ГлавнаяРазноеСолнечные панели из кремния

Сравнительный обзор солнечных панелей для вашего дома. Солнечные панели из кремния


Поликристаллические солнечные панели

Выбирая для установки и использования в энергетической системе своего загородного жилища солнечные фотоэлектрические модули, обязательно нужно изучить следующие рабочие параметры предлагаемой системы:

  • Ее технические и функциональные характеристики;
  • Указываемая производителем длительность срока службы солнечных панелей в различных природных условиях;
  • Реальные показатели коэффициента полезного действия оборудования. Здесь также обязательно надо изучить производительность предлагаемого оборудования в различных погодных условиях, когда активность поступающих солнечных лучей меняется вместе с порой года и погодными условиями;
  • Стоит определиться с типом фотоэлементов, используемых в солнечной электрической системе.
Структура поликристаллического фотоэлемента

Поликристаллический фотоэлемент

Поликристаллические и монокристаллические панели. Какому типу оборудования отдать свое предпочтение.

На сегодняшний день самыми распространенными стали фотоэлементы на основе ячеек из поли или монокристаллов. Вопрос выбора обычно стоит между двумя этими типами систем. Несмотря на то что монокристаллические и поликристаллические солнечные панели действуют по одному принципу, эти элементы имеют достаточно много различий между собой. Отметим, что говоря о различиях, имеется в виду, что не только разница в технических характеристиках и показателях эффективности, существуют различия и в поведении оборудования в различных широтах, при отличающихся погодных условиях. Итак, чтобы помочь выбрать какие все-таки типы солнечных фотоэлементов моно или поликристаллические, понадобятся именно в вашем случае, изучим суть вопроса и особенности производства.

Внешние различия моно и поликристалличеких модулей

Сравнение фотоэлектрических модулей

Кристаллический кремний и его свойства

Сегодня подавляющее большинство оборудования преобразующего энергию солнечных лучей в электрический ток в основе своего производства имеет кремний. К настоящему времени на рынке подобной продукции более 90% занимают солнечные панели, изготовленные на основе монокристаллического кремния. Этот вид солнечных энергетических установок в первую очередь предназначен к использованию в частном жилом фонде. Используемый в производстве солнечных модулей кремний имеет различные степени очистки. Градация данного параметра, присваемого качеству кремния, указывает на то, как в структуре его кристаллической решетки упорядочены молекулы. В данном случае чем качественней и более технически продвинуто производство кремния, тем лучше будет упорядочена молекулярная структура продукции, а значит, и коэффициент полезного действия создаваемых на его основе солнечных панелей. В основном при ссылке на этот фактор солнечные энергетические установки и делятся на различные виды и типы.

Кристаллический кремний - сырье для производства электроники

Кристаллический кремний

Конечно, добиться в промышленных масштабах отличной упорядоченности молекулярной структуры решетки кремния можно только на производствах с оборудованием и процессами технологий на высочайшем уровне, это очень затратный и дорогостоящий процесс. Из этого можно сделать вывод, что степень очистки, который проходит кремний, не имеет определяющего значения. Более весомыми параметрами, выступающими на переднем плане, в достигаемой производительности солнечных элементов и определения выбора при приобретении как раз выступает предлагаемая эффективность использования полезной площади оборудования, ее общая экономическая результативность. Теперь, исходя из описанного выше можно прийти к выводам, что кристаллический кремний выступает основным действующим элементом всех производимых сегодня солнечных элементов, и делятся они на монокристаллические и поликристаллические.

Кристалл кремния в процессе выращивания на производстве

Выращивание кристалла кремния

Поликристаллические солнечные модули

Солнечные батареи, производимые на основе поликристаллических кремниевых элементов, созданы и выпущены на рынок сравнительно давно. Впервые они были предложены потребителю еще в 1981 году. В процессе их производства нет необходимости задействовать сложные и дорогостоящие высокотехнологические процессы. Производством не ставиться цель упорядочивания молекулярной структуры решетки кремния. Исходное сырье просто плавят и заливают в готовые формы для отливки. Далее, остывшие блоки делят на пластины стандартных размеров имеющие правильную форму квадрата. В результате на выходе мы имеем относительно недорогие и простые в использовании поликристаллические модули.

