат и сложных технологий.

По внешнему виду поликристалл кремния отличается от монокристалла неоднородностью цветовой гаммы, отливающей голубым и светло-синим цветом. Непрерывное совершенствование технологии производства приближает по качеству поликристаллические батареи к сборкам на монокристаллах.

Особенности

Кроме более низкой стоимости, поликристаллические модули отличаются от монокристаллов тем, что снижение их мощности по мере увеличения эксплуатационного периода происходит значительнее медленнее.

Очень важно и то, что при нагреве полупроводникового элемента поликристаллического типа он не так сильно снижает свои рабочие качества, как монокристаллы. . Стоимость

Стоимость

Поликристаллические солнечные элементы производителя SilaSolar мощностью 50 ватт и напряжением 12 В на момент написания статьи стоят 2790 руб. Такая же по устройству батарея этого же производителя, но на 100 ватт, имеет цену 4200 руб.

Пленочные батареи

4c439e9f2a84994eee6a120ab8b26dba.jpg выпускается в рулонах, которые можно расстелить на больших площадях.

В последнее время обретают популярность новые солнечные батареи, в основе которых лежит не твердая подложка из стекла или металла, а полимерная пленка.

Этот вид батарей обладает такими преимуществами:

  1. Ее можно резать на части.
  2. Подгонять под любой размер и форму.
  3. Ей можно устилать крышу с плавными изгибами.
  4. Она весит гораздо меньше, чем прочие виды солнечных батарей.

Но есть и недостатки:

  1. Батареи не столь мощные, как кремниевые.
  2. Они больше подвержены воздействиям окружающей среды.
  3. К сожалению, пока непросто найти в продаже подобную продукцию, но ее производство налаживается очень активно, и нет причин сомневаться, что в ближайшем будущем приобрести рулонную батарею сможет каждый желающий.

Пленочные батареи делятся на:

  • модули, в качестве основы которых используется теллурид кадмия;
  • панели с основой из селенида меди-индия;
  • полимерные пленочные батареи.

dd1b1ca56aa00e8aaba5c474566797a3.jpgБатареи с основой из теллурида кадмия можно наклеивать не только на крыши домов, но и фургонов, ларьков, и даже на предметы одежды).

Эти батареи создаются путем нанесения на пленку теплурида кадмия. Вещество наносят тончайшим слоем всего в несколько десятков микрометров. Следующим слоем накладывается сеть проводников, позволяющая снимать с батареи электричество.

Батарея, созданная таким способом, по мощности не может конкурировать с модулями из кремния. Ее КПД составляет всего 10%. Но она стоит намного меньше, поэтому, несомненно, найдет свою аудиторию потребителей.

Примите во внимание: не рекомендуется проводить много времени в соседстве с таким материалом, как кадмий. Впрочем, главное правильно его утилизировать после эксплуатации.

. Панели с селенидом меди индием в основе в недалеком будущем имеют все шансы стать неизменным элементом практически любого устройства, от мобильного телефона до самолета

745e8859a83072b5f44eac0f4ed4fc1b.jpgПанели с селенидом меди индием в основе в недалеком будущем имеют все шансы стать неизменным элементом практически любого устройства, от мобильного телефона до самолета.

Технология, по которой создаются эти панели, называется CIGS (аббревиатура обозначает химическое соединение Cu(In,Ga)Se2). Полупроводники в них состоят из таких элементов, как:

  • медь;
  • галлий;
  • селен;
  • индий.

Существуют некоторые технические проблемы, не позволяющие достаточно удешевить производство пленочных модулей этого типа. Но, хотя они и стоят больше, чем батареи с использованием теллурида кадмия, они более эффективны. Их КПД достигает 15%.

9250d3a752a823d2b7d286310e35a6b8.jpgПроизводство полимерных модулей налажено в Дании, вероятно, скоро пленка будет продаваться и в нашей стране.

Еще одни сравнительно новые пленочные батареи называются «полимерными». Их начала производить компания Mekoprint A/S.

Активный слой пленки состоит из полимера. Его покрывает слой алюминиевых электродов. Эти слои расположены на органической пленке. Снаружи они покрыты защитным слоем.

Цена пленочного модуля не высокая, но и эффективность сильно уступает предыдущим вариантам.

Solar Window новые солнечные ячейки с эффективностью 50

компания solar window из штата Мэриленд (США) представила революционную технологию «солнечного стекла», которая в корне меняет традиционные представления о солнечных батареях.

Ранее уже были сообщения о прозрачных гелиевых технологиях, а также о том, что эта компания обещает увеличить в разы эффективность солнечных модулей. И, как показали последние события, это были не просто обещания, а эффективность 50% — уже не только теоретические изыски исследователей компании. В то время как другие производители только выходят на рынок с более скромными результатами, Solar Window уже представила свои поистине революционные высокотехнологичные разработки в области гелиевой фотовольтаики.

Эти разработки открывают дорогу к выпуску прозрачных солнечных батарей, имеющих значительно более высокую эффективность по сравнению с традиционными. Но это не единственный плюс новых солнечных модулей из Мэриленда. Новые гелиевые элементы могут легко крепиться к любым прозрачным поверхностям (например, к окнам), могут работать в тени или при искусственном освещении. Благодаря своей дешевизне инвестиции в оснащение здания такими модулями могут окупиться в течение года. Для сравнения следует отметить, что срок окупаемости традиционных солнечных батарей колеблется от пяти до десяти лет, а это – огромная разница.

b627de05968b9ebd69c3ed9c505e7d8f.jpgСолнечные ячейки от компании Solar Window

Компания Solar Window озвучила некоторые детали новой технологии получения солнечных батарей, имеющих столь высокую эффективность. Разумеется, главные know how остались за скобками. Все гелиевые элементы изготовлены, в основном, из органического материала. Слои элементов состоят из прозрачных проводников, углерода, водорода, азота и кислорода. По данным компании, производство этих солнечных модулей настолько безвредно, что оно оказывает в 12 раз меньшее воздействие на окружающую среду, чем производство традиционных гелиевых модулей. В течение ближайших 28 месяцев первые прозрачные солнечные батареи будут установлены в некоторых зданиях, школах, офисах, а также в небоскребах.

Если говорить о перспективах развития гелиевой фотовольтаики, то очень похоже, что традиционные кремниевые солнечные батареи могут отойти в прошлое, уступив место высокоэффективным, легким, многофункциональным элементам, открывающим самые широкие горизонты гелиевой энергетике. опубликовано econet.ru 

2 ALLPOWERS 18v7.5w

ae33a43407a1bd60faa552b0ebd7876a.jpg

Солнечная энергия – продукт недорогой и доступный. Представленная солнечная панель позволит вам использовать его, не выходя из автомобиля. Ее часто покупают для того, чтобы компенсировать ток аккумулятора, потребляемый сигнализацией. Для людей, использующих свое авто нечасто, это актуально. Если подключенная панель находится целый день на солнце, то ее мощности хватает для того, чтобы аккумулятор не разряжался.

