En sammenlignende oversikt over de forskjellige typer av solcellepaneler

Alternative Energy utvikler mest i Europa, viser resultatene av sine prospekter. Det er nye typer solcellepaneler, øker effektiviteten.

Om ønskelig, sikre arbeidet med en industribygning eller lokaler på bekostning av solenergi, er det nødvendig pre lære om forskjellene mellom utstyr, for å forstå hva solcellepaneler er egnet for de klimatiske forholdene bestemt region.

Vi vil hjelpe deg til å forstå dette spørsmålet. Artikkelen beskriver virkemåte av fotoelektriske celler, gir en oversikt over forskjellige typer av solceller med sine særtrekk, fordeler og ulemper. Etter gjennomgang av materialet, kan du gjøre det riktige valget for å arrangere effektiv solenergi.

Prinsippet for virkemåten av solcellepaneler

De aller fleste av solcellepaneler er i fysisk forstand av de fotoelektriske omformere. Electrogenerating virkning opptrer på stedet av en halvleder pn-overgang.

Panelet består av to silisiumskiver med ulike egenskaper. Under påvirkning av lys i en av dem er det en mangel på elektroner, og i den andre - at deres overflod. Hver plate har en kollektor strimler av kobber, som er koblet til spennings omformere.

Industriell solcellepanel består av et antall av fotoelektriske celler lamineres, bindes sammen og festet til en fleksibel eller stiv substrat.

utstyr effektivitet i stor grad avhenger av renheten av silisium krystall og dens orientering. Det er disse parametrene, ingeniører prøver å forbedre det siste tiåret. Hovedproblemet her er den høye kostnaden for de prosesser som ligger til grunn for silisium rensing og arrangement av krystaller i en retning på hele panelet.

Halvledere, kan fotoelektriske celler, gjøres ikke bare silisium, men også av andre materialer - Batterilevetid prinsippet Det er ikke endret.

Typer av solceller

Klassifisere industrielle solcellepaneler på deres strukturelle egenskaper og arbeidstypen fotoelektrisk lag.

Skille disse typer batterier på enhetstype:

• fleksible paneler;
• stive moduler.

Fleksible tynnfilm-paneler gradvis okkuperer en stadig viktigere nisje i markedet takket være sin montering fleksibilitet, fordi du kan installere det på de fleste overflater med en rekke arkitektoniske former.

Ved å arbeide typen fotoelektriske lag av solceller er delt inn i følgende varianter:

1. Silisium: monokrystallinske, polykrystallinske, amorfe.
2. Tellur-kadmium.
3. India er basert på gallium selen kobber.
4. Polymer.
5. Organisk.
6. Basert på galliumarsenid.
7. Kombinert og flere lag.

Interesse for vanlige forbrukere er ikke alle typer solcellepaneler, men bare de to første krystallinske underarter.

Selv om noen andre typer paneler og har en god ytelse, men på grunn av de høye kostnadene, de er ikke utbredt.

Silisium-fotoceller er følsomme for varme. Den grunntemperaturen for måling av kraftgenerering er 25 ° C. Med økende en grad panelene effektivitet reduseres ved 0,45 til 0,5%.

Deretter vil bli diskutert solcellepaneler, som representerer den største forbrukernes interesse.

Karakteristika for de silisiumbaserte plater

Silisium solceller fremstilt av kvartspulver - frest kvartskrystaller. De rikeste forekomster av råvarer er i Vest-Sibir og Midt-Ural, så utsiktene for dette området av solenergi er tilnærmet ubegrenset.

Selv nå krystallinske og amorfe silisium paneler okkupere mer enn 80% av markedet. Derfor er det verdt å vurdere dem nærmere.

Monokrystallinske silisium panel

Moderne enkeltkrystallsilisiumskiver (mono-Si) har en jevn mørk blå farge på hele overflaten. For deres fremstilling ved bruk av de mest rent silisium. Monokrystallinske solceller blant alle silisiumskiver har den høyeste pris, men gi den beste og effektivitet.

Høye fremstillingskostnader på grunn av kompleksiteten av orienteringen til silisiumkrystaller i en retning. På grunn av disse fysiske egenskaper av arbeidslaget sikres maksimal virkningsgrad bare ved vinkel forekomst av sollys på overflaten av skiven.

Monokrystallinske batterier krever ekstra utstyr, som automatisk roterer dem i løpet av dagen til panelet flyet var vinkelrett på solstrålene så mye som mulig.

Lag av silisium med en side orienterte krystaller er kuttet ut av en sylindrisk metallstang, slik at ferdige fotoelektriske blokkene har form av avrundede hjørnene i et kvadrat.

Fordelene med enkelt-krystall silisium celler inkluderer:

1. høy effektivitet med en verdi på 17-25%.
2. tetthet - mindre plass utstyr for installering per enhet av kraft, sammenlignet med polykrystallinske silisiumplater.
3. holdbarhet - tilstrekkelig kraftgenereringseffektiviteten er sikret til 25 år.

