O privire de ansamblu comparativă a diferitelor tipuri de panouri solare

Energia alternativă este în curs de dezvoltare cel mai mult în Europa, arată rezultatele perspectivele lor. Există noi tipuri de panouri solare, creșterea eficienței acestora.

Dacă se dorește, să asigure activitatea unei clădiri industriale sau spații în detrimentul energiei solare, este necesar pre afla mai multe despre diferențele dintre echipamente, pentru a înțelege ce panourile solare sunt potrivite pentru condițiile climatice regiune.

Vă vom ajuta să înțelegeți această întrebare. Articolul descrie principiul de lucru al celulelor fotovoltaice, oferă o privire de ansamblu asupra diferitelor tipuri de celule solare cu caracteristicile lor, avantaje și dezavantaje. După trecerea în revistă a materialului, puteți face alegerea potrivită pentru aranjarea solară eficientă.

Principiul de funcționare a panourilor solare

Marea majoritate a panourilor solare sunt, în sensul fizic al convertoarelor fotoelectrice. efect electrogeneratoare apare la locul unui semiconductor p-n joncțiune.

Panoul este format din două plachete de siliciu având proprietăți diferite. Sub acțiunea luminii într-una dintre ele există o lipsă de electroni, iar în celălalt - că abundența lor. Fiecare placă are un colector de cupru fâșii, care sunt conectate la tensiune convertoare.

Panou solar industrial constă dintr-o multitudine de celule fotovoltaice laminate, lipite împreună și atașat la un substrat flexibil sau rigid.

eficiența echipamentelor depinde în mare măsură de puritatea cristalului de siliciu și orientarea acesteia. Este acești parametri, inginerii încearcă să îmbunătățească ultimul deceniu. Problema principală aici este costul ridicat al proceselor care stau la baza purificarea siliciului și dispunerea cristalelor într-o singură direcție pe întregul panou.

Semiconductori, celule fotovoltaice pot fi realizate nu numai de siliciu, ci și de alte materiale - Principiul de viață a bateriei Acesta nu este schimbat.

Tipuri de celule fotovoltaice

Clasifică panouri solare industriale pe caracteristicile lor structurale și stratul fotovoltaic tip de lucru.

Diferențiem aceste tipuri de baterii de pe tipul de dispozitiv:

• panouri flexibile;
• Module rigide.

Panourile flexibile subțire de film ocupa treptat o nisa tot mai important în piață datorită montării sale flexibilitate, pentru că puteți instala pe majoritatea suprafețelor cu o varietate de arhitectură formulare.

Lucrând strat fotovoltaic tip de celule solare sunt împărțite în următoarele variante:

1. Silicon: monocristalin, policristalin, amorf.
2. Telur-cadmiu.
3. India se bazează pe galiu seleniură de cupru.
4. Polimer.
5. Organic.
6. Bazat pe arseniura de galiu.
7. Combinate și multi-stratificat.

Interesul pentru consumatorii generale nu sunt toate tipurile de panouri solare, dar numai primele două subspecii cristaline.

Deși unele alte tipuri de panouri și au o mare performanță, dar din cauza costului ridicat, acestea nu sunt foarte răspândite.

Celulele fotovoltaice siliciu sunt sensibile la căldură. Temperatura de bază pentru măsurarea generării de energie este de 25 ° C. Odată cu creșterea cu un grad eficiența panourilor scade la 0,45-0,5%.

În continuare vor fi discutate panourile solare, care reprezintă cel mai mare interes pentru consumatori.

Caracteristicile panourilor pe bază de siliciu

Silicon celule solare fabricate din pulbere de cuarț - albit cristale de cuarț. Cele mai bogate depozite de materii prime sunt în Siberia de Vest și Urali Mijlociu, astfel încât perspectivele pentru acest domeniu de energie solară sunt practic nelimitate.

Chiar și acum panouri de siliciu cristalin și amorf ocupă mai mult de 80% din piață. Prin urmare, este util să le ia în considerare mai detaliat.

