Монокристалічні полікристалічні панелі. Що вибрати монокристалічні чи полікристалічні сонячні панелі? ККД та термін служби

З появою нових розробокв галузі науки і техніки, асортимент сонячних модулівпоступово розширюється. Але незмінну популярність серед користувачів, як і раніше, займають сонячні батареїз монокристалічного та полікристалічного кремнію.

Монокристалічні сонячні батареї

Виготовлення сонячних батарей на базі монокристалічного кремнію дозволяє отримувати найбільше високі показникиефективності фотоелектричного перетворення серед модулів комерційного застосування за рахунок максимально можливої ​​чистоти вихідного матеріалу(Монокристалічного кремнію). ККД монокристалічних сонячних елементів(З яких виробляються такі модулі) досягає показників до 19-22%; ККД монокристалічних сонячних батарей відповідно – 16-18%.

За рахунок якіснішого вихідного матеріалу, монокристалічні сонячні батареї мають найкращі показникипо роботі за низьких рівнів освітленості (в умовах хмарності). Що дуже важливо для електрогенерації в осінньо- зимовий період, особливо при використанні сонячних батарей в Україна. Крім цього, монокристалічні елементи більш ефективно працюють у морозну погоду, тому використовувати монокристалічні сонячні батареї у зимовий період більш практично.

Якщо метою є отримання максимальної генерації з одиниці площі, слід використовувати тільки монокристалічні модулі.

Полікристалічні сонячні батареї

Основна перевага полікристалічних сонячних батарей – вони дешевші, оскільки собівартість вихідного матеріалу (мультикристалічних пластин) нижча, але й ефективність роботи таких модулів нижча. Їх використання доцільно, якщо немає завдання отримання максимального вироблення електроенергії з одиниці встановленої потужності. Якщо у вашій місцевості немає значних перепадів рівнів освітленості протягом тривалого періоду.

Зовнішній вигляд

Сировиною для монокристалічних елементів сонячних батарей є монокристал кремнію, отриманий шляхом вирощування в спеціальних ростових вакуумних печах. Чистота такого виробу дорівнює 99,999%, від сюди й значно вищий ККД порівняно з полікристалічними елементами. Кристал кремнію у печі росте у формі циліндра, якщо його порізати на пластини – ми отримаємо кола).

Кристал кремнію, що росте в печі. циліндричну форму

Якщо далі з таких круглих пластин зробити сонячні елементи та зібравши їх у готову сонячну панель, ми матимемо дуже багато неефективної площі панелі. Але якщо з круглої пластини вирізати квадрат, вийде багато відходів виробництва. Тому прийнято стандартна формамонокристалічних сонячних елементів, так званий псевдоквадрат. Це краще рішенняз оптимізації корисної площімонокристалічної сонячної панелі та зменшення виробничих відходів.

Монокристалічний сонячний елемент форми псевдоквадрат

Виробництво елементів (осередків) для полікристалічних сонячних батарей технологічно набагато простіше, у результаті самі елементи значно дешевші. Найчастіше, ємність - тигель з розплавленим кремнієм, чистота якого набагато нижче, ніж при виробництві монокристалічних елементів, плавно охолоджують до повного остигання. Отриманий злиток кроять на пластини потрібної форми. Зовнішній елемент для полікристалічної сонячної панелі легко відрізнити від монокристалічного завдяки візуально неоднорідній структурі.

Ефект старіння

З кожним роком експлуатації будь-яких сонячних батарей їхня продуктивність трохи зменшується, можна сказати що відбувається “старіння”. І для монокристалічних сонячних батарей цей ефект значно нижчий, це пов'язано з їхньою рівномірною структурою. Наприклад, якщо монокристалічні елементи старіють за 25 років на 17 – 20%, то монокристалічних елементів цей показник може перевищити все 30%.

Порівняння щодо ефективності роботи

Починаючи з «буму» масового виробництва сонячних панелей на початку 2000-х років, точаться суперечки, який з варіантів, моно- або мультикремній є кращим, з точки зору ефективності використання.

У цій статті ми не будемо проводити глибокий теоретичний аналіз фізичних процесів, а звернемо увагу лише на наявні статистичні дані.

Найбільш об'єктивною інформацією про ефективність роботи фотоелектричних модулів є дані про натурні випробування, що проводяться під егідою журналу Photon International (модулі різних виробників встановлюються в однакових умовах, на кожну групу встановлюється окремий лічильник енергії, що виробляється). Місце проведення випробувань – Аахен, Німеччина.

Як результуючий параметр для порівняння взято параметр «коефіцієнт виробітку», що визначається як співвідношення виробленої енергії до розрахункової, яка повинна бути отримана виходячи з номінальної потужності модуля, реальних умов довкілля(Освітленість, температура і т.д.). За результатами 2013 та 2014 року, були отримані такі значення за лідерами:

Компанія	Матеріал підкладки	Місце 2013 рік	Відсоток 2013
ET Solar Industry
Seraphim Solar System
ET Solar Industry
Hareon Solar Technology

Ми бачимо, що:

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

Компанія	Матеріал підкладки	Місце 2014 рік	Відсоток 2014
Huanghe Photovoltaic Technology
ET Solar Industry
Seraphim Solar System
Hareon Solar Technology

Ми бачимо, що:

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

Таким чином, зразки, де як базового матеріалувикористаний монокремній, при проведенні даних випробувань продемонстрували більше високу ефективністьз вироблення електроенергії. Оскільки результатів інших об'єктивних порівняльних випробувань не наводиться, ми рекомендуємо використання монокристалічних сонячних панелей.

