Монокристаллические поликристаллические панели. Что выбрать монокристаллические или поликристалические солнечные панели? КПД и срок службы

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).

Солнечные батареи (модули, панели), предлагаемые покупатеям компанией Инверторы Ру, изготовлены в Китае, на самых проверенных по качеству и надежности заводах. По информации Европейской ассоциации производителей фотоэлектрических систем (EPIA), в 2014 году примерно 70% заводов по производству солнечных батарей расположены в Китае. Правительство Китая постоянно выделяет дополнительные дотации производителям альтернативной энергии, что дает им возможность держать самые низкие цены на солнечные батареи для дачи или частного дома. Поэтому солнечные батареи, произведенные в Китае, весьма успешно распродаются не только в Китае, но и в России, Украине, в Европе, США и других странах, с каждым годом захватывая все более увеличивающийся рынок альтернативной энергетики. Особенно это актуально в связи с подорожанием электроэнергии и отсутствием ее поставок в некоторые трудно доступные места. Повышенным спросом пользуется солнечная батарея и у тех, кто хочет сэкономить денежные средства, получая свет и тепло от солнечных лучей.

Компания Инверторы Ру регулярно поставляет самые востребованные новинки в сфере технического прогресса альтернативного освещения. У нас можно купить солнечные батареи и солнечные коллекторы хорошего качества С доставкой в любой регион России, по самой примлемой стоимости в Москве.

Купленная у нас солнечная батарея прослужит вам долгие годы и сэкономит ваши деньги.

У нас поставки от крупных китайских производителей солнечных батарей, производственная мощность которых:

– позволяет выпускать солнесные модули общей мощностью 500 МВт в год;

– является компанией полного цикла (производство поликристаллического и монокристаллического кремния, производство фотоэлектрических модулей и элементов Grade A++ из пластин, нарезка на пластины кремния);

– мощность и качество производимых ими фотоэлектрических модулей подтверждены международными сертификатами (TUV, CE, IEC, ISO9001 и др.);

– регулярно проводятся работы над улучшением характеристик солнечных элементов и модулей.

– солнечная батарея имеет гарантию мощности более 85% от номинала в течение 10 лет и более 80% от номинала в течение 15 лет.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные батареи

Солнечные батареи (модули, панели), предлагаемые покупатеям компанией Инверторы Ру, изготовлены в Китае, на самых проверенных по качеству и надежности заво

Что лучше - монокристаллическая или поликристаллическая солнечная батарея?

Необходимость приобретения солнечных батарей ставит перед выбором: моно- или поликристаллическая? На этот вопрос ответить достаточно просто, если понимать, как устроены солнечные элементы.

Монокристаллические солнечные батареи считаются самыми эффективными. Приобрести их сегодня можно и в Интернете, поскольку они производятся для масс-маркета (до недавнего времени выпускались только для космической отрасли).

В чём заключается разница?

По большому счету, разница заключается исключительно в сырье, которое используется для производства солнечных батарей:

• монокристаллические кристаллы;
• поликристаллические кристаллы.

Естественно, эффективность поликристаллических кристаллов существенно ниже. Считается, что они способны выдать до 18% эффективности. Между тем, монокристаллические аналоги выдают до 25%.

Для производства поликристаллических солнечных батарей используется переработанный кремний, который был взят из электроники и т.д. Монокристаллы значительно эффективнее, но и дороже, соответственно.

В космической отрасли используется экстрачистое сырьё. Концентрация примесей едва ли дотягивает до 0,01%.

Серийное производство и площадь покрытия

В виду коммерческой выгодности сегодня существует большое количество производств, которые занимаются выпуском поликристаллических вариантов солнечных батарей. Естественно, если использовать их в большом количестве, то можно добиться такой же эффективности, как и у монокристаллических элементов меньшей площади.

Отличить моно- от поликристаллов достаточно просто. Всё, что для этого требуется – оценка по цвету и текстуре. Кроме того, монокристаллические элементы обладают закруглением.

Связано это с тем, что натуральные кристаллы кремния обладают подобной формой. Поликристаллические же элементы, напротив, могут быть практически любой формы, но в большинстве случаев они прямоугольные.

Из-за присутствия некоторого процента примесей цвет поликристаллов отличается. Он неоднородный.