В пасмурную погоду ситуация не такая радостная. При заявленных у продавца с АлиЭкспресс  7,5 Вт, пользователи получают 3,6–5Вт. Для зарядки небольших устройств солнечные панели годятся, но чаще их используют для поддержания заряда аккумулятора.

Материалы и способ производства

Основное различие состоит в материале изготовления фотоэлементов для солнечных модулей.

Поликристаллические солнечные панели

b0cdefe6223d279e8a6ce9bd5296e254.jpg

Основным элементом фотоэлектрических модулей такой батареи является кремний. Впервые модули на поликристаллах были представлены на международном рынке в далеком 1981 году, и с тех пор не собираются уступать свои позиции другим видам солнечных панелей.

Для изготовления фотоэлементов поликристаллических панелей используется кремниевое сырьё (поликристаллы кремния), его не подвергают тщательной очистке (очищенный кремний применяют для монокристаллических панелей).

Затем это сырьё плавят при больших температурах и заливают в готовые формы для отливки. Полученные блоки делят на тонкие пластики, которые в итоге имеют правильную форму квадрата.

В настоящее время разработан еще один способ изготовления поликристаллической панели. Из расплавленного кремния получают сразу листовой поликремний, толщиной всего 100-300 мкм. Структура рабочей поверхности поликристаллической солнечной панели неоднородна, в этом состоит еще одно ее отличие от другого вида панелей. Хотя кристаллы кремния и заполняют всю рабочую поверхность модуля, не оставляя пустот, что даёт ей некоторое преимущество перед монокристаллическими панелями.

При таком виде заполнении вся поверхность оказывается занятой фотоячейками, что означает – при одинаковых габаритах номинальная мощность батареи на поликристаллах будет несколько выше, чем у более эффективной монобатареи. Следует учитывать и еще один немаловажный фактор – при изготовлении таких модулей значительно снижено количество остающихся отходов, что существенно влияет на дальнейшие затраты по переработке и утилизации этих самых отходов. Также зафиксирован меньший процент брака при их изготовлении.

Что касается сферы применения, то поликристаллические солнечные панели применяются практически везде. Их можно использовать, как в быту, так и на производстве. Такие панели используются для получения электричества в жилых домах, на объектах промышленности, в сельском хозяйстве и в отрасли гостиничного туризма.

Поликристаллическими панелями освещают парки, улицы и частные дома. А также используют для электроснабжения мобильных комплектов оборудования.

Хорошо зарекомендовали себя данные панели при работе в труднодоступных и удаленных регионах. Там они решают не только задачу освещения, но и позволяют работать установкам опреснения и очистки воды, комплексам мобильной связи. Очень часто панели на поликристаллах применяются на отдаленных объектах нефтегазовой промышленности.

Монокристаллические солнечные панели

d0d12a6915a1c8f26cde81d97fba587a.jpg

Монокристаллические модули относятся к кремниевым панелям. Это значит, что основным элементом, из которого они состоят, служит кремний. Данный материал является доступным, сравнительно недорогим, а также обладает прекрасной износоустойчивостью, хорошо поглощает свет, что объясняет его активное применение для производства солнечных модулей. Монокристаллические солнечных панели изготавливают из особого очищенного кремния. В этом заключается основное отличие данного вида модулей от поликристаллических. Поэтому их стоимость несколько выше, чем у остальных видов панелей.

По внешнему виду монокристаллические модули напоминают силиконовые соты, соединенные в одну структуру. Брусок кремния делится на пластины. Толщина одной пластины из очищенного кремния очень мала. Таким образом, несколько кремниевых пластин, объединенных в одну структуру, и служат основным рабочим инструментом монокристаллического модуля. Они выполняют работу полупроводника.

Принцип работы такой солнечной батареи прост: лучи солнца, попадая на поверхность кремниевой платины, заставляют свободные электроны двигаться направленно. К обеим сторонам монокристаллов подключены жилы, обеспечивающие движение энергии. Кроме того, свет здесь не просто рассеивается как попало, а равномерно распределяется по всей поверхности панели, обеспечивая ей достаточно высокий уровень КПД в разное время года.

Создание фотоэлектрического элемента

Чтобы кремний мог вырабатывать энергию, в него добавляют бор (B) и фосфор (P). Благодаря этому слой фосфора получает свободные электроны (сторона n-типа), сторона бора – отсутствие электронов, т.е. дырки (сторона p-типа). По причине этого между фосфором и бором появляется p-n переход. Когда свет будет падать на ячейку, из атомной решетки будут выбиваться дырки и электроны, появившись на территории электрического поля, они разбегаются в сторону своего заряда. Если присоединить внешний проводник, они будут стараться компенсировать дырки на другой части пластинки, появится напряжение и ток. Именно для его выработки с обеих сторон пластины припаиваются проводники.

Сфера применения

Несмотря на меньший показатель КПД, по сравнению с кристаллическими солнечными аккумуляторами, аморфные модели уже постепенно находят достойную нишу применения.

Как уже было отмечено, их рекомендуется использовать там, где часто наблюдается облачная и пасмурная погода. Они будут неплохо работать в условиях рассеянного или отраженного света. Также годятся они и для жаркого климата, так как лучше переносят нагревание и теряют при этом меньше мощности.

088c36d025ad9869580a81ce68fb5858.jpg

При необходимости интеграции аккумуляторов в здание такой вариант становится просто незаменимым, так как при первом взгляде от тонированных стекол их не отличить. Они дают широкий простор дизайнерским и архитектурным решениям, если речь идет о современных зданиях, в конструкцию которых они прекрасно впишутся. Это отличная отделка фасадов, которые при желании могут быть частично прозрачными.

Уровень деградации у аморфных модулей аналогичен кристаллическим. Считается, что за десятилетний период применения показатель их мощности снизится только на 10% (по одному проценту в год), со сроком работы до 25 лет. Конечно, они не могут быть использованы в качестве постоянных источников энергии. Но роль альтернативных ее накопителей выполняют очень даже неплохо.

Экспериментально квантовые точки и органические солнечные ячейки

Эта разновидность солнечных фотопреобразователей пока находится на ранней стадии развития и пока не может рассматриваться как серьезный конкурент существующим гелиевым ячейкам. Тем не менее разработчик – Университет Торонто – утверждает, что согласно теоретическим расчетам, эффективность солнечных батарей на базе наночастиц – квантовых точек ‒ будет выше 40%. Суть изобретения канадских ученых состоит в том, что наночастицы – квантовые точки ‒ могут поглощать свет в различных диапазонах спектра. Изменяя размеры этих квантовых точек, можно будет выбрать оптимальный диапазон работы фотопреобразователя.

Солнечная ячейка на базе квантовых точек

А учитывая, что этот нанослой может наноситься методом распыления на любую, в том числе и прозрачную основу, то в практическом применении этого открытия просматриваются многообещающие перспективы. И хотя на сегодняшний день в лабораториях при работе с квантовыми точками достигнут показатель эффективности, равный всего11.5%, сомнений в перспективности этого направления нет ни у кого. И работы продолжаются.