Производство поликристаллических солнечных панелей

Поликристаллическая солнечная панель

В чем же достоинство оборудования на основе поликристаллических элементов?

  • Приобретение и установка такого оборудования не повлечет вашего разорения. В результате остановки выбора на этом типе оборудования вы значительно сэкономите, так как в процессе производства довольно серьезно снижаются расходы материалов, дешевле обходится дальнейшая переработка и утилизация;
  • Технологический процесс отличается намного меньшим в процентном соотношении количеством брака.
Солнечная панель из поликристаллического кремния

Пластины из поликристаллического кремния

Однако одновременно с этими неоспоримыми достоинствами поликристаллические фотоэлементы имеют и ряд некоторых недостатков:

  • Поликристаллические солнечные модули хуже противостоят влиянию повышенных температур. Их разница в сравнении с аналогами на основе монокристаллов состоит в том, что влияние высоких температур разрушительно влияет на сроки службы всей системы, снижает показатели мощности. Но в связи с тем, что все-таки влияние на функциональные характеристики не столь существенно, особенно заострять на этом внимание нет необходимости;
  • Следующий недостаток — это сниженная эффективность использования полезной площади, используемой в солнечной энергетической системе поликристаллических фотоэлементов, значительно ниже, чем у аналогичной продукции на моно кристаллах. Чтобы получить на выходе те же показатели мощности придется использовать большее количество панелей;
  • Среди существенных недостатков выступают показатели производительности. В сравнении с батареями на основе монокристаллов, они значительно ниже. В данном случае цифры составляют от 13 до 18 процентов;
  • Общий внешний вид конструкции. Поликристаллические панели имеют неоднородную поверхность. Однако если в процессе монтажа добавить специальные покрытия, этот недостаток совсем не будет заметен внешне.

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.

Заготовка из моноклисталлического кремния

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.
Пластины монокристаллических солнечных модулей

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.

Выводы

В заключение хотелось бы добавить, что, прежде чем выбрать вид солнечных модулей необходимых вам, для начала определитесь, в каких условиях будете их использовать, где будете устанавливать оборудование, каким бюджетом вы располагаете. Самой солнечной электрической системе неважно, какой именно тип батареи будет вырабатывать ток, основной фактор здесь – это показатели получаемой на выходе мощности и силы напряжения. Добиться нужного значения можно используя оба вида панелей, разница будет лишь в том, какую для этого придется задействовать площадь поверхности. И поэтому, если вас не особо волнует объем занятой площади, то без проблем приобретайте батареи на основе поликристаллов с немного большей площадью фотоэлементов. На приобретение этого оборудование вы потратите значительно меньше средств.

Готовая солнечная панель из монокристаллического кремния

Солнечная панель

Автор: П. Морозов

Оцените статью: Загрузка...

Сохраните ссылку чтобы не потерять, она Вам понадобиться:

solntsepek.ru

Монокристаллические солнечные батареи и поликристаллические батареи

Перед покупкой солнечных панелей, в первую очередь, требуется определиться с их типом. При выборе конкретной модификации, как правило, учитывается весь спектр параметров и характеристик. В данной статье будут рассмотрены основные параметры солнечных батарей для домашнего использования, их преимущества и недостатки, а также целесообразность использования выбранной конструкции.Отметим также, что сам термин солнечные панели имеет ряд синонимичных значений, таких как солнечные модули и солнечные батареи – все это представляет класс фотоэлетрических солнечных элементов, использующихся для получения электроэнергии.header солнечные батареи

Свойства кристаллического кремния

На сегодняшний момент подавляющее большинство преобразователей непосредственно энергии солнечных лучей в электрическую энергию изготовлены из кремния. Батареи, изготовленные с применение в качестве основы монокристаллического кремния составили 95% рынка поставок монокристаллические солнечные панелей для использования в частном фонде.

Для применения в фотоэнергетике используется кремний различной степени чистоты. Данный параметр характеризует упорядоченность молекул элемента в кристаллической решетке. Чем более упорядочена структура кремния, тем выше производительность устройств на его основе. Типы солнечных батарей в основном зависят именно от этого фактора.