Panou siliciu monocristalin

wafers moderne de cristal de siliciu singur (mono-Si) au o culoare albastru închis uniform pe întreaga suprafață. Pentru producerea lor folosind siliciu mai pur. Celulele solare monocristaline printre toate plachete de siliciu au cel mai mare preț, dar oferă cele mai bune și eficiența.

Costul ridicat de producție din cauza complexității orientării cristalelor de siliciu într-o singură direcție. Datorită acestor proprietăți fizice ale stratului de lucru este asigurată o eficiență maximă numai la incidență perpendiculară a luminii solare pe suprafața plachetei.

Bateriile monocristalin necesită echipamente suplimentare, care le rotește în mod automat pe tot parcursul zilei cu planul panoului a fost perpendicular pe razele soarelui cât mai mult posibil.

Straturi de siliciu cu cristale orientate unul laterale sunt tăiate dintr-un bar metalic cilindric, blocuri fotoelectrice, astfel gata să aibă forma colțuri rotunjite ale unui pătrat.

Avantajele celule de siliciu cu un singur cristal includ:

1. eficiență ridicată cu o valoare de 17-25%.
2. densitate - mai puțin echipament de spațiu de instalare pe unitatea de putere, în comparație cu panourile de siliciu policristalin.
3. durabilitate - suficientă eficiență generarea de energie electrică este asigurată la 25 de ani.

Deficiențele în aceste baterii sunt doar două:

1. Costul ridicat și randamentul pe termen lung a investiției.
2. Sensibilitate la contaminare. Praful dispersează lumina, așa că a acoperit panourile solare este drastic eficiența redusă.

Din cauza nevoii de monocristalin lumina directă a soarelui Panourile solare sunt instalate în principal, în zone deschise sau pe partea de sus. Mai aproape de zona de ecuator și mai mult se zilele însorite, mai preferabil instalarea acestui tip de celule fotovoltaice.

Panouri solare policristaline

Panou siliciu policristalin (multi-Si) au o valoare non-uniformă intensitate de culoare albastră orientare versatilă datorită cristalelor. Puritate siliciu utilizate la fabricarea lor, ceva mai mic decât omologii singur cristal.

cristal omnidirecțională asigură o eficiență ridicată în lumină difuză - 12-18%. Acesta este mai mic decât în ​​cristalele unidirecționale, dar astfel de panouri sunt mai eficiente în condiții de vreme tulbure.

Eterogenitatea materialului și conduce la scăderea costurilor de producție de siliciu. Metalul purificat pentru panouri solare policristaline fara contrivances speciale turnat în forme.

Utilizat în producția de tehnici speciale pentru formarea de cristale, dar concentrarea lor nu este controlat. După răcire, straturi de siliciu sunt tăiate și prelucrate printr-un algoritm special.

Panourile policristaline nu necesită orientarea constantă spre soare, astfel încât acestea sunt utilizate în mod activ prin plasarea acoperișuri de case și clădiri industriale.

Avantajele de celule solare, cu cristale multidirecționale includ:

1. eficiență ridicată sub lumină ambientală.
2. Posibilitatea de instalare fixe pe acoperișurile clădirilor.
3. costuri mai mici comparativ cu panouri cu un singur cristal.
4. Durata de funcționare - scăderea eficienței în 20 de ani de funcționare este de numai 15-20%.

Dezavantajele panourilor policristaline sunt de asemenea disponibile:

1. eficienţa redusă cu o valoare de 12-18%.
2. relativă grosime - necesită mai mult spațiu pentru instalarea pe unitate de putere în comparație cu omologii singur cristal.

Panourile solare policristaline câștigă tot mai mult cota de piață la alte celule de siliciu. Acesta a oferit un mare potențial de a reduce costul de producție a acestora. Anual crește și eficiența acestor panouri, se apropie rapid de 20% în produse în masă.