Mangler i disse batteriene er bare to:

1. Den høye kostnaden og langsiktig avkastning på investeringen.
2. Følsomhet overfor forurensning. Støvet sprer lyset, slik at det dekket solpanelene er sterkt redusert effektivitet.

På grunn av behovet for direkte sollys monokrystallinske Solcellepaneler er installert hovedsakelig i åpne områder eller på toppen. Den nærmere ekvator området og desto mer solrike dager, mer foretrukket installasjon av denne type solceller.

Polycrystalline solcellepaneler

Polykrystallinsk silisium panel (multi-Si) har en ikke-ensartet intensitet blå farge på grunn allsidig orientering av krystaller. Rent silisium som brukes ved deres fremstilling, noe lavere enn enkeltkrystall motstykker.

Retnings krystallen gir høy effektivitet i henhold til diffust lys - 12 til 18%. Det er lavere enn i de enveis krystaller, men slike plater er mer effektive i overskyet vær.

Heterogeniteten av materialet og fører til lavere produksjonskostnader for silisium. Det rensede metall for polykrystallinske solceller uten spesielle innretninger helt i former.

Brukes i produksjon av spesielle teknikker for dannelse av krystaller, men deres fokus er ikke kontrollert. Etter avkjøling blir silisium lag skjæres og bearbeides av en spesiell algoritme.

Polycrystalline paneler ikke krever konstant orientering mot solen, slik at de brukes aktivt ved å plassere takene av hus og industribygg.

Fordelene med solceller med flerretning krystaller omfatter:

1. høy effektivitet under omgivende lys.
2. Mulighet for fast installasjon på takene av bygninger.
3. lavere kostnader sammenlignet med enkelt-krystall paneler.
4. Varigheten av operasjonen - reduksjon i effektiviteten i 20 års drift er bare 15-20%.

Ulemper av polykrystallinske paneler er også tilgjengelige:

1. redusert effektivitet med en verdi på 12-18%.
2. relativ bulkiness - krever mer plass for installasjon per enhet av energi sammenlignet med enkeltkrystall motstykker.

Polycrystalline solcellepaneler blir stadig mer og mer markedsandeler til andre silisium celler. Det ga et stort potensial for å redusere kostnadene for produksjonen. Årlig øker og effektiviteten av slike paneler blir raskt nærmer seg 20% ​​i masse produkter.

Solpanel av amorft silisium

Mekanismen for produksjon av solcellepaneler laget av amorft silisium er fundamentalt forskjellig fra fremstillingen av krystallinske fotoelementer. Anvendt heri er ikke en ren ikke-metall og dets hydrid, varme damper som er avsatt på substratet.

Som et resultat av denne teknologi klassiske krystaller dannes, og produksjonskostnadene reduseres kraftig.

For tiden er det tre generasjoner av amorfe silisiumplater, som hver øker effektiviteten betraktelig. Hvis den første fotoelektriske moduler har effektivitet 4-5%, som nå er på markedet selges i store mengder av andre-generasjons modell med en effektivitet på 8-9%.

Amorfe siste utviklingen panel har en virkningsgrad på opp til 12% og har allerede begynt å dukke opp i salget, men de er fortsatt ganske dyrt.

På grunn av de trekk ved denne fremstillingsmåte, for å lage silisiumlaget kan være så stiv, og den fleksible substrat. På grunn av dette, er modulene fra amorft silisium er mye brukt i fleksibel tynnfilm solcellemoduler. Men alternativene med et fleksibelt substrat er mye dyrere.

Fysikalsk-kjemiske struktur av amorft silisium maksimerer absorbere fotoner svak spredt lys til å generere elektrisitet. Derfor er slike paneler er egnet for bruk i nordområdene med store områder som er frie.

Ingen reduksjon i batteriytelse basert på amorft silisium og ved høy temperatur, selv om de er underlegne i denne parameteren paneler av galliumarsenid.

Oppsummering, kan vi finne fordelene ved amorfe solcellepaneler:

1. allsidighet - muligheten for fremstilling av fleksible og tynne paneler, batterier som er montert på en hvilken som helst arkitektonisk form.
2. høy effektivitet i diffust lys.
3. stabil operasjon ved høye temperaturer.
4. Enkelhet og pålitelighet av design. Disse panelene er nesten uknuselige.
5. Funksjonalitet i vanskelige forhold - mindre forringelse av ytelsen på overflaten av støvet enn de krystallinske motstykker

Levetiden til de fotoelektriske elementer, og starter med den andre generasjonen av 20-25 år ved en strømbrudd på 15-20%. Ulempene med panelene bare trenger store områder kan omfatte amorft silisium for å romme den nødvendige effekten utstyr.

Oversikt beskremnievyh enheter

Noen solcellepaneler gjort ved hjelp sjeldne og kostbare metaller, har en virkningsgrad på over 30%. De er mange ganger dyrere enn sine silisium kolleger, men likevel tok en high-tech handel nisje, takket være sine spesielle egenskaper.

Solcellepaneler av sjeldne metaller

Det finnes flere typer av solcellepaneler laget av sjeldne metaller, og ikke alle av dem har en virkningsgrad høyere enn det monokrystallinske silisium moduler.