Достижение высокой степени упорядоченности структуры кремния дорогостоящий технологический процесс. Следовательно, степень чистоты кристалла кремния не всегда является определяющим фактором. Более значимые параметры при выборе солнечных батарей – это эффективность использования поверхности конструкции и пространства, общая экономическая эффективность.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что кристаллический кремний — это основа всех фотоэлектрических элементов, которые подразделяются на моно- и поликристаллические.

Монокристаллические солнечные панели

Отличительной чертой фотоэлементов, произведенных из монокристаллического кремния (mono-Si) служат однородность цвета поверхности и внешнего вида в целом. Данные параметры определяет размерность зерен монокристалла. Слиток монокристаллического кремния выращивается на производстве из исходного сырья и имеет достаточно высокие показатели по частоте и структурированности кристаллической решетки.Фотоэлементы, использующиеся в монокристаллические солнечные панелях, изготавливаются из слитков кремния цилиндрической формы. При этом слиток обрезается со всех сторон для повышения эксплуатационных характеристик и снижения затрат. Этот процесс определяет внешний вид монокристаллов солнечных панелей и делает его достаточно однотипным. Так получаем монокристаллические солнечные батареи.

Таким образом, основное отличие внешнего вида поликристаллических солнечных батарей от аналогов из монокремния – это форма панелей. У монокристаллических конструкций они имеют форму псевдоквадрата.

Достоинства монокристаллических солнечных панелей заключаются в следующем:

  • — Высокая эффективность, объясняющаяся высокой структурированностью материала. Производительность таких конструкций составляет от 17 до 22%.
  • — Снижение габаритных размеров конструкции для обеспечения заданного значения энергии в сравнении с аналогами при те же остальных характеристиках. Т.е. для получения количества энергии в 10 Вт, требуется панель из моно-кремния наименьшего размера.
  • — Максимальная долговечность среди всех типов панелей. При грамотном использовании монокристаллические солнечные панели достаточно купить и установить 1 раз за 25 лет.

Недостатки монокристаллических солнечных батарей:

  • — Высокая стоимость монокристаллических солнечных панелей. Если цена куда более определяющий фактор, чем долговечность и энергоэффективность, то разумнее остановить выбор на других типах панелей, в частности, поликристаллических.
  • — даже незначительная загрязненность панели или тень, закрывающая часть конструкции, могут стать причиной потери производительности всей цепочки. Для устранения данного недостатка целесообразно использовать микроинверторы, предназначенных для уравнивания характеристик работы всей цепи в следствие неравномерной освещенности.

Поликристаллические солнечные панели

Солнечные батареи, изготовленные из поликристаллического кремния, известны на рынке энергопреобразующих товаров с 1981 года. Для их производства не требуется усложненного технологически процесса выращивания монокристаллов по методу Чохральского. Достаточно расплавить кремниевое сырье и залить его в специальные формы для выплавки. После чего блоки нарезаются на пластины квадратной формы. В итоге получаются поликристаллические солнечные батареи.

Достоинства поликристаллические батарей:

  • — общее снижения уровня затрат при производстве. В частности, значительно снижается количество производимых отходов, что дополнительно снижает затраты на переработку и утилизацию.
  • — меньший процент брака при изготовлении.

Но при этом поликристаллические солнечные панели обладают следующими недостатками:

  • -Поликристаллические солнечные панели менее устойчивы к воздействию высоких температур, в отличие от аналогов, произведенных из монокристаллического кремния. Воздействие чересчур высоких температур негативно влияет на производительность конструкции и на ее долговечность. Но так как влияние данного эффекта на характеристики в целом незначительно, акцентировать на нем внимание не стоит.
  • — производительность составляет от 14 до 18%, что примерно на 5% ниже показателей батарей из монокристаллов.
  • — эффективность использования пространства при установке поликристаллических солнечных батарей также ниже, чем у аналогов. Для получения тех же показателей энергетических характеристик требуется задействовать большую площадь.
  • — неоднородность внешнего вида конструкции. При использовании специальных просветляющих покрытий данный недостаток становится фактически незаметным.

Характеристика тонкопленочных панелей.

Солнечные батареи из аморфного кремнияАморные 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.

www.solnpanels.com

Перовскитные солнечные батареи на замену кремнию

Использование энергии солнца, чрезвычайно мощного потенциала Вселенной, рассматривается учёными главной целью обеспечения Земли устойчивым энергоснабжением. Световая энергия преобразуется непосредственно в электричество при помощи уже изобретённых устройств — солнечных батарей. Сейчас (2018 год) большая часть солнечных панелей изготовлена на основе кремния. Элемент 14 группы – кремний, эффективно поглощает свет. Но производство кремниевых панелей обходится крайне дорого.

