Primerjalni pregled različnih vrst sončnih kolektorjev

Alternativna energija razvija najbolj v Evropi, ki prikazuje rezultate svojih možnosti. Obstajajo nove vrste sončnih kolektorjev, povečanje njihove učinkovitosti.

Če želite, varno delo industrijske stavbe ali prostorov na račun sončne energije, je treba pre učijo o razlikah med opremo, da razumejo, kaj sončni paneli so primerni za podnebne razmere, določeni regiji.

Mi vam bo pomagal razumeti to vprašanje. V članku je opisan način delovanja fotovoltaičnih celic, podaja pregled različnih tipov sončnih celic z njihovimi lastnostmi, prednosti in slabosti. Po pregledu gradiva, lahko prava izbira za ureditev učinkovito sončno.

Princip delovanja sončne celice

Velika večina sončnih kolektorjev v fizičnem smislu fotoelektrične pretvornikov. Electrogenerating učinek se pojavi na mestu z polprevodnikov p-n spoj.

Plošča je sestavljen iz dveh silicijevih rezin, ki imajo različne lastnosti. Pod vplivom svetlobe v enem od njih je pomanjkanje elektronov, in drugi -, da je njihovo številčnost. Vsaka plošča ima zbiralec trakov iz bakra, ki so priključeni na napajalno pretvornikov.

Industrijska sončni panel je sestavljen iz več fotovoltaičnih celic laminiran, vezana skupaj in vezan na prožno ali togo podlago.

učinkovitosti naprave je odvisna predvsem od čistosti silicijevega kristala in orientacije. To se ti parametri, inženirji se trudijo izboljšati zadnje desetletje. Glavni problem v tem, visoke stroške postopkov, ki so osnova čiščenje silicija in razporeditev kristalov v eni smeri po celotni plošči.

Polprevodniki, lahko fotovoltaične celice, ki ne samo silicij, ampak tudi iz drugih materialov - Načelo Življenjska doba baterije To se ni spremenilo.

Vrste sončnih celic

Razvrsti industrijskih sončne celice na njihove strukturne značilnosti in delovna tipa fotonapetostnega sloja.

Razlikovati je treba te vrste baterij na vrsto naprave:

• prilagodljive plošče;
• togi moduli.

Prilagodljive tankoplastnih plošče postopoma zasedajo vse pomembnejšo nišo na trgu zaradi njegove vgradnje prilagodljivost, saj ga lahko namestite na večino površin z različnimi arhitekturni oblike.

Z delovanjem tipa fotonapetostnega sloja sončne celice so razdeljene v naslednjih variantah:

1. Silicon: monokristalne, polikristalne, amorfne.
2. Telur-kadmij.
3. Indija, ki temelji na galij selenid bakra.
4. Polimer.
5. Organic.
6. Na podlagi galij arzenida.
7. Kombinirani in večplastna.

Zanimanje za splošne potrošniki niso vse vrste sončnih kolektorjev, ampak samo prva dva kristalne podvrste.

Čeprav so nekatere druge vrste plošč in imajo veliko zmogljivost, vendar zaradi visokih stroškov, ki jih ni razširjena.

Silicon fotovoltaične celice so občutljive na vročino. Osnova temperatura za merjenje proizvodnji električne energije, je 25 ° C. Z vse večjo eno stopinjo učinkovitost plošč zmanjša na 0.45-0.5%.

Nato se bo razpravljalo na sončne celice, ki predstavljajo največji potrošnikov interes.

Značilnosti plošč na osnovi silicijevih

Silicijeve sončne celice, narejene iz kremenovega prahu - zmeljemo kvarčni kristali. Najbogatejši nahajališča surovin so v zahodni Sibiriji in na Bližnjem Urala, tako da so možnosti za to področje sončne energije so skoraj neomejene.

Tudi zdaj kristalinične in amorfne silicijeve plošče zasedajo več kot 80% trga. Zato je smiselno, da jih obravnava podrobneje.