Panou solar de siliciu amorf

Mecanismul de producere de panouri solare realizate din siliciu amorf este fundamental diferită de producerea de elemente fotovoltaice cristaline. Utilizat aici nu este un non-metal pur și hidrură de ei, vapori fierbinți care se depun pe substrat.

Ca urmare, această tehnologie se formează cristale clasice, iar costurile de producție sunt reduse drastic.

În prezent, există trei generații de panouri de siliciu amorf, fiecare dintre care mărește eficiența considerabil. În cazul în care primele module fotovoltaice au o eficiență de 4-5%, în prezent pe piață sunt vândute în cantități mari de model de a doua generație, cu un randament de 8-9%.

Amorfe cele mai recente panou de dezvoltare au o eficiență de până la 12% și au început deja să apară în vânzare, dar ele sunt încă destul de scumpe.

Datorită caracteristicilor acestei tehnologii de fabricație, pentru a crea strat de siliciu poate fi la fel de rigid, iar substratul flexibil. Din acest motiv, modulele de siliciu amorf sunt utilizate pe scară largă în module solare cu peliculă subțire flexibile. Dar opțiunile cu un substrat flexibil, sunt mult mai scumpe.

Structura fizico-chimică a siliciu amorf maximizează absoarbe fotoni de lumină slabă împrăștiate pentru a genera electricitate. Prin urmare, astfel de panouri sunt adecvate pentru utilizarea în regiunile nordice, cu zone mari libere.

Nici o reducere a performanței bateriei pe baza de siliciu amorf și la temperatură ridicată, deși acestea sunt inferioare în acest parametru panouri de arseniură de galiu.

Rezumând, putem găsi avantajele panourilor solare amorfe:

1. versatilitate - posibilitatea de a fabricarea de panouri flexibile și subțiri, baterii montate pe orice formă arhitecturală.
2. eficiență ridicată în lumină difuză.
3. funcționare stabilă la temperaturi ridicate.
4. Simplitatea și fiabilitatea design. Aceste panouri sunt practic incasabil.
5. Funcționalitate în condiții dificile - degradare mai mică performanță la suprafața prafului decât omologii cristaline

Durata de viață a elementelor fotovoltaice, începând cu a doua generație de 20-25 de ani, la o scădere a puterii în 15-20%. Dezavantajele panourilor trebuie doar suprafețe mari pot include siliciu amorf pentru a se potrivi echipament energetic necesar.

Dispozitive de beskremnievyh Prezentare generală

Unele panouri solare realizate folosind metale rare si scumpe, au o eficiență de peste 30%. Ele sunt de multe ori mai scumpe decât omologii lor de siliciu, dar încă a luat o nișă comercială high-tech, datorită caracteristicilor sale speciale.

Panouri solare de metale rare

Există mai multe tipuri de panouri solare realizate din metale rare, și nu toate dintre ele au o eficiență mai mare decât cea a modulelor de siliciu monocristaline.

Cu toate acestea, capacitatea de a lucra în condiții extreme, permite producătorilor de panouri solare pentru a produce produse competitive și să desfășoare cercetări suplimentare.

Principalele aliaje utilizate pentru fabricarea de celule fotovoltaice, sunt cadmiu-telur (CdTe), seleniură de galiu, India-cupru (CIGS) și seleniură de cupru-indiu (CIS).

Cadmiu - un metal toxic, indiu, galiu și telur sunt destul de rare și scumpe, astfel încât producția de masă de panouri solare pe baza lor, chiar teoretic imposibilă.

Eficiența acestor panouri este la un nivel de 25-35%, cu toate că, în cazuri excepționale, se poate ajunge până la 40%. Anterior, acestea au fost utilizate în principal în industria spațială, și are acum o nouă direcție în perspectivă.

Datorită funcționării stabile a fotocelulele de metale rare, la temperaturi de 130-150 ° C, sunt folosite in centrale solare de energie termică. Astfel, lumina soarelui de la zeci sau sute de oglinzi concentrate la un bar mic care generează simultan electricitate și transmite schimbător de căldură cu apă de căldură.

