En jämförande översikt av de olika typerna av solpaneler

Alternative Energy utvecklar mest i Europa, visar resultaten av sina framtidsutsikter. Det finns nya typer av solpaneler, vilket ökar deras effektivitet.

Om så önskas, säkra arbetet i en industribyggnad eller lokaler på bekostnad av solenergi, är det nödvändigt pre lära sig om skillnaderna mellan utrustning, att förstå vad solpaneler lämpar sig för klimatförhållandena viss region.

Vi hjälper dig att förstå denna fråga. Artikeln beskriver funktionssätt av solceller, ger en översikt över olika typer av solceller med sina egenskaper, fördelar och nackdelar. Efter att ha granskat materialet, kan du göra rätt val för att arrangera en effektiv sol.

Principen om drift av solpaneler

De allra flesta av solpaneler är i den fysiska känslan av de fotoelektriska omvandlare. Electrogenerating effekt inträffar vid stället för en halvledar p-n-övergång.

Panelen består av två kiselskivor med olika egenskaper. Under inverkan av ljus i en av dem finns det en brist på elektroner, och i den andra - att deras överflöd. Varje platta har en kollektor remsor av koppar, som är anslutna till spänningsomvandlare.

Industriell solpanel består av ett flertal solceller laminerade, bundna till varandra och fäst till ett flexibelt eller stelt substrat.

utrustning effektivitet beror till stor del på renheten hos kiselkristallen och dess orientering. Det är dessa parametrar är ingenjörer försöker förbättra det senaste decenniet. Det största problemet här är den höga kostnaden för de processer som ligger till grund för kiselrening och arrangemanget av kristallerna i en riktning på hela panelen.

Halvledare, kan solceller göras inte bara kisel, men även av andra material - princip batteritid Det ändras inte.

Typer av fotoelektromotoriska celler

Klassificera industriella solpaneler på deras strukturella egenskaper och arbets typ solceller lager.

Skilja dessa typer av batterier på enhetstypen:

• flexibla paneler;
• stela moduler.

Flexibla tunnfilmspaneler gradvis intar en allt viktigare nisch på marknaden tack vare sin montering flexibilitet, eftersom du kan installera det på de flesta ytor med olika arkitektoniska former.

Genom att arbeta typ solceller skikt av solceller är indelade i följande varianter:

1. Kisel: mono, polykristallina, amorft.
2. Tellur-kadmium.
3. Indien är baserad på gallium selenid koppar.
4. Polymer.
5. Organic.
6. Baserat på galliumarsenid.
7. Kombineras och flera lager.

Intresset för vanliga konsumenter är inte alla typer av solpaneler, men bara de första två kristallina arter.

Även om vissa andra typer av paneler och har en bra prestanda, men på grund av de höga kostnaderna, de är inte utbredd.

Kiselfotovoltaiska celler är känsliga för värme. Bastemperaturen för mätning av kraftproduktionen är 25 ° C. Med dess ökande en grad paneler verkningsgrad minskar vid 0,45-0,5%.

Nästa kommer att diskuteras solpaneler, som utgör den största konsumentintresset.

Egenskaper hos de kiselbaserade paneler

Kisel solceller tillverkade av kvartspulver - fräst kvartskristaller. De rikaste fyndigheter av råvaror i västra Sibirien och Mellanöstern Ural, så utsikterna för detta område av solenergi är praktiskt taget obegränsade.

Redan nu kristallina och amorfa kisel paneler upptar mer än 80% av marknaden. Därför är det värt att betrakta dem närmare.

Monokristallint kisel panel

Moderna enkelkristallkiselskivor (mono-Si) har en enhetlig mörkblå färg på hela ytan. För sin produktion med den mest rent kisel. Monokristallina solceller bland alla kiselskivor har det högsta priset, men ge den bästa och effektivitet.

Hög tillverkningskostnad på grund av komplexiteten av orienteringen av kiselkristaller i en riktning. På grund av dessa fysikaliska egenskaper hos arbetsskiktet säkerställes maximal effektivitet endast vid vinkelrätt infall av solljus på ytan av skivan.

Monokristallina batterier kräver ytterligare utrustning, som automatiskt roterar dem hela dagen till panelen planet var vinkelrätt mot solens strålar så mycket som möjligt.

Skikt av kisel med en sido orienterade kristaller skärs ut av en cylindrisk metallstång, så redo fotoelektriska block har formen av rundade hörnen av en kvadrat.

Fördelarna med enda kristall kisel celler inkluderar:

1. hög effektivitet med ett värde på 17-25%.
2. densitet - mindre installationsutrymme utrustning per effektenhet, jämfört med polykristallina kiselpaneler.
3. hållbarhet - tillräcklig energigenereringseffektiviteten säkerställs till 25 år.

Brister i dessa batterier är bara två:

1. De höga kostnaderna och långsiktig avkastning på investeringen.
2. Känslighet för förorening. Dammet sprider ljus, så det täckte de solpaneler är kraftigt minskade effektivitet.

