סקירה השוואתית של סוגים שונים של פאנלים סולאריים

אנרגיה חלופית המפתחת ביותר באירופה, המציגה את התוצאות של הלקוחות הפוטנציאליים שלהם. ישנם סוגים חדשים של פאנלים סולאריים, הגדלת היעילות שלהם.

אם תרצה, לאבטח את העבודה במבנה תעשייתי או הנחות על חשבון אנרגית שמש, יש צורך מראש ללמוד על ההבדלים בין הציוד, כדי להבין מה פאנלים סולאריים מתאימים לתנאי האקלים באזור מסוים.

אנחנו נעזור לך להבין את השאלה הזאת. המאמר מתאר את עקרון העבודה של תאים פוטו-וולטאים, מספק סקירה של סוגים שונים של תאים סולריים עם מאפיינים, יתרונות וחסרונות. לאחר עיון בחומר, אתה יכול לעשות את הבחירה הנכונה עבור הסדרת סולאריים יעילים.

עקרון הפעולה של פאנלים סולאריים

הרוב המכריע של פאנלים סולאריים הם במובן הפיזי של הממירים הפוטואלקטרי. Electrogenerating אפקט מתרחש באתר של צומת p-n המוליכים למחצה.

הפנל מורכב משתי פרוסות סיליקון בעל מאפיינים שונים. תחת הפעולה של אור באחת מהן יש חוסר של אלקטרונים, ובאחר - כי השפע שלהם. לכל צלחת רצועות אספן של נחושת, אשר מחוברות לממתח ממיר.

פנל סולארי תעשייתי מורכב ריבוי של תאי פוטו למינציה, מלוכד יחד מצורף מצע גמיש או קשיח.

יעילות הציוד תלוי במידה רבה על טוהר גביש סיליקון והכיוון שלה. הוא פרמטרים אלה, מהנדסים מנסים לשפר בעשור האחרון. הבעיה העיקרית כאן היא העלות הגבוהה של תהליכים העומדים בבסיס טיהור צורן ההסדר של גבישים בכיוון אחד בלוח כולו.

סמיקונדקטורס, תאים פוטו-וולטאים יכול להיעשות לא רק סיליקון, אלא גם של חומרים אחרים - עיקרון חיי סוללה הוא לא השתנה.

סוגי תאים פוטו

לסווג פנלים סולאריים תעשייתיים על המאפיינים המבניים שלהם שכבת פוטו סוג העבודה.

הבחנה מסוג סולל על סוג המכשיר:

• לוחות גמישים;
• מודולים נוקשים.

לוחות סרט דק גמישים בהדרגה תופסים נישה חשובה יותר ויותר בזכות השוק ההולך וגדל גמישות, כי אתה יכול להתקין אותו על המשטחים ביותר עם מגוון רחב של אדריכלים צורות.

על ידי עבודה שכבת פוטו סוג של תאים סולריים נחלקים את הגרסאות הבאות:

1. הסיליקון: monocrystalline, רב-גבישים, אמורפי.
2. טלור-קדמיום.
3. הודו מבוססת על נחושת selenide גליום.
4. פולימר.
5. אורגני.
6. בהתבסס על גליום ארסניד.
7. בשילוב ורב-שכבתי.

ריבית עבור הצרכנים בכלל לא כל סוגי פנלים סולאריים, אלא רק תת-מין שני הגבישים הראשונים.

למרות שכמה סוגים אחרים של לוחות ויש לי הופעה גדולה, אבל בגלל העלות הגבוהה, הם לא נפוצים.

תאים פוטו הסיליקון רגישים לחום. טמפרטורת בסיס המדידה של ייצור חשמל היא 25 ° C. עם יעילות לוחות הגדלת אחד ומידתה יורדת ב 0.45-0.5%.

הבא יידונו פאנלים סולאריים, אשר מייצגים את האינטרס הצרכני הגדול.

מאפייני לוחות מבוססי סיליקון

הסיליקון תאים סולריים עשויים אבקת קוורץ - מחורץ גבישי קוורץ. פיקדונות העשירים של חומרי הגלם הם במערב סיביר אוראל התיכון, כך הסיכויים של תחום האנרגיה הסולארית הן בלתי מוגבלות כמעט.

גם עכשיו לוחות סיליקון גבישי אמורפי לכבוש יותר מ 80% מהשוק. לכן כדאי לשקול אותם ביתר פירוט.