Наше підприємство “Пролог Семикор” виготовляє сонячні модулі лише з монокристалічних сонячних елементів. Якщо ви зацікавлені купити сонячні батареї повністю українського виробництва, завітайте до нашого магазину, натиснувши в меню сайту “Наш магазин”. Також ми можемо надати консультацію щодо впровадження “Зеленого Тарифу” із 10% надбавкою за використання українських комплектуючих.

Полікристалічні та монокристалічні сонячні батареїдозволяють встановити незалежне джерело енергозабезпечення у будинках, а також на підприємствах. На сьогоднішній день завдяки сонячним батареям можна:

Забезпечувати автономне та резервне електропостачання приватних будинків, офісних будівель, заправних комплексів, тепличних та фермерських господарств, кіосків.

Забезпечувати освітлення парків, садів, вулиць та шосейних доріг;

Забезпечувати електроенергією віддалені телекомунікаційні об'єкти.

Удосконалити роботу газопроводів та нафтопроводів;

Забезпечити електроживленням системи подачі води, а також її опріснення.

Заряджати різноманітні гаджети (актуально у походах та поїздках за місто).

Сонячні батареї (модулі, панелі), пропоновані покупцям компанією Інвертори Ру, виготовлені в Китаї, на перевірених за якістю та надійністю заводах. За інформацією Європейської асоціації виробників фотоелектричних систем(EPIA), у 2014 році приблизно 70% заводів із виробництва сонячних батарей розташовані в Китаї. Уряд Китаю постійно виділяє додаткові дотації виробникам альтернативної енергії, що дає можливість тримати найнижчі ціни на сонячні батареї для дачі або приватного будинку. Тому сонячні батареї, вироблені в Китаї, дуже успішно розпродаються не тільки в Китаї, але і в Росії, Україні, в Європі, США та інших країнах, з кожним роком захоплюючи все більший ринок. альтернативної енергетики. Особливо це актуально у зв'язку з подорожчанням електроенергії та відсутністю її постачання до деяких важкодоступних місць. Підвищеним попитом користується сонячна батарея і тих, хто хоче заощадити грошові кошти, отримуючи світло і тепло від сонячних променів.

Компанія Інвертори Ру регулярно постачає найпопулярніші новинки у сфері технічного прогресу альтернативного освітлення. У нас можна купити сонячні батареї та сонячні колектори хорошої якостіЗ доставкою в будь-який регіон Росії, за найприйнятнішою вартістю у Москві.

Куплена у нас сонячна батарея прослужить вам довгі рокиі заощадить ваші гроші.

У нас постачання від великих китайських виробників сонячних батарей, виробнича потужність яких:

- дозволяє випускати сонясні модулі загальною потужністю 500 МВт на рік;

– є компанією повного циклу(виробництво полікристалічного та монокристалічного кремнію, виробництво фотоелектричних модулів та елементів Grade A++ з пластин, нарізка на пластини кремнію);

– потужність та якість вироблених ними фотоелектричних модулів підтверджені міжнародними сертифікатами (TUV, CE, IEC, ISO9001 та ін.);

– регулярно проводяться роботи над покращенням характеристик сонячних елементів та модулів.

– сонячна батарея має гарантію потужності понад 85% від номіналу протягом 10 років та понад 80% від номіналу протягом 15 років.

Монокристалічні та полікристалічні сонячні батареї

Сонячні батареї (модулі, панелі), пропоновані покупцям компанією Інвертори Ру, виготовлені в Китаї, на самих перевірених за якістю і надійністю.

Що краще – монокристалічна чи полікристалічна сонячна батарея?

Необхідність придбання сонячних батарей ставить перед вибором: моно- чи полікристалічна? На це питання відповісти досить просто, якщо розуміти як влаштовані сонячні елементи.

Монокристалічні сонячні батареї вважаються найефективнішими. Придбати їх сьогодні можна і в Інтернеті, оскільки вони виробляються для мас-маркету (нещодавно випускалися тільки для космічної галузі).

У чому полягає різниця?

За великим рахунком, різниця полягає виключно у сировині, яка використовується для виробництва сонячних батарей:

• монокристалічні кристали;
• полікристалічні кристали.

Звичайно, ефективність полікристалічних кристалів значно нижча. Вважається, що вони можуть видати до 18% ефективності. Тим часом монокристалічні аналоги видають до 25%.

Для виробництва полікристалічних сонячних батарей використовують перероблений кремній, який був узятий з електроніки і т.д. Монокристали значно ефективніші, але й дорожчі, відповідно.

У космічній галузі використовується екстрачиста сировина. Концентрація домішок навряд чи дотягує до 0,01%.

Серійне виробництво та площа покриття

З огляду на комерційну вигідність сьогодні існує велика кількість виробництв, які займаються випуском полікристалічних варіантів сонячних батарей. Природно, якщо використовувати їх у велику кількість, то можна досягти такої ж ефективності, як і у монокристалічних елементів меншої площі.