På grund av behovet av direkt solljus mono Solpaneler installeras främst i öppna områden eller ovanpå. Ju närmare ekvatorn området och ju mer det soliga dagar, desto bättre installationen av denna typ av solceller.

Polykristallina solpaneler

Polykristallina kiselpanel (multi-Si) har en icke-likformig intensitet blå färg på grund mångsidig orientering av kristaller. Renhet kisel som används i deras tillverkning, något lägre än de enkla kristall motsvarigheter.

Rundstrålande kristallen ger hög verkningsgrad under diffust ljus - 12-18%. Det är lägre än i de enkelriktade kristaller, men sådana paneler är mer effektiva i molnigt väder.

Heterogeniteten av materialet och leder till lägre produktionskostnader för kisel. Den renade metallen för polykristallina solpaneler utan speciella contrivances hälldes i formar.

Används vid framställning av speciella tekniker för bildandet av kristaller, men deras fokus inte kontrolleras. Efter nedkylning, är kiselskikten skärs och bearbetas av en särskild algoritm.

Polykristallina paneler kräver inte konstant orientering mot solen, så de används aktivt genom att placera tak av hus och industribyggnader.

Fördelarna med solceller med flera riktningar kristaller inkluderar:

1. hög effektivitet under omgivande ljus.
2. Risken för fast installation på taken av byggnader.
3. lägre kostnad jämfört med enkel-kristallpaneler.
4. varaktigheten av drift - minskning av effektiviteten i 20 års drift är endast 15-20%.

Nackdelar med polykristallina paneler finns också:

1. minskad effektivitet med ett värde på 12-18%.
2. relativ bulkighet - kräva mer utrymme för installation per effektenhet jämfört med de enkla kristall motsvarigheter.

Polykristallina solpaneler vinner mer och mer marknadsandelar till andra kiselceller. Det gav en stor potential att minska kostnaderna för sin produktion. Årligen ökar och effektiviteten hos sådana paneler, närmar sig snabbt 20% i massprodukter.

Solpanel av amorft kisel

Mekanismen för produktion av solpaneler gjorda av amorft kisel är fundamentalt annorlunda från produktionen av kristallina fotoelektriska element. Används häri är inte en ren icke-metall och dess hydrid, heta ångor som deponeras på substratet.

Som ett resultat, denna teknik klassiska kristaller bildas, och produktionskostnaderna är kraftigt reducerad.

För närvarande finns det tre generationer av amorfa kiselpaneler, vilka var och en ökar effektiviteten avsevärt. Om de första solcellsmoduler har effektivitet 4-5%, nu på marknaden säljs i stora mängder andra generationens modell med en verkningsgrad på 8-9%.

Amorphous senaste utvecklingen panel har en verkningsgrad på upp till 12% och har redan börjat dyka upp i försäljning, men de är fortfarande ganska dyra.

På grund av de funktioner i denna tillverkningsteknologi, för att skapa kiselskikt kan vara så styvt, och det flexibla substratet. På grund av detta, är modulerna från amorft kisel används i stor utsträckning flexibla tunnfilms solpaneler. Men alternativen med ett flexibelt substrat är mycket dyrare.

Fysikalisk-kemiska strukturen av amorft kisel maximerar absorbera fotoner svaga spritt ljus för att generera elektricitet. Därför sådana paneler är lämpliga att använda i de nordliga regionerna med stora ytor gratis.

Ingen minskning av batteriets prestanda baserad på amorft kisel och vid hög temperatur, även om de är sämre i denna parameter paneler av galliumarsenid.

Sammanfattningsvis kan vi hitta fördelarna med amorfa solpaneler:

1. mångsidighet - möjligheten att vid tillverkning av flexibla och tunna paneler, batterier monterade på alla arkitektoniska form.
2. hög effektivitet i diffust ljus.
3. stabil drift vid höga temperaturer.
4. Enkelheten och tillförlitligheten i utformningen. Dessa paneler är praktiskt taget okrossbara.
5. Funktionalitet under svåra förhållanden - mindre prestandaförsämring vid ytan av dammet än de kristallina motsvarigheter

Livslängden för de fotoelektriska elementen, som börjar med den andra generationen av 20-25 år vid ett strömavbrott i 15-20%. Nackdelarna med panelerna bara behöver stora områden kan innefatta amorft kisel för att tillgodose den nödvändiga kraftutrustning.

Översikt beskremnievyh enheter

Vissa solpaneler tillverkade med användning av sällsynta och dyra metaller, har en effektivitet på över 30%. De är många gånger dyrare än sina kisel motsvarigheter, men ändå tog en high-tech handel nisch, tack vare sina speciella egenskaper.

Solpaneler av sällsynta metaller

Det finns flera typer av solpaneler gjorda av sällsynta metaller, och inte alla av dem har en verkningsgrad högre än för monokristallina kiselmoduler.