Условия эффективной работы

2b707192415195165843f090adf9fd5e.jpgЧтобы батарея работала эффективно, нужно учесть несколько нюансов:

  • угол наклона батареи к солнцу;
  • температуру;
  • отсутствие тени.

Угол между рабочей поверхностью преобразователя и солнечными лучами должен быть близок к прямому. В таком случае эффективность фотоэлементов при прочих равных условиях будет максимальна. Чтобы увеличить КПД дополнительно к ним устанавливают систему слежения за солнцем, которая меняет наклон относительно положения светила. Но подобное встречается нечасто из-за дороговизны оборудования.

47a910f1b6f7f3ffe590f4eccf919cbd.jpgВ процессе работы многие батареи нагреваются, что плохо сказывается на качестве преобразования энергии солнца в электрическую. Во избежание потерь необходимо оставлять пространство между устройством и опорной поверхностью. Это позволит потоку воздуха свободно проходить и охлаждать преобразователи.

Важно знать: необходимо протирать панели 2-3 раза в год, очищая их от пыли и тем самым увеличивая проходимость лучей солнца.

КПД фотоэлементов непосредственно зависит от количества попадающего на них солнечного света. И очень важно предусмотреть правильный монтаж преобразователей с полным отсутствием теней, падающих на рабочую поверхность. В противном случае может пострадать эффективность всей системы в целом. Как правило, батареи устанавливаются с южной стороны.

Есть батареи с 40% кпд, о них смотрите в следующем видео:

Курьезы солнечной энергетики

В свете вышесказанного особенно забавными выглядят так называемые «обзоры», которые можно найти в youtube.

Автор сравнивает модули разных поколений. Моно — с 2 шинами, поли — с 3 шинами. При переходе от 2 к 3 шинам, также как и переходе к стандартным сейчас 4 токосъемным шинам, эффективность солнечных элементов растет на несколько процентов. Потому разница в мощности — не из-за типа кристалла, а из-за поколения и качества исполнения солнечных элементов. Тем более, что у торговой марки, которую «обозревает» автор, источник солнечных элементов неизвестен, и от партии к партии могут применяться элементы различных производителей.

Иногда на просторах интернета можно и такой «бред»:

Наиболее эффективны в пасмурную погоду кремниевые поликристаллические батареи, хорошо поглощающие не только прямое солнечное излучение, но и рассеянный свет, проникающий через облака. Связано это с тем, что в поликристаллических элементах кристаллы кремния ориентированы не упорядоченно, а хаотически, что, с одной стороны, снижает эффективность батареи при прямом падении солнечного излучения, а, с другой, снижает ее незначительно при характерном для пасмурной погоды рассеянном освещении.

Конечно же, никакого эффекта на преобразование рассеянного света разное направление кристаллов не имеет. Написавший эти строки не имеет представления о том, как работает солнечный элемент. Нет данных, доказывающих, что поликристаллические элементы лучше преобразуют рассеянный свет, чем монокристаллические. Больше разницы можно увидеть между работой элементов p-типа и n-типа, нежели между моно- и поликристаллом. Разница в работе солнечных элементов при разной освещённости в основном определяется качеством изготовления и технологии, а не типом кристалла. Есть конкретные поликристаллические модули, которые работают лучше конкретных монокристаллических. Которые в свою очередь могут работать лучше других поликристаллических. Как обычно, чем крупнее и известнее производитель, тем более предсказуем результат и лучше качество. Именно поэтому мы всегда рекомендуем к покупке известные и проверенные бренды солнечных панелей. Все они перечислены в нашем Интернет-магазине в разделе «Солнечные панели«, а также на нашем сайте в разделе ««.

Панели из поликристаллов

Поликристаллические солнечные батареи имеют в своем составе элементы с большим числом кристаллов. Какие же отличия в процессе производства поликристаллов? Их не выращивают дорогим и  долгим по времени способом, как монокристаллические. Расплавленный кремний постепенно охлаждается и затвердевает, в результате выходит заготовка из поликристаллов кремния в виде прямоугольника. Готовый материал нарезают на тончайшие пластинки (менее 1 мм).

По структурной однородности и чистоте эта модель уступает монопанелям. Сырьем могут служить отработавшие свой срок солнечные панели.

bca26537be6489a0b43052bfd6f3b7fe.jpg

Подготовленные поликристаллические элементы наклеиваются на сплошное основание и заключаются в алюминиевую рамку, которую покрывают черной краской. На заключительном этапе делают герметизацию рамки, ламинируют всю поверхность для предотвращения порчи от воздействия внешней среды (осадки, перепады температур). Именно от этого этапа зависит, как долго солнечная батарея сможет проработать.

Достоинства

  1. Процесс производства более дешевый и простой. Это сказывается на стоимости товара.
  2. Хорошая результативность при функционировании в облачных погодных условиях, этому способствует неравномерная поверхность панели.
  3. Поликристаллические солнечные панели отличаются более разнообразными параметрами по размерам и формам.
  4. Более устойчивы к перепадам температуры окружающей среды.

57b69df258888cde93e80512fe10c70c.jpg

Новичок года — перовскит

Совершенно неожиданно в гонку лидеров вмешался новичок – перовскит. Перовскит – это общее название всех материалов, имеющих определенную кубическую структуру кристаллов. Хотя перовскиты известны давно, исследование солнечных ячеек, изготовленных из этих материалов, началось только в период с 2006 по 2008 годы. Первоначальные результаты были разочаровывающими: эффективность перовскитных фотопреобразователей не превышала 2%. При этом расчеты показывали, что этот показатель может быть на порядок выше. И действительно, после ряда успешных экспериментов корейские исследователи в марте 2016 года получили подтвержденную эффективность 22%, что само по себе уже стало сенсацией.

Перовскитный солнечный элемент

Преимуществом перовскитных элементов является то, что с ними более удобно работать, их легче производить, чем аналогичные кремниевые элементы. При массовом производстве перовскитных фотопреобразователей цена одного ватта электроэнергии могла бы достигнуть $0.10. Но специалисты считают, что до тех пор, пока перовскитные гелиевые ячейки достигнут максимальной эффективности и начнут выпускаться в промышленном количестве, стоимость «кремниевого» ватта электричества может быть существенно снижена и достигнуть того же уровня в $0.10.

Монокристаллические солнечные модули

Отличительной чертой, которой обладают монокристаллические батареи, где в основе производства использовался кремний, состоящий из монокристаллических молекулярных решеток – это их выраженная однородность расцветки рабочей пластины, а также всего внешнего вида. В результате обладания данными параметрами, определяются габариты зерен монокристаллического кремния. Непосредственно на производстве при использовании технологического сырья выращивается слиток монокристаллического кремния. Он имеет в своей основе довольно серьезные характеристики качества частоты и ровной структуры кристаллической решетки. Изготовление фотоэлементов, которые собирают в монокристаллические модули, осуществляется с применением слитков кремния, имеющих цилиндрическую форму. В процессе производства сам слиток обрабатывается со всех концов, что значительно повышает технические характеристики результативности работы конечного оборудования и его эффективность. Эта особенность производства влияет на окончательный внешний вид сборки монокристаллов – в результате все составляющие становятся совершенно одинаковыми с виду. В результате мы имеем высокоэффективные, работающие солнечные модули. Получается, что основное отличие во внешнем виде поликристаллических солнечных батарей от их аналогов где использовался монокристаллический элемент, будет в форме пластины элемента. Монокристаллические пластины в результате производства получают форму квадрата.