Відрізнити моно-від полікристалів досить просто. Все, що для цього потрібно – оцінка за кольором та текстурою. Крім того, монокристалічні елементи мають заокруглення.

Пов'язано це з тим, що натуральні кристали кремнію мають подібну форму. Полікристалічні елементи, навпаки, можуть бути практично будь-якої форми, але в більшості випадків вони прямокутні.

Через наявність деякого відсотка домішок колір полікристалів відрізняється. Він неоднорідний.

Якщо оцінювати ринок сонячних батарей сьогодні, то майже 65% ринку належить полікристалічним елементам, і лише 35% - монокристалічних аналогів.

Що краще – монокристалічна чи полікристалічна сонячна батарея? порівняння технічних показників

Що краще – монокристалічна чи полікристалічна сонячна батарея?

Які сонячні батареї краще монокристал або полікристал

Запитання та відповіді щодо сонячних батарей:

Запитання №1: У чому відмінність полікристалічних сонячних батарей від монокристалічних?

Відповідь: Полікристалічні (їх ще називають мультикристалічні) відрізняються технологією отримання сонячних клітин (з яких збирають активну поверхню сонячних модулів). Зовнішньо відрізнити їх просто:

У полікристалу синього кольоруклітини з морозним візерунком, у монокристала – чорні з характерними кутами. У 2010 році ми консультувалися із заводом – які панелі краще пропонувати в Росії, відповідь була – полікристал, він краще працює за слабкого сонячного світла – в умовах похмурого дня.

Монокристал – має менші розміри панелей при однакових потужностях (приблизно на 5% менший розмірсонячних панелей) через більш високий ККД на площу сонячної клітини, краще працює при температурах понад 70 градусів Цельсія.

За порадою заводу ми стали постачати до Росії полікристалічні панелі.

На прохання частини клієнтів, ми стали постачати монокристалічні сонячні панеліу середині 2012 року, та залишили їх також в асортименті, щоб був вибір. На практиці продаж монокристалічні панелізаймають приблизно 30% наших продажів у сонячних батареях.

Запитання №2: Скільки електрики я отримаю з модуля?

Відповідь: Це залежить від метеоумов, але зразкові дані Ви можете отримати за допомогою інтерактивної картки по сонячній інсоляції на квадратний метру найближчому до Вас населеному пункті.

Питання №3 Планую купівлю "сонячних" акумуляторів, якого виробника ви порадите?

Відповідь: Як показала практика, термін служби сонячних АКБ (АКБ – це акумуляторна батарея) не відрізняється від терміну служби герметизованих акумуляторів. Тому покупка сонячних АКБ не є доцільною.

Відповідь: Контролер сонячних батарей передбачає підключення будь-яких свинцево-кислотних акумуляторів:

автомобільних, герметизованих AGM, герметизованих GEL (гелевих), OPzS.

Питання №5 Який термін служби сонячних модулів, термін 20-30 років це занадто багато.

Відповідь: Термін служби сонячних модулів практично необмежений, немає елементів, які можуть погіршуватися від часу. Якщо панель не пропускає всередину вологу, і виконана з якісних матеріалів– то вона прослужить і вашим правнукам. У нас в офісі панель 1991 року - саморобка, вона робоча, параметри не знижуються. Читати докладніше про стару панель у нашому офісі.

Питання №6 Чому Ви пишіть, що панель на 12 вольт, а в характеристиках зазначено 17,5 В (18,1 В)?

Відповідь: Це загальнопромисловий стандарт, щоб у похмуру погоду панель могла компенсувати падіння напруги.

Відповідь: Ми закуповуємо безпосередньо у виробника у великій кількості. Тому наші закупівельні ціни, а відповідно і відпускна ціна значно нижча ніж у конкурентів.

2. медіа конвектор (1 штука) Живлення на вході 5В постійного струму 2,5А

Відповідь: якщо експлуатація цілий ріктоді:

1. панель Exmork 100 ват 12В Poly - 1 штука

2. АКБ HAZE HZB12-26 - 1 штука

3. контролер CQ1210LT - 1 штука

Надмірна потужність панелі, це із запасом на опади, похмурі дні, короткий світловий день взимку.

Якщо експлуатація в теплу пору року, достатньо панелі 40 ватів 12В.

Питання №9 Мені не дуже зрозуміло, як і куди підключати прилади, будь ласка підкажіть.

Відповідь: в описі сонячних батарей є паспорт для завантаження, там докладно написано, як підключати різні електроприлади. Також у нас є наочна схемапідключення у паспорті сонячних батарей.

Питання №10 Я Ваш оптовий клієнт, іноді мої клієнти просять виміряти напругу в офісі сонячних батарей, як це правильно зробити?

Відповідь: при вимірі напруги сонячних батарей при штучному світліви отримаєте спотворені дані, тому такі перевірки – марні. На заводі нашого постачальника кожна панель абсолютно кожна, навіть маленькі панелі на 5 ватів, перевіряються на спеціальному стенді – імітуючим. сонячне світлопотужністю 1000 Вт на 1 квадратний метр. Якщо відхилення від номіналів більше 3%, то панель відбраковується. Представник Інвертори Ру перевіряє кожну партію для Росії спільно з технологами заводу. Як результат – за 3 роки продаж сонячних батарей Exmork – жодного випадку бракованої панелі. В умовах офісу перевірити заявлені характеристики неможливо, тому обирайте перевірених, якісних виробників.

