Особенности поликристаллических панелей
Поликристаллы получают путем постепенного охлаждения расплавленного кремния. Такая технология обходится дешевле, чем искусственное выращивание монокристаллов, правда, на краях поликристаллов может присутствовать зернистость, что приводит к снижению их эффективности. Принципиальное отличие от монокристаллических — неоднородная структура и окрас. Это обусловлено примесями и тем, что в системе содержатся кристаллы разного типа. Особенности:
КПД меньший, чем у монокристаллических элементов — до 17-18 %;
доступная цена — производство поликристаллических панелей менее затратное;
скорость утраты мощности (деградация) поликристаллов меньше, чем у монокристаллов.
Таким образом, если стоит задача получить определенное количество электроэнергии, при использовании поликристаллических панелей потребуется большая площадь. Есть мнение, что их выгоднее использовать в регионах с преобладанием пасмурных дней — при недостаточном количестве солнца поликристаллы дают больше энергии, чем монокристаллы.
Достоинства и недостатки
К наиболее очевидным достоинствам данной системы следует отнести следующие нюансы.
- Возобновляемость. В отличие от других источников электроэнергии (например, топлива), солнечная энергия – это возобновляемый ресурс, который обеспечит работу батареи до тех пор, пока существует солнечная система. Качество электроподачи будет зависеть лишь от типа устройства и состояния его элементов. Мощность современных моделей колеблется от 200 до 500 Вт.
- Экологичность. Солнечные батареи являются значительным шагом человечества к защите климата от глобального потепления. Именно их устанавливают многие предприятия, которые выступают за защиту окружающей среды. Данная система не выделяет никаких едких и токсичных веществ, которые могут навредить природе, но вместе с тем обеспечивает подачу электроэнергии не хуже других источников.
- Экономичность. Система не требует больших дополнительных затрат, кроме ежегодной чистки фотоэлементов. Приобретая солнечную батарею, можно пользоваться вырабатываемым ею электричеством несколько десятилетий, значительно экономя на отсутствии чека за потребление электроэнергии.
- Доступность. Приобрести и установить данное оборудование можно беспрепятственно. Во многих городах Европы солнечные батареи являются главным источником электроподачи.
- Бесшумность. Автономная работа солнечных батарей не сопровождается шумами. Ее легко и комфортно использовать.
- Долговечность. Большинство солнечных батарей работает до 20-30 лет.
Однако такая система имеет и определенные недостатки.
- Высокая стоимость. Особенно в России, где использование солнечных батарей еще мало распространено, бывает проблематично найти качественное изделие по низкой стоимости. Можно обратиться к международным поставщикам с целью экономии, однако вместе с налогом и доставкой цена будет не очень отличаться от той, что предлагают отечественные продавцы.
- Непостоянство. Электричество данными батареями преобразовывается из солнечного света, но очевидно, что это может стать проблемой по ночам и в пасмурные дни. Для мощной системы это не будет ощутимой проблемой, однако это может сказаться на более бюджетных моделях, которые не смогут получать достаточной энергии при длительной пасмурной погоде.
- Малая плотность мощности в отличие от электроэнергии, получаемой с помощью такого топлива, как нефть, уголь, газ.
- Малая доступность запчастей. Ассортимент не всех компаний предусматривает запчасти для своих моделей. Именно поэтому в случае возникновения поломки не всегда будет возможность качественно и быстро починить оборудование.
Преимущества солнечных панелей во многом перевешивают их недостатки. Именно поэтому спрос на эту систему у российского покупателя с каждым годом только растет.
Поликристаллы и применение солнечных батарей
Монокристаллические пластины усовершенствованы и превосходят поликристаллы.
Из-за гибкого строения их можно размещать на кровле дома или беседки.
Поликристаллические элементы хороши для уличной станции,
так как их устанавливают только на ровную поверхность, для них необходимо присмотреть отдельное место на садовом участке. При размещении в беседке не допускается застекление панелей, так как от этого происходит снижение КПД. Коэффициент полезного действия у серийно выпускающихся панелей составляет примерно 18%, что ниже монокристаллических. Поликристаллические пластины несут потери КПД в основном из-за неоднородности поверхности.
Гибкую монокристаллическую пластину удобно
Сравнение монокристаллических и
Итак, какая солнечная батарея лучше — монокристаллическая или поликристаллическая? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала разобраться, а чем же они отличаются?
На фото ниже представлены два основных типа:
Первое, что бросается в глаза, это внешний вид.
У монокристаллических элементов углы скругленные и поверхность однородная. Скругленные углы связаны с тем, что при производстве монокристаллического кремния получают цилиндрические заготовки. Однородность цвета и структуры монокристаллических элементов связана с тем, что это один выращенный кристалл кремния, а кристаллическая структура является однородной.
В свою очередь, поликристаллические элементы имеют квадратную форму из-за того, что при производстве получают прямоугольные заготовки. Неоднородность цвета и структуры поликристаллических элементов связана с тем, что они состоят из большого количества разнородных кристаллов кремния, а также включают в себя незначительное количество примесей.
Второе и наверное главное отличие — это эффективность преобразования солнечной энергии.
Монокристаллические элементы и соответственно панели на их основе имеют на сегодняшний день наивысшую эффективность — до 22% среди серийно выпускаемых и до 38% у используемых в космической отрасли. Монокристаллический кремний производится из сырья высокой степени очистки (99,999%).
Серийно выпускаемые поликристаллические элементы имеют эффективность до 18%. Более низкая эффективность связана с тем, что при производстве поликристаллического кремния используют не только первичный кремний высокой степени очистки, но и вторичное сырье (например, переработанные солнечные панели или кремниевые отходы металлургической промышленности). Это приводит к появлению различных дефектов в поликристаллических элементах, таких как границы кристаллов, микродефекты, примеси углерода и кислорода.
Эффективность элементов в конечном счете отвечает за физический размер солнечных панелей. Чем выше эффективность, тем меньше будет площадь панели при одинаковой мощности.
Третье отличие — это цена солнечной батареи.
Естественно, цена батареи из монокристаллических элементов немного выше в расчете на единицу мощности. Это связано с более дорогим процессом производства и применением кремния высокой степени очистки. Однако это различие незначительно и составляет в среднем около 10%.
Итак, перечислим основные отличия монокристаллических и поликристаллических солнечных батарей:
Внешний вид.
Эффективность.Цена.
Как видно из этого перечня, для солнечной электростанции не имеет ни какого значения, какая солнечная панель будет использоваться в ее составе. Главные параметры — напряжение и мощность солнечной панели не зависят от типа применяемых элементов и зачастую можно найти в продаже панели обоих типов одинаковой мощности. Так что окончательный выбор остается за покупателем. И если его не смущает неоднородный цвет элементов и немного большая площадь, то вероятно он выберет более дешевые поликристаллические солнечные панели. Если же эти параметры имеют для него значение, то очевидным выбором будет немного более дорогая монокристаллическая солнечная панель.
В заключении хочется отметить, что по данным Европейской ассоциации EPIA в 2010 году производство солнечных батарей по типу применяемого в них кремния распределилось следующим образом:
1. поликристаллические — 52,9%
2. монокристаллические — 33,2%
3. аморфные и пр. — 13,9%
Т. е. поликристаллические солнечные батареи по объему производства занимают лидирующие позиции в мире.
Виды солнечных батарей
Что из себя представляет каждый модуль и какая между ними разница? Этим вопросом чаще всего задаются покупатели, перед тем как определиться с типом панелей для установки солнечной станции. Моно- или поликристаллические панели изготавливается из кремния. Когда на кремниевый фотоэлемент попадают солнечные лучи, возникают свободные электроны, которые при движении создают ток. Несмотря на одинаковый принцип работы, цена и технические характеристики этих солнечных батарей различаются.
Монокристаллический модуль
Монокристаллические панели изготавливаются всего из одного кристалла. Кристалл этот тщательно выращивают, на что уходит много времени, да и сам процесс достаточно трудоемкий. Сама батарея имеет цилиндрическую форму и состоит из множества квадратов, представлена в однородном цвете, что говорит об использовании кремния высокого качества. Впоследствии модуль разрезают на более тонкие пластины. Из-за наличия кремниевой решетки углы батареи слегка подрезаны. Монокристаллические конструкции довольно компактные и мощные, за счет чего можно экономить пространство и не терять на общей производительности. Высокий процент КПД связан с использованием всей поверхности кристаллической пластины, не допуская рассеивания солнечного света, который попадает на фотоэлемент. Монокристаллические батареи быстрее себя окупают, чем поликристаллические.
В результате использования специально выращенных кристаллов высокого качества эффективность монокристаллических модулей достигает 22-24%.
Поликристаллический модуль
Исходя из названия, суть поликристаллического модуля в использовании нескольких кристаллов. Более того, они не выращиваются, а просто переплавляется уже готовый кремний и из него формируются прямоугольные фигуры в виде панелей. Для производства поликристаллических конструкций для солнечной системы можно использовать непригодные монокристаллические модули, из которых выполняется нарезка. Сами пластины достаточно тонкие, не более 1 мм, так как фотоэлементы наклеиваются на специальный лист, а после закрашиваются. Последним этапом служит создание рамки и герметизация. Поликристаллические батареи обходятся намного дешевле, чем монокристаллические, но зато уступают в производительности. Показатель КПД составляет в пределах 17-18%.
Теперь об аморфных батареях
Начнем с преимуществ: метод их изготовления самый простой и малобюджетный, потому что не требуется резка и обработка кремния. Это отражается в невысокой стоимости конечной продукции. Они неприхотливы – их можно установить куда угодно, и не привередливы – пыль и пасмурная погода им не страшны.
Однако у аморфных модулей есть и недостатки, перекрывающие их достоинства: по сравнению с вышеописанными видами, у них самый низкий КПД, они быстрее деградируют – эффективность снижается на 40% менее чем за 10 лет, и требуют много места для установки.
Мощность солнечных панелей для автономных систем выбирается исходя из необходимой вырабатываемой мощности, времени года и географического положения.
Необходимая вырабатываемая мощность определяется мощностью, требуемой потребителям электроэнергии, которые планируется использовать. При расчете стоит учитывать потери на преобразование постоянного напряжения в переменное, заряд-разряд аккумуляторов и потери в проводниках.
Солнечное излучение величина не постоянная и зависит от многих факторов – от времени года, времени суток, погодных условий и географического положения. Эти факторы также должны учитываться при расчете количества необходимой мощности солнечных панелей. Если планируется использование системы круглогодично, то расчет должен производиться с учетом самых неблагоприятных месяцев с точки зрения солнечного излучения.
При расчете для каждого конкретного региона необходимо проанализировать статистические данные о солнечной активности за несколько лет. На основании этих данных, определить усредненную действительную мощность солнечного потока на квадратный метр земной поверхности. Эти данные можно получить у местных или международных метеослужб. Статистические данные позволят с минимальной погрешностью спрогнозировать количество солнечной энергии для вашей системы, которая будет преобразована солнечными панелями в электроэнергию.
Редкоземельные материалы
Существует несколько типов солнечных панелей из редких металлов, и не все они имеют КПД выше, чем у монокристаллических кремниевых модулей. Однако способность работать в экстремальных условиях позволяет производителям таких солнечных панелей выпускать конкурентоспособную продукцию и проводить дальнейшие исследования.
Панели из теллурида кадмия активно используются при облицовке зданий в экваториальных и аравийских странах, где их поверхность нагревается днем до 70-80 градусов Основными сплавами, применяемыми для изготовления фотоэлектрических элементов, являются теллурид кадмия (CdTe), селенид индия- меди-галлия (CIGS) и селенид индия-меди (CIS).
Кадмий – токсический металл, а индий, галлий и теллур являются довольно редкими и дорогостоящими, поэтому массовое производство солнечных панелей на их основе даже теоретически невозможно. КПД таких панелей находится на уровне 25-35%, хотя в исключительных случаях может доходить до 40%.
Ранее их применяли в основном в космической отрасли, а сейчас появилось новое перспективное направление. Из-за стабильной работы фотоэлементов из редких металлов при температурах 130-150°C их используют в солнечных тепловых электростанциях. При этом лучи солнца от десятков или сотен зеркал концентрируются на небольшой панели, которая одновременно генерирует электроэнергию и обеспечивает передачу тепловой энергии водяному теплообменнику.
В результате нагрева воды образуется пар, который заставляет вращаться турбину и генерировать электроэнергию. Таким образом солнечная энергия преобразуется в электрическую одновременно двумя путями с максимальной эффективностью.
Какие модули выбрать
Выбор оптимального варианта надо производить по сочетанию стоимости, качества и технических показателей. Руководствоваться только конструкцией — неправильно, такой подход может стать причиной нерационального расхода денег. Надо произвести потребностей дома в электроэнергии, прибавить необходимый запас на непредвиденные ситуации и на падение производительности с увеличением срока службы.
Вы уже приняли для себя решение о покупке солнечной электростанции, но не уверены что лучше моно или поликристалл? В этой статье мы разберем все плюсы и минусы технологий.
Поликристаллические солнечные панели. Мифы и заблуждения
Конечно, каждый продавец и производитель заинтересован продать именно свой товар, а поэтому относительно некоторых технологий на рынке сформировались устойчивые заблуждения. Технология поликристаллического кремния не исключение и имеет характерные отличия от монокристаллического, чистого кремния. Отсюда многие особенности поли – батарей чаще интерпретируются как преимущества. Но так ли это? Вот некоторые утверждения продавцов, продающих солнечные панели
:
- «Поликристаллический кремний лучше работает в пасмурную погоду!»
- «Ресурс работы поли — модулей такой же как у монокристалла.»
- «Поликристаллические солнечные батареи дешевле, а значит доступней»
Стоит заметить, что первое утверждение само по себе говорит о том, что Вы общаетесь не с профессионалом. Кремниевые солнечные батареи в пасмурную погоду имеют практически одинаковые показатели, не зависящие от технологии. Таким качеством, как «эффективная работа при низкой инсоляции» могут гордиться «не кремниевые», аморфные солнечные батареи, суммарная эффективность которых колеблется около 6-9%.
Poli — элементы действительно немного дешевле, так как процесс производства их не трудоемок и быстр. Но учитывая тот факт, что эффективность их на 15-25% ниже, для достижения выработки сравнимой с MONO — технологией площадь изделий должна быть больше. А значит выше расходы на изделие (стекло, коробка, корпус) и транспортные расходы. Выше становятся и расходы по монтажу изделий, затраты на крепежные элементы и коммутацию. Что будет дешевле для Вас — считайте сами, но первоначальная цена изделий это еще не солнечная электростанция.
Ресурс работы их тоже преувеличен. Поли – кристаллы солнечных элементов снижают эффективность значительно в более короткий период, по сравнению с «чистым кремнием».
Разберем теперь заблуждения, касающиеся mono — кристаллических солнечных элементов.
Солнечные батареи для дома – самой высокой эффективности!
Неоспоримы преимущества монокристаллических солнечных батарей. Но незначительные колебания в цене воспринимаются конечным покупателем не всегда правильно. Солнечные батареи для дома
, типа mono, действительно немного дороже и встречается не у всех производителей и продавцов.
Панели из монокристаллического кремния имеют ряд преимуществ:
- Более компактные габаритные размеры на Ватт вырабатываемой мощности;
- Продолжительный ресурс эксплуатации с минимальной потерей эффективности кристалла (не более 20%, за 25 лет);
- Наивысшую эффективность преобразования энергии (из солнечной в электрическую).
Разве этого недостаточно, что бы сделать выбор в сторону более совершенной и эффективной технологии?
Монокристаллические панели
Монокристаллические панели имеют как плюсы, так и минусы. К преимуществам данного вида панелей относятся: 1. Достаточно высокие показатели работы. Это достигается благодаря высокой степени очистки кремния. 2. Высокий уровень производительности. Он достигает 18-23%. Именно за это преимущество монокристаллические панели пользуются спросом среди пользователей. 3. Солнечные панели от ведущих производителей монокристалла могут обеспечить более высокую производительность в условиях недостаточной освещенности (в утренние и вечерние часы) и при значительной облачности. 4. Компактность. Площадь используется маленькая для размещения батареи. При этом производительность ее работы выше, чем поликристаллической панели. 5. Длительный период эксплуатации. Так, гарантированный срок службы монокристаллической панели составляет от 25 до 30 лет.
Единственным недостатком такого вида батарей является их стоимость. Она значительно выше, чем поликристаллических элементов. Поэтому для установки данного вида панелей надо будет сделать капитальные вложения.
Виды
Перед осуществлением покупки необходимо ознакомиться с типами солнечных батарей, которые предлагают современные компании. От их выбора зависят работоспособность, долговечность, мощность и цена устройства. Разница заключается в материале, из которых изготавливаются фотоэлементы системы. Выделяют несколько вариантов.
Самый бюджетный вид, предназначенный для питания энергией малогабаритной техники.
Из поликристаллического кремния
Отличается невысокой ценой в отличие от батарей с фотопреобразователями из монокристаллического кремния, однако, менее эффективен в процессе получения и обработки солнечной энергии. Данный вариант рассчитан на приобретение частными лицами для энергоснабжения током небольших участков.
Из монокристаллического кремния
Самая дорогая модель, которая отличается высокой производительностью. Такие батареи, как правило, имеют компактный размер, но вместе с тем характеризуются высокой мощностью выработки электроэнергии. Главное преимущество также заключается и в высоком качестве – фотоэлементы крайне устойчивы к влаге и другим неблагоприятным условиям.
Приобретение солнечной батареи должно ориентировать не столько на бюджет, сколько на необходимость обеспечить бесперебойной подачей тока отдельную технику, помещение или предприятие. Чем качественнее выполнены фотоэлементы, тем лучше будет результат работы и долговечнее изделие. В случае если выбор стоит между приобретением панелей из монокристалла или поликристалла, лучше всего выбрать первый вариант.
Как выбрать солнечные панели?
На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов.
Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии.
Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.
Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства.
Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам.
Для уверенного выбора обратитесь к специалисту, который поможет вам подобрать вариант для конкретно вашей ситуации.
Если ваше пространство не велико, а нужно максимум энергии, в этом случае ищите монокристаллические панели с наибольшей мощностью. Если ограничен ваш бюджет, а установка планируется наземная, то заранее продумайте все возможности.
Обратите внимание: выбор между поликристаллическими и монокристаллическими батареями мощностью в 250 Вт не существенен, так что берите те, у которых ниже стоимость или решайте по другим факторам. Установка солнечного коллектора имеет огромный плюс в практическом аспекте
Такая инвестиция будет служить вам долгое время и снижать ваши траты на оплату электроэнергии. Батареи служат источниками постоянной подачи энергии, а ресурсы для них бесконечны
Установка солнечного коллектора имеет огромный плюс в практическом аспекте. Такая инвестиция будет служить вам долгое время и снижать ваши траты на оплату электроэнергии. Батареи служат источниками постоянной подачи энергии, а ресурсы для них бесконечны.
Отличие монокристаллических панелей от поликристалических?
При выборе солнечного модуля у покупателя зачастую встаёт вопрос, какой модуль выбрать, монокристаллический или поликристаллический?
На данный момент проведено большое количество тестов касательно данного вопроса, в результате которых получены следующие результаты:
1. Температурный показатель.
В процессе эксплуатации в реальных условиях солнечный модуль нагревается, в результате чего номинальная мощность солнечного модуля снижается. В результате исследований было зафиксировано, что в результате нагрева, солнечный модуль теряет от 15 до 25% от своей номинальной мощности.
В среднем, у моно и поликристаллических солнечных модулей температурный показатель составляет -0,45%, иными словами, при повышении температуры на 1 градус Цельсия от стандартных условий STC, у каждого солнечного модуля будут потери в мощности согласно температурному показателю.
Данный показатель также зависит от качества солнечных элементов и производителя. У некоторых производителей температурный показатель в модулях ниже -0,43%.
2. Деградация в период эксплуатации LID (Lighting Induced Degradation).
Монокристаллические солнечные модули обладают немного большей скоростью деградации по сравнению с поликристаллическими солнечными модулями в первый год.
Мощность качественного поликристаллического модуля в первый год понижается в среднем на 2%, монокристаллического на 3%.
В дальнейшем монокристаллический модуль деградирует на 0,85%, в то время как поликристаллический ежегодно деградирует на 0,8%, а это очень несущественная разница.
3. Цена.
Стоимость производства поликристаллического солнечного модуля ниже, чем монокристаллического. Это связано с более дорогостоящим процессом производства и применением кремния высокой степени очистки.
Однако это различие незначительно и составляет в среднем около 10%. Поэтому более низкая стоимость является немаловажный довод в пользу поликристаллического модуля
4. Фоточувствительность.
В нашей стране всё ещё существует миф о том, что поликристаллический модуль эффективнее функционирует в пасмурную погоду, тем не менее ни одного официального доказательства в пользу того, что так и есть на самом деле, никто не так и не обнаружил.
Данный вопрос больше относится к качеству и фоточувствительности солнечных элементов.
Результаты большинства тестов показали, что моно и поликристаллические модули фактически в одинаковой степени ведут себя при различном уровне освещенности и имеют одинаковую фоточувствительность.
Выработку солнечных модулей при разной освещенности Вы можете определить по коэффициенту. У 250 Вт моно при 200 Вт/м2 и 260 Вт моно при 400 Вт/м2 они наивысшие. Но разница всё равно минимальна.
5. Суммарная выработка в год.
Известная во всём мире лаборатория PHOTON постоянно публикует результаты своих исследований, в которых участвуют производители со всех уголков света. Результаты получаются очень парадоксальные. По результатам совершенно очевидно, что суммарная выработка поликристаллических модулей не выше, чем у монокристаллических. Многое зависит от качества солнечных элементов и их фоточувствительности, а также качества сборки и пайки.
По состоянию на 2013 год, более 70% сетевых станций собраны на основе поликристаллических солнечных модулей. Этот факт обосновывается тем, что инвесторы в первую очередь смотрят на общую стоимость проекта и сроки окупаемости, а не на максимальные показатели эффективности станций и их долговечность.
Сегодня некоторые российские продавцы убеждают покупателей, что никакой разницы между моно и поликристаллическими модулями нет, кроме того, что поликристаллические модули менее эффективны и занимают немного больше площади, чем монокристаллические.
Практически все российские производители, а точнее сборщики солнечных модулей, т.к. полного цикла производства в России просто не существует, перешли на поликристаллические солнечные элементы, чтобы максимально удешевить свою продукцию и остаться конкурентоспособными хотя бы на внутреннем рынке.
Разница в моно и поли есть, но она весьма незначительна.
Качественный монокристаллический модуль всегда более эффективен и выдает больше мощности при тех же размерах, но поликристалические модули всегда дешевле.
Выбор всегда остается за Вами.
Производство кремниевых кристаллов
Производство солнечных панелей начинается с изготовления моно- или поликристаллических кремниевых элементов. Монокристаллический кремний требует более сложной и трудоемкой технологии.
Его создание осуществляется в несколько этапов:
- Многоступенчатая очистка кварцевого песка, содержащего большое количество диоксида кремния. В результате очистки из него удаляется кислород. Этот процесс выполняется при высокой температуре, обеспечивающей плавление и последующий синтез материала с другими химическими веществами.
- Далее, из очищенного кремния выращиваются кристаллы. Вначале отдельные куски чистого материала закладываются в тигель, внутри которого они разогреваются и плавятся. В расплавленную массу помещается затравка, используемая в качестве основы будущего кристалла. Атомы кремния, оседая слоями на этой затравке, постепенно принимают четкую упорядоченную структуру. Конечным результатом этого продолжительного действия становится крупный однородный кристалл.
- На следующем этапе монокристалл измеряется, калибруется и обрабатывается до требуемой формы. На выходе он получается в форме цилиндра, не совсем удобной для последующей обработки. Поэтому заготовка в сечении превращается в квадрат с закругленными углами. Затем, готовый монокристалл при помощи стальных нитей разрезается на отдельные тонкие пластинки. После этого выполняется их очистка, проверка качества и работоспособность.
- Способность вырабатывать электроэнергию появляется у кремния после добавления в него бора и фосфора. Сторона п-типа покрыта фосфором, обеспечивающим получение свободных электронов. На стороне р-типа располагается слой бора с дырочной проводимостью. Таким образом, между двумя элементами создается р-п-переход. При попадании на ячейку солнечного света, из атомной решетки начнется усиленный выход электронов и дырок. Они распространяются по всему электрическому полю и устремляются к своему заряду. Сбор полученного тока осуществляется с помощью проводников, припаянных с каждой стороны пластины.
- На завершающей стадии пластинки соединяются в цепочки, после чего они собираются в более крупные блоки. Мощность батареи зависит от количества ячеек. При их последовательном соединении возникает определенное значение напряжения, а при параллельном – сила тока. Для защиты от внешних воздействий ячейки покрываются пленкой, переносятся на стекло и устанавливаются в рамку прямоугольной формы. В конце сборки проверяются вольтамперные характеристики, после чего панель готова к эксплуатации.
Панели из монокристаллов
Понять, что перед вами монокристаллические солнечные панели, очень просто. Их поверхность составляет большое число квадратов, которые имеют срезанные уголки. Монокристаллы с такой формой получаются в процессе изготовления, а объясняется это структурой кристаллической решетки кремния.
Из названия ясно, что при производстве используется один кремниевый кристалл. Чтобы его изготовить, запускают процесс выращивания из расплава, используя чистый кремний. В результате выходит кристаллический элемент в форме цилиндра, который в дальнейшем нарезают тонкими пластинками, и они получают форму срезанных квадратов.
Такая форма позволяет предотвратить нерациональное использование полезных площадей. Монокристаллическая панель отличается однородным цветом и структурой. Это свидетельствует о высокой чистоте кремния (до 99,99 %).
Отдельные квадратные детали складывают в единую панель, окруженную по периметру оболочкой из пластика. После этого солнечный модуль готов к функционированию.
Достоинства
Монокристаллические солнечные батареи обладают рядом преимуществ:
- Имеют наилучший коэффициент полезного действия среди всех современных моделей.
- Хорошо функционируют в условиях низких температур.
- Обладают длительным сроком эксплуатации (до 25 лет).
- Требуют меньше места по сравнению с другими аналогами при одной и той же отдаче тепла.
Бывают ли дешевые солнечные панели
Специалисты и ученые стремятся создать батареи, которые станут широко доступными для всего населения. Небольшими, но успешными шагами они приближаются к этой цели и при этом каждый раз совершенствуют материалы, которые используются в данной технологии. Конечно, существуют и такие производители, которые халатно относятся к товару, который предлагают покупателям и заведомо продают низкокачественную продукцию. Именно в этом заключается основная проблема, если вы вдруг захотели приобрести недорогую солнечную батарею.
Не только жители РФ, но и стран Европы убедились в том, что недорогие установки предлагают китайские производители. Можно заметить, что именно китайские производители заполонили рынок солнечных батарей, заставив при этом признать себя банкротами многие крупные компании, которые просто не выдержали конкуренции с китайцами.
Так, например вы должны знать, какие товары могут быть бюджетными, а какие нет. Дешевые монокристаллические панели найти вряд ли удастся, так как эти типы включают в себя самые мощные элементы
Поэтому очень важно знать какие характеристики включает в себя установка
С другой стороны существуют компании гиганты, которые благодаря субсидиям государства снижают стоимость на те солнечные батареи, которые они производят. К таким можно отнести крупные немецкие и конечно же российские производства. Если же вы решились на приобретение китайской продукции, то лучше отдать предпочтение какой-то известной фирме, которая уже оправдала свое имя на рынке.
Что такое солнечная батарея? Это генератор фотоэлектрического типа с постоянным током, который преобразует солнечную энергию в электрическую. В таких батареях используются кремниевые модули -полупроводники.
Для того чтобы выбрать солнечную батарею для дома вам потребуется обратить внимание на несколько наших советов. А именно:. А именно:
А именно:
Во время приобретения системы солнечной батарей, учтите, что она должна подходит к вашему дому. Во-первых, большую роль играет климат вашей местности. От него будет зависеть продолжительность солнечного света над домом и естественно и время накопительного режима. Для того чтобы определить насколько ваша территория подходящая потребуется воспользоваться картой освещенности. Учтите то количество тепла, которое вы желаете получить в конечном итоге. Самым оптимальным вариантом станет батарея, которая сможет покрыть примерно 40-80 потребностей в тепле. Системы, которые обладают меньшей эффективностью, будут стоить на порядок дороже. Так же нужно учесть проектировку и возможности всей системы. Это сможет гарантировать вам устойчивость установки при форс-мажорных случаях
Все эти расчеты лучше доверит специалистам
Обязательно обратите внимание на изготовителя батареи, а так же на материал, который использовался в производстве фотоэлектронного элемента модуля. Здесь может быть как моно, так и поликристаллический кремний
Именно от этих качеств будет зависеть не только цена, но и КПД, а так, же срок службы установки.
Следуя этим советам, вы сможете подобрать именно тот тип установки, который подойдет именно к вашей территории. Но все, же лучше чтобы вашими расчетами занимались люди связанные с данной сферой деятельности.
Курьезы солнечной энергетики
В свете вышесказанного особенно забавными выглядят так называемые “обзоры”, которые можно найти в youtube.
Автор сравнивает модули разных поколений. Моно – с 2 шинами, поли – с 3 шинами. При переходе от 2 к 3 шинам, также как и переходе к стандартным сейчас 4 токосъемным шинам, эффективность солнечных элементов растет на несколько процентов. Потому разница в мощности – не из-за типа кристалла, а из-за поколения и качества исполнения солнечных элементов. Тем более, что у торговой марки, которую “обозревает” автор, источник солнечных элементов неизвестен, и от партии к партии могут применяться элементы различных производителей.
Иногда на просторах интернета можно прочитать и такой “бред”:
Наиболее эффективны в пасмурную погоду кремниевые поликристаллические батареи, хорошо поглощающие не только прямое солнечное излучение, но и рассеянный свет, проникающий через облака. Связано это с тем, что в поликристаллических элементах кристаллы кремния ориентированы не упорядоченно, а хаотически, что, с одной стороны, снижает эффективность батареи при прямом падении солнечного излучения, а, с другой, снижает ее незначительно при характерном для пасмурной погоды рассеянном освещении.
Конечно же, никакого эффекта на преобразование рассеянного света разное направление кристаллов не имеет. Написавший эти строки не имеет представления о том, как работает солнечный элемент. Нет данных, доказывающих, что поликристаллические элементы лучше преобразуют рассеянный свет, чем монокристаллические. Больше разницы можно увидеть между работой элементов p-типа и n-типа, нежели между моно- и поликристаллом. Разница в работе солнечных элементов при разной освещённости в основном определяется качеством изготовления и технологии, а не типом кристалла. Есть конкретные поликристаллические модули, которые работают лучше конкретных монокристаллических. Которые в свою очередь могут работать лучше других поликристаллических. Как обычно, чем крупнее и известнее производитель, тем более предсказуем результат и лучше качество. Именно поэтому мы всегда рекомендуем к покупке известные и проверенные бренды солнечных панелей. Все они перечислены в нашем Интернет-магазине в разделе “Солнечные панели“, а также на нашем сайте в разделе “Солнечные батареи“.
