Porównawcza przegląd różnych typów paneli słonecznych

Alternative Energy rozwija się najbardziej w Europie, przedstawiający wyniki ich perspektyw. Pojawiają się nowe typy paneli słonecznych, zwiększając ich efektywność.

W razie potrzeby zabezpieczyć pracę budynku przemysłowego lub lokalu na koszt energii słonecznej, konieczne jest wstępnie dowiedzieć się o różnicach między sprzętem, aby zrozumieć, co słoneczna panele nadają się do warunków klimatycznych danym regionie.

Pomożemy Ci zrozumieć to pytanie. W artykule opisano zasadę działania ogniw fotowoltaicznych, zawiera przegląd różnych typów ogniw słonecznych z ich cech, zalet i wad. Po zapoznaniu się z materiałem, można dokonać właściwego wyboru za zorganizowanie skutecznej słonecznych.

Zasada działania kolektorów słonecznych

Zdecydowana większość paneli słonecznych są w sensie fizycznym z przetworników fotoelektrycznych. Electrogenerating efekt pojawia się w miejscu skrzyżowania półprzewodnikowy P-N.

Panel składa się z dwóch płytek krzemowych, mających różne właściwości. Pod wpływem światła w jednym z nich brak jest elektronów, a druga - że ich obfitości. Każda płyta ma paski kolektor z miedzi, które są podłączone do napięcia konwerterów.

Przemysłowe panel słoneczny składa się z wielu ogniw fotoelektrycznych laminowany, spajany i przymocowany do elastycznego albo sztywnego podłoża.

Wydajność urządzenia zależy w dużej mierze od czystości kryształu krzemu i orientacji. To właśnie te parametry, inżynierowie starają się poprawić w ostatnim dziesięcioleciu. Głównym problemem jest wysoki koszt procesu, które leżą u oczyszczania krzemu, i układ kryształów w jednym kierunku na całej płyty.

Półprzewodnikowe, ogniwa fotowoltaicznego, która może być wykonana nie tylko krzem, a także z innych materiałów, - Zasada żywotność baterii To nie ulega zmianie.

Rodzaje ogniw fotowoltaicznych

Klasyfikować przemysłowych paneli słonecznych na ich cech konstrukcyjnych i rodzaj pracy warstwie fotowoltaicznego.

Rozróżnienia tych typów baterii typu urządzenia:

• giętkie panele;
• Sztywne modułów.

Elastyczne panele cienkowarstwowe stopniowo zajmują coraz ważniejszą niszę na rynku dzięki jego montażu elastyczność, ponieważ można go zainstalować na większości powierzchni z różnych architektonicznych formularzy.

Przez warstwy typu ogniw słonecznych fotowoltaicznych o pracy są podzielone na następujące zmiany:

1. Krzem: monokrystaliczne, polikrystaliczne amorficzny.
2. Tellur-kadm.
3. Indie jest oparty na galu selenku miedzi.
4. Polimer.
5. Organiczny.
6. Na podstawie arsenku galu.
7. Połączone i wielowarstwowa.

Odsetki dla zwykłych odbiorców nie są wszystkie rodzaje paneli słonecznych, ale tylko dwa pierwsze krystaliczne podgatunki.

Chociaż niektórych innych rodzajów płyt i mają wysoką wydajność, ale ze względu na wysokie koszty, nie są one powszechne.

Komórki krzemu fotowoltaiczne są wrażliwe na ciepło. Temperatura podstawy do pomiaru energii elektrycznej wynosi 25 ° C Dzięki wzrastającej jeden stopień paneli wydajność zmniejsza się 0.45-0.5%.

Następne będą omawiane paneli słonecznych, które stanowią największy odsetek konsumentów.

Cechy płyt na bazie silikonu

Krzemowe ogniwa słoneczne z proszku kwarcowego - miele kryształy kwarcu. Najbogatsze złoża surowców są w Syberii Zachodniej i Bliskiego Uralu, więc perspektywy dla tej dziedzinie energii słonecznej są praktycznie nieograniczone.

Nawet teraz krystaliczne i amorficzne panele krzemowe zajmują więcej niż 80% rynku. Dlatego warto rozważyć je w sposób bardziej szczegółowy.