Непрямі ознаки якості - якісна упаковка, шви на стиках без тріщин і перекосів, сонячні клітини розташовані акуратно щодо один одного, наклейка зі штрих-кодом, товар сертифікований за ГОСТом в Росії.

Заміри тестером - також некоректні, оптимальний варіантдля демонстрації клієнту – підключення сонячних модулів до контролера, який має РК-екран, де можна переглянути дані підключеної сонячної батареї.

Питання №11 Чим відрізняється звичайне мідний кабельвід кабелю для сонячних батарей, і можна використовувати звичайний мідний кабель замість спеціального.

Відповідь: відмінність в ізоляції, з підвищеним захистом від ультрафіолетових променів, і в тому, що кожна мідна жила – луджена. Використовувати звичайний мідний дріт- Так можна, але бажано в додатковий захист- Коробах або гофре.

Відповідь: У Росії "залишився в живих" тільки один виробник - Рязанський завод, який виробляє дійсно якісні сонячні модулі, але всі компоненти для виробництва - рамки, скло, сонячні клітини завод закуповує в Китаї, тому повноцінного виробництва немає, є тільки складальне виробництво. Інші "виробники", заявляють про російське виробництво, але за фактом отримують готові сонячні модулі з Китаю, і клеять наклейки "зроблено в Росії" на чужі сонячні модулі.

монокристалічні або полікристалічні сонячні панелі

Не вщухають суперечки на тему, що краще полікристалічні панелі або монокристалічні. На сторінках кожного продавця сонячних панелей, що поважає себе, цю тему так чи інакше розкрито.

У цьому матеріалі ми позначимо своє бачення. Наведемо ряд наочних прикладів. Для того, щоб людині, яка вперше задалася цим питанням, було на що спертися.

Отже, монокристалічні осередки виробляють шляхом вирощування кристала в спеціальних камерах і розчинах. Форма готового до подальшої обробки кристала – циліндр. У поперечному перерізі – коло. Цю заготовку нарізають тонкими «скибочками», попередньо надавши форму зрізаного по кутах квадрата. Саме тому осередки сонячних модулів з монокремнію мають таку форму. Якщо ми візьмемо мікроскоп і розглянемо комірку, побачимо рівну структуру кристалічних ґрат.

ПОЛІкремнієві осередки. «Обрізання» монокремнію надходять на переробку. Під впливом високих температурїх «перемелюють» і формують брикет рівною прямокутної форми, Як правило з 156 * 156 мм. Після чого заготовку так само нарізають на тонкі осередки. Під мікроскопом ми побачимо вже не чітко структуровані кристалічні грати, а хаотично розташовані блоки кристалів кремнію пов'язані між собою в одне ціле.

Наочно відмінність моно від полі можна продемонструвати порівнявши рівний аркуш формату А4 і пом'ятий, але потім знову розправлений.

Якщо ми ставимо собі за мету і зведемо в єдину таблицю дані з усіх сайтів про сонячної енергіїМи жахнемося, наскільки вони відрізняються між собою. Хтось заявляє ККД моно, майже 25%, а полі - до 14%. І протягом статті робить висновки про незаперечну перевагу МОНО над ПОЛІ. Хтось взагалі бере цифри зі стелі. Також зустрічаються статті з глибоким аналізом та статистичними даними, які ще більше заплутують покупця, не готового до такого обсягу інформації.

Ми проаналізували каталоги кількох виробників сонячних модулів.

ККД осередків моно знаходиться в діапазоні: від 13,9 до 19,4%

ПОЛІ знаходиться в діапазоні: від 14,1 до 19,4%

Як бачите, товарні сонячні панелі мають комірки у пропорційному діапазоні ККД.

Давайте порівняємо два типи модулів 60-ти осередків, що їх складають. І мають однакові фізичні розміри.

Електричні характеристики монокристалічної панелі

Електричні характеристики полікристалічної панелі

Як бачимо, діапазон ККД осередків, з яких збираються панелі цього виробника:

МОНО від 17,7 до 18,76%

ПОЛІ від 1 7 , 1 % до 1 7 , 81 %

На її виробництво потрібні осередки з ККД

У панелі 250Вт МОНО струм під навантаженням (Imp) = 8.30А, А робоча напруга(Vmp) = 30.1В

У ПОЛІ 250Вт Imp = 8.22 A, Vmp = 30.4 В

У моно струм трохи вище, але нижче напруга, у полі вище напруга, але нижче струм.

У перерахунку потужність при STC (S tandard T est Conditions) – це 250Вт.

Про що нам це говорить?

Про те, що для виробництва панелі із заданою номінальною потужністю, виробник підбирає комірки, що відповідають заданим електричним критеріям. Будь то МОНО або ПОЛІ комірки.

Це робиться для того, щоб при складанні сонячного модуля отримати задані характеристики у вузькому діапазоні +/- 5Вт.

Таким чином, немає сенсу порівнювати ККД осередків моно і полі. Ми маємо порівнювати готовий виріб. Так, у вакуумі ККД осередків з монокремнію досягає 22% і вище, тоді як полікремній на 2-3% нижче. Але який сенс від цього, якщо ми робимо вибір між двома панелями однакового номіналу?