Men förmågan att arbeta under extrema förhållanden, gör det möjligt för tillverkare av solpaneler för att producera konkurrenskraftiga produkter och bedriva fortsatt forskning.

De viktigaste legeringar som används för tillverkning av fotoelektromotoriska celler, är av kadmiumtellurid (CdTe), gallium selenid, Indien-koppar (CIGS) och koppar-indium selenid (CIS).

Kadmium - en giftig metall, indium, gallium och tellur är ganska sällsynta och dyra, så massproduktion av solpaneler på sin bas, även teoretiskt omöjligt.

Effektiviteten hos sådana paneler är vid en nivå av 25-35%, även om det i undantagsfall, kan nå upp till 40%. Tidigare var de som främst används inom rymdindustrin, och har nu ett nytt perspektiv riktning.

På grund av att stabil drift av fotocellerna hos de sällsynta metaller vid temperaturer av 130-150 ° C används i solkraftverk. Sålunda solljus från tiotals eller hundratals speglar koncentrerade till en liten bar som samtidigt genererar elektricitet och överför värme vattenvärmeväxlare.

Som ett resultat av uppvärmning av vattnet alstrar ånga, vilket bringar turbinen att snurra och generera elektricitet. solenergi är sålunda omvandlas till elektrisk energi på två sätt samtidigt med maximal effektivitet.

Polymer och organiska motsvarigheter

Solcellsmoduler baserade på organiska och polymera föreningar började utvecklas endast under det senaste decenniet, men forskare har redan uppnått stor framgång. Den största framstegen visar europabolaget HeliatekSom redan är utrustade med organiska solpaneler några höga byggnader.

Tjockleken av dess filmrulle typstruktur HeliaFilm är endast en mm.

I produktionen av polymera paneler används substanser såsom kol fullerener, kopparftalocyanin, polyfenylen, och andra. Effektiviteten hos sådana solceller har nått 14-15%, och tillverkningskostnaden är flera gånger mindre än kristallina solpaneler.

Akuta problemet med nedbrytning av organiskt liv av arbetsskiktet. Men för att bekräfta en effektivitet inom några år i drift är inte möjlig.

Fördelarna med organiska solpaneler är:

• möjligheten att miljövänligt bortskaffande;
• låg produktionskostnad;
• flexibel design.

Nackdelarna med sådana solceller inkluderar relativt låg effektivitet och brist på tillförlitlig information om tidpunkten för stabil drift paneler. Det är möjligt att det i 5-10 år kommer alla nackdelar med organiska solceller försvinna, och de kommer att bli allvarliga konkurrenter för kiselskivor.

Vad är en solpanel för att välja?

Valet av solpaneler för staden hus på en latitud av 45-60 ° är inte svårt. Här är det nödvändigt att överväga endast två alternativ: polykristallina och monokristallina kiselskivor.

Med ett underskott på platser bättre att ge företräde åt mer effektiva modeller med en ensidig inriktning av kristallerna, är det rekommenderat att köpa polykristallina batteri med obegränsat utrymme.

Att välja en specifik tillverkare, önskad effekt och ytterligare utrustning bättre med deltagande av cheferna för företag som sysslar med försäljning och installation av sådan utrustning. Du ska veta att kvaliteten och priset på solcellsmoduler från stora tillverkare skiljer sig lite.

Tänk på att när du beställer en uppsättning av "nyckelfärdiga" utrustning, kostnaden för solpaneler själva blir bara 30-40% av den totala. Återbetalningstiden för sådana projekt är 5-10 år, beroende på graden av energiförbrukning och möjligheten att sälja överskotts el till stadsnätet.

Vissa artister föredrar att samla solpaneler själv. På vår webbplats finns artiklar med uppgifter tillverkningsteknik av sådana paneler, deras anslutning och arrangemang av värme solsystem.

Vi rekommenderar att läsa:

1. Hur man gör en solcell med händerna: instruktioner om självmontering
2. Solvärmesystem: uppvärmningsanordning teknik analys baserad på solsystem
3. Kopplingsschema Solar: regulatorn, batteriet och betjänande systemet

Slutsatser och nyttiga videor på ämnet

Presenteras videoklipp visar driften av olika solpaneler i verkliga förhållanden. De kommer också att bidra till att förstå de frågor som rör val av utrustning.

Regler för val av solpaneler och tillhörande utrustning:

Olika typer av solpaneler:

Testning av monokristallina och polykristallina paneler:

För hushåll och små industrianläggningar lönsamt alternativ till kristallina kiselskivor inte har. Men takten i utvecklingen av nya typer av solceller tillåter oss att hoppas att snart solens energi kommer att vara den huvudsakliga källan till elektricitet i många förorter hem.

Alla är intresserade av valet och användningen av solceller har synpunkter, ställa frågor och delta i diskussioner. Kontaktformulär ligger i det nedre blocket.