1bfdc878af1eae77d026a8c2529b20c3.jpg

Кремниивая заготовка

Монокристаллические солнечные модули, в чем их преимущество?

  • В связи с качественным производством исходного элемента (высокой структурированностью молекулярной решетки монокристаллов), эти элементы обладают очень высоким коэффициентом полезного действия. Собранные по такому принципу солнечные энергетические установки на выходе обладают производительностью до двадцати процентов;
  • Для получения равнозначной мощности необходима установка, размеры которой будут значительно меньшими по сравнению с аналогичными видами фотоэлементов, произведенных по менее качественным технологиям. Это означает, что если вам надо получить установку мощностью производства электрического тока на уровне 20 ватт, будет нужно приобрести и установить кремниевые батареи меньших размеров;
  • И еще одно очень важное преимущество — это, конечно же, высокая долговечность эксплуатации такого оборудования. Монокристаллические пластины самые долговечные среди всего предлагаемого на рынке оборудования. При правильной установке и эксплуатации эти пластины верно прослужат вам по своему назначению не менее четверти века.


2da9f1d46754198b1a1db190da130020.jpg

Монокристаллические солнечные модули

Монокристаллические солнечные фотоэлементы, в чем их недостатки в сравнении с другими типами фотоэлементов?

  • В связи с особенностями производства исходного сырья, эти панели имеют вполне приличную стоимость покупки. В том случае если финансовый вопрос для вас имеет первостепенное значение, а коэффициент эффективности на вспомогательных ролях, то, конечно же, лучше выбрать для себя другие типы установок, например, поликристаллические;
  • Значительную потерю производительности панели, а соответственно и всей энергетической установки, может повлечь даже незначительное загрязнение рабочей поверхности, в том числе и затемнение от листьев дерева или других внешних факторов. В целях нивелирования данного существенного недостатка, в цепочке с устанавливаемым оборудованием будет целесообразным установка микроинверторов. Их применение будет уравнивать функционирование всей системы вследствие возникновения ситуации, когда модули неравномерно освещаются.

Получение солнечного кремния

В качестве сырья используется кварцевый песок с высоким массовым содержанием диоксида кремния (SiO2). Он проходит многоступенчатую очистку, чтобы избавиться от кислорода. Происходит путем высокотемпературного плавления и синтеза с добавлением химических веществ.

Очищенный кремний представляет собой просто разрозненные куски. Для упорядочивания структуры и выращиваются кристаллы по методу Чохральского.

ea235cb5f23c65e53db3b0cfecd12e0a.jpg

Происходит это так: куски кремния помещаются в тигель, где раскаляются и плавятся при t 1500 С. В расплав опускается затравка – так сказать, образец будущего кристалла. Атомы, располагаются в четкую структуру, нарастают на затравку слой за слоем. Процесс наращивания длительный, но в результате образуется большой, красивый, а главное однородный кристалл.

c428a2f4dde4616a33aababd6ebd7824.jpg

51bbfe0c5b7eb436a333ddb01e377079.jpg

Редкоземельные материалы

958954e72df77af9e152a95eed98503f.jpg

Существует несколько типов солнечных панелей из редких металлов, и не все они имеют КПД выше, чем у монокристаллических кремниевых модулей. Однако способность работать в экстремальных условиях позволяет производителям таких солнечных панелей выпускать конкурентоспособную продукцию и проводить дальнейшие исследования.

Панели из теллурида кадмия активно используются при облицовке зданий в экваториальных и аравийских странах, где их поверхность нагревается днем до 70-80 градусов Основными сплавами, применяемыми для изготовления фотоэлектрических элементов, являются теллурид кадмия (CdTe), селенид индия- меди-галлия (CIGS) и селенид индия-меди (CIS).

Кадмий – токсический металл, а индий, галлий и теллур являются довольно редкими и дорогостоящими, поэтому массовое производство солнечных панелей на их основе даже теоретически невозможно. КПД таких панелей находится на уровне 25-35%, хотя в исключительных случаях может доходить до 40%.

Ранее их применяли в основном в космической отрасли, а сейчас появилось новое перспективное направление. Из-за стабильной работы фотоэлементов из редких металлов при температурах 130-150°C их используют в солнечных тепловых электростанциях. При этом лучи солнца от десятков или сотен зеркал концентрируются на небольшой панели, которая одновременно генерирует электроэнергию и обеспечивает передачу тепловой энергии водяному теплообменнику.

В результате нагрева воды образуется пар, который заставляет вращаться турбину и генерировать электроэнергию. Таким образом солнечная энергия преобразуется в электрическую одновременно двумя путями с максимальной эффективностью.

b38e9785ebbea68ad03125d092735d45.jpg

2 Aoshike 0.5V 100mA

0d3f0d420bcaf11d2a6cae5388120ae1.jpg

Этот лот представлен 10 миниатюрными солнечными модулями. Вес одного элемента – около 2 грамм. Причем даже в одной партии может быть разброс, как по размеру, так и по весу.  Однако, несмотря на этот недостаток, панели хорошо продаются на АлиЭкспресс. Покупатели в отзывах  хвалят стабильность работы элементов – панели выдают заявленные 0,5V и 100mA даже при использовании световых лучей настольной лампы в качестве источника. Тесты на ярком солнечном свете показывают лучшие результаты.  

Элементы покрыты тонким защитным слоем эпоксидной смолы. Их можно использовать на открытом воздухе. На обратной стороне каждой панели обозначен «плюс» и» минус», так что сборка проблем не вызывает. По качеству пайки панели не идеальны, но у них очень приятная цена.

Изготовление

ee7a879bb6bc7d8c778389483d0b8c3f.jpg

Для изготовления полупроводникового преобразователя подходит только тщательно очищенный кремний. Форма его имеет, как правило, вид цилиндра с диаметром всего в десятки миллиметров.

Его режут на тончайшие диски, составляющие микроны по толщине, которые затем легируют, нанося на поверхность примеси металлические и иные.

В кремниевой пластине образуются области, насыщенные по-разному «дырками» и электронами. Другими словами, имеющие «дырочную» p-проводимость и n-проводимость электронную.

Под «дырками» понимают металл, из которого примесями частично удалены электроны, т.е. это «положительная» зона, или p-проводимость.

21c85bce92f25659aef52e5c31ead33c.jpg

Комбинируя составом, очередность нанесенных слоев и их толщиной, получают гетеро — или p-n-переходы, т.е. у пластин появляется способность выдавать электричество при облучении светом.

По этому принципу созданы были первые ФЭТ – преобразователи фотоэлектрические, КПД которых достигали почти 30% при нормальных условиях и порядка 22% — при высокой температуре.