פאנל סיליקון Monocrystalline

פרוסות סיליקון יחידות קריסטל מודרני (מונה-סי) יש צבע כחול כהה אחיד על פני השטח כולו. עבור הייצור שלהם באמצעות סיליקון הטהור ביותר. תאי שמש מונוקריסטלים בין כל פרוסות סיליקון יש את המחיר הגבוה ביותר, אך מספקים את הטוב ביותר ואת יעילות.

ייצור גבוה עלות בשל מורכבות של האורינטציה של גבישי סיליקון בכיוון אחד. בגלל מאפיינים פיזיים אלה של השכבה עבודה מובטחת יעילות מקסימלית רק שכיחות בניצב של אור השמש על פני השטח של פרוסות סיליקון.

סוללות מונוקריסטלים דורשות ציוד נוסף, אשר אותן בסבב באופן אוטומטי לאורך היום כדי מטוס הפנל היה בניצב קרני השמש ככל האפשר.

שכבות של סיליקון עם קריסטלים אוריינטציה צד אחד נחתכים מתוך סרגל מתכת גלילי, כך מוכן בלוקים הפוטואלקטרי יש צורה של פינות מעוגלות של ריבוע.

היתרונות של תאי סיליקון חד גביש כוללים:

1. יעילות גבוהה עם שווי של 17-25%.
2. צפיפות - פחות התקנה וציוד שטח ליחידת הכוח, לעומת לוחות סיליקון רב-גבישי.
3. עמיד - יעיל ייצור חשמל מספיק מובטח ל 25 שנים.

ליקויים סוללות אלה הן רק שתיים:

1. העלות הגבוהה והחזר לטווח ארוך על ההשקעה.
2. רגישות לזיהום. האבק מפזר אור, כך שכיסה את קולטי השמש מצטמצם יעיל בחדות.

בגלל הצורך monocrystalline שמש ישיר פאנלים סולאריים מותקנים בעיקר באזורים פתוחים או על גבי. ככל לאזור קו המשווה וככל שזה בימי שמש, יותר עדיף התקנה של סוג זה של תאים פוטו-וולטאים.

פאנלים סולאריים Polycrystalline

פאנל Polycrystalline סיליקון (multi-סי) יש נטייה של גבישים תכליתי בשל צבע כחול בעוצמה בלתי אחיד. טוהר סיליקון המשמש בייצור שלהם, נמוך במעט עמיתיהם גביש היחידים.

קריסטל כיוונית Omni מספק יעילות גבוהה תחת אור מפוזר - 12-18%. זה נמוך יותר מאשר את הגבישים חד כיווני, אך לוחות כאלה יעילים יותר בתנאי מזג אוויר מעוננים.

ההטרוגניות של החומר ומוביל להקטין את עלויות הייצור של סיליקון. המתכת המטוהרת עבור פנלים סולאריים polycrystalline בלי תחבולות מיוחדות שפכו לתוך תבניות.

המשמשים לייצור של טכניקות מיוחדות ליצירת גבישים, אבל ההתמקדות שלהם אינו נשלט. לאחר הרגעות, שכבות סיליקון נחתכות ומעובדות על ידי אלגוריתם מיוחד.

לוחות Polycrystalline אינם דורשים נטייה מתמדת כלפי השמש, ולכן הם משמשים באופן פעיל על ידי הצבת גגות של בתים ובניינים תעשייתיים.

היתרונות של תאים סולריים עם קריסטלים רבים-כיוונית כוללים:

1. יעילות גבוהה תחת אור הסביבה.
2. אפשרות של התקנה קבועה על גגות של בניינים.
3. עלות נמוכה יותר לעומת לוחות חד גביש.
4. משך הפעולה - ירידה ביעילות ב 20 שנות פעילות היא רק 15-20%.

חסרונות של לוחות גבישים זמינים גם:

1. יעילות מופחתת עם שווי של 12-18%.
2. bulkiness היחסית - דורש יותר מקום להתקנה ליחידת הכח לעומת עמיתיהם הגביש היחידים.

פאנלים סולאריים Polycrystalline צוברים יותר ויותר נתח שוק לתאי סיליקון אחרים. זה ספק פוטנציאל גדול להפחית את עלות הייצור שלהם. מדי שנה מגדילה את היעילות של לוחות כאלה, מתקרבת במהירות 20% במוצרים המוניים.

פאנל סולארי של סיליקון אמורפי

המנגנון של ייצור של פנלים סולאריים עשויים סיליקון אמורפי הוא שונה במהותו מן לייצור אלמנטי פוטו גבישים. בשימוש במסמך אינו מתכת שאינה טהורה הידריד שלה, אדים חמים כי מופקדים על המצע.