Если оценивать рынок солнечных батарей сегодня, то практически 65% рынка принадлежит поликристаллическим элементам, и лишь 35% - монокристаллическим аналогам.

Что лучше - монокристаллическая или поликристаллическая солнечная батарея? сравнение технических показателей

Что лучше - монокристаллическая или поликристаллическая солнечная батарея?

Какие солнечные батареи лучше монокристалл или поликристалл

Вопросы и ответы по солнечным батареям:

Вопрос №1: В чём отличие поликристаллических солнечных батарей от монокристаллических?

Ответ: Поликристаллические (их ещё называют мультикристаллические) отличаются технологией получения солнечных клеток (из которых собирают активную поверхность солнечных модулей). Внешне отличить их просто:

У поликристалла синего цвета клетки с морозным узором, у монокристалла – чёрные с характерными углами. В 2010 году мы консультировались с заводом – какие панели лучше предлагать в России, ответ был – поликристалл, он лучше работает при слабом солнечном свете – в условиях пасмурного дня.

Монокристалл – имеет меньшие размеры панелей при одинаковых мощностях (примерно на 5% процентов меньше размер солнечных панелей) из-за более высокого КПД на площадь солнечной клетки, лучше работает при температурах свыше 70 градусов Цельсия.

По совету завода мы стали поставлять в Россию поликристаллические панели.

По просьбе части клиентов, мы стали поставлять монокристаллические солнечные панели в середине 2012 года, и оставили их также в ассортименте, чтобы был выбор. По практике продаж монокристаллические панели занимают примерно 30% наших продаж в солнечных батареях.

Вопрос №2: Сколько электричества я получу с модуля?

Ответ: Это зависит от метеоусловий, но примерные данные Вы можете получить при помощи интерактивной карты по солнечной инсоляции на квадратный метр в ближайшем к Вам населённом пункте.

Вопрос №3 Планирую покупку “солнечных” аккумуляторов, какого производителя вы посоветуете?

Ответ: Как показала практика, срок службы солнечных АКБ (АКБ – это аккумуляторная батарея) не отличается от срока службы герметизированных аккумуляторов. Поэтому покупка солнечных АКБ не целесообразна.

Ответ: Контроллер солнечных батарей предусматривает подключение любых свинцово-кислотных аккумуляторов:

автомобильных, герметизированных AGM, герметизированных GEL (гелевых), OPzS.

Вопрос №5 Какой срок службы солнечных модулей, срок в 20-30 лет это слишком много.

Ответ: Срок службы солнечных модулей практически неограничен, там нет элементов, которые могут ухудшаться от времени. Если панель не пропускает внутрь влагу, и выполнена из качественных материалов – то она прослужит и вашим правнукам. У нас в офисе панель 1991 года – самоделка, она рабочая, параметры не снижаются. Почитать подробнее про старую панель в нашем офисе.

Вопрос №6 Почему Вы пишите что панель на 12 вольт, а в характеристиках указано 17,5 В (18,1 В) ?

Ответ: Это общепромышленный стандарт, для того чтобы в пасмурную погоду панель могла компенсировать падение напряжения.

Ответ: Мы закупаем непосредственно у производителя, в большом количестве. Поэтому наши закупочные цены, а соответственно и отпускная цена значительно ниже чем у конкурентов.

2. медиа конвектор (1 штука) Питание на входе 5В постоянного тока 2,5А

Ответ: если эксплуатация круглый год, тогда:

1. панель Exmork 100 ватт 12В Poly – 1 штука

2. АКБ HAZE HZB12-26 – 1 штука

3. контроллер CQ1210LT – 1 штука

Избыточная мощность панели, это с запасом на осадки, пасмурные дни, короткий световой день зимой.

Если эксплуатация в тёплое время года, то достаточно панели 40 ватт 12В.

Вопрос №9 Мне не очень понятно, как и куда подключать приборы, подскажите пожалуйста.

Ответ: в описании солнечных батарей есть паспорт для скачивания, там подробно написано как подключать различные электроприборы. Также у нас есть наглядная схема подключения в паспорте солнечных батарей.

Вопрос №10 Я Ваш оптовый клиент, иногда мои клиенты просят замерить напряжение в офисе солнечных батарей, как это правильно сделать?