Перовскитная структура панелей

Учёные мира уже достаточно длительное время работают над альтернативой кремнию – изготовлением структуры панелей солнечных батарей из перовскита. Редкий минерал – титанат кальция (CaTiO3) – он же перовскит, содержит:

  • кальций,
  • титан,
  • кислород.

Все элементы распределяются в определенной молекулярной структуре. Материалы с подобной кристаллической структурой называются перовскитными структурами.

Выступая в качестве светособирающего активного слоя фотовольтаической панели, перовскитные структуры (perovskite solar cells) работают идеально. Эффективно поглощают свет солнца, но при этом обходятся производителям дешевле кремния.

Перовскитные фотовольтаические панели интегрируются в систему батарей достаточно легко и требуют относительно простого оборудования.

Так, перовскиты в фотовольтаике попросту растворяют растворителем и распыляют непосредственно на подложку.

Материалы, изготовленные из перовскитных структур, выглядят потенциально революционными устройствами солнечных элементов. Однако есть и серьезный недостаток: при нагревании отмечается нестабильность функционирования.

Технология производства совершенного перовскита

Не так давно перовскит стал целью исследований группы учёных OIST, возглавляемой профессором Ябином Ци (Yabing Qi). Представители Университета Окинавы разработали устройства, где используется совершенно новый материал перовскита.

Структура отличается стабильностью, эффективным действием и относительно дешевым производством. Похоже, японским специалистам удалось создать инновационный элемент фотоволтаических батарей завтрашнего дня. Разработка подробно опубликована на страницах журнала «Усовершенствованные энергетические материалы».

Созданный прототип имеет три ключевых особенности:

  1. Новинка полностью неорганична – это важный момент, поскольку органические компоненты, как правило, показывают слабую термостабильность и деградируют под действием тепла. Поскольку солнечные элементы сильно греются на солнце, высокая стабильность тепла имеет решающее значение. Заменяя органические части неорганическими материалами, исследователи сделали перовскитные элементы более стабильными.
  2. Полностью неорганические перовскитные фотовольтаические панели обладают более низким поглощением света, чем органическо-неорганические гибриды. В этом заключается вторая особенность. Исследователи OIST допировали созданные ячейки марганцем, чтобы улучшить производительность. Марганец изменяет кристаллическую структуру материала, повышает способность собирать свет.
  3. Электроды конструкции панели, предназначенные переносить ток от ячеек на внешние проводники, сделаны из углерода. Обычно электроды делают золотыми. Углеродные электроды значительно дешевле. Их легче производить – по сути, просто напечатать непосредственно на солнечных элементах.

Между тем, учёным предстоит ещё решить ряд проблем, прежде чем перовскитные панели солнечных батарей приобретут коммерческую привлекательность, подобно кремниевым аналогам.

Проблема долговечности перовскита

Долговечность перовскитовых элементов ограничивается 1-2 годами, тогда как практика применения кремниевых аналогов показывает длительность работы до 20 лет.

Учёные продолжают работать над эффективностью и долговечностью новых ячеек. Попутно разрабатывается процесс изготовления в коммерческих масштабах.

Учитывая, насколько скоро эта технология развилась с момента появления перовскитного солнечного элемента (2009 год), будущее новых ячеек панелей солнечных батарей выглядит многообещающим.

На основе материалов: OIST

zetsila.ru

Солнечные батареи - Новые Системы и Альтернативы

Солнечные батареи

Солнечные батареи – это доступные коммуникации, необходимые для жизни, в обход высоких тарифов на электроэнергию и дорогостоящего содержания дизельной или бензиновой электростанции. Такие установки бесшумно и безопасно трансформируют энергию солнечных лучей в переменный ток с напряжением 220 Вольт.

Стоимость солнечных батарей достаточно высокая, а уровень эффективности не всегда соответствует ожиданиям. Но при правильном подходе к приобретению и установке такая электростанция станет хорошим денежным вложением и рентабельным способом обеспечения отопления, освещения и водонагрева на даче или в частном доме.