Гибридные панели

КПД кремниевых устройств сравнительно невысок, так как они могут  получать энергию только в красной части спектра. Энергия же синего, самого энергетически насыщенного фотона, остается неиспользованной. Ученые во всем мире активно работают над решением этой задачи.

Один из предложенных вариантов – использование ароматического углерода пентацена и химического соединения PbS. Это сочетание позволяет получать большее количество электронов и, как следствие, вырабатывать больше энергии.

Самые эффективные солнечные панели — многослойные ячейки, в которых  каждый слой выполняет свою задачу. Эффективность этих батарей может достигать 87%. Но в массовом производстве эти технологии пока не используются. С увеличением количества слоев увеличивается и стоимость аккумулятора. Для достижения 87% КПД придется сделать очень дорогую солнечную батарею.

7d8cd23c91630188569f64cae8778b1b.jpg

Весьма перспективны устройства, в основе которых есть минерал перовскит. Сейчас они менее эффективны, чем кремниевые, но это в большей степени связано с новизной технологии. Имеющиеся результаты испытаний позволяют предположить, что в будущем они способны занять первое место на рынке альтернативной энергетики.

Рекомендации по установке

Эффективность солнечных батарей напрямую зависит от их расположения. Они должны быть обращены на юг рабочей поверхностью и наклонены под углом, равным широте той точки, на которой находятся. Панели нельзя ставить так, чтобы на них падала тень от соседнего здания, например.

Проблема, с которой можно столкнуться зимой – снег, закрывающий рабочую поверхность. Вариантов решения здесь, в общем-то, немного: либо чистить вручную, либо менять угол наклона. Полезное устройство, способное увеличить КПД аккумуляторов – трекер, поворачивающий панель следом за солнцем.

Важно следить за тем, чтобы система не сильно нагревалась, так как перегрев ослабляет фотоэффект. Этого можно избежать, установив вентилируемый аккумулятор

Пыль на рабочей поверхности также снижает количество выработанной энергии. Протирать систему нужно не реже, чем каждые два года.

dc562dc97c3d79f1a246ede6a893b7ef.jpg

Панели от ЗАО Телеком-СТВ

Российская компания (г. Зеленоград) производит продукцию в среднем на 30 % дешевле, чем немецкие аналоги: цены начинаются от 5 600 руб. за панели на 100 Вт. Панели данного производителя имеют КПД до 20–21 %. Основной «фишкой» данного предприятия стала запатентованная технология изготовления кремниевых пластин диаметром до 15 мм и солнечных модулей на их основе.

ef1ed146978ce4d0f746488a3e3eab1c.jpg

Какую батарею от ЗАО «Телеком-СТВ» можно посмотреть? Наиболее популярная модель носит название ТСМ, далее идет маркировка в зависимости от мощности: от 15 до 230 Вт (цена указана приблизительно).

МодельМощность, ВтГабариты, ммВес, кгЦена, руб.
ТСМ-1518430 × 232 × 431,45от 3 500
ТСМ-4044620 × 540 × 434,05от 6 000
ТСМ-5048620 × 540 × 434,05от 6 575
ТСМ-80А80773 × 676 × 436,7от 8 500
ТСМ-80B80773 × 676 × 436,7от 9 000
ТСМ-95А981 183 × 563 × 437,9от 10 750
ТСМ-95В981 183 × 563 × 437,9от 11 000
ТСМ-110А1151 050 × 665 × 438,8от 12 500
ТСМ-110В1151 050 × 665 × 438,8от 12 800
..
ТСМ-270А2701 633 × 996 × 4318,5от 23 370

Основной тип производимых панелей – монокристаллические, хотя каждая модель также может быть представлена в виде мульти (поли-) кристаллической. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки (см. таблицу).

Тип панелиПреимуществаНедостатки
Поликристаллы
  • Дешевое производство, низкая стоимость.
  • Широкий ассортимент и выбор производителей
  • На жаре выходят из строя за счет низкой устойчивости кремния в поликристаллах к нагреву.
  • КПД до 14 %, ниже, чем у монокристаллов.
  • Требуют большей площади элементов
Монокристаллы
  • Самый высокий КПД – до 20 %.
  • Компактные размеры – в 1,5–2 раза меньше поликристаллов.
  • Высокая мощность.
  • Срок эксплуатации до 25 лет.
  • Дороже в среднем в 1,5 раза.
  • Требуют равномерного освещения всей системы, нужна защита от грязи и осадков.

Выбор, конечно, ограничивается возможностями бюджета, поэтому продолжим обзор других недорогих и надежных устройств от российских производителей.

Сборка модулей

Пластинки соединяются сначала в цепочки, потом в блоки. Обычно одна пластина имеет 2 Вт мощности и 0,6 В напряжения. Чем больше будет ячеек, тем мощнее получится батарея. Их последовательное подключение дает определенный уровень напряжения, параллельное увеличивает силу образующегося тока. Для достижения необходимых электрических параметров всего модуля последовательно и параллельно соединенные элементы объединяются. Далее ячейки покрывают защитной пленкой, переносят на стекло и помещают в прямоугольную рамку, крепят распределительную коробку. Готовый модуль проходит последнюю проверку – измерение вольт — амперных характеристик. Все, можно использовать.

Соединение самих солнечных батарей тоже может быть последовательным, параллельным или последовательно-параллельным для получения требуемых силы тока и напряжения.

9a154704d8173f48fe5305a1ee18dbc2.jpg

Производство поликристаллических батарей отличается только выращиванием кристалла. Есть несколько способов производства, но самый популярный сейчас и занимающий 75% всего производства это Сименс — процесс. Суть метода заключается в восстановлении силана и осаждении свободного кремния в результате взаимодействия парогазовой смеси из водорода и силана с поверхностью кремниевых слитков, разогретой до 650-1300°C. Освободившиеся атомы кремния, образовывают кристалл с древовидной (дендритной) структурой.

c93dcfb0ddd348fc32de76a4547ed75f.jpg

Новые разработки

С каждым днем технологии стремительно развиваются, и производство солнечных моделей не стоит на месте. Предлагаем ознакомиться с последними новинками на рынке солнечных систем.

Солнечная черепица

05fa99e94202fe8582b219e3ee988bae.jpgСолнечная черепицаДабы не испортить эстетику кровли дома и при этом получать бесплатную энергию солнца, можно рассмотреть вариант с покупкой солнечной черепицы. Этот отделочный материал состоит из достаточно прочного корпуса и встроенных фотоэлементов.

Кровельное покрытие вырабатывает достаточно энергии, которую можно использовать в бытовых условиях. При использовании такого материала-оборудования можно питать отдельно выделенную электросеть или сбрасывать электроэнергию в общую сеть.

В любом случае общие затраты на электроэнергию снижаются.

Лидером по производству солнечной черепицы является компания из России — «Инноватикс». Вот уже более десяти лет она продает высококачественные отделочные материалы со встроенными фотоэлементами.

Интересно, что такую черепицу тяжело отличить от обычного кровельного материала даже при близком расстоянии.