Ответ: при замере напряжения солнечных батарей при искусственном свете вы получите искажённые данные, поэтому такие проверки – бесполезны. На заводе нашего поставщика, каждая панель, абсолютно каждая, даже маленькие панели на 5 ватт, проверяются на специальном стенде – имитирующим солнечный свет мощностью 1000 ватт на 1 квадратный метр. Если отклонения от номиналов – более 3%, то панель отбраковывается. Представитель Инверторы Ру проверяет каждую партию для России, совместно с технологами завода. Как результат – за 3 года продаж солнечных батарей Exmork – ни одного случая бракованной панели. В условиях офиса проверить заявленные характеристики невозможно, поэтому выбирайте проверенных, качественных производителей.

Косвенные признаки качества – качественная упаковка, швы на стыках без трещин и перекосов, солнечные клетки расположены аккуратно относительно друг-друга, наклейка со штрих-кодом, товар сертифицирован по ГОСТу в России.

Замеры тестером – также некорректны, самый оптимальный вариант для демонстрации клиенту – подключение солнечных модулей к контроллеру, который имеет ЖК-экран, где можно посмотреть данные по подключенной солнечной батарее.

Вопрос №11 Чем отличается обычный медный кабель от кабеля для солнечных батарей, и можно ли использовать обычный медный кабель вместо специального.

Ответ: отличие в изоляции, с повышенной защитой от ультрафиолетовых лучей, и в том, что каждая медная жила – лужённая. Использовать обычный медный провод – да можно, но желательно в дополнительной защите – коробах или гофре.

Ответ: В России “остался в живых” только один производитель – Рязанский завод, который производит действительно качественные солнечные модули, но все компоненты для производства – рамки, стекло, солнечные клетки завод закупает в Китае, поэтому полноценного производства нет, есть только сборочное производство. Остальные “производители”, заявляют о российском производстве, но по факту получают готовые солнечные модули из Китая, и клеят наклейки “сделано в России” на чужие солнечные модули.

монокристаллические или поликристаллические солнечные панели

Не утихают споры на тему, что лучше ПОЛИкристаллические панели или МОНОкристаллические. На страницах каждого уважающего себя продавца солнечных панелей эта тема так или иначе раскрыта.

В этом материале, мы обозначим свое видение. Приведем ряд наглядных примеров. Для того, чтобы человеку, впервые задавшемуся этим вопросом, было на что опереться.

Итак, МОНОкристаллические ячейки производят путем выращивания кристалла в специальных камерах и растворах. Форма готового к дальнейшей обработке кристалла - цилиндр. В поперечном сечении - круг. Эту заготовку нарезают тонкими «ломтиками», предварительно придав форму усеченного по углам квадрата. Именно по этому ячейки солнечных модулей из монокремния имеют такую форму. Если мы возьмем микроскоп и рассмотрим ячейку, мы увидим ровную структуру кристаллической решетки.

ПОЛИкремниевые ячейки. «Обрезки» монокремния поступают на переработку. Под воздействием высоких температур их «перемалывают» и формируют брикет ровной прямоугольной формы, как правило с 156*156 мм. После чего заготовку так же нарезают на тонкие ячейки. Под микроскопом мы увидим уже не четко структурированную кристаллическую решетку, а хаотично расположенные блоки кристаллов кремния связанные между собой в одно целое.

Наглядно отличие моно от поли можно продемонстрировать сравнив ровный лист формата А4 и помятый, но потом снова расправленный.

Если мы зададимся целью и сведем в единую таблицу данные со всех сайтов о солнечной энергии, мы ужаснемся тому, на сколько они отличаются между собой. Кто-то заявляет КПД моно, чуть ли не 25%, а поли - до 14%. И в продолжение статьи делает выводы о неоспоримом пре и муществе МОНО над ПОЛИ. Кто-то вообще берет цифры с потолка. Так же встречаются статьи с глубоким анализом и статистическими данными, которые еще больше запутывают покупателя, не готового к такому объему информации.

Мы проанализировали каталоги нескольких производителей солнечных модулей.

КПД ячеек моно находится в диапазоне: от 13,9 до 19,4%

ПОЛИ находится в диапазоне: от 14,1 до 19,4%

Как видите, товарные солнечные панели имеют ячейки в соразмерном диапазоне КПД.

Давайте сравним два типа модулей состоящих их 60-ти ячеек. И имеющих одинаковые физические размеры.