Виробництво монокремнієвих осередків дорожче. Тому панелі з монокристалу коштують дорожче за полікристалічні того ж номіналу на 10-20%.

Може ми можемо отримати виграш за рахунок того, що МОНО може зібрати більше енергії з однієї площі панелі?

Припустимо, у нас є обмеження площі для розміщення панелей. І на наш дах вміщується лише 4 панелі розміру 1640*992мм. (З нашого прикладу).

Максимальна потужність у цьому випадку

Сьогодні 21.09.16р. І ціна в перерахунку за 1 Вт:

Тобто вартість збирання з 4х панелей монокристал 265Вт (1060Вт) = 73,7 * 1060 = 78122р

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

Різниця 14066 рублів. Це за доважку в 40Вт ...?

Перший тест у похмуру погоду.

Ми з'єднали дві панелі МОНО 250Вт послідовно і підключили через MPPT-контролер до акумулятора, на який у свою чергу підключили навантаження порядку 30А.

Другою гілкою ми зібрали дві панелі ПОЛІ 250Вт і через такий самий контролер підключили до цього ж акумулятора. І заміряли струм заряду як основну характеристику.

Складання на МОНО дала нам струм 0,1А

Складання на ПОЛІ - 0,5А

Здавалося б колосальна різниця у відсотковому вираженні: ПОЛІ, краще МОНО в 5 РАЗІВ!

Що таке 0,5А або 0,1А у 12В системі? Це 6Вт та 1,2Вт відповідно. (У ясну погоду ми очікуємо отримати струм більше 30А від кожного складання.) При навантаженні в 340Вт - що одне, що інше несуттєво. Тому немає навіть сенсу говорити про перевагу полікристалу над монокристалом у похмуру погоду в прикладному побутовому значенні. Вони, за великим рахунком, однаково не працюють!)))

Ми постаралися донести до Вас наші думки. Остаточний вибір, звичайно, за Вами!

Монокристалічні або полікристалічні сонячні панелі, Екопроект-енерго

монокристалічні або полікристалічні сонячні панелі Не вщухають суперечки на тему, що краще полікристалічні панелі або монокристалічні. На сторінках кожного поважного продавця

Вибираючи для встановлення та використання в енергетичній системі свого заміського житласонячні фотоелектричні модулі обов'язково потрібно вивчити наступні робочі параметри запропонованої системи:

• Її технічні та функціональні характеристики;
• Вказувана виробником тривалість терміну служби сонячних панелей у різних природних умовах;
• Реальні показники коефіцієнта корисної діїобладнання. Тут також обов'язково треба вивчити продуктивність пропонованого обладнання в різних погодних умовах, коли активність сонячних променів, що надходять, змінюється разом з часом року та погодними умовами;
• Варто визначитися з типом фотоелементів, що використовуються у сонячній електричній системі.

Полікристалічні та монокристалічні панелі. Якому типу обладнання віддати перевагу.

На сьогоднішній день найпоширенішими стали фотоелементи на основі осередків із полі або монокристалів. Питання вибору зазвичай стоїть між цими двома типами систем. Незважаючи на те, що монокристалічні та полікристалічні сонячні панелі діють за одним принципом, ці елементи мають досить багато відмінностей між собою. Зазначимо, що говорячи про відмінності, мається на увазі, що не тільки різниця в технічних характеристиках та показниках ефективності, існують відмінності і в поведінці обладнання в різних широтах, за погодних умов. Отже, щоб допомогти вибрати якісь типи сонячних фотоелементів моно або полікристалічні, знадобляться саме у вашому випадку, вивчимо суть питання та особливості виробництва.

Кристалічний кремній та його властивості

Сьогодні переважна більшість обладнання, що перетворює енергію сонячних променів в електричний струм, в основі свого виробництва має кремній. На сьогодні на ринку подібної продукції понад 90% займають сонячні панелі, виготовлені на основі монокристалічного кремнію. Цей вид сонячних енергетичних установок насамперед призначений для використання у приватному житловому фонді. Використовуваний у виробництві сонячних модулів кремній має різні ступені очищення. Градація даного параметра, присвоєного якості кремнію, свідчить про те, як у структурі його кристалічних ґрат упорядковані молекули. У даному випадкучим якісніше і технічніше просунуто виробництво кремнію, краще буде впорядковано молекулярна структура продукції, отже, і коефіцієнт корисної дії створюваних з його основі сонячних панелей. В основному при посиланні на цей фактор сонячні енергетичні установки діляться на різні види і типи.

Звичайно, домогтися в промислових масштабахвідмінної впорядкованості молекулярної структурирешітки кремнію можна тільки на виробництвах з обладнанням та процесами технологій на найвищому рівні, це дуже витратний та дорогий процес. З цього можна дійти невтішного висновку, що ступінь очищення, який проходить кремній, немає визначального значення. Більш вагомими параметрами, що виступають на передньому плані, Досяжної продуктивності сонячних елементів та визначення вибору при придбанні виступає запропонована ефективність використання корисної площі обладнання, її загальна економічна результативність. Тепер, виходячи з описаного вище, можна дійти висновків, що кристалічний кремній виступає основним. діючим елементомвсіх вироблених сьогодні сонячних елементів, і діляться вони на монокристалічні та полікристалічні.