Ca rezultat al încălzirii apei generează abur, ceea ce determină ca turbina să se rotească și să genereze electricitate. Astfel, energia solară este transformată în energie electrică în două moduri, în același timp, cu o eficiență maximă.

Polymer și organice omologii

Modulele fotovoltaice pe bază de compuși organici și polimerice au început să se dezvolte abia în ultimul deceniu, dar cercetatorii au atins deja un succes considerabil. Cel mai mare progres demonstrează compania europeană HeliatekCeea ce este deja echipat cu panouri solare organice cateva cladiri inalte.

Grosimea structurii sale de film de tip rolă HeliaFilm este de numai 1 mm.

In productia de panouri polimerice utilizate substanțe cum ar fi fullerene de carbon, ftalocianină de cupru, polifenilen și altele. Eficiența unor astfel de celule solare au ajuns la 14-15%, iar costul de producție este de câteva ori mai puțin decât panourile solare cristaline.

problemă acută de degradare a vieții organice a stratului de lucru. Cu toate acestea, pentru a confirma un nivel de eficiență în câțiva ani de funcționare nu este posibilă.

Avantajele panourilor solare organice sunt:

• posibilitatea de eliminare nepoluantă;
• costuri reduse de producție;
• design flexibil.

Dezavantajele unor astfel de celule solare includ eficiență relativ scăzută și lipsa de informații fiabile cu privire la calendarul de panouri de operare stabile. Este posibil ca, în 5-10 ani, toate dezavantajele celulelor solare organice vor dispărea, iar ei vor deveni concurenți serioși pentru plachete de siliciu.

Ce este un panou solar pentru a alege?

Alegerea de panouri solare pentru casele de oraș, la o latitudine de 45-60 ° nu este dificil. Aici este necesar să se ia în considerare doar două opțiuni: panouri policristaline și siliciu monocristalin.

Cu un deficit de locuri mai bune pentru a da prioritate modele mai eficiente, cu o orientare unilaterală a cristalelor, este recomandat să cumpere baterie policristalin cu spatiu nelimitat.

Alegerea unui anumit producător, puterea necesară și echipamente suplimentare mai bine cu participarea managerilor companiilor implicate în vânzarea și instalarea unor astfel de echipamente. Ar trebui să știi că calitatea și prețul de module fotovoltaice de la producători mari diferă puțin.

Rețineți că, atunci când a comanda un set de echipament „la cheie“, costul panourilor solare se vor fi doar 30-40% din total. Perioada de amortizare a acestor proiecte este de 5-10 ani, în funcție de nivelul de consum de energie și posibilitatea de a vinde surplusul de energie electrică la rețeaua orașului.

Unii artiști preferă să colecteze panouri solare însuși. Pe site-ul nostru sunt articole care detaliază tehnologia de fabricare a unor astfel de panouri, conectare și dispunerea lor a sistemelor solare de încălzire.

Recomandam pentru citire:

1. Cum de a face o celulă solară cu mâinile sale: instrucțiuni privind auto-asamblare
2. Sisteme de încălzire solară: tehnologii de analiză pentru amplasarea încălzirii bazate pe sisteme solare
3. Schemă de conexiuni solare: controler, baterie și sistemul de servire

Concluzii și videoclipuri utile pe tema

video prezentate arată funcționarea diferitelor panouri solare în condiții de lumea reală. acestea vor contribui, de asemenea, să înțeleagă problemele legate de selecție echipamente.

Reguli pentru alegerea de panouri solare și echipamente aferente:

Tipuri de panouri solare:

Testarea panourilor monocristaline si policristaline:

Pentru gospodării și mici instalații industriale alternativă viabilă la panourile de siliciu cristalin nu are. Dar ritmul de dezvoltare a unor noi tipuri de celule solare ne permit să sperăm că în curând energia soarelui va fi principala sursă de energie electrică în multe case suburbane.

Toate interesați în alegerea și utilizarea de celule solare pentru a face comentarii, pune întrebări și de a participa la discuții. Formularul de contact este situată în blocul inferior.