Электрические характеристики монокристаллической панели

Электрические характеристики поликристаллической панели

Как мы видим, диапазон КПД ячеек, из которых собираются панели у этого производителя:

МОНО от 17,7 до 18 , 76 %

ПОЛИ от 1 7 , 1 % до 1 7 , 81 %

На ее производство требуются ячейки с КПД

У панели 250Вт МОНО ток под нагрузкой (Imp) = 8.30А, А рабочее напряжение (Vmp) = 30.1В

У ПОЛИ 250Вт Imp= 8.22 A, Vmp=30.4 В

У моно ток чуть выше, но ниже напряжение, у поли выше напряжение, но ниже ток.

В пересчете на мощность при STC (S tandard T est Conditions) – это 250Вт.

О чем это нам говорит?

О том, что для производства панели с заданной номинальной мощностью, производитель подбирает ячейки соответствующие заданным электрическим критериям. Будь то МОНО или ПОЛИ ячейки.

Это делается для того, чтобы при сборке солнечного модуля получить заданные характеристики в узком диапазоне +/- 5Вт.

Т аким образом, не имеет смысла сравнивать КПД ячеек моно и поли. Мы должны сравнивать готовое изделие. Да, в вакууме КПД ячеек из МОНОкремния достигает 22% и выше, тогда как ПОЛИкремний на 2-3% ниже. Но какой толк от этого, если мы делаем выбор между двумя панелями одинакового номинала?

Производство МОНОкремниевых ячеек дороже. Поэтому панели из монокристалла стоят дороже поликристаллических того же номинала на 10-20%.

Может мы можем получить выигрыш за счет того, что МОНО может собрать больше энергии с одной и той же площади панели?

Допустим, у нас есть ограничение по площади для размещения панелей. И на нашу крышу вмещается только 4 панели размера 1640*992мм. (из нашего примера).

Максимальная мощность в этом случае

Сегодня 21.09.16г. И цена в перечете за 1 Вт:

То есть стоимость сборки из 4х панелей монокристалл 265Вт (1060Вт) = 73,7*1060=78122р

4х панелей поликристалл 255Вт(1020Вт) = 62,8*1020=64056р

Разница 14 066 рублей. Это за довесок в 40Вт…?

Первый тест в пасмурную погоду.

Мы соединили две панели 250Вт МОНО последовательно и подключили через MPPT- контроллер к аккумулятору, на который в свою очередь подключили нагрузку порядка 30А.

Второй веткой мы собрали две панели ПОЛИ 250Вт и через точно такой же контроллер подключили к этому же аккумулятору. И замерили ток заряда, как основную характеристику.

Сборка на МОНО дала нам ток 0,1А

Сборка на ПОЛИ - 0,5А

Казалось бы колоссальная разница в процентом выражении: ПОЛИ, лучше МОНО в 5 РАЗ!

Что такое 0,5А или 0,1А в 12В системе? Это 6Вт и 1,2Вт соответственно. (В ясную погоду мы ожидаем получить ток более 30А от каждой сборки.) При нагрузке в 340Вт - что одно, что другое несущественно. Поэтому нет даже смысла говорить о преимуществе ПОЛИКРИСТАЛЛА над МОНОКРИСТАЛЛОМ в пасмурную погоду в прикладном бытовом значении. Они, по большому счету, одинаково не работают!)))

Мы постарались донести до Вас наши мысли. Окончательный выбор, конечно за Вами!

Монокристаллические или поликристаллические солнечные панели, Экопроект-энерго

монокристаллические или поликристаллические солнечные панели Не утихают споры на тему, что лучше ПОЛИкристаллические панели или МОНОкристаллические. На страницах каждого уважающего себя продавца

Выбирая для установки и использования в энергетической системе своего загородного жилища солнечные фотоэлектрические модули, обязательно нужно изучить следующие рабочие параметры предлагаемой системы:

• Ее технические и функциональные характеристики;
• Указываемая производителем длительность срока службы солнечных панелей в различных природных условиях;
• Реальные показатели коэффициента полезного действия оборудования. Здесь также обязательно надо изучить производительность предлагаемого оборудования в различных погодных условиях, когда активность поступающих солнечных лучей меняется вместе с порой года и погодными условиями;
• Стоит определиться с типом фотоэлементов, используемых в солнечной электрической системе.