Выбор и установка солнечной батареи в полной мере зависит от особенностей климата, интенсивности, условий и цели ее применения. Иногда хватает небольшой мощности, но порой нужна массивная электростанция. Определенный вид солнечных батарей и ее элементов выбирают, исходя из индивидуальных потребностей.

Элементы комплекса солнечной батареи

Солнечная батарея – сборная установка. Она состоит из нескольких элементов. Каждый из них выполняет определенную функцию и является незаменимым. Но купить солнечную батарею можно только, выбирая элементы по отдельности с учетом требований к их мощности и сроку службы.

В состав солнечной батареи входят следующие основные элементы: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумулятор, инвертор.

Все элементы последовательно соединяются друг с другом, образуя единую систему, к которой в зависимости от цели установки добавляются дополнительные компоненты. Например, если солнечная батарея приобретается для отопления дома, цепочку элементов дополняет резервуар для прогревания воды, поступающей в радиаторы.

Солнечные фотоэлектрические панели иначе называют модулями. Они состоят из нескольких фотоэлементов и отвечают, непосредственно, за преобразование солнечной энергии в ток. Аккумулятор накапливает энергию в виде постоянного тока. Солнечный контроллер обеспечивает заряд аккумулятора. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный, который обеспечивает работу бытовых приборов.

Принцип работы солнечной батареи

Солнечная установка преобразует радиацию солнечных лучей в электроэнергию. Модули, изготовленные на основе специального вещества с положительно и отрицательно заряженными частицами, составляют полупроводник. Под воздействием солнца образуется постоянный ток.

Одна часть преобразованной энергии поступает в аккумулятор, другая часть отапливает дом и обеспечивает горячее водоснабжение.

Виды солнечных панелей и их особенности

В настоящее время на рынке продвинутых систем предлагают купить кремниевые или пленочные солнечные батареи. Их главное отличие – сырье, которое применяют для изготовления фотоэлементов, составляющих модули. Естественно, что физические свойства исходного вещества существенно сказываются на параметрах и эффективности солнечной батареи.

Кремниевые и пленочные солнечные панели делятся на несколько разновидностей. Предлагаем рассмотреть основные модификации, существующие на современном рынке высоких технологий.

Кремниевые солнечные батареи

Изготавливают на базе кремния. Кремниевые батареи имеют наиболее высокий КПД. Добыча кремния достаточно распространена в России, что положительно сказывается на стоимости таких модулей. Вот основные разновидности панелей, изготовленных на основе кремния.

Монокристаллические солнечные панели

Производят из монокристаллического кремния. Такое вещество выращивают методом Чохральского, то есть, путем постепенного вытягивания из расплава. Кремний подлежит обработке, а затем режется на тонкие пластины, которые затем используются для вставки в солнечную панель.

Монокристаллические солнечные батареи бывают различной мощности. Они же имеют наибольшую производительность. КПД такой батареи в худшем случае равняется 17%, в лучшем – 22%. То есть, монокристаллические панели преобразуют максимум 22% от падающего солнечного света.

Монокристаллические панели самые мощные из всех, что существуют сегодня на рынке. Хорошая производительность достигается чистотой кремния и однонаправленным расположением кристаллов.

Из всех кремниевых монокристаллические панели являются самыми дорогостоящими, поскольку подвергаются сложной обработке и последующему квадратированию. Для фотогенерации пластины пронизывают сеткой из электродов, которая способна передавать ток с напряжением 12 Вольт и выше.

Поликристаллические солнечные панели

Такие панели еще называют мультикремниевыми. Они изготавливаются на базе кремния, но метод получения и обработки таких пластин кардинально другой. Разница состоит в самом процессе изготовления основного вещества.

Поликристаллический кремний получают путем направленной кристаллизации. При этом крупные зерна каждого кристалла вытесняют мелкие. В ходе процесса полученные кристаллы могут смотреть в разные стороны из-за образования зернистых границ.

Структура поликристаллического кремния несколько негативно влияет на эффективность работы панелей. В разных условиях эксплуатации КПД может составлять от 12% до 18%.

Однако из-за разрозненной направленности кристаллов такие пластины лучше ловят солнечный свет, принимая его с разных сторон. То есть, если с южной стороны небо закрыто облаками или дымкой, кристаллы, обращенные в противоположную сторону, воспринимают свет с севера.