Monokristalni silicij plošča

Sodobni monokristalna oblati (mono-Si) imajo enak temno modro barvo na celotni površini. Za njihovo proizvodnjo z uporabo najbolj čistega silicija. Monokristalne sončne celice med vsemi silicijevih rezin imata najvišjo ceno, ampak zagotoviti najboljše in učinkovitost.

Visoki proizvodni stroški zaradi kompleksnosti usmerjenosti silicijevih kristalov v eno smer. Zaradi teh fizikalnih lastnosti delovnega sloja zagotavlja maksimalno učinkovitost le na pravokotno incidenco sončne svetlobe na površini rezine.

Monokristalni baterije zahtevajo dodatno opremo, ki jih samodejno vrti ves dan na ravnino plošče je pravokotna na sončnimi žarki, kolikor je to mogoče.

Plasti silicija z eno stranjo usmerjenih kristalov izrežemo iz kovinskega bar cilindrično, tako pripravljen fotoelektrične kvadratki obliko zaobljenimi vogali kvadrata.

Prednosti monokristalnih silicijevih celic vključujejo:

1. visoka učinkovitost z vrednostjo 17-25%.
2. gostota - manj vgradni prostor oprema na enoto energije v primerjavi z polikristalnih silicijevih plošč.
3. trajnost - zadostna učinkovitost proizvodnje električne energije je zagotovljena do 25 let.

Pomanjkljivosti v teh baterij so samo dve:

1. Visoki stroški in dolgoročno donosnost naložb.
2. Občutljivost na onesnaženje. Prah razprši svetlobo, tako da pokriva je močno zmanjšano učinkovitost solarnih panelov.

Zaradi potrebe po neposredni sončni svetlobi monokristalnega Sončne celice so nameščene predvsem v odprtih območjih ali na vrhu. Bližje na območju ekvatorja in bolj se sončnih dni, bolj zaželena namestitev te vrste fotovoltaičnih celic.

Polikristalen plošče

Polikristalni silicij plošča (multi Si) imajo neenotno intenzivnost modrega obarvanja ustrezno vsestranski orientacijo kristalov. Čistost silicij uporablja pri izdelavi, nekoliko nižja od monokristala kolegi.

Omni usmerjen kristal zagotavlja visok izkoristek pod difuzno svetlobo - 12-18%. To je nižja kot pri enosmernih kristalov, vendar te plošče so bolj učinkoviti pri oblačnem vremenu.

Heterogenost materiala in vodi do nižjih stroškov proizvodnje silicija. Očiščeni kovine za polikristalen plošč brez posebnih contrivances zlijemo v kalupe.

Uporablja se v proizvodnji posebnih tehnik za nastanek kristalov, vendar je njihov poudarek ni pod nadzorom. Po ohladitvi, so silicijevi plasti cut in obdela s posebnim algoritmom.

Polikristalni paneli ne potrebujejo stalno usmerjenost v soncu, tako da so z dajanjem strehe hiš in industrijskih objektov aktivno uporablja.

Prednosti solarnih celic z večsmerno kristalov, vključujejo:

1. visoka učinkovitost pod svetlobo iz okolice.
2. Možnost fiksno vgradnjo na strehah stavb.
3. nižji stroški v primerjavi z monokristalnih panelov.
4. čas obratovanja - zmanjšanje učinkovitosti pri 20 letih obratovanja samo 15-20%.

Slabosti polikristalnih panelov so na voljo tudi:

1. zmanjšana učinkovitost z vrednostjo 12-18%.
2. relativna Obimnost - zahtevajo več prostora za vgradnjo na enoto energije v primerjavi z monokristala kolegi.

Polikristalni sončni kolektorji so vedno večji in večji tržni delež na drugih silicijevih celic. Zagotovil je tudi velik potencial za zmanjšanje stroškov njihove proizvodnje. Letno povečuje in učinkovitosti takšnih panelov, je v masnih izdelkov hitro približuje 20%.

Sončnega amorfnega silicija

Mehanizem proizvodnje sončnih celic iz amorfnega silicija je bistveno drugačna od proizvodnje kristalnih fotovoltaičnih elementov. Uporabljamo tukaj ni čisto nekovinski in njena hidrid, vroče pare, ki se odlagajo na substrat.