Поликристаллические и монокристаллические панели. Какому типу оборудования отдать свое предпочтение.

На сегодняшний день самыми распространенными стали фотоэлементы на основе ячеек из поли или монокристаллов. Вопрос выбора обычно стоит между двумя этими типами систем. Несмотря на то что монокристаллические и поликристаллические солнечные панели действуют по одному принципу, эти элементы имеют достаточно много различий между собой. Отметим, что говоря о различиях, имеется в виду, что не только разница в технических характеристиках и показателях эффективности, существуют различия и в поведении оборудования в различных широтах, при отличающихся погодных условиях. Итак, чтобы помочь выбрать какие все-таки типы солнечных фотоэлементов моно или поликристаллические, понадобятся именно в вашем случае, изучим суть вопроса и особенности производства.

Кристаллический кремний и его свойства

Сегодня подавляющее большинство оборудования преобразующего энергию солнечных лучей в электрический ток в основе своего производства имеет кремний. К настоящему времени на рынке подобной продукции более 90% занимают солнечные панели, изготовленные на основе монокристаллического кремния. Этот вид солнечных энергетических установок в первую очередь предназначен к использованию в частном жилом фонде. Используемый в производстве солнечных модулей кремний имеет различные степени очистки. Градация данного параметра, присваемого качеству кремния, указывает на то, как в структуре его кристаллической решетки упорядочены молекулы. В данном случае чем качественней и более технически продвинуто производство кремния, тем лучше будет упорядочена молекулярная структура продукции, а значит, и коэффициент полезного действия создаваемых на его основе солнечных панелей. В основном при ссылке на этот фактор солнечные энергетические установки и делятся на различные виды и типы.

Конечно, добиться в промышленных масштабах отличной упорядоченности молекулярной структуры решетки кремния можно только на производствах с оборудованием и процессами технологий на высочайшем уровне, это очень затратный и дорогостоящий процесс. Из этого можно сделать вывод, что степень очистки, который проходит кремний, не имеет определяющего значения. Более весомыми параметрами, выступающими на переднем плане, в достигаемой производительности солнечных элементов и определения выбора при приобретении как раз выступает предлагаемая эффективность использования полезной площади оборудования, ее общая экономическая результативность. Теперь, исходя из описанного выше можно прийти к выводам, что кристаллический кремний выступает основным действующим элементом всех производимых сегодня солнечных элементов, и делятся они на монокристаллические и поликристаллические.

Поликристаллические солнечные модули

Солнечные батареи, производимые на основе поликристаллических кремниевых элементов, созданы и выпущены на рынок сравнительно давно. Впервые они были предложены потребителю еще в 1981 году. В процессе их производства нет необходимости задействовать сложные и дорогостоящие высокотехнологические процессы. Производством не ставиться цель упорядочивания молекулярной структуры решетки кремния. Исходное сырье просто плавят и заливают в готовые формы для отливки. Далее, остывшие блоки делят на пластины стандартных размеров имеющие правильную форму квадрата. В результате на выходе мы имеем относительно недорогие и простые в использовании поликристаллические модули.

В чем же достоинство оборудования на основе поликристаллических элементов?

• Приобретение и установка такого оборудования не повлечет вашего разорения. В результате остановки выбора на этом типе оборудования вы значительно сэкономите, так как в процессе производства довольно серьезно снижаются расходы материалов, дешевле обходится дальнейшая переработка и утилизация;
• Технологический процесс отличается намного меньшим в процентном соотношении количеством брака.

Однако одновременно с этими неоспоримыми достоинствами поликристаллические фотоэлементы имеют и ряд некоторых недостатков:

• Поликристаллические солнечные модули хуже противостоят влиянию повышенных температур. Их разница в сравнении с аналогами на основе монокристаллов состоит в том, что влияние высоких температур разрушительно влияет на сроки службы всей системы, снижает показатели мощности. Но в связи с тем, что все-таки влияние на функциональные характеристики не столь существенно, особенно заострять на этом внимание нет необходимости;
• Следующий недостаток - это сниженная эффективность использования полезной площади, используемой в солнечной энергетической системе поликристаллических фотоэлементов, значительно ниже, чем у аналогичной продукции на моно кристаллах. Чтобы получить на выходе те же показатели мощности придется использовать большее количество панелей;
• Среди существенных недостатков выступают показатели производительности. В сравнении с батареями на основе монокристаллов, они значительно ниже. В данном случае цифры составляют от 13 до 18 процентов;
• Общий внешний вид конструкции. Поликристаллические панели имеют неоднородную поверхность. Однако если в процессе монтажа добавить специальные покрытия, этот недостаток совсем не будет заметен внешне.