Преимущество поликристаллических панелей перед монокристаллическими – более выгодная цена при приблизительно одинаковых мощностях.

Солнечные панели из аморфного кремния

Такие панели называют тонкопленочными, поскольку они наносятся на подложку тонким слоем. Изготавливаются из производных от кремния, что снижает эффективность. Поэтому КПД таких пластин нельзя назвать высоким – не более 6%. Зато цена довольно приятная в сравнении с пластинами из кремния.

Если бы не заниженное качество базового вещества, такие панели в 20 раз превосходили бы поликристаллические и монокристаллические в плане эффективности. Преимущества солнечных панелей из аморфного кремния – гибкость, небольшая толщина и превосходная степень оптического поглощения.

Существуют также гибридные солнечные панели, но их производство не столь распространено.

Пленочные солнечные батареи

Изготавливаются из аморфных веществ. Их преимущества – небольшой вес и невысокая цена. Прежде чем купить пленочную солнечную батарею, обратите внимание на ее разновидности.

Полимерные

Изготавливаются из различных полимерных веществ, основными из которых являются полифенилен, углеродные фуллерены и фталоциан меди.

Полимерные солнечные панели наделены средней мощностью 50-100 Вт. Соответственно, и КПД у них небольшой – около 6%.

Полимерные солнечные батареи были разработаны не так давно. Это самое молодое изобретение в области электроинженерии. На рынке такие батареи пользуются спросом ввиду невысокой цены, доступности и эластичных свойств.

Панели на основе теллурий-кадмия

Главное преимущество таких панелей – невысокая цена при приемлемом КПД, равном 11%. Многие, изучив информацию по теллурий-кадмию, считают такие пластины небезопасными для человеческого здоровья. В действительности вещество, применяемое в тех количествах, в каких его используют для создания солнечных панелей, не приносит никакого вреда.

Панели на основе селенида меди-индия

Изготавливаются из трех веществ – селенид, медь и индий. Последнее вещество нередко заменяется галлием, что не совсем благоприятно сказывается на эффективности работы изделий. Поэтому, прежде чем купить солнечные панели из селенида меди-индия, проконсультируйтесь у продавца.

В целом, КПД панелей из меди-индия достаточно высокий – от 15% до 20%. Цена примерно равняется стоимости панелей из кремния.

Нюансы установки солнечной батареи

Для установки солнечной батареи важно соблюсти несколько условий:

  1. Перекрытия должны выдерживать большую тяжесть, поскольку батарея имеет приличный вес.

  2. В доме должен быть обеспечен постоянный доступ на крышу, так как зимой с солнечных панелей нужно периодически убирать снег.

  3. Южная сторона крыши, на которой чаще всего устанавливают элементы батареи, должна иметь наклон не менее 45 градусов.

Солнце – неиссякаемый источник энергии. Солнечные батареи – практически единственная альтернатива для дач, расположенных в местах, где электричество включают на короткий промежуток времени, или данная коммуникация отсутствует вообще. Такое часто встречается в отдаленных от городов населенных пунктах и садовых товариществах.

Комплекс солнечной батареи желательно закладывать в проект дома и выполнять установку на этапе строительства. Так расчеты требуемой мощности будут выполнены более грамотно, и тем же можно продлить срок службы солнечной батареи.

Перед тем, как вы соберетесь купить солнечную батарею в Краснодаре, обратитесь к специалистам нашей компании, которые смогут правильно выполнить расчеты и оказать квалифицированную помощь в установке.  

nsia-energy.ru

Как производят солнечные панели

Солнечные батареи являются одним из крупнейших источников возобновляемой "зеленой" энергии в мире. В отличие от других источников, они не выделяют никаких загрязняющих атмосферу веществ, независимо от того будет энергия производится или потребляется. Все чаще люди переходят на возобновляемую энергию не только потому, что это экологически чистый источник энергии, но и потому, что он становится дешевым и эффективным способом. Благодаря технологическим разработкам солнечную энергию стало возможным преобразовывать в тепловую или электрическую. Идеальным выбором в качестве источника энергообеспечения зданий являются солнечные батареи.