Преимущества солнечной черепицы:

  1. Полупроводниковый материал, который используется при соединении фотоэлементов, сократили в 4 раза.
  2. Инновационная система фокусировки солнечного света позволяет получать в 5 раз больше энергии.
  3. Средний срок эксплуатации солнечной черепицы составляет 20 лет.
  4. Относительно небольшой вес черепицы не имеет негативного давления на кровлю.
  5. Прочность солнечной черепицы позволяет ее использовать при любых погодных условиях. Черепица спокойно выдерживает град и другие осадки.
  6. Простота креплений позволяет надежно устанавливать черепицу в самые короткие сроки.

Солнечное окно

fe617ecd87cf0858de0cfb728964bb44.jpgСолнечное окноБуквально три года назад на рынке солнечных технологий появилась новая разработка американских конструкторов из «Pythagorus Solar Windows». Суть инновации в том, чтобы использовать оконное стекло в качестве панели, добывающей солнечную энергию.

Подобные панели по полной используют в высотках европейских городов. Это позволяет существенно экономить электроэнергию.

Технология солнечных окон представляет собой использование фотоэлементов в виде кремниевых полос, встроенных между стеклами. Помимо того, что окна будут вырабатывать дополнительную электроэнергию, в дополнение окно будет защищать комнату от перегрева, задерживая солнечный свет. Внешне солнечные окна похожи на привычные жалюзи.

Другой производитель солнечных окон «Solaris Plus» предлагает использовать специальные стекла, обработанные специальным кремниевым напылением. Полосы будут преобразовывать солнечные лучи в электроэнергию, которая будет питать АКБ через полупрозрачные проводники.

0a7e002f4618fa88f4e8ec3940c66b31.jpgЭта статья об особенностях установки солнечных панелей.

Статью о современном уличном освещении читайте .

Гибридные фотоэлементы

2078945dbcb98c4c6c8d638ac170665c.jpgВ 2015 году американскими конструкторами были разработаны гибридные фотоэлементы, позволяющие преобразовывать электроэнергию не только из солнечного света, но и тепла. Суть конструкции заключается в применении фотоэлементов из кремния и полимерной пленки «PEDOT».

Фотоэлемент фиксируется с пироэлектрической пленкой и соединяется с термоэлектрическим оборудованием, способным преобразовывать тепло в электрический ток.

Тестирование новой гибридной технологии показало, что новая термическая пленка способна вырабатывать в 10 раз больше электроэнергии, чем стандартная солнечная панель.

Краснодарский Сатурн

Панели кубанского производства выпускаются с 1971 года, за этот период предприятие выпустило более 20 000 квадратных метров продукции. использует две собственно освоенных технологии производства – на основе монокристаллического выращенного кремния или арсенид-галлиевые с германиевой подложкой. Последние показывают максимально высокие характеристики и используются для снабжения ответственных объектов (АЗС, предприятия непрерывного цикла и т. д.)

01d3f3b7012ddbe5a9fa804fe628a90d.jpg

Оба типа модулей можно выполнить на любом каркасе, от сетки и пленки до металлических (из анодированного алюминия) и струнных типов. Фотоэлектрические преобразователи могут быть:

  • с полированной поверхностью;
  • со встроенными диодами;
  • с алюминиевым зеркалом.

Вот основные энергетические характеристики ФЭП «Сатурн», в зависимости от типа:

ХарактеристикаКремниевыеАрсенид-галлиевые
Плотность тока короткого замыкания, мА/см2До 46Всего 16,8 (чем меньше, тем лучше)
КПД, %1528
Напряжение в точке максимальной мощности, B0,522,371
Напряжение холостого хода, В0,61–0,632,6
Максимальная мощность, Вт/кв.м211381
Ток в точке максимальной мощности, мА/см24416,1

Эти характеристики актуальны для носителей любых размеров: на предприятии «Сатурн» можно заказать как сборные модули на крышу коттеджа, так и миниатюрные солнечные панели для датчиков, преобразователей, изделий электротехники, а также аккумуляторные батареи. По прайсам вас сориентируют только в отделе продаж.

3 DAODAOJIA FFSP-80W

9b776a1a95a35ed0691a15f75692c006.jpg

Эту монокристаллическую панель в алюминиевой рамке хвалят за наличие удобной сумки-чехла для переноски и контроллера в комплекте. Вот только длина кабеля регулятора некоторым кажется слишком короткой. В отзывах называют этот момент главным недостатком. Предназначена солнечная панель для эксплуатации вне помещений.

Вес устройства – 3,2 кг. Максимальная сила тока – 4,44 А, напряжение – до 18В, КПД – около 17%. Эффективность работы не зависит от температуры внешней среды, диапазон довольно широкий – от -20 до +40 градусов Цельсия. Кремниевые пластины защищены закаленным стеклом. Водостойкость средняя – опускать панель в воду нельзя, а вот осадков она не боится. Очищать пластины от пыли и грязи можно мягкой тканью. Для домашнего использования это одна из лучших моделей.

Описание

298bd95191cfb17e54e4d3a46ebe1557.jpg

В данное время они представлены уже третьим поколением. Достоинством второго считают низкую стоимость при идентичной с модулями кристаллическими мощности. Поэтому именно они получили широкое распространение. Кремния для их получения необходимо меньше в 10 раз.

Модели, относящиеся к третьему поколению, характеризуется увеличенным периодом эксплуатации и КПД, доведенным до 12%.

Важно: фотоэлектрические модули тонкопленочные модули считаются главным кандидатом для массового производства, возможным уже в недалеком будущем, несмотря на недостатки и то, что сегодня лидерство удерживают кристаллические аналоги (80% рынка). .

Сравнение поликристаллической и монокристаллической солнечных батарей

Когда потребитель делает выбор между различными по конструкции световыми модулями, он старается дать ответ на вопрос: , поли или моно? При этом ему необходимо учитывать результаты тестирования устройств, проводимых независимыми компаниями.

Приведем основные результаты тестов на отличие этих световых модулей:

  • снижение номинальной мощности с увеличением срока эксплуатации у моно модулей происходит быстрее (у поликристаллического элемента за первый год работы
  • мощность снижается на 2%, а у монокристаллического – на 3%);
  • цена поликристаллического модуля ниже стоимости монокристаллического такой же мощности примерно на 10%; суммарная вырабатываемая электроэнергия монокристаллического модуля на 30% выше, чем поликристаллического при равной площади.

Из приведенных данных можно сделать вывод, что, первые дешевле и менее прихотливы, а вторые мощнее, но привередливее. Выбирая поликристаллические или монокристаллические кремниевые солнечные батареи, решайте исходя из своих финансовых возможностей обслуживать и обновлять модули, и сделайте выбор между долговечностью и мощностью. К тому же качественно произведенный поликристаллический модуль намного дешевле. Окончательный выбор остается за покупателем.