Отличительной чертой, которой обладают монокристаллические батареи, где в основе производства использовался кремний, состоящий из монокристаллических молекулярных решеток – это их выраженная однородность расцветки рабочей пластины, а также всего внешнего вида. В результате обладания данными параметрами, определяются габариты зерен монокристаллического кремния. Непосредственно на производстве при использовании технологического сырья выращивается слиток монокристаллического кремния. Он имеет в своей основе довольно серьезные характеристики качества частоты и ровной структуры кристаллической решетки. Изготовление фотоэлементов, которые собирают в монокристаллические модули, осуществляется с применением слитков кремния, имеющих цилиндрическую форму. В процессе производства сам слиток обрабатывается со всех концов, что значительно повышает технические характеристики результативности работы конечного оборудования и его эффективность. Эта особенность производства влияет на окончательный внешний вид сборки монокристаллов – в результате все составляющие становятся совершенно одинаковыми с виду. В результате мы имеем высокоэффективные, работающие солнечные модули. Получается, что основное отличие во внешнем виде поликристаллических солнечных батарей от их аналогов где использовался монокристаллический элемент, будет в форме пластины элемента. Монокристаллические пластины в результате производства получают форму квадрата.

Монокристаллические солнечные модули, в чем их преимущество?

• В связи с качественным производством исходного элемента (высокой структурированностью молекулярной решетки монокристаллов), эти элементы обладают очень высоким коэффициентом полезного действия. Собранные по такому принципу солнечные энергетические установки на выходе обладают производительностью до двадцати процентов;
• Для получения равнозначной мощности необходима установка, размеры которой будут значительно меньшими по сравнению с аналогичными видами фотоэлементов, произведенных по менее качественным технологиям. Это означает, что если вам надо получить установку мощностью производства электрического тока на уровне 20 ватт, будет нужно приобрести и установить кремниевые батареи меньших размеров;
• И еще одно очень важное преимущество - это, конечно же, высокая долговечность эксплуатации такого оборудования. Монокристаллические пластины самые долговечные среди всего предлагаемого на рынке оборудования. При правильной установке и эксплуатации эти пластины верно прослужат вам по своему назначению не менее четверти века.

Монокристаллические солнечные фотоэлементы, в чем их недостатки в сравнении с другими типами фотоэлементов?

• В связи с особенностями производства исходного сырья, эти панели имеют вполне приличную стоимость покупки. В том случае если финансовый вопрос для вас имеет первостепенное значение, а коэффициент эффективности на вспомогательных ролях, то, конечно же, лучше выбрать для себя другие типы установок, например, поликристаллические;
• Значительную потерю производительности панели, а соответственно и всей энергетической установки, может повлечь даже незначительное загрязнение рабочей поверхности, в том числе и затемнение от листьев дерева или других внешних факторов. В целях нивелирования данного существенного недостатка, в цепочке с устанавливаемым оборудованием будет целесообразным установка микроинверторов. Их применение будет уравнивать функционирование всей системы вследствие возникновения ситуации, когда модули неравномерно освещаются.

Выводы

В заключение хотелось бы добавить, что, прежде чем выбрать вид солнечных модулей необходимых вам, для начала определитесь, в каких условиях будете их использовать, где будете устанавливать оборудование, каким бюджетом вы располагаете. Самой солнечной электрической системе неважно, какой именно тип батареи будет вырабатывать ток, основной фактор здесь – это показатели получаемой на выходе мощности и силы напряжения. Добиться нужного значения можно используя оба вида панелей, разница будет лишь в том, какую для этого придется задействовать площадь поверхности. И поэтому, если вас не особо волнует объем занятой площади, то без проблем приобретайте батареи на основе поликристаллов с немного большей площадью фотоэлементов. На приобретение этого оборудование вы потратите значительно меньше средств.

При выборе модуля часто задается вопрос: какая солнечная батарея лучше – монокристаллическая или поликристаллическая, а может аморфная? Ведь они самые распространенные в наш век. Чтобы найти ответ, было проведено множество исследований. Рассмотрим, что же показали результаты:

КПД и срок службы

Монокристаллические элементы имеют КПД около 17-22%, сроки их службы не менее 25 лет. Эффективность поликристаллических может достигать 12-18%, служат они тоже не менее 25 лет. КПД аморфных составляет 6-8% и снижается гораздо быстрее кристаллических, работают они не более 10 лет.

Температурный коэффициент

В реальных условиях использования солнечные батареи нагревается, что приводит к снижению номинальной мощности на 15-25%. Средний температурный коэффициент для поли и моно составляет -0,45%, аморфного -0,19%. Это значит, что при повышении температуры на 1°C от стандартных условий кристаллические батареи будут менее производительными, чем аморфные.

Потеря эффективности

Деградация солнечных монокристаллических и поликристаллических модулей зависит от качества исходных элементов – чем больше в них бора и кислорода, тем быстрее снижается КПД. В поликремниевых пластинах меньше кислорода, в монокремниевых – бора. Поэтому при равных качествах материала и условий использования особой разницы между степенью деградации тех и других модулей нет, в среднем она составляет около 1% в год. В производстве аморфных батарей используется гидрогенизированный кремний. Содержанием водорода обусловлена его более быстрая деградация. Так, кристаллические деградируют на 20% через 25 лет эксплуатации, аморфные быстрее в 2-3 раза. Однако некачественные модели могут потерять эффективность на 20% уже в первый год использования. Это стоит учесть при покупке.

Стоимость

Тут превосходство полностью на стороне аморфных модулей – их цена ниже, чем кристаллических, из-за более дешевого производства. Второе место занимают поли, моно же самые дорогие.

Размеры и площадь установки

Монокристаллические батареи более компактны. Для создания массива требуемой мощностью понадобится меньшее количество панелей по сравнению с другими видами. Так что при установке они займут немного меньше места. Но прогресс не стоит на месте, и по соотношению мощность/площадь поликристаллические модули уже догоняют моно. Аморфные же пока отстают от них – для их установки понадобится в 2,5 раза больше места.

Светочувствительность

Здесь лидируют аморфно-кремниевые модули. У них лучший коэффициент преобразования солнечной энергии из-за водорода в составе элемента. Поэтому они, по сравнению с кристаллическими, в условиях слабой освещенности работают эффективнее. Моно и поли, при плохом освещении работают примерно одинаково – значительно реагируют на изменение интенсивности света.

Годовая выработка

В результате тестирования модулей разных производителей было установлено, что монокристаллические за год вырабатывают больше электроэнергии, чем поликристаллические. А те в свою очередь производительнее, чем аморфные, несмотря на то, что последние вырабатывают энергию и при слабой освещенности.

Можно сделать вывод, что солнечные батареи моно и поли имеют небольшие, но важные различия. Хотя mono все-таки эффективнее и отдача от них больше, но poly все равно будут пользоваться большей популярностью. Правда, это зависит от качества продукции. Тем не менее, большинство крупных солнечных электростанций собраны на базе полимодулей. Связано это с тем, что инвесторы смотрят на общую стоимость проекта и сроки окупаемости, а не на максимальную эффективность и долговечность.

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 быстро портятся – эффективность снижается на 40% менее чем за 10 лет, и требуют много места для установки.

Солнечная энергия относится к возобновляемым источникам энергии, так же как вода и ветер. Сейчас большинство жителей нашей планеты зависит от таких источников энергии как газ, нефть, мазут, уголь, дрова. Внедрение альтернативных источников энергии выгодно с экологической и экономической точки зрения. Их использование дает человеку автономность и является правильным решением с этической точки зрения.

Солнечные панели могут быть на основе поли- или монокристаллического кремния. Несмотря на одинаковый принцип работы, разница между ними в условиях эксплуатации и КПД существенна. Популярностью пользуются оба типа ячеек.

Монокристаллические панели

Отличить монокристаллические солнечные батареи можно по характерной форме отдельных ячеек – квадрат со срезанными углами и однородной поверхностью. Это связано с особенностями производства и кристаллической решеткой кремния. Выращенный отдельный кристалл имеет цилиндрическую форму, а после нарезки на тонкие пластины толщиной 0,2-0,4 мм получается характерная псевдоквадратная форма. Сам процесс протекает в вакуумных ростовых печах, благодаря чему становится возможным достичь чистоты материала в 99,99%. Поэтому монокристаллические солнечные панели имеют более высокий КПД, чем у поликристаллов.

Использование круглых пластин неэффективно из-за потерь полезной площади, а если обрезать до правильного прямоугольника, тогда получится много отходов и значительно возрастет стоимость всей солнечной панели. Поэтому для монокристаллических элементов была принята специальная форма усеченного в вершинах квадрата. Отдельные элементы собираются в целую батарею и заключаются в надежную пластиковую оболочку, после чего их можно использовать в любых погодных и климатических условиях.

Плюсы монокристаллических элементов

Высокий КПД, порядка 15-20% солнечной энергии может быть преобразовано в электрическую;
Эффективно работают при отрицательных температурах;
Эффект старения у этих элементов протекает не так заметно, в среднем этот показатель составляет порядка 20% на 25 лет срока службы;
Занимают меньшую площадь при одинаковой электрической отдаче;

Поликристаллические панели

Технология получения поликристаллических солнечных панелей немного проще. Емкость с расплавом кремния плавно охлаждают до полного затвердевания, после чего получается прямоугольная заготовка, состоящая из поликристаллического кремния. Чистота и однородность такого материала будет ниже. В качестве сырья часто используются уже переработанные солнечные батареи. Теперь их можно нарезать на тонкие, меньше 1 мм пластины правильной прямоугольной формы. Такие ячейки легко отличить по неоднородной структуре поверхности, связанной с особенностями строения кристаллической решетки кремния.

Полученные поликристаллы подрезаются до нужного размера, а затем приклеиваются на специальную основу. Рамка для крепления изготавливается из алюминия и окрашивается в черный цвет. После чего поликристаллические солнечные панели устанавливаются на рамку и герметизируются. Внешняя поверхность покрывается ламинирующим слоем, который защищает от дождя, холода и механических повреждений. От качества проделанной операции будет зависеть срок службы и эффективность солнечной панели.

Плюсы поликристаллических солнечных модулей

Недорогое и технологичное производство обеспечивает низкую цену готовым изделиям;
Хорошо улавливают рассеянный солнечный свет из-за своей неровной поверхности, эффективны в пасмурную погоду;
Больше выбор размеров и форм готовых панелей, по своим свойствам они уже очень близко подошли к изделиям из монокристалла.

Недостатки панелей из моно и поликристаллов

Несмотря на отличия в изготовлении элементов солнечных панелей, для них будут характерны общие недостатки, связанные со свойствами кремния и особенностями производства.

Отдельные элементы из моно и поликристаллов очень хрупкие. Небольшая толщина рабочего слоя требует для них прочной подложки и ровного основания. Трещины на поверхности фотоячейки приводят к ее полному выходу из строя.
Низкая эффективность преобразования солнечной энергии. Для лучших образцов, применяемых в космических технологиях, кпд может достигать 38%. Обычные панели имеют кпд не более 22% для монокристаллических элементов и 15-18% для поликристаллов.
Зависимость от количества солнечных дней в году. Этот источник энергии будет эффективен только в регионах, где количество солнечных дней будет значительно превышать число пасмурных. Необходимо также учитывать широту их расположения и климат.

Моно и поли элементы обладают эффектом старения. Для моноячейки падение эффективности за срок службы в 25 лет составляет 20%, то для поли- падение может достигать 30% и выше. Таким образом, даже такой надежный источник энергии в виде солнечных батарей имеет ограниченный срок эксплуатации и может потребовать обновления.
Для любого типа солнечных модулей необходима специальная электростанция, преобразовывающая и стабилизирующая выходное напряжение. Для создания автономной системы или системы «умный дом» потребуется установка аккумуляторов и включение их в общую сеть.
Цена на солнечные фотоэлементы все еще остается достаточно высокой, по сравнению с традиционными источниками энергии. При этом поликристаллические солнечные батареи стоят немного дешевле своих аналогов из монокристаллов.
Современные солнечные батареи все чаще находят применение в быту. Благодаря им становится возможным обеспечивать энергией удаленные объекты связи, автономные объекты в сельском хозяйстве и промышленности. С их помощью осуществляется освещение парков и дорог, работают светофоры на пешеходных переходах, заряжаются различные гаджеты и устройства в местах, где отсутствует электричество.