Kot rezultat, se ta tehnologija oblikovane klasične kristali in proizvodni stroški so močno zmanjša.

Trenutno obstajajo tri generacije amorfnih silicijevih plošč, od katerih je vsak povečuje učinkovitost znatno. Če so prvi fotonapetostni moduli učinkovitost 4-5%, zdaj na trgu se prodajajo v velikih količinah modela druge generacije z učinkovitostjo 8-9%.

Amorfni najnovejši razvoj plošča ima izkoristek do 12% in so že začeli pojavljati v prodaji, vendar so še vedno precej drage.

Zaradi značilnosti te proizvodne tehnologije, da ustvarjajo silicijevi plasti lahko tako toga in prilagodljiv substrat. Zaradi tega so moduli iz amorfnega silicija pogosto uporablja v fleksibilnih tankoplastnih solarnih modulov. Toda možnosti s prilagodljivo podlago so veliko dražji.

Fizikalno-kemijska struktura amorfnega silicija povečuje absorpcijo fotonov šibko razpršene svetlobe za proizvodnjo električne energije. Zato so takšne plošče so primerne za uporabo v severnih regijah z velike površine brezplačno.

Ne zmanjšanje zmogljivosti baterij na osnovi amorfnega silicija in pri visoki temperaturi, čeprav so slabše v tem parametru plošče galij arzenida.

Če povzamemo, lahko najdemo prednosti amorfnih sončnih kolektorjev:

1. vsestranskost - možnost za izdelavo fleksibilnih in tankih plošč, baterije nameščen na vsakem arhitekturne oblike.
2. visoka učinkovitost v difuzne svetlobe.
3. stabilno delovanje pri visokih temperaturah.
4. Preprostost in zanesljivost modela. Te plošče so praktično nezlomljiva.
5. Funkcionalnost v težkih razmerah - manj izgub učinkovitosti na površino prahu kot kristalnih kolegi

Življenjska doba fotovoltaičnih elementov, začenši z drugo generacijo 20-25 let po padcu moči v 15-20%. Slabosti plošč potrebujete le velike površine lahko vključujejo amorfnega silicija za namestitev potrebne opreme moči.

Pregled beskremnievyh naprave

Nekatere sončne celice narejene z uporabo redke in drage kovine, ima izkoristek preko 30%. So veliko krat dražji od svojih silikonskih kolegi, ampak še vedno je high-tech trgovine nišo je, zahvaljujoč njeni posebnosti.

Sončni paneli redkih kovin

Obstaja več vrst sončnih panelov iz redkih kovin, in ne vsi od njih imajo učinkovitost višja od monokristalnih silicijevih modulov.

Vendar, sposobnost za delo v ekstremnih pogojih, omogoča proizvajalci sončnih panelov za proizvodnjo konkurenčnih izdelkov in nadaljnje raziskave.

Glavni zlitin, ki se uporabljajo za izdelavo fotovoltaičnih celic, so kadmijev telurid (CdTe), galija selenid, Indija-bakrov (CIGS) in baker-indij selenida (CIS).

Kadmij - strupena kovina, indija, galija in telur, so precej redki in dragi, zato je serijska proizvodnja sončnih kolektorjev na njihovi podlagi, tudi teoretično nemogoče.

Učinkovitost teh plošč je na ravni 25-35%, čeprav je v izjemnih primerih lahko doseže do 40%. Prej so bili v glavnem uporabljajo v vesoljski industriji, in ima zdaj novo smer perspektive.

Zaradi stabilno delovanje fotocelic redkih kovin pri temperaturi 130-150 ° C, ki se uporabljajo v solarne elektrarne. Tako sončni svetlobi od deset ali več sto ogledal koncentrirali na majhen bar, ki istočasno proizvaja elektriko in prenaša toploto toplotnim izmenjevalnikom.