Полікристалічні сонячні модулі

Сонячні батареї, що виробляються на основі полікристалічних кремнієвих елементів, створені та випущені на ринок порівняно давно. Вперше вони були запропоновані споживачеві ще 1981 року. У процесі їх виробництва немає необхідності задіяти складні та дорогі високотехнологічні процеси. Виробництвом не ставиться мета впорядкування молекулярної структури грат кремнію. Вихідна сировина просто плавлять і заливають у готові форми для виливки. Далі, охололі блоки ділять на пластини стандартних розмірівмають правильну форму квадрата. У результаті на виході ми маємо відносно недорогі та прості у використанні полікристалічні модулі.

У чому гідність устаткування з урахуванням полікристалічних елементів?

• Придбання та встановлення такого обладнання не спричинить вашого руйнування. В результаті зупинки вибору на цьому типі обладнання ви значно заощадите, тому що в процесі виробництва досить серйозно знижуються витрати матеріалів, дешевше обходиться подальша переробка та утилізація;
• Технологічний процес відрізняється набагато меншою у відсотковому співвідношенні кількістю шлюбу.

Проте водночас із цими незаперечними перевагамиполікристалічні фотоелементи мають ряд деяких недоліків:

• Полікристалічні сонячні модулі гірше протистоять впливу підвищених температур. Їхня різниця в порівнянні з аналогами на основі монокристалів полягає в тому, що вплив високих температур руйнівно впливає на термін служби всієї системи, знижує показники потужності. Але у зв'язку з тим, що ж вплив на функціональні показники менш істотно, особливо загострювати цьому увагу немає необхідності;
• Наступний недолік - це знижена ефективність використання корисної площі, яка використовується в сонячній енергетичній системі полікристалічних фотоелементів, значно нижча, ніж у аналогічної продукції на монокристалах. Щоб отримати на виході ті ж показники потужності, доведеться використовувати більшу кількість панелей;
• Серед суттєвих недоліків є показники продуктивності. У порівнянні з батареями на основі монокристалів вони значно нижчі. У разі цифри становлять від 13 до 18 відсотків;
• Загальний вигляд конструкції. Полікристалічні панелі мають неоднорідну поверхню. Однак якщо в процесі монтажу додати спеціальні покриття, цей недолік не буде помітний зовні.

Відмінною рисою, яку мають моно кристалічні батареї, де в основі виробництва використовувався кремній, що складається з монокристалічних молекулярних решіток – це їхня виражена однорідність забарвлення робочої пластини, а також всього зовнішнього вигляду. В результаті володіння даними параметрами визначаються габарити зерен монокристалічного кремнію. Безпосередньо на виробництві під час використання технологічної сировини вирощується злиток монокристалічного кремнію. Він має у своїй основі досить серйозні характеристики якості частоти та рівної структури кристалічних ґрат. Виготовлення фотоелементів, які збирають у монокристалічні модулі, здійснюється із застосуванням злитків кремнію, що мають циліндричну форму. У процесі виробництва сам злиток обробляється з усіх кінців, що значно підвищує технічні характеристикирезультативності роботи кінцевого обладнання та його ефективність. Ця особливість виробництва впливає на остаточний зовнішній вигляд складання монокристалів – у результаті всі складові стають абсолютно однаковими на вигляд. В результаті ми маємо високоефективні сонячні модулі, що працюють. Виходить, що основна відмінність у зовнішньому виглядіполікристалічних сонячних батарей від їх аналогів, де використовувався монокристалічний елемент, буде у формі пластини елемента. Монокристалічні пластини в результаті виробництва набувають форми квадрата.

Монокристалічні сонячні модулі, в чому їхня перевага?

• У зв'язку з якісним виробництвомвихідного елемента (високою структурованістю молекулярної решітки монокристалів), ці елементи мають дуже високий коефіцієнт корисної дії. Зібрані за таким принципом сонячні енергетичні установки на виході мають продуктивність до двадцяти відсотків;
• Для отримання рівнозначної потужності необхідна установка, розміри якої будуть значно меншими в порівнянні з аналогічними видами фотоелементів якісним технологіям. Це означає, що якщо вам потрібно отримати встановлення потужністю виробництва електричного струмуна рівні 20 Вт, потрібно придбати і встановити кремнієві батареї менших розмірів;
• І ще одне дуже важлива перевага- це, звичайно, висока довговічність експлуатації такого обладнання. Монокристалічні пластини найдовговічніші серед усього обладнання, що пропонується на ринку. При правильної установкиі експлуатації ці пластини правильно прослужать вам за своїм призначенням не менше чверті століття.

Монокристалічні сонячні фотоелементи, у чому їх недоліки в порівнянні з іншими типами фотоелементів?

• У зв'язку з особливостями виробництва вихідної сировини ці панелі мають цілком пристойну вартість покупки. В тому випадку якщо фінансове питаннядля вас має першорядне значення, а коефіцієнт ефективності на допоміжних ролях, то, звичайно, краще вибрати для себе інші типи установок, наприклад, полікристалічні;
• Значну втрату продуктивності панелі, а відповідно і всієї енергетичної установки, може спричинити навіть незначне забруднення робочої поверхні, у тому числі й затемнення від листя дерева чи інших зовнішніх факторів. З метою нівелювання даного істотного недоліку, в ланцюжку з обладнанням, що встановлюється, буде доцільним установка мікроінверторів. Їх застосування зрівнюватиме функціонування всієї системи внаслідок виникнення ситуації, коли модулі нерівномірно висвітлюються.