כתוצאה מכך, קריסטלים קלסי הטכנולוגיה הזו נוצרת, ואת עלויות הייצור מופחתות בחדות.

נכון לעכשיו, ישנם שלושה דורות של לוחות סיליקון אמורפי, שכל אחד מהם מגביר את יעילות משמעותית. אם מודולים פוטו הראשון יש יעילות 4-5%, כעת בשוק נמכרים בכמויות גדולות של מודל הדור השני עם יעילות של 8-9%.

יש אמורפיים פנל ההתפתחות האחרון יעיל של עד 12% וכבר מתחיל להופיע במכירה, אבל הם עדיין די יקרים.

בשל התכונות של טכנולוגיית ייצור זו, כדי ליצור שכבת סיליקון יכול להיות נוקשה, ואת המצע הגמיש. מסיבה זו, מודולים מסיליקון אמורפי נמצאים בשימוש נרחב מודולים סולאריים גמישים סרט דק. אבל האפשרויות עם מצע גמיש הרבה יותר יקר.

מבנה פיסיקלי כימי של סיליקון אמורפי ממקסמת לקלוט פוטונים אור חלש מפוזרים לייצור חשמל. לכן, לוחות כאלה מתאימים לשימוש באזורים הצפוניים עם שטחים גדולים בחינם.

אי הפחתת ביצועי סוללה מבוססת על סיליקון אמורפי בטמפרטורה גבוהה, ולמרות שהן פחותים בפנלי פרמטר זה של גליום ארסניד.

לסיכום, אנו יכולים למצוא את היתרונות של פאנלים סולאריים אמורפי:

1. רבגוני - האפשרות לייצור פנלים גמישים ודקים, סוללות רכובות על שום צורתו אדריכלית.
2. יעילות גבוהה לאור מתפזר.
3. פעולה יציבה בטמפרטורות גבוהות.
4. הפשטות והאמינות של העיצוב. לוחות אלו הם כמעט בלתי שבירים.
5. פונקציונלי בתנאים קשים - בביצועים פחות על פני השטח של האבק מאשר עמיתיהם גבישים

חיי השירות של אלמנטים פוטוולטאית, החל מהדור השני של 20-25 שנים טיפת כוח 15-20%. החסרונות של הלוחות רק צריכים שטחים גדולים עשויים לכלול סיליקון אמורפי כדי להתאים את ציוד הכח הנדרש.

התקני beskremnievyh סקירה

פאנלים סולאריים חלק שנעשו באמצעות מתכות נדירות ויקרות, יש יעילות של מעל 30%. הם פעמים רבות יותר יקר מאשר עמיתיהם סיליקון שלהם, אבל עדיין לקחו נישת סחר ההייטק, בזכות מאפייניה המיוחדים.

פאנלים סולאריים של מתכות נדירות

ישנם מספר סוגים של פאנלים סולאריים עשויים מתכות נדירות, ולא כולם בעלי יעילות גבוהה יותר מזו של מודולים סיליקון monocrystalline.

עם זאת, היכולת לעבוד בתנאים קיצוניים, מאפשרת ליצרנים של פנלים סולאריים להפקת מוצרים תחרותיים לערוך מחקר נוסף.

סגסוגות העיקריים המשמשים לייצור תאים פוטו-וולטאים, הם קדמיום טלוריד (CdTe), selenide גליום, הודו-נחושת (סיגריות) ו selenide נחושת-אינדיום (CIS).

קדמיום - מתכת רעילה, אינדיום, גליום טלור הם די נדירים ויקרים, ולכן הייצור ההמוני של פנלים סולאריים על הבסיס שלהם, אפילו באופן תיאורטי אפשר.

היעילות של לוחות כאלה היא ברמה של 25-35%, אם כי במקרים חריגים, ניתן להגיע עד 40%. מוקדם יותר, הם שימשו בעיקר בתעשיית החלל, ועכשיו יש לו כיוון פרספקטיבה חדשה.

בשל הפעולה היציבה של photocells של המתכות הנדירות בטמפרטורות של C ° 130-150 משמשים תחנות כוח תרמו-סולאריות. לפיכך שמש מעשרות או מאות מראות מרוכזים לבר קטן בו זמנית מייצר חשמל ומעביר מחליף חום מים בחום.