Солнечные панели:

  • долговечны (срок службы составляет 25-30 лет)
  • просты в монтаже
  • просты в обслуживании
  • надежны и эффективны

Производство модулей основано на применении кремния. Кремний — второй элемент после кислорода по распространенности в земной коре. В природе в чистом виде кремний найти трудно, чаще всего он встречается в соединении с кислородом – кремнезем (Si02). Этот химический элемент обладает высокой реактивностью, и является в чистом виде важнейшим полупроводником в современной радиоэлектроники, вычислительной технике, альтернативной энергетике. В зависимости от технологий изготовления существуют несколько видов панелей, которые постоянно совершенствуются. Наиболее распространенными видами модулей являются кристаллические и тонкопленочные или аморфные панели.  Кристаллические фотоэлектрические элементы бывают монокристаллические или поликристаллические

монокристаллические и поликристаллические панели

Монокристаллические панели

Монокремниевая пластина представляет собой один кристалл в виде цилиндрических максимально чистых кремниевых слитков, из которых путем резки получают прямоугольные кремневые диски по методу Чохральского. Монокристаллические элементы ― это квадраты с закругленными или срезанными углами,однородные по структуре, толщиной 0,2 — 0,3 мм, темно-синего или черного цвета с антиотражающим покрытием. Монокристаллические солнечные модули отличаются высокой эффективностью, компактностью, обладают наибольшим сроком службы.

Технология изготовления солнечных батарей из монокристаллических элементов достаточно дорогая. Это связано с использованием кремния высокой степени очистки.

Поликристаллические панели

Солнечные пластины из поликремния производятся путем постепенного охлаждения кремневой субстанции. Такая технология производства требует меньше энергозатрат и кремния не самой высокой степени очистки. Обрабатываются блоки поликристаллов так же, как и монокристаллическая заготовка. Поликристаллические панели представляют собой блок кристаллов разного направления, на срезе некоторые кристаллы четко видны, это правильные квадраты синего цвета с антиотражающим покрытием или серебристо-серые без покрытия, толщиной 0,2 – 0,3мм. КПД таких батарей более низкий (от 13% до 18%).

Тонкопленочные (аморфные) солнечных панелей

Основное отличие тонкопленочных или аморфных панелей состоит в напылении тонкого слоя аморфного кремния на подложку. Подкладочным материалом может служить либо гибкая (пластик) либо жесткая (стекло или металл) основа. Аморфные панели от других видов можно отличить по их темно-серому цвету, они гибкие, компактные и легкие. Стоимость ниже  традиционных кремниевых. Такие батареи прекрасно работают при большой запыленности воздуха, им достаточно рассеянного света.  Последние инновации в разработке кремниевой пленки привели к производству эффективных многопереходных солнечных батарей, которые содержат несколько слоев кремния. Разные полупроводниковые материалы поглощают солнечный свет по-разному, таким образом, захватив весь спектр излучений.

Как производят солнечные панели? was last modified: Апрель 10th, 2017 by JenniferThompson

teplo-klimat.com

новая технология создания ультратонких солнечных батарей готова к применению

Сокращение объема кремния, который используется для производства фотоэлектрических панелей, было и остается главной целью многих перспективных стартапов. И вот теперь новый игрок выходит на ринг: встречайте Twin Creeks Technologies.

Компания запускает в продажу машину, которая позволит значительно сократить использование кремния в солнечных батареях. Машина, названная именем титана из древнегреческой мифологии — Гиперион (Hyperion), создает кремниевые пластины толщиной в 20 микрон, в то время как нынешние аналоги создают продукт толщиной 200 мкм. Об этом журналистам сказал Шива Сиварам, генеральный директор Twin Creeks Technologies.

Возможность использовать то же количество кремния, чтобы сделать больше фотоэлектрических ячеек означает сокращение капитальной стоимости оборудования, которая измеряется в долларах на ватт. Ввод Hyperion в эксплуатацию может снизить капитальные затраты на оборудование на 50 процентов для типичной вертикально-интегрированной компании, которая сама ответственна практически за всю технологическую цепочку: от подготовки кремния до создания солнечных панелей. Сиварам сказал, что использование Hyperion на большом заводе — годовой объем производства 100 МВт и более — приведет сокращению издержек на производство фотоэлектрических ячеек на 40 центов за ватт.