Висновки

Насамкінець хотілося б додати, що, перш ніж вибрати вид сонячних модулів необхідних вам, для початку визначтеся, в яких умовах їх використовуватимете, де встановлюватимете обладнання, який бюджет ви маєте. Самої сонячної електричної системи неважливо, який саме тип батареї вироблятиме струм, основний фактор тут – це показники потужності та сили напруги, що отримується на виході. Досягти потрібного значення можна використовуючи обидва види панелей, різниця буде лише в тому, яку для цього доведеться задіяти площу поверхні. І тому, якщо вас не особливо хвилює об'єм зайнятої площі, то без проблем купуйте батареї на основі полікристалів трохи більшою площеюфотоелементів. На придбання цього обладнання ви витратите значно менше коштів.

При виборі модуля часто ставиться питання: яка сонячна батарея краще – монокристалічна чи полікристалічна, а може аморфна? Адже вони найпоширеніші у наш час. Щоб знайти відповідь, було проведено багато досліджень. Розглянемо, що ж показали результати:

ККД та термін служби

Монокристалічні елементи мають ККД близько 17-22%, терміни їхньої служби не менше 25 років. Ефективність полікристалічних може досягати 12-18%, служать вони також не менше 25 років. ККД аморфних становить 6-8% і знижується набагато швидше за кристалічні, працюють вони не більше 10 років.

Температурний коефіцієнт

У реальних умовахвикористання сонячних батарей нагрівається, що призводить до зниження номінальної потужності на 15-25%. Середній температурний коефіцієнтдля полі та моно становить -0,45%, аморфного -0,19%. Це означає, що при підвищенні температури на 1°C від стандартних умов кристалічні батареї будуть менш продуктивними, ніж аморфні.

Втрата ефективності

Деградація сонячних монокристалічних та полікристалічних модулів залежить від якості вихідних елементів – чим більше в них бору та кисню, тим швидше знижується ККД. У полікремнієвих пластинах менше кисню, у монокремнієвих – бору. Тому за рівних якостей матеріалу та умов використання особливої ​​різниці між ступенем деградації тих та інших модулів немає, в середньому вона становить близько 1% на рік. У виробництві аморфних батарей використовують гідрогенізований кремній. До водню обумовлена ​​його швидша деградація. Так, кристалічні деградують на 20% через 25 років експлуатації, аморфні швидше у 2-3 рази. Проте, неякісні моделі можуть втратити ефективність на 20% вже в перший рік використання. Це варто врахувати при покупці.

Вартість

Тут перевага повністю за аморфних модулів – їх вартість нижче, ніж кристалічних, через дешевшого виробництва. Друге місце займають полі, моно ж найдорожчі.

Розміри та площа установки

Монокристалічні батареї компактніші. Для створення масиву необхідною потужністю знадобиться менше панелей в порівнянні з іншими видами. Так що при встановленні вони займуть трохи менше місця. Але прогрес не стоїть на місці, і за співвідношенням потужність/площа полікристалічні модулі вже наздоганяють моно. Аморфні поки відстають від них – для їх установки знадобиться в 2,5 рази більше місця.

Світлочутливість

Тут лідирують аморфно-кремнієві модулі. Вони мають кращий коефіцієнт перетворення сонячної енергії через водню у складі елемента. Тому вони, порівняно з кристалічними, в умовах слабкого освітлення працюють ефективніше. Моно та полі, при поганому освітленні працюють приблизно однаково – значно реагують на зміну інтенсивності світла.

Річний виробіток

В результаті тестування модулів різних виробниківбуло встановлено, що монокристалічні протягом року виробляють більше електроенергії, ніж полікристалічні. А ті у свою чергу продуктивніші, ніж аморфні, незважаючи на те, що останні виробляють енергію і за слабкого освітлення.

Можна зробити висновок, що сонячні батареї моно та полі мають невеликі, але важливі відмінності. Хоча mono все-таки ефективніше і віддача від них більша, але poly все одно користуватимуться більшою популярністю. Щоправда, це залежить від якості продукції. Тим не менш, більшість великих сонячних електростанційзібрані з урахуванням полимодулей. Пов'язано це з тим, що інвестори дивляться на загальну вартістьпроекту та терміни окупності, а не на максимальну ефективністьта довговічність.

Тепер про аморфні батареї. Почнемо з переваг: метод їх виготовлення найпростіший і малобюджетний, тому що не потрібне різання та обробка кремнію. Це відбивається у невисокій вартості кінцевої продукції. Вони невибагливі – їх можна встановити куди завгодно, і не вибагливі – пил та похмура погода їм не страшні.

Однак у аморфних модулів є і недоліки, що перекривають їх переваги: ​​у порівнянні з вищеописаними видами, у них найнижчий ККД, вони швидко псуються - ефективність знижується на 40% менш ніж за 10 років, і вимагають багато місця для встановлення.

Сонячна енергія відноситься до відновлюваних джерел енергії, так само як вода та вітер. Зараз більшість людей залежить від таких джерел енергії як газ, нафта, мазут, вугілля, дрова. Впровадження альтернативних джереленергії вигідно з екологічної та економічної точки зору. Їх використання дає людині автономність і є правильним рішеннямз етичного погляду.

Сонячні панелі можуть бути на основі полі-або монокристалічного кремнію. Незважаючи на однаковий принцип роботи, різниця між ними в умовах експлуатації та ККД є суттєвою. Популярністю користуються обидва типи осередків.

Монокристалічні панелі

Відрізнити монокристалічні сонячні батареї характерною формоюокремих осередків – квадрат зі зрізаними кутами та однорідною поверхнею. Це пов'язано з особливостями виробництва та кристалічною решіткою кремнію. Вирощений окремий кристал має циліндричну форму, а після нарізки на тонкі пластини завтовшки 0,2-0,4 мм виходить характерна псевдоквадратна форма. Сам процес протікає у вакуумних ростових печах, завдяки чому стає можливим досягти чистоти матеріалу 99,99%. Тому монокристалічні сонячні панелі мають більше високий ККДніж у полікристалів.

Використання круглих пластин неефективне через втрати корисної площі, а якщо обрізати до правильного прямокутника, тоді вийде багато відходів і значно зросте вартість всієї сонячної панелі. Тому для монокристалічних елементів було прийнято спеціальну форму усіченого у вершинах квадрата. Окремі елементи збираються в цілу батарею і полягають у надійній пластиковій оболонці, після чого їх можна використовувати в будь-яких погодних та кліматичних умовах.

Плюси монокристалічних елементів

Високий ККД, близько 15-20% сонячної енергії може бути перетворено на електричну;
Ефективно працюють за негативних температур;
Ефект старіння у цих елементів протікає негаразд помітно, загалом цей показник становить близько 20% на 25 років терміну служби;
Займають меншу площу за однакової електричної віддачі;

Полікристалічні панелі

Технологія отримання полікристалічних сонячних панелей трохи простіша. Місткість з розплавом кремнію плавно охолоджують до повного затвердіння, після чого виходить прямокутна заготовка, що складається з полікристалічного кремнію. Чистота та однорідність такого матеріалу буде нижчою. Як сировина часто використовуються вже перероблені сонячні батареї. Тепер їх можна нарізати на тонкі, менше ніж 1 мм пластини правильної прямокутної форми. Такі осередки легко відрізнити по неоднорідній структурі поверхні, пов'язаної з особливостями будови кристалічних грат кремнію.

Отримані полікристали підрізаються до потрібного розміру, а потім приклеюються на спеціальну основу. Рамка для кріплення виготовляється з алюмінію та забарвлюється у чорний колір. Після цього полікристалічні сонячні панелі встановлюються на рамку і герметизуються. Зовнішня поверхня покривається шаром, що ламінує, який захищає від дощу, холоду і механічних пошкоджень. Від якості виконаної операції залежатиме термін служби та ефективність сонячної панелі.

Плюси полікристалічних сонячних модулів

Недороге та технологічне виробництво забезпечує низьку цінуготовим виробам;
Добре вловлюють розсіяне сонячне світло через свою нерівної поверхні, Ефективні в похмуру погоду;
Більше вибір розмірів та форм готових панелейЗа своїми властивостями вони вже дуже близько підійшли до виробів з монокристалу.

Недоліки панелей з моно та полікристалів

Незважаючи на відмінності у виготовленні елементів сонячних панелей, для них будуть характерні загальні недоліки, пов'язані з властивостями кремнію та особливостями виробництва.

Окремі елементи з моно та полікристалів дуже крихкі. Невелика товщина робочого шару вимагає для них міцної підкладки та рівної основи. Тріщини на поверхні фотоосередку призводять до повного виходу з ладу.
Низька ефективність перетворення сонячної енергії. Для кращих зразків, що застосовуються в космічних технологіях, ККД може досягати 38%. Звичайні панелі мають ккд не більше 22% для монокристалічних елементів та 15-18% для полікристалів.
Залежність кількості сонячних днівв році. Це джерело енергії буде ефективним лише в регіонах, де кількість сонячних днів значно перевищуватиме кількість похмурих. Необхідно також враховувати широту їхнього розташування та клімат.

Моно і полі елементи мають ефект старіння. Для моноосередку падіння ефективності за термін служби у 25 років становить 20%, то для поліпадіння може досягати 30% і вище. Таким чином, навіть такий надійне джерелоенергії у вигляді сонячних батарей має обмежений термін експлуатації та може вимагати оновлення.
Для будь-якого типу сонячних модулів необхідна спеціальна електростанція, яка перетворює та стабілізує вихідну напругу. Для створення автономної системиабо система «Розумний дім» потребує встановлення акумуляторів і включення їх до спільної мережі.
Ціна на сонячні фотоелементи все ще залишається досить високою порівняно з традиційними джерелами енергії. При цьому полікристалічні сонячні батареї коштують трохи дешевше за свої аналоги з монокристалів.
Сучасні сонячні батареї все частіше знаходять застосування у побуті. Завдяки їм стає можливим забезпечувати енергією віддалені об'єкти зв'язку, автономні об'єкти сільському господарствіта промисловості. З їх допомогою здійснюється освітлення парків та доріг, працюють світлофори на пішохідних переходах, заряджаються різні гаджети та пристрої у місцях, де відсутня електрика.