Zaradi segrevanja vode ustvarja paro, ki povzroča turbino za spin in proizvodnjo električne energije. Tako se sončna energija pretvori v električno energijo na dva načina hkrati z maksimalno učinkovitostjo.

Polimer in organske kolegi

Fotonapetostni moduli, ki temeljijo na ekoloških in polimernih spojin začela razvijati šele v zadnjem desetletju, vendar raziskovalci so že dosegli velik uspeh. Največji napredek dokazuje evropsko podjetje HeliatekKi je že opremljen z organskimi sončni kolektorji nekaj visokih stavb.

Debelina njegovega filma tipa valj strukture HeliaFilm je samo 1 mm.

Pri proizvodnji polimernih plošč uporabimo snovi, kot so atomi fulerenov, bakrovega ftalocianina, polifenilen, in drugi. Učinkovitost takšnih sončnih celic dosegla 14-15%, in stroški izdelave je nekajkrat manj od kristalnih sončnih kolektorjev.

Akutna problem razgradnje organskega življenja delovnega sloja. Še potrjujejo raven učinkovitosti v nekaj letih delovanja ni mogoče.

Prednosti organskih sončnih kolektorjev so:

• možnost okolju primernega odstranjevanja;
• nizkimi stroški proizvodnje;
• fleksibilna oblika.

Pomanjkljivosti takih sončnih celic obsegajo relativno nizko učinkovitost in pomanjkanja zanesljivih podatkov o časovnem stabilnih obratovalnih plošč. Možno je, da v 5-10 letih, bodo vse slabosti organskih sončnih celic izginejo, in bodo postali resni konkurenti za silicijevih rezin.

Kaj je sončne celice izbrati?

Izbira sončnih kolektorjev za meščanskih hiš v širini 45-60 ° ni težko. Pri tem je treba upoštevati samo dve možnosti: polikristalni in monokristalni silicij plošče.

S primanjkljajem v mestih bolje dati prednost bolj učinkovitih modelov z enostransko orientacijo kristalov, je priporočljivo kupiti polikristalni baterije z neomejenim prostorom.

Izbira določenega proizvajalca, potrebno moč in dodatno opremo bolje z udeležbo menedžerjev podjetij, ki se ukvarjajo s prodajo in vgradnjo te opreme. Vedeti morate, da je kakovost in cena fotonapetostnih modulov od večjih proizvajalcev razlikujejo malo.

Imejte v mislih, da ob naročilu nabor opreme "na ključ", stroški sončnih kolektorjev sami bo samo 30-40% vseh. Vračilna doba teh projektov je 5-10 let, odvisno od ravni porabe energije in možnosti za prodajo presežkov električne energije v mestnem omrežju.

Nekateri umetniki raje za zbiranje sončnih kolektorjev sam. Na naši spletni strani pa so izdelki, ki podrobno tehnologija izdelave takšnih plošč, njihovo povezavo in ureditev solarnih ogrevalnih sistemov.

Svetujemo, da se glasi:

1. Kako narediti sončne celice z rokami: navodila za samostojno montažo
2. Solarni sistemi za ogrevanje: Analysis ureditev ogrevanja na osnovi solarnih sistemov
3. Priključni načrt Solar: regulator, akumulator in služi sistem

Sklepi in uporabne posnetke na temo

Predstavljeni videi prikazuje delovanje različnih solarnih panelov v realnih pogojih. bodo tudi pomagali razumeti vprašanja, povezana izbor opreme.

Pravila za izbiro sončnih panelov in pripadajočo opremo:

Vrste sončnih panelov:

Testiranje monokristalnih in polikristalnih panelov:

Za gospodinjstva in male industrijske objekte možno alternativo za kristalnega silicija plošče ni. Toda tempo razvoja novih tipov sončnih celic nam omogočajo, da upam, da kmalu sončna energija bo glavni vir električne energije v mnogih primestnih domovih.

Vsi zainteresirani pri izbiri in uporabi sončnih celic ponujajo pripombe, postavljajo vprašanja in sodelujejo v razpravah. Kontaktni obrazec se nahaja v spodnjem bloku.