Характеристика тонкопленочных панелей.

c39f5e206641d930f16a8c304f149fc4.jpgАморные солнечные батареи

Производственный процесс тонкопленочных панелей заключается в вакуумном напылении фотоэлектрического материала в виде тонкой пленки на подложку-основу. В зависимости от требуемых характеристик используются различные типы подложек и виды напыляемых веществ. В частности, материалами для напыления тонких пленок служат: аморфный кремний (a-Si), теллурид кадмия (CdTe), медь, индий, галлий, соединения селена — селениды (CIS/CIGS), различные органические элементы (OPC)

КПД тонкопленочных солнечных батарей зависит от качества и чистоты технологического процесса и составляет от 7 до 13%. При развитии технологии и внедрении инновация прогнозируемый рост КПД составит 3%. В 2000-х годах рынок тонкопленочных панелей значительно вырос. Это связано с развитием технологии напыления тонких пленок и развитием уровня производства в целом. Таким образом, купить солнечные батареи становится все проще, а их цена становится все доступнее.

Достоинства тонкопленочных батарей:

  • — низкая себестоимость производства, следовательно, более низкая цена на панели в целом.
  • — эстетичный внешний вид конструкции, обусловленный высокой однородностью.
  • — возможность изготовления гибких конструкций
  • — количество потерь производительности при нагреве или непрямом освещении снижено.

При этом тонкопленочные конструкции имеют и ряд недостатков:

  • — необходима достаточно большая площадь монтажа конструкции для обеспечения преобразования требуемого количества солнечной энергии.
  • — установка большего количества панелей требует дополнительной крепежной фурнитуры и повышения затрат на установку.
  • — срок службы таких панелей ниже, чем у кристаллических аналогов.

И все же какие панели наиболее являются наиболее подходящими для использования именно в частном домовладении для обеспечения электроэнергией дома или коттеджа?

В решении данного вопроса не помешает консультация специалистов в области фотоэлектронных преобразователей солнечной энергии и проведение количественной и качественной оценки всех факторов: от площади до освещения поверхности монтажа. Такая консультация позволит вам определить, что именно вам требуется.

  • При недостатке площадей для установки обратите внимание на монокристаллические батареи с максимальным КПД. К сожалению на сегодняшний момент на российском рынке фотоэлектронных товаров, в частности, преобразователей, выбор элементов ограничен и, скорее всего, как и выбор модулей требуемой конструкции или состава пленки. В таком случае вам может потребоваться произвести заказ модулей из-за рубежа, либо купить их в России по предварительному заказу. Однако в данном случае цена на батареи будет выше.
  • Если более важное значение имеет именно ценовой диапазон материалов и работ, то лучший вариант – использование конструкций на поликристаллических пластинах. Они позволят обеспечить достаточно хорошие показатели по производительности и при этом сэкономить некоторое количество средств.
  • При выборе тонкопленочных панелей не забывайте учитывать требования по монтажу. Стоимость дополнительных монтажных работ значительно повлияет на итоговую смету.
  • Определившись с типом и размерами солнечных батарей, вам останется осуществить закупку требуемых блоков, произвести монтаж и наслаждать использованием одного из самых экологически безопасных способов получения электроэнергии для бытовых нужд.

Конструктивные особенности аморфных панелей и область применения

Для солнечных элементов данного типа могут использоваться в качестве подложки либо стекло, либо гибкие материалы, которые пропускают солнечные лучи. Именно благодаря тому, что для таких панелей может использоваться гибкая основа и они обладают повышенной световосприимчивостью по сравнению с другими батареями, область их применения очень широка. Аморфные модули можно применять:

6cbf35242249a2c47e82d6b38296c28d.jpg

  • в одежде, сумках
  • для дома, для бытовых нужд
  • в условиях облачной погоды
  • в условиях особо жаркого климата
  • Когда необходимо интегрировать солнечные панели прямо в здание

Напоследок хочется сказать, что тонкоплёночные аморфные модули изнашиваются с такой же скоростью как обычные кристаллические батареи, но при этом имеют массу других преимуществ на которые стоит обратить внимание. Ну а дальше решать Вам

Несколько советов как выбрать солнечную батарею для дома

Что такое солнечная батарея? Это генератор фотоэлектрического типа с постоянным током, который преобразует солнечную энергию в электрическую. В таких батареях используются кремниевые модули -полупроводники.

Для того чтобы выбрать солнечную батарею для дома вам потребуется обратить внимание на несколько наших советов. . А именно:

А именно:

  1. Во время приобретения системы солнечной батарей, учтите, что она должна подходит к вашему дому. Во-первых, большую роль играет климат вашей местности. От него будет зависеть продолжительность солнечного света над домом и естественно и время накопительного режима. Для того чтобы определить насколько ваша территория подходящая потребуется воспользоваться картой освещенности.
  2. Учтите то количество тепла, которое вы желаете получить в конечном итоге. Самым оптимальным вариантом станет батарея, которая сможет покрыть примерно 40-80 потребностей в тепле. Системы, которые обладают меньшей эффективностью, будут стоить на порядок дороже. Так же нужно учесть проектировку и возможности всей системы. Это сможет гарантировать вам устойчивость установки при форс-мажорных случаях. Все эти расчеты лучше доверит специалистам.
  3. Обязательно обратите внимание на изготовителя батареи, а так же на материал, который использовался в производстве фотоэлектронного элемента модуля. Здесь может быть как моно, так и поликристаллический кремний. Именно от этих качеств будет зависеть не только цена, но и КПД, а так, же срок службы установки.

Следуя этим советам, вы сможете подобрать именно тот тип установки, который подойдет именно к вашей территории. Но все, же лучше чтобы вашими расчетами занимались люди связанные с данной сферой деятельности.

Недостатки кремниевых устройств

35e41a6f8633106639cd2f7d35ab9854.jpg

Материал этот очень дорого стоит, поскольку для нужной степени очистки ему необходимо пройти несколько стадий очистки. При его резке большое количество превращается в отходы – стружку.

К тому же, энергия не вся превращается в электрическую под воздействием света: она частично обратно отражается от поверхности, другая ее часть, не поглощаясь и не преобразуясь, проходит «наружу».

Рекомендуем:

  • Работа солнечных батарей ночью и в пасмурную погоду
  • Монокристаллические солнечные панели: сравнение с аналогами, достоинства, цена — ТОП-6
  • : достоинства и недостатки, цена, характеристики

Кроме этого, она способна приводить к тепловым колебаниям в кристаллической решетке и тратиться на процесс рекомбинации, т.е. уничтожения электронов с «дырками», что сопровождается выделением тепла.

Все это негативно отражается на КПД ФЭП, снижает его до 15% (в редких случаях до 22%).