Panel krzemu monokrystalicznego

Nowoczesne pojedyncze wafle kryształ krzemu (mono-Si) mają jednolity kolor ciemnoniebieski na całej powierzchni. Do ich wytwarzania przy użyciu najbardziej czystego krzemu. Monokrystaliczne ogniwa słoneczne wśród wszystkich wafle krzemowe mają najwyższą cenę, ale zapewniają najlepsze i efektywność.

wysoki koszt wytwarzania ze względu na złożoność orientacji kryształów krzemu w jednym kierunku. Z powodu tych właściwości fizycznych warstwy roboczej jest zapewnione maksymalne wydajności tylko przy prostopadłym padania światła słonecznego na powierzchni płytki.

Monokrystaliczne baterie wymagają dodatkowego sprzętu, który automatycznie obraca je w ciągu dnia do płaszczyzny panelu był prostopadle do promieni słońca jak najwięcej.

Warstwy krzemu z jednej stronie zorientowanych kryształów wycina się z cylindrycznego pręta metalowego, więc gotowe bloki optyczne mają postać zaokrąglonych narożach kwadratu.

Zalety ogniw krzemowych monokrystalicznych obejmują:

1. wysoka sprawność o wartości 17-25%.
2. gęstość - mniej miejsca montażu urządzenia na jednostkę mocy, w porównaniu do płyt polikrystalicznego krzemu.
3. trwałość - wystarczająca sprawność wytwarzania energii jest zapewniona do 25 lat.

Niedobory tych baterii są tylko dwa:

1. Wysoki koszt i długoterminowy zwrot z inwestycji.
2. Wrażliwość na zanieczyszczenia. Pył rozprasza światło, więc pokryte paneli słonecznych jest znacznie zmniejszona efektywność.

Ze względu na potrzeby bezpośredniego światła słonecznego monokrystaliczne są zainstalowane panele słoneczne głównie na terenach otwartych lub na górze. Im bliżej równika obszaru i tym bardziej słoneczne dni, tym bardziej korzystne, instalacja tego typu ogniw fotowoltaicznych.

Polikrystalicznych paneli słonecznych

Panel polikrystaliczny (Multi-Si) mają nierównomierne intensywności niebieskiego koloru wynikającego uniwersalny orientacji kryształów. Czystość krzemu stosowanych do ich wytwarzania, nieco mniejsza niż pojedynczy odpowiedniki krystalicznych.

Dookólny kryształów zapewnia wysoką wydajność na podstawie rozproszonego światła - 12-18%. Jest ona niższa niż w jednokierunkowych kryształów, ale takie panele są bardziej skuteczne w pochmurny warunków pogodowych.

Niejednorodność materiału, co prowadzi do obniżenia kosztów produkcji krzemu. Oczyszczony metalu do polikrystalicznego paneli słonecznych bez specjalnych contrivances wlewa się do form.

Wykorzystywane w produkcji specjalnych technik powstawania kryształów, ale ich celem nie jest kontrolowany. Po oziębieniu, warstwy silikonu są cięte i przetwarzane przez specjalny algorytm.

Polikrystaliczne panele nie wymagają stałej orientacji w kierunku słońca, więc są aktywnie wykorzystywane przez umieszczenie dachy domów i budynków przemysłowych.

Zalety ogniw słonecznych z kryształami wielokierunkowych obejmują:

1. wysoka sprawność w świetle otoczenia.
2. Możliwość stałej instalacji na dachach budynków.
3. niższe koszty W porównaniu z płytami o pojedynczych ziarnach.
4. czas pracy - spadek sprawności w ciągu 20 lat eksploatacji jest tylko 15-20%.

Wady paneli polikrystalicznych dostępne są także:

1. zmniejszona sprawność o wartości 12-18%.
2. względny puszystość - wymagają więcej miejsca do instalacji na jednostkę mocy w porównaniu z pojedynczymi partnerami kryształowe.

Polikrystaliczne panele słoneczne zyskują coraz większe udziały w rynku do innych ogniw krzemowych. Stanowi ona ogromny potencjał, aby zmniejszyć koszty ich produkcji. Roku zwiększa i wydajność tych paneli jest szybko zbliża się do 20% produktów masowych.