Men evnen til å arbeide under ekstreme forhold, gjør at produsenter av solcellepaneler å produsere konkurransedyktige produkter og gjennomføre ytterligere undersøkelser.

De viktigste legeringer som brukes for fremstilling av fotoelektriske celler, er kadmiumtellurid (CdTe), gallium selenid, India-kobber (CIGS) og kopper-indium selen (CIS).

Kadmium - et toksisk metall, indium, gallium og tellur er ganske sjeldne og kostbare, slik at masseproduksjon av solcellepaneler på sin basis, selv teoretisk umulig.

Effektiviteten av slike paneler er på et nivå på 25-35%, men i spesielle tilfeller kan nå opp til 40%. Tidligere ble de brukt hovedsakelig i romfart, og har nå et nytt perspektiv retning.

På grunn av den stabile drift av fotocellene for de sjeldne metaller ved temperaturer på 130-150 ° C anvendes i solvarme kraftverk. Således sollys fra flere titalls eller hundrevis av speil konsentrert til en liten bar som samtidig genererer elektrisitet og det overfører varme vann-varmeveksleren.

Som et resultat av oppvarming av vannet genererer damp, noe som fører til turbinen for å rotere og generere elektrisitet. Således solar energi omdannes til elektrisk energi på to måter samtidig med maksimal effektivitet.

Polymer og organiske motstykker

Solcellemoduler basert på organiske og polymere forbindelser begynte å utvikle bare i det siste tiåret, men forskere har allerede oppnådd betydelig suksess. Størst fremgang viser det europeiske selskapet HeliatekSom allerede er utstyrt med organiske solcellepaneler noen høyhus.

Tykkelsen av dens filmrullen type struktur HeliaFilm er bare 1 mm.

Ved fremstilling av polymere paneler anvendes stoffer som karbon, fullerener kobberftalocyanin, polyfenylen, og andre. Effektivitet av fotoelektriske celler har nådd 14-15%, og produksjonskostnadene er flere ganger mindre enn krystallinske solcellepaneler.

Akutt problem for nedbrytning av organisk liv av arbeidslaget. Ennå ikke bekrefte et nivå av effektivitet i løpet av få års drift er ikke mulig.

Fordelene med organiske solcellepaneler er:

• muligheten for miljøvennlig deponering;
• lave produksjonskostnader;
• fleksibel konstruksjon.

Ulempene ved slike solceller omfatter forholdsvis lav effektivitet og mangel på pålitelig informasjon om tidspunktet for stabil drift paneler. Det er mulig at i 5-10 år, blir alle ulempene med organiske solceller forsvinne, og de vil bli alvorlige konkurrenter for silisiumskiver.

Hva er et solcellepanel til å velge?

Valget av solcellepaneler for rekkehusene på en breddegrad på 45-60 ° er ikke vanskelig. Her er det nødvendig å vurdere bare to alternativer: polykrystallinske og monokrystallinske silisium paneler.

Med et underskudd på steder bedre å gi prioritet til mer effektive modeller med en ensidig orientering av krystallene, er det anbefalt å kjøpe polykrystallinsk batteri med ubegrenset plass.

Velge en bestemt produsent, den nødvendige makt og tilleggsutstyr bedre med deltakelse av ledere av selskaper engasjert i salg og installasjon av slikt utstyr. Du bør vite at kvaliteten og prisen på PV moduler fra store produsenter skiller seg lite.

Husk at når du bestiller et sett med "nøkkelferdig" utstyr, kostnaden av solcellepaneler seg selv vil være bare 30-40% av totalen. Payback perioden av slike prosjekter er 5-10 år, avhengig av nivået av energiforbruk og muligheten for å selge overskuddsstrøm til byen nettverk.

Noen kunstnere foretrekker å samle solcellepaneler selv. På vår side er det artikler detaljering fabrikasjon teknologi av slike paneler, deres tilknytning og arrangement av varme solsystemer.

Vi anbefaler å lese:

1. Hvordan lage en solcelle med hendene: instruksjon på selvbygging
2. Solvarmeanlegg: oppvarmingsanordning analyse teknologier basert på solenergisystemer
3. Koblingsskjema Solar: kontrolleren, batteriet og leveringssystemet

Konklusjoner og nyttige videoer på emnet

Presentert videoer viser drift av ulike solcellepaneler i reelle forhold. de vil også bidra til å forstå problemene knyttet valg av utstyr.

Regler for valg av solcellepaneler og tilhørende utstyr:

Typer av solcellepaneler:

Testing av monokrystallinske og polycrystalline paneler:

For husholdninger og små industrianlegg levedyktig alternativ til krystallinsk silisium paneler har ikke. Men tempoet i utviklingen av nye typer solceller tillate oss å håpe at snart solens energi vil være den viktigste kilden til elektrisitet i mange forstadsområder hjem.

Alle som er interessert i valg og bruk av solceller gi kommentarer, stille spørsmål og delta i diskusjoner. Kontaktskjema er plassert i den nedre blokk.