כתוצאה לחימום המים מייצר קיטור, גורמת הטורבינה להפקת חשמל. לפיכך אנרגיה סולארית מומרת לאנרגיה חשמלית בשתי דרכים בו זמנית עם יעילות מקסימלית.

עמיתיהם פולימר אורגני

מודולים פוטו המבוססים על תרכובות אורגניות פולימריים התפתחו רק בעשור האחרון, אך חוקרים כבר השיגו הצלחה ניכרת. ההתקדמות הגדולה מדגימה החברה האירופית Heliatekאשר מצויד כבר עם פאנלים סולאריים אורגניים כמה גורדי שחקים.

העובי של מבנה מסוג גליל סרט שלה HeliaFilm הוא רק 1 מ"מ.

בשנת הייצור של פאנלים פולימריים בשימוש חומרים כגון פולרנים פחמן, Phthalocyanine נחושת, polyphenylene, ואחרים. היעילות של תאים סולריים כאלה הגיעה 14-15%, ועלות הייצור היא מספר פעמים פחות פנלים סולריים גבישים.

בעיה חריפה של שפלה של החיים האורגניים של שכבת העבודה. זאת כדי לאשר רמה של יעילות תוך כמה שנים של המבצע אינו אפשרי.

היתרונות של פאנלים סולאריים אורגניים הם:

• האפשרות של סילוק ידידותי לסביבה;
• עלות נמוכה של ייצור;
• עיצוב גמיש.

החסרונות של תאים סולריים כאלה כוללים יעילות נמוכה יחסית והעדר המידע אמין לגבי עיתוי לוחות פעולה יציבים. יתכן כי ב 5-10 שנים, כל החסרונות של תאים סולאריים אורגניים ייעלמו, והם יהפכו מתחרים רציניים על פרוסות סיליקון.

מהו פאנל סולארי לבחור?

הבחירה של פאנלים סולאריים עבור הבתים בעיר בקו רוחב של 45-60 מעלות לא קשה. כאן יש צורך לשקול רק שתי אפשרויות: לוחות סיליקון רב-גבישי ו monocrystalline.

עם גירעון של מקומות עדיף לתת עדיפות מודלים יעילים יותר עם אוריינטציה חד צדדית של גבישים, מומלץ לרכוש סוללה רב-גבישי עם מרחב בלתי מוגבל.

בחירת יצרן ספציפי, את הכוח הדרוש והציוד הנוסף טוב בהשתתפות מנהלי חברות העוסקות במכירת והתקנת ציוד כזה. אתה צריך לדעת כי האיכות והמחיר של מודולים PV מן היצרנים גדולים שונה מעט.

זכור כי בעת הזמנת סט של ציוד "סוהר", העלות של פאנלים סולאריים עצמם יהיו רק 30-40% מכלל תושבי העיר. תקופת ההחזר של פרויקטים כאלה הוא 5-10 שנים, תלוי ברמת צריכת האנרגיה ואת האפשרות של מכירת עודפי החשמל לרשת העיר.

כמה אמנים מעדיפים לאסוף פאנלים סולאריים עצמו. באתר שלנו יש מאמרים המפרט טכנולוגיית ייצור של לוחות כאלה, חיבור וחיבורם של מערכות סולאריות לחימום.

אנו ממליצים לקרוא:

1. כיצד להפוך את תא סולארי עם הידיים שלו: הדרכה על הרכבה עצמית
2. מערכות חימום סולארי: טכנולוגיות ניתוח הסדר חימום המבוססים על מערכות סולאריות
3. Solar תרשים חיווט: הבקר, הסוללה ומערכה המשרתת

מסקנות וסרטי וידאו שימושי בנושא

קטעי וידאו מוצגים מציגים את המבצע של פנלים סולאריים שונים בתנאים של עולם אמיתיים. הם גם יעזרו להבין את הסוגיות הקשורות מבחר ציוד.

כללים בבחירת פנלים סולאריים וציוד נלווה:

סוגי פאנלים סולאריים:

בדיקה של לוחות monocrystalline ו-גבישים:

עבור משקי בית חלופה מתקנים תעשייתיים קטנים צחי לוחות סיליקון יש לא. אבל קצב ההתפתחות של סוגים חדשים של תאים סולאריים מאפשר לנו לקוות כי בקרוב את האנרגיה של השמש תהיה המקור העיקרי של חשמל בבתים פרבריים רבים.

כל מעוניין הבחירה ושימוש תאים סולריים להציע הערות, לשאול שאלות ולהשתתף בדיונים. יצירת קשר טופס ממוקם בגוש התחתון.