Напомним, плоские подложки из обработанных кусков кремния на данном этапе служат в качестве основного материала для солнечных батарей. Солнечные панели, которые вы сегодня можете увидеть на крыше, состоят из ряда фотоэлементов, находящихся бок о бок. Twin Creeks является одним из многих стартапов, которые ищут пути и технологические решения, которые позволили бы использовать меньше кремния, чтобы сделать солнечные батареи. Цены на подобную продукцию быстро снижались в последние годы благодаря проблеме избыточного предложения на рынке, но они должны упасть еще больше: только так солнечные батареи можно будет сделать экономически конкурентоспособными по сравнению с источниками электроэнергии на угле или природном газе.

К слову, Министерство энергетики США финансирует разработчиков перспективных технологий следующего поколения для того, чтобы достичь своей амбициозной цели: снижения стоимости строительства гелиоэнергетического проекта до 1 долл. за ватт — без государственных дотаций — к 2020 году. Сейчас масштабные проекты, строительство которых финансируют коммунальные предприятия, по-прежнему являются относительно дорогостоящими, а проектировка и ввод в эксплуатацию малых энергоблоков, таких как солнечные панели для крышах жилых домов, обойдется в несколько раз больше.

Другие стартапы работают над созданием тонких кремниевых пластин или более дешевых аналогов обычных фотоэлектрических ячеек. В списке этих фирм находятся 1366 Technologies и Astrowatt. Последняя как и Twin Creeks работает над созданием тонких подложек из монокристаллического кремния, который имеет кристаллическую структуру, что позволяет делать конечный продукт тоньше без ущерба для его производительности. 1366 Technolo, с другой стороны, стремится сделать пластины из поликристаллического кремния значительно дешевле за счет устранения нескольких технологических этапов (пластины поликристаллического кремния не могут быть очень тонкими, иначе они будут ломаться).

Продукция на основе монокристаллического кремния стоит дороже, чем поликристаллические аналоги, но из него делают солнечные батареи, которые могут преобразовать большее количество солнечного света в электричество. SunPower создает наиболее эффективные фотоэлектрические ячейки из монокристаллического кремния на данном этапе.

Как это работает?

Устройство Twin Creeks для своей работы нуждается в сырье из толстых блоков кремния. Hyperion бомбардирует кремний ионами водорода, которые проникают в материал на глубину в 20 микрон. Ионы создают слой пузырьков, и, когда пластина помещается в печь и нагревается, пузырьки расширяются и отделяют верхний слой толщиной в 20 микрон от остальной части блока кремния. Остатки кремния затем используются снова и снова. По словам Сиварама, только так мы можем получать больший эффект от одного и того же объема материалов, чтобы повысить продуктивность.

Hyperion является первым коммерческим предложением Twin Creeks Technologies, поскольку компания решила изменить свой бизнес-план и перешла от создания фотоэлектрических элементов и сборки их в панели к продаже оборудования для изготовления кремниевых пластин. Стартап из Сан-Хосе, США, основанный в 2008 году, смог привлечь 93 млн. долларов в форме капиталовложений инвесторов, среди которых присутствуют Crosslink Capital, Bechmark Capital Артис Capital Management и DAG Ventures.

Ранее инженеры Twin Creeks хотели построить завод по производству фотоэлектрических ячеек и панелей в Миссисипи, США. Для этих целей стартап получил 80 млн. долларов в форме кредита от государства. Компания построила завод, который сейчас служит в качестве лаборатории для ее клиентов. Там потенциальные покупатели могут испытать оборудование компании и выяснить, как оно будет вписываться в их заводы. Завод в Миссисипи способен производить фотоэлектрические ячейки совокупной мощностью 25 МВт в год. Стартап планирует расширить объем производства на 100 МВт. Компания начала строительство завода по производству ячеек и панелей мощностью 100 МВт в Малайзии в 2010 году, но с тех пор данный проект был приостановлен.

Фотографии: Twin Creeks Technologies

Источник

___________________________________________________________

Сэкономить расход электроэнергии, это еще один способ уменьшить свое влияние на окружающую среду. Один из способов это сделать — это правильный  монтаж наружного блока кондиционера , что позволит сэкономить до 30%, а то и больше энергии на его работу.

Читайте также:

www.ekopower.ru