Panel słoneczny z amorficznego krzemu

Mechanizm produkcji paneli słonecznych, wykonanych z amorficznego krzemu, różni się zasadniczo od produkcji elementów fotoelektrycznych krystalicznych. Stosowane w niniejszym opisie nie jest czystym bez metalu i jego wodorek gorące opary, które są osadzone na podłożu.

W wyniku tego, ta technologia kryształy klasyczne są utworzone, a koszty produkcji są znacznie zmniejszone.

Obecnie dostępne są trzy generacje amorficznych paneli krzemowych, z których każda zwiększa efektywność znacznie. Jeżeli pierwsze moduły fotowoltaiczne mają skuteczność jako 4-5%, teraz na rynku są sprzedawane w dużych ilościach modelu drugiej generacji o wydajności 8-9%.

Amorficzny najnowszy panel rozwój posiadają sprawność do 12%, a już zaczynają pojawiać się w sprzedaży, ale nadal są dość drogie.

Ze względu na cechy tej technologii produkcji, w celu stworzenia warstwy krzemu może być sztywne i giętkie podłoże. Z tego powodu moduły z amorficznego krzemu są powszechnie używane w elastycznych cienkowarstwowych modułów słonecznych. Ale opcje z elastycznym podłożu są znacznie droższe.

Struktura fizyko-chemiczne z amorficznego krzemu zwiększa absorbują fotony słabe światło rozproszone do generowania energii elektrycznej. Dlatego takie panele nadają się do stosowania w północnych regionach duże obszary wolne.

Brak zmniejszenia wydajności baterii na podstawie amorficznego krzemu i w wysokiej temperaturze, chociaż są one niższe w tym parametrze paneli arsenku galu.

Podsumowując, możemy znaleźć zalety amorficznych paneli słonecznych:

1. wszechstronność - możliwość wytwarzania cienkich i giętkich paneli baterii zamontowana w dowolnym kształcie architektonicznej.
2. wysoka sprawność w rozproszonym świetle.
3. stabilna praca w wysokich temperaturach.
4. Prostota i niezawodność konstrukcji. Panele te są praktycznie nie do złamania.
5. Funkcjonalność w trudnych warunkach - degradacja występ na powierzchni pyłu niż odpowiedniki krystalicznych

Żywotność elementów fotowoltaicznych, poczynając od drugiego pokolenia 20-25 lat przy spadku mocy w 15-20%. Wadą tych płyt wystarczy duże obszary mogą zawierać amorficzny krzem pomieścić wymaganą urządzenia zasilającego.

Przegląd urządzeń beskremnievyh

Niektóre panele słoneczne składają się jedynie z rzadkich i drogich metali, mają sprawność powyżej 30%. Oni są wielokrotnie droższe niż ich odpowiedniki krzemowych, ale wciąż miała high-tech niszę handlową, dzięki specjalnej charakterystyce.

Panele słoneczne metali rzadkich

Istnieją różne typy kolektorów słonecznych z metali rzadkich, i nie wszystkie z nich mają sprawność wyższą niż monokrystalicznych modułów krzemu.

Jednakże, zdolność do pracy w ekstremalnych warunkach, pozwala producentom paneli słonecznych do wytwarzania produktów konkurencyjnych i przeprowadzenia dalszych badań.

Główne Stopy stosowane do wytwarzania komórek fotowoltaicznych, są tellurku kadmu (CdTe), gal selenek, Indie miedzi (CIGS) i selenek miedzi, indu (CIS).

Kadm - toksycznym metalem, indu, galu i telluru są dość rzadkie i drogie, więc masowa produkcja paneli słonecznych na ich podstawie, nawet teoretycznie niemożliwe.

Skuteczność tych płyt znajduje się na poziomie 25-35%, chociaż w wyjątkowych przypadkach może dochodzić do 40%. Wcześniej były one używane głównie w przemyśle kosmicznym, a teraz ma nowy kierunek perspektywiczny.

Ze względu na stabilne działanie fotokomórek rzadkich metali, w temperaturze 130-150 ° C, stosuje się W słonecznych elektrowniach cieplnych. W ten sposób światło od dziesiątek lub setek luster zatężono do małej pasek, który jednocześnie wytwarza energii elektrycznej, i przesyła wymiennika ciepła woda.

W wyniku ogrzewania w wodzie wytwarza parę wodną, ​​która powoduje, że turbina wirowania oraz energii elektrycznej. W ten sposób energia słoneczna jest przekształcana w energię elektryczną na dwa sposoby w tym samym czasie z maksymalną wydajnością.