В чём заключаются преимущества аморфных батарей

Конечно самое первое преимущество для потребителей — это более низкая стоимость при таком же уровне КПД как у кристаллических элементов. Но помимо этого есть масса других преимуществ, которые располагают при покупке, всё-таки отдать предпочтение аморфным солнечных модулям. Итак, преимущества аморфных батарей:

  • Тонкоплёночные солнечные элементы из аморфного кремния, намного лучше работают при изменении температуры на повышение. В течение солнечной поры года, такие батареи способны производить куда больше энергии, чем кристаллические. Ведь кристаллические модули при повышении температуры теряют уровень своей эффективности. Конечно и тонкоплёночные технологии теряют мощность при нагреве, но не так сильно, как это делают привычные для нас солнечные панели, которые могут терят до 20% мощности.
  • Ещё один весьма весомый плюс аморфных батарей — это выработка энергии при рассеянном освещении. Такие системы продолжают свою работу в то время, когда обычные кристаллические модули уже перестают генерировать энергию. При слабом или рассеянном освещении, панели из аморфного кремния генерируют до 20% больше энергии.
  • Более выгодная стоимость за каждый Ватт мощности. Сейчас именно отрасль аморфных солнечных элементов очень бурно и быстро развивается. Вливаются всё новые и новые инвестиции в технологии и развитие, а значит стоимость таких батарей продолжит падать благодаря наращиванию производства.
  • Меньше дефектов. Производство аморфных панелей — очень простой процесс, соответственно и в готовом продукции на порядок меньше дефектов. Основное отличие в том, что обычные кристаллические модули спаиваются между собой, в то время, как тонкоплёночные модули сразу формируются в готовые конструкции любых размеров. Значит и проблем со структурным недочётом такого типа не будет.
  • Меньше потери в мощности при пасмурной погоде. Обычные кремниевые модули теряют около четверти своей производительности при тени или грязи на панелях. Аморфные тонкоплёночные модули при тех же факторах теряют намного меньше своей эффективности.

Лучшие монокристаллические солнечные панели mono-Si модули

Панели такого типа состоят из очищенного кремния. Выглядит устройства как соты или ячейки, соединенные в одну структуру. Углы у панелей скругленные. Это связано с  тем, что из монокристаллического кремния получаются цилиндрические заготовки. Цена элементов самая высокая в расчете на единицу мощности. При этом они имеют существенные преимущества – высокий КПД (17–22%) и лучшую стабильность. Да и площадь таких пластинок довольно компактная. При дефиците пространства стоит присмотреться к ним внимательней. Однако учтите, что такая покупка оправдана только при наличии большого количества солнечных дней в году, так как высокую эффективность они показывают в регионах с активной солнечной активностью, так как лучше работают от прямого излучения.

Кремниевые панели

2d9400018978dd12105969263264f3c3.jpgВо введении было сказано, что делятся на кремниевые и пленочные.

Этот материал используется в качестве основы для нанесения слоев вещества N и P, между которыми образуется электричество.

Полезно знать: около 90% всех солнечных батарей в мире являются кремниевыми.

Кремниевые панели, в свою очередь, можно разделить на три основных подвида:

  1. Поликристаллические кремниевые панели.
  2. Монокристаллические панели.
  3. Аморфные модули.

Какой из них лучше, станет понятно после детального анализа каждого вида, который следует ниже.

e3b91a07e00825401b4172710809a1a6.jpgДля изготовления панелей поликристаллического типа используется не самый чистый кремниевый кристалл. Он создается путем охлаждения расплавленного кремния.

Внешне поликристалл можно отличить по неоднородной окраске его поверхности. В ней присутствуют разные оттенки синего цвета, от темно-синего до голубого. КПД таких пластин составляет около 15%.

Внимание совет: если вам нужны недорогие фотоэлектрические элементы для дома и дачи, то лучшего решения, чем поликристалл, вам не найти. Стоят они дешевле, чем панели из монокристаллического кремния, и способны обеспечивать дом достаточным количеством электричества

Расплавленный кремний, контактируя с затравкой, отвердевает, образуя чистейший материал. Изделию придается цилиндрическая форма, из которой потом нарезаются тончайшие пластины.

Процесс изготовления пластин очень дорогостоящий, поэтому солнечные батареи стоят не мало. В подобных пластинах атомы кремния ориентированы таким образом, что их электронам легче покидать свои орбиты. Благодаря этому КПД батарей достигает 20%. Это отличный вариант, как для дачи, так и для жилого помещения.

Возьмите на заметку: если средства позволяют, то лучше монокристаллических батарей вам не найти. Они эффективно работают на протяжении 25 лет, постепенно снижая свой КПД не более чем на 20%.

1dc038e70e699f6c20d6c6eedc515484.png

Батареи, сделанные на основе аморфного кремния, справляются со своей задачей даже в пасмурную погоду. Для батарей этого типа нормальными являются следующие условия:

  • запыленный воздух;
  • дождь;
  • закат;
  • рассвет.

В основе элементов лежит кремневодород (SiH4). Кремний подвергают действию электрического разряда. Он испаряется и оседает на подложку тонким слоем, не превышающим 1 мкм.

Подложка может быть выполнена из таких недорогих материалов, как:

  • металл;
  • полимерная пленка;
  • керамика;
  • качественное стекло.

Годовая выработка

В результате тестирования модулей разных производителей было установлено, что монокристаллические за год вырабатывают больше электроэнергии, чем поликристаллические. А те в свою очередь производительнее, чем аморфные, несмотря на то, что последние вырабатывают энергию и при слабой освещенности.

Можно сделать вывод, что солнечные батареи моно и поли имеют небольшие, но важные различия. Хотя mono все-таки эффективнее и отдача от них больше, но poly все равно будут пользоваться большей популярностью. Правда, это зависит от качества продукции. Тем не менее, большинство крупных солнечных электростанций собраны на базе полимодулей. Связано это с тем, что инвесторы смотрят на общую стоимость проекта и сроки окупаемости, а не на максимальную эффективность и долговечность.

Заключение

caeeba4029cf660df3f8b9f08f1cc5cf.jpg

Мы провели обзор нескольких ведущих предприятий так называемой фотоэнергетики России и Украины, который, надеемся, даст первичное представление о целесообразности применения солнечных батарей и позволит принять верное решение. Это не все бренды, однако наиболее популярные и доступные в продаже таковы.

Остались вопросы? Задавайте их в комментариях к статье!

Не нашли себя в рейтинге? Напишите нам →

Поделиться:

b490f0224ba4c7897b67b130e2abdacb.jpg

Технология строительства дома из бруса

С чего начать строительство дома из бруса? Что нужно предусмотреть, дабы впоследствии не сожалеть о выборе стройматериала? В одной статье мы последовательно рассмотрели этапы возведения брусчатой постройки с учетом требований технологии. Имея перед глазами такое краткое руководство, вы будете уверены в правильности своих действий.

4e1e2a109fc7bc80ccd715d9e778a834.jpg

Возведение бани из бруса

Дачный участок без бани – все равно, что популярный слабоалкогольный напиток без его 40% собрата. Если при этом хочется как можно меньше проблем со строительством, то стоит рассмотреть вариант использования бруса. С нашей же стороны гарантируется обеспечение всей необходимой информацией по технологии.

51ed9a8afa7c0ce800e6046777eca7c6.jpg

Что лучше – брус или клееный брус?

Цель – построить деревянный дом. Но вариантов стройматериалов из древесины довольно много. Как выбрать оптимальный? Мы сравнили обычный и клееный брус по ряду характеристик. Вы сможете оценить достоинства и недостатки каждого из решений и сделать вывод о целесообразности их применения. Не бывает плохих и хороших стройматериалов – везде важен контекст!

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий