Поли монокристаллы. Поликристаллические солнечные панели. Ваша цель: Установить солнечную фотоэлектрическую систему, которая поможет вам уменьшить расходы на электроэнергию

Перед покупкой солнечных панелей, в первую очередь, требуется определиться с их типом. При выборе конкретной модификации, как правило, учитывается весь спектр параметров и характеристик. В данной статье будут рассмотрены основные параметры солнечных батарей для домашнего использования, их преимущества и недостатки, а также целесообразность использования выбранной конструкции.
Отметим также, что сам термин солнечные панели имеет ряд синонимичных значений, таких как солнечные модули и солнечные батареи – все это представляет класс фотоэлетрических солнечных элементов, использующихся для получения электроэнергии.

Свойства кристаллического кремния

На сегодняшний момент подавляющее большинство преобразователей непосредственно энергии солнечных лучей в электрическую энергию изготовлены из кремния. Батареи, изготовленные с применение в качестве основы монокристаллического кремния составили 95% рынка поставок монокристаллические солнечные панелей для использования в частном фонде.

Для применения в фотоэнергетике используется кремний различной степени чистоты. Данный параметр характеризует упорядоченность молекул элемента в кристаллической решетке. Чем более упорядочена структура кремния, тем выше производительность устройств на его основе. в основном зависят именно от этого фактора.

Достижение высокой степени упорядоченности структуры кремния дорогостоящий технологический процесс. Следовательно, степень чистоты кристалла кремния не всегда является определяющим фактором. Более значимые параметры при выборе солнечных батарей – это эффективность использования поверхности конструкции и пространства, общая экономическая эффективность.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что кристаллический кремний — это основа всех фотоэлектрических элементов, которые подразделяются на моно- и поликристаллические.

Монокристаллические солнечные панели

Отличительной чертой фотоэлементов, произведенных из монокристаллического кремния (mono-Si) служат однородность цвета поверхности и внешнего вида в целом. Данные параметры определяет размерность зерен монокристалла. Слиток монокристаллического кремния выращивается на производстве из исходного сырья и имеет достаточно высокие показатели по частоте и структурированности кристаллической решетки.
Фотоэлементы, использующиеся в монокристаллические солнечные панелях, изготавливаются из слитков кремния цилиндрической формы. При этом слиток обрезается со всех сторон для повышения эксплуатационных характеристик и снижения затрат. Этот процесс определяет внешний вид монокристаллов солнечных панелей и делает его достаточно однотипным. Так получаем монокристаллические солнечные батареи.

Таким образом, основное отличие внешнего вида поликристаллических солнечных батарей от аналогов из монокремния – это форма панелей. У монокристаллических конструкций они имеют форму псевдоквадрата.

Достоинства монокристаллических солнечных панелей заключаются в следующем:

— Высокая эффективность , объясняющаяся высокой структурированностью материала. Производительность таких конструкций составляет от 17 до 22%.

— Снижение габаритных размеров конструкции для обеспечения заданного значения энергии в сравнении с аналогами при те же остальных характеристиках. Т.е. для получения количества энергии в 10 Вт, требуется панель из моно-кремния наименьшего размера.

— Максимальная долговечность среди всех типов панелей. При грамотном использовании монокристаллические солнечные панели достаточно купить и установить 1 раз за 25 лет.

Недостатки монокристаллических солнечных батарей:

— Высокая стоимость монокристаллических солнечных панелей. Если цена куда более определяющий фактор, чем долговечность и энергоэффективность, то разумнее остановить выбор на других типах панелей, в частности, поликристаллических.

— даже незначительная загрязненность панели или тень, закрывающая часть конструкции, могут стать причиной потери производительности всей цепочки. Для устранения данного недостатка целесообразно использовать микроинверторы, предназначенных для уравнивания характеристик работы всей цепи в следствие неравномерной освещенности.

Поликристаллические солнечные панели

Солнечные батареи, изготовленные из поликристаллического кремния, известны на рынке энергопреобразующих товаров с 1981 года. Для их производства не требуется усложненного технологически процесса выращивания монокристаллов по методу Чохральского. Достаточно расплавить кремниевое сырье и залить его в специальные формы для выплавки. После чего блоки нарезаются на пластины квадратной формы. В итоге получаются поликристаллические солнечные батареи.

Достоинства поликристаллические батарей:

— общее снижения уровня затрат при производстве. В частности, значительно снижается количество производимых отходов, что дополнительно снижает затраты на переработку и утилизацию.

— меньший процент брака при изготовлении.

Но при этом поликристаллические солнечные панели обладают следующими недостатками:

-Поликристаллические солнечные панели менее устойчивы к воздействию высоких температур, в отличие от аналогов, произведенных из монокристаллического кремния. Воздействие чересчур высоких температур негативно влияет на производительность конструкции и на ее долговечность. Но так как влияние данного эффекта на характеристики в целом незначительно, акцентировать на нем внимание не стоит.

— производительность составляет от 14 до 18%, что примерно на 5% ниже показателей батарей из монокристаллов.

— эффективность использования пространства при установке поликристаллических солнечных батарей также ниже, чем у аналогов. Для получения тех же показателей энергетических характеристик требуется задействовать большую площадь.

— неоднородность внешнего вида конструкции. При использовании специальных просветляющих покрытий данный недостаток становится фактически незаметным.

Характеристика тонкопленочных панелей.

Аморные солнечные батареи

Производственный процесс тонкопленочных панелей заключается в вакуумном напылении фотоэлектрического материала в виде тонкой пленки на подложку-основу. В зависимости от требуемых характеристик используются различные типы подложек и виды напыляемых веществ. В частности, материалами для напыления тонких пленок служат: аморфный кремний (a-Si), теллурид кадмия (CdTe), медь, индий, галлий, соединения селена — селениды (CIS/CIGS), различные органические элементы (OPC)

КПД тонкопленочных солнечных батарей зависит от качества и чистоты технологического процесса и составляет от 7 до 13%. При развитии технологии и внедрении инновация прогнозируемый рост КПД составит 3%. В 2000-х годах рынок тонкопленочных панелей значительно вырос. Это связано с развитием технологии напыления тонких пленок и развитием уровня производства в целом. Таким образом, купить солнечные батареи становится все проще, а их цена становится все доступнее.

Достоинства тонкопленочных батарей:

— низкая себестоимость производства, следовательно, более низкая цена на панели в целом.

— эстетичный внешний вид конструкции, обусловленный высокой однородностью.

— возможность изготовления гибких конструкций

— количество потерь производительности при нагреве или непрямом освещении снижено.

При этом тонкопленочные конструкции имеют и ряд недостатков:

— необходима достаточно большая площадь монтажа конструкции для обеспечения преобразования требуемого количества солнечной энергии.

— установка большего количества панелей требует дополнительной крепежной фурнитуры и повышения затрат на установку.

— срок службы таких панелей ниже, чем у кристаллических аналогов.

И все же какие панели наиболее являются наиболее подходящими для использования именно в частном домовладении для обеспечения электроэнергией дома или коттеджа?

В решении данного вопроса не помешает консультация специалистов в области фотоэлектронных преобразователей солнечной энергии и проведение количественной и качественной оценки всех факторов: от площади до освещения поверхности монтажа. Такая консультация позволит вам определить, что именно вам требуется.

При недостатке площадей для установки обратите внимание на монокристаллические батареи с максимальным КПД. К сожалению на сегодняшний момент на российском рынке фотоэлектронных товаров, в частности, преобразователей, выбор элементов ограничен и, скорее всего, как и выбор модулей требуемой конструкции или состава пленки. В таком случае вам может потребоваться произвести заказ модулей из-за рубежа, либо купить их в России по предварительному заказу. Однако в данном случае цена на батареи будет выше.

Если более важное значение имеет именно ценовой диапазон материалов и работ, то лучший вариант – использование конструкций на поликристаллических пластинах. Они позволят обеспечить достаточно хорошие показатели по производительности и при этом сэкономить некоторое количество средств.

При выборе тонкопленочных панелей не забывайте учитывать требования по монтажу. Стоимость дополнительных монтажных работ значительно повлияет на итоговую смету.

Определившись с типом и размерами солнечных батарей, вам останется осуществить закупку требуемых блоков, произвести монтаж и наслаждать использованием одного из самых экологически безопасных способов получения электроэнергии для бытовых нужд.

С появлением новейших разработок в области науки и техники, ассортимент солнечных модулей постепенно расширяется. Но неизменную популярность среди пользователей, как и прежде, занимают солнечные батареи из монокристаллического и поликристаллического кремния.

Монокристаллические солнечные батареи

Изготовление солнечных батарей на базе монокристаллического кремния позволяет получать наиболее высокие показатели эффективности фотоэлектрического преобразования среди модулей коммерческого применения за счёт максимально возможной чистоты исходного материала (монокристаллического кремния). КПД монокристаллических солнечных элементов (из которых производятся такие модули) достигает показателей до 19-22%; КПД монокристаллических солнечных батарей, соответственно, – 16-18%.

За счёт более качественного исходного материала, монокристаллические солнечные батареи имеют лучшие показатели по работе при низких уровнях освещённости (в условиях облачности). Что очень важно для электрогенерации в осенне-зимний период, особенно при применении солнечных батарей в Украине. Помимо этого, монокристаллические элементы более эффективно работают в морозную погоду, поэтому использовать монокристаллические солнечные батареи в зимний период более практично.

В случае, если целью является получение максимальной генерации с единицы площади, следует использовать только монокристаллические модули.

Поликристаллические солнечные батареи

Основное преимущество поликристаллических солнечных батарей – они дешевле, так как себестоимость исходного материала (мультикристаллических пластин) ниже, но и эффективность работы таких модулей ниже. Их использование целесообразно если нет задачи получения максимальной выработки электроэнергии с единицы установленной мощности. Если в вашей местности нету значительных перепадов уровней освещенности в течении длительного периода.

Внешний вид

Сырьем для производства монокристаллических элементов солнечных батарей является монокристалл кремния, полученный путем выращивания в специальных ростовых вакуумных печах. Чистота такого изделия равна 99,999%, от сюда и значительно высший КПД по сравнению с поликристаллическими элементами. Кристалл кремния в печи растет в форме цилиндра, если его порезать на пластины – мы получим круги).

Растущий в печи кристалл кремния имеет цилиндрическую форму

Если далее из таких круглых пластин сделать солнечные элементы и собрав их в готовую солнечную панель, у нас будет очень много неэффективной площади панели. Но если же из круглой пластины вырезать квадрат, получится много отходов производства. Поэтому принята стандартная форма монокристаллических солнечных элементов, так называемый псевдоквадрат . Это лучшее решение по оптимизации полезной площади монокристаллической солнечной панели и уменьшении производственных отходов.

Монокристаллический солнечный элемент формы псевдоквадрат

Производство элементов (ячеек) для поликристаллических солнечных батарей технологически на много проще, в следствии сами элементы значительно дешевле. Чаще всего, емкость – тигель с расплавленным кремнием, чистота которого намного ниже чем при производстве монокристаллических элементов, плавно охлаждают до полного остывания. Полученный слиток кроят на пластины нужной формы. Внешне элемент для поликристаллической солнечной панели легко отличить от монокристаллического благодаря визуально неоднородной структуре.

Эффект старения

С каждым годом эксплуатации любых солнечных батарей их производительность немного уменьшается, можно сказать что происходит “старение”. И для монокристаллических солнечных батарей этот эффект значительно ниже, это связано с их равномерной структурой. К примеру, если монокристаллические элементы стареют за 25 лет на 17 – 20%, то для монокристаллических элементов этот показатель может превысить все 30%.

Сравнение по эффективности работы

Начиная с «бума» массового производства солнечных панелей в начале 2000-х годов, ведутся споры, какой из вариантов, моно- или мультикремний является более предпочтительным, с точки зрения эффективности использования.

В данной статье мы не будем проводить глубокий теоретический анализ физических процессов, а обратим внимание только на имеющиеся статистические данные.

Наиболее объективной информацией о эффективности работы фотоэлектрических модулей, являются данные об натурных испытаниях, проводимых под эгидой журнала Photon International (модули различных производителей устанавливаются в одинаковых условиях, на каждую группу устанавливается отдельный счётчик вырабатываемой энергии). Место проведения испытаний – Аахен, Германия.

В качестве результирующего параметра для сравнения взят параметр «коэффициент выработки», определяемый как соотношение выработанной энергии к расчётной, которая должна быть полученной исходя из номинальной мощности модуля, реальных условий окружающей среды (освещённость, температура и т.д.). По результатам 2013 и 2014 года, были получены следующие значения по лидерам:

Компания	Материал подложки	Место 2013 год	Процент 2013


ET Solar Industry








Seraphim Solar System



ET Solar Industry



Hareon Solar Technology

Мы видим, что:

ТОП-3: монокремний 100%; ТОП-5: монокремний 80%; ТОП-10: монокремний 60%.

Компания	Материал подложки	Место 2014 год	Процент 2014






Huanghe Photovoltaic Technology


ET Solar Industry

Seraphim Solar System
Hareon Solar Technology

Мы видим, что:

ТОП-3: монокремний 100%; ТОП-5: монокремний 80%; ТОП-10: монокремний 70%.

Таким образом, образцы, где в качестве базового материала использован монокремний, при проведении данных испытаний продемонстрировали более высокую эффективность по выработке электроэнергии. Покольку результатов по другим объективным сравнительным испытаниям не приводится, мы рекомендуем использование монокристаллических солнечных панелей.

Наше предприятие “Пролог Семикор” производит солнечные модули только из монокристаллических солнечных элементов. Если вы заинтересованны купить солнечные батареи полностью украинского производства, посетите наш магазин, нажав в меню сайта “Наш магазин”. Так же мы можем предоставить консультацию по внедрению “Зеленого Тарифа” с 10% надбавкой за использования украинских комплектующих.

Поликристаллические и монокристаллические солнечные батареи позволяют установить независимый источник энергообеспечения в домах, а также на предприятиях. На сегодняшний день благодаря солнечным батареям можно:

Обеспечивать автономное и резервное электроснабжение частных домов, офисных зданий, заправочных комплексов, тепличных и фермерских хозяйств, киосков.

Обеспечивать освещение парков, садов, улиц и шоссейных дорог;

Обеспечивать электроэнергией удалённые объекты телекоммуникаций.

Усовершенствовать работу газопроводов и нефтепроводов;

Обеспечить электропитанием системы подачи воды, а также ее опреснения.

Заряжать разнообразные гаджеты (актуально в походах и поездках за город).

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.

Июнь 2018

Идея создания устройств, способных накапливать энергию Солнца, возникла еще в XIX веке. Первая батарея появилась в 1839 году - благодаря усилиям Антуана-Сезара Беккереля. Ее КПД составлял всего 1 %. За истекшее с тех пор время технология много раз совершенствовалась, коэффициент полезного действия современных солнечных аккумуляторов превышает 20 %. Сегодня поговорим о том, какие батареи лучше: монокристаллические или поликристаллические. Критерии оценки: КПД, сохранение исходных свойств, стоимость, эксплуатационные затраты.

Конструкция и применение

Солнечная батарея - совокупность элементов, которые служат для получения электрической энергии из световой. Принцип действия основан на фото-электрическом эффекте - за счет преобразования солнечного света в электроток. Основные компоненты системы:

Полупроводник. Как правило, моно- или поликристаллический кремний, дополненный другими химическими соединениями, которые способствуют образованию фото-электрического эффекта. Состоит из 2 материалов с разной проводимостью, за счет чего между ними происходит постоянное перемещение электронов (p-n-переход).

Прокладка - тончайшее покрытие, которое препятствует свободному движению электронов, находится между слоями полупроводника.

Источник электроэнергии, при подключении которого к прокладке электроны приобретают способность ее преодолевать - в результате этого возникает упорядоченное движение заряженных частиц, собственно, генерируется электрический ток.

Аккумулятор - накапливает полученную электроэнергию.

Контроллер заряда - выполняет функцию распределителя потоков электрической энергии.

Инвертор - нужен для трансформации постоянного тока в переменный.

Стабилизатор напряжения.

Для использования солнечных батарей в качестве основного источника электроэнергии важно, чтобы количество ясных дней преобладало над пасмурными. По этой причине в большинстве регионов нашей страны подобные установки используют преимущественно как вспомогательные.

Особенности монокристаллических панелей

Монокристаллическая система представляет собой десятки фотоэлементов, объединенных в единую панель. Кристаллы получают путем выращивания - по методу Чохальского. Каждый из них закреплен на стеклопластиковой основе, которая защищает от пыли и влажности. Материал элементов - очищенный кремний. Светочувствительные ячейки ориентированы в одну сторону, за счет чего КПД монокристаллических панелей выше, чем поликристаллических. Другие особенности:

продолжительность непрерывной эксплуатации - не менее 20 лет;

КПД монокристаллов - в среднем до 20–22 % (без учета потерь полученной электроэнергии), в отдельных случаях - до 20 %;

уровень поглощения выше, чем в поликристаллических панелях;

Единственный минус монокристаллических систем - более высокая стоимость, впрочем, затраты на их приобретение быстро окупаются. При дефиците площади, когда крайне важно добиться максимального количества энергии с каждого квадратного метра, подобное решение предпочтительнее.

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.

Сравнение основных характеристик монокристаллических и поликристаллических элементов

Каждая из систем имеет свои плюсы и минусы. Как определить, что предпочтительнее, моно- или поликристаллы? Предлагаем вашему вниманию сравнительную таблицу, в которой рассмотрены ключевые характеристики каждого из вариантов:

Параметр	Монокристаллы	Поликристаллы	Вывод
Температурный коэффициент	0,45 %	0,45 %	Снижение мощности в системах обоих типов происходит практически одинаково
Скорость деградации	На 3 % в первый год эксплуатации, в последующие - на 0,71 %.	На 2 % в первый год эксплуатации, на 0,67 % в последующие годы.	Разница несущественна, поэтому ею можно пренебречь.
Цена	Высокая стоимость, обусловлена сложностью производства.	На 10-15 % дешевле, чем монокристаллические элементы.	Для многих цена оказывается решающим доводом в пользу поликристаллических панелей.
Фоточувствительность (при уровне освещенности 600 Вт/м 2	При одинаковой мощности модулей разница не превышает 10 %.		По сути этим показателем можно пренебречь.
Годовая выработка	По данным лаборатории PHOTON она незначительно выше (не более 2 %) у монокристаллов. Однако более подробные исследования показали, что имеет значение не только тип панели, но и бренд.		Важнее свойства конкретной солнечной батареи - именно они являются ключевым критерием выбора.

При выборе солнечных панелей необходимо обращать внимание не только на тип фотоэлементов, но и на другие критерии: соотношение цены и эффективности, заявленный ресурс (гарантийный срок), напряжение при максимальной мощности, комплектацию.

Эффективные решения для вашего дома

Как видите, мы так и не смогли дать однозначный ответ на вопрос о том, какие фотоэлементы предпочтительнее - моно- или поликристаллические. Наша компания осуществляет продажу солнечных батарей с панелями обоих типов - мы предлагаем только проверенные решения, эффективность которых доказана на практике. Приглашаем к сотрудничеству застройщиков и собственников коттеджей, заинтересованных в получении доступной, а главное экологически безопасной электроэнергии:

· подберем солнечные батареи с учетом площади дома, климатических и ландшафтных особенностей;

· предоставим долгосрочную гарантию на приобретенный товар;

· за умеренную плату выполним обслуживание приобретенных у нас систем;

· предложим несколько вариантов солнечных батарей с детальным описанием плюсов и особенностей каждой из них - вы сможете подобрать для себя лучший вариант.

Позвоните нам, и мы подробнее расскажем о преимуществах солнечных батарей, особенностях их эксплуатации и выгоде от использования предлагаемых технологий.

Ваша цель: Установить солнечную фотоэлектрическую систему, которая поможет вам уменьшить расходы на электроэнергию.

Проблема: На рынке очень много разных моделей и типов солнечных модулей, и это вас запутало. одни продавцы утверждают, монокристаллические модули это лучший выбор, другие утверждают, что поликристаллические ничем не хуже (или даже лучше). Кто из них прав?

Когда дело доходит до наиболее подходящих для вашего проекта солнечных модулях, потребитель сталкивается с проблемой выбора. На рынке сейчас много разный солнечных модулей, и все продавцы утверждают, что у них «самые лучшие». Покупателю не просто разобраться в технических характеристиках, узнать достоверную информацию о надёжности и эффективности солнечных модулей. В основном завлекают низкой ценой, утверждая, что технические параметры не хуже, чем у остальных солнечных панелей. Как и при покупке других товаров, покупатели стремятся получить «самое выгодное предложение», зачастую жертвуя качеством за счет цены.

Стремление снизить цену очень понятно, но связанное с этим снижение качества может очень сильно повлиять на эффективность всей вашей системы солнечного электроснабжения. Поэтому мы постарались сделать небольшое руководство для покупателей , которое поможет вам ориентироваться в море информации о солнечных панелях, продающихся на российском рынке.

В данной статье вы узнаете все о различиях монокристаллических и поликристаллических модулей.

Что такое монокристаллические модули?

Это технология, которая привела к революции в фотоэнергетике. Первые коммерческие монокристаллические модули появились в 1950-х годах и являются самыми первыми и самыми «продвинутыми» модулями на современном рынке. Как видно из названия, сделаны из единого кристалла чистого кремния. Производители для формирования слитка используют метод Чохральского для постепенного выращивания кристалла кремния из расплава. В качестве «затравки» используется маленький кристалл чистого кремния. По мере роста кристалла вокруг «затравки», его температура кремния постепенно падает, тем самым формируется кристалл чистого кремния цилиндрической формы.

Монокристаллические модули можно отличить по их однородному цвету и структуре, что является признаком высокочистого кремния.

Что такое поликристаллические модули?

Кристалл поликремния. Из такого нарезаются прямоугольные слитки, а потом пластины.

Поликристаллические солнечные панели сделаны из с множеством кристаллов. Вместо медленного и очень дорогого процесса выращивания единого кристалла, производители просто опускают кристаллическую «затравку» в ванну с расплавленным кремнием и дают ему остыть. При этом формируются разнонаправленные кристаллы, они небольшие и их много. Из такого большого кристалла нарезаются прямоугольные слитки, а потом из них — пластины. Отсюда и название — мультикристаллические (или поликристаллические, что одно и то же) .

В чем же разница между монокристаллом и поликристаллом?

Разница между монокристаллическими и поликристаллическими элементами (или как их еще часто называют, «ячейками») определяется их производственным процессом. Монокристаллические солнечные элементы сделаны из единого кристалла. Они более однородны — как по внешнему виду, так и по техническим характеристикам. Поликристаллические элементы сделаны из блоков кристаллов кремния, что видно при их ближайшем рассмотрении.

Преимущества и недостатки монокристаллических модулей

Преимущества:

Монокристаллические солнечные модули имеют самый высокий КПД (современные модули имеют КПД до 22%);
Монокристаллические модули занимают меньше места , потому что они имеют больший КПД по сравнению с другими типами солнечных модулей;
Монокристаллические модули более долговечны — большинство производителей дает как минимум 25 лет гарантии на такие панели. Причем «стареет» в монокристаллической панели не сам кремний, а то, что его окружает — покрытия, пленки, контакты и проч. Сам монокристалл обладает стабильными характеристиками в течение практически всего срока службы;
Считается, что монокристаллические модули лучше работают при низкой освещенности. Однако здесь не все так однозначно, и работа при низкой освещенности больше зависит не от типа кристалла, а от качества исполнения солнечного модуля. Здесь действует общее правило — крупный, известный производитель делает более качественные солнечные панели.

Недостатки:

Монокристаллические модули дороже поликристаллических;

Преимущества и недостатки поликристаллических модулей

Преимущества:

Они дешевле в производстве, т.к. процесс выращивания поликремния гораздо проще и менее энергоёмкий.
Они обычно меньше подвержены влиянию температуры, чем монокристаллические модули.

Недостатки:

Т.к. чистота кремния в поликристалле ниже, чем в монокристалле, поликристаллические модули имеют меньший КПД. Современные поликристаллические модули имеют КПД 15-18%.
Меньшая эффективность ведет к тому, что для генерации одинакового количества энергии потребуется бОльшая площадь.

Основные отличия модулей

Параметр	Монокристаллические солнечные элементы	Поликристаллические солнечные элементы
Кристаллическая структура	Все кристаллы ориентированы в одном направлении, зерна кристаллов параллельны	Кристаллы ориентированы в разных направлениях, зерна кристаллов не параллельны
Технология производства	Монокристаллические цилиндры кремния нарезаются на пластины, затем пластины обрезаются до почти квадратной формы	Поликристаллические заготовки прямоугольной формы режутся на пластины.
Температуры изготовления	1400°C	800~1000°C
Форма	Прямоугольная, с обрезанными углами (квазипрямоугольные)	Прямоугольные или квадратные, различной формы
Толщина	<=300μm	300~500μm
Цвет1	Черный	Темно-синий
КПД	15%~23%	12%~17%
Стабильность параметров	Высокая стабильность	Высокая стабильность, но ниже, чем у монокристаллических элементов
Цена2	Относительно высокая	Относительно высокая, но ниже, чем у монокристаллических элементов
Окупаемость по энергии	2 года	2~3 года

Примечания:
1 Просветляющее и антиотражающее покрытие наносится на элементы, и монокристаллические элементы в солнечных панелях могут иметь темно-синий цвет. Поликристаллические элементы могут иметь разные оттенки синего и темно-синего цвета
2 Цена в последние годы существенно снижена, поэтому различия в цене кристаллических и тонкопленочных элементов минимальны.

Так какой из типов кристаллов работает лучше ? Однозначного ответа на этот вопрос нет. В общем случае, с помощью можно получить больше энергии с единицы площади за счет более высокого КПД этих элементов. Но если сравнивать модули с одинаковой мощностью (а именно так обычно и сравнивают модули, т.к. платят за ватты, а не за площадь модулей), то однозначного ответа нет. Очень многое зависит от производителя солнечных элементов — чем качественнее солнечный элемент, тем он лучше будет работать и больше вырабатывать энергии. Выбор известного и проверенного производителя элементов подчас важнее выбора производителей (сборщиков) панелей.

Какие модули выбрать?

Чем больше и чище кристалл кремния, из которого сделаны солнечные элементы, тем они более эффективны. В результате, монокристаллические модули примерно на 10-15% более эффективны, чем поликристаллические того же размера.

Поликристаллические модули , с другой стороны, часто преподносятся как менее эффективные. Однако их цена за ватт мощности дешевле на 10-20%, чем у монокристаллических солнечных панелей.

И все же, какие солнечные батареи лучше?

Нет однозначного ответа. Ответ зависит от требований вашего проекта. Поликристаллические модули больше подходят для , устанавливаемых на крышах большой площади, или на земле. Они также подходят для покупателей с ограниченным бюджетом.

В общем случае, солнечные элементы n-типа

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.

Заключение

Несмотря на то, что между разными типами модулей есть различия, нет однозначного ответа, какой солнечный модуль удовлетворяет всем возможным требованиям лучше всего. Тип модуля выбирается в зависимости от характеристик вашего объекта и требований к установке.

Если вы не ограничены в бюджете и хотите достичь максимального срока службы и максимальной выработки энергии за срок службы солнечной панели, и вам важна площадь, занимаемая солнечной батареей — выбирайте монокристалл. Если есть ограничения в деньгах и нет ограничений по площади установки солнечной батареи и вы не гонитесь за максимальным показателем выработки кВт*ч за срок службы солнечной панели — смело покупайте поликристаллические модули.