Organiczne polimerowe i odpowiedniki

modułów fotowoltaicznych opartych na związkach organicznych i polimerowych zaczęła się rozwijać dopiero w ostatniej dekadzie, ale naukowcy już osiągnęły znaczący sukces. Największy postęp pokazuje spółki europejskiej HeliatekKtóry jest już wyposażony w organicznych paneli słonecznych kilka wysokich budynków.

Grubość jego struktury folii typu rolki HeliaFilm zaledwie 1 mm.

W procesie wytwarzania płyt polimerowych stosowane substancje, takie jak fulereny węgla, ftalocyjaniny miedziowej, polifenylenu i innych. Skuteczność takich ogniw osiągnęły 14-15%, a koszt wytwarzania jest kilka razy mniejsza niż krystaliczne paneli słonecznych.

Poważny problem degradacji życia organicznej warstwy roboczej. Jeszcze potwierdzić poziom sprawności w ciągu kilku lat pracy nie jest możliwe.

Zalety organicznych panele słoneczne są następujące:

• możliwość usuwania przyjazny dla środowiska;
• niski koszt produkcji;
• elastyczna konstrukcja.

Wadami tych ogniw obejmuje stosunkowo małą wydajność i brak niezawodnej informacji o czasie stajenne działania. Możliwe jest, że w ciągu 5-10 lat, wszystkie wady organicznych ogniw słonecznych zniknie, a staną się poważnymi konkurentami dla wafli krzemowych.

Co to jest panel słoneczny wybrać?

Wybór paneli słonecznych dla kamienic przy szerokości 45-60 ° nie jest trudne. Tutaj konieczne jest, aby wziąć pod uwagę tylko dwie opcje: polikrystalicznych i monokrystalicznych krzemowych paneli.

Z deficytem miejsc lepiej dać pierwszeństwo bardziej wydajnych modeli z jednostronnej orientacji kryształów, zaleca się zakup baterii polikrystalicznego z nieograniczonej przestrzeni.

Wybór konkretnego producenta, wymaganą moc i dodatkowego wyposażenia lepiej z udziałem menedżerów firm zajmujących się sprzedażą i montażem takich urządzeń. Powinieneś wiedzieć, że jakość i cena modułów fotowoltaicznych z największych producentów różnią się niewiele.

Należy pamiętać, że przy zamawianiu zestawu urządzeń „pod klucz”, koszt paneli słonecznych sami będzie tylko 30-40% całości. Okres zwrotu z takich projektów jest 5-10 lat, w zależności od poziomu zużycia energii oraz możliwość sprzedaży nadwyżek energii elektrycznej do sieci miejskiej.

Niektórzy artyści wolą zbierać paneli słonecznych siebie. Na naszej stronie znajdują się teksty wyszczególnieniem technologii wytwarzania takich paneli, ich połączenia i rozmieszczeniem systemów ogrzewania słonecznego.

Zalecamy, aby przeczytać:

1. Jak zrobić baterię słoneczną z rękami: instrukcja w sprawie samodzielnego montażu
2. Słoneczne systemy grzewcze: Technologie analizy układ ogrzewania oparte na systemach solarnych
3. Schemat solarny: regulator, akumulator oraz system służący

Wnioski i użyteczne filmy na ten temat

Prezentowane filmy przedstawia działanie różnych paneli słonecznych w rzeczywistych warunkach. będą one również pomóc w zrozumieniu zagadnień związanych z wyboru sprzętu.

Zasady wyboru paneli słonecznych i związane z nimi urządzenia:

Rodzaje paneli słonecznych:

Testowanie monokrystalicznych i polikrystalicznych paneli:

Dla gospodarstw domowych i małych zakładów przemysłowych alternatywy krystalicznej paneli krzemu nie. Ale tempo rozwoju nowych typów ogniw słonecznych pozwalają nam mieć nadzieję, że wkrótce energia słoneczna będzie głównym źródłem energii elektrycznej w wielu podmiejskich domów.

Wszystkich zainteresowanych w zakresie wyboru i zastosowania ogniw słonecznych oferują komentarze, zadawać pytania i uczestniczyć w dyskusji. Formularz kontaktowy znajduje się w dolnej części bloku.