Полі монокристали. Полікристалічні сонячні панелі. Ваша мета: встановити сонячну фотоелектричну систему, яка допоможе вам зменшити витрати на електроенергію

Перед купівлею сонячних панелей, в першу чергу, потрібно визначитися з їх типом. При виборі конкретної модифікації зазвичай враховується весь спектр параметрів і характеристик. У цій статті будуть розглянуті основні параметри сонячних батарейдля домашнього використання, їх переваги та недоліки, а також доцільність використання обраної конструкції.
Зазначимо також, що термін сонячні панелімає ряд синонімічних значень, таких як сонячні модулі та сонячні батареї – все це є класом фотоелектричних сонячних елементів, що використовуються для отримання електроенергії.

Властивості кристалічного кремнію

На сьогоднішній момент переважна більшість перетворювачів безпосередньо енергії сонячних променівв електричну енергію виготовлені із кремнію. Батареї, виготовлені із застосуванням як основи монокристалічного кремнію склали 95% ринку поставок монокристалічних сонячних панелей для використання в приватному фонді.

Для застосування у фотоенергетиці використовують кремній різного ступеня чистоти. Даний параметр характеризує впорядкованість молекул елемента в кристалічні грати. Чим упорядкованіша структура кремнію, тим вище продуктивність пристроїв на його основі. переважно залежить саме від цього фактора.

Досягнення високого ступеня упорядкованості структури кремнію – дорогий технологічний процес. Отже, ступінь чистоти кристала кремнію який завжди є визначальним чинником.Найбільш значущі параметри під час виборів сонячних батарей – ефективність використання поверхні конструкції та простору, загальна економічна ефективність.

Таким чином, можна зробити висновок про те, що кристалічний кремній— це основа всіх фотоелектричних елементів, які поділяються на моно- та полікристалічні.

Монокристалічні сонячні панелі

Відмінною рисою фотоелементів, виготовлених з монокристалічного кремнію (mono-Si) є однорідність кольору поверхні і зовнішнього вигляду в цілому. Дані параметри визначає розмірність зерен монокристалу. Злиток монокристалічного кремнію вирощується на виробництві з вихідної сировини та має достатньо високі показникипо частоті та структурованості кристалічних ґрат.
Фотоелементи, що використовуються в монокристалічних сонячних панелях, виготовляються із зливків кремнію. циліндричної форми. При цьому злиток обрізається з усіх боків для підвищення експлуатаційних характеристикта зниження витрат. Цей процес визначає зовнішній вигляд монокристалів сонячних панелей та робить його досить однотипним. Так отримуємо монокристалічні сонячні батареї.

Таким чином, основна відмінність зовнішнього вигляду полікристалічних сонячних батарей від аналогів монокремнію - це форма панелей. У монокристалічних конструкцій вони мають форму псевдоквадрату.

Переваги монокристалічних сонячних панелей полягають у наступному:

• — Висока ефективність, Що пояснюється високою структурованістю матеріалу Продуктивність таких конструкцій становить від 17 до 22%.

• — Зниження габаритних розмірів конструкції для забезпечення заданого значення енергії в порівнянні з аналогами при тих же інших характеристиках. Тобто. для отримання кількості енергії 10 Вт, потрібна панель з моно-кремнію найменшого розміру.

• — Максимальна довговічністьсеред усіх типів панелей При грамотному використанні монокристалічні сонячні панелі достатньо купити та встановити 1 раз за 25 років.

Недоліки монокристалічних сонячних батарей:

• - Висока вартість монокристалічних сонячних панелей. Якщо ціна куди більш визначальний фактор, ніж довговічність та енергоефективність, то розумніше зупинити вибір на інших типах панелей, зокрема, полікристалічних.

• навіть незначна забрудненість панелі або тінь, що закриває частину конструкції, можуть стати причиною втрати продуктивності всього ланцюжка. Для усунення цього недоліку доцільно використовувати мікроінвертори, призначені для зрівнювання характеристик роботи всього ланцюга внаслідок нерівномірної освітленості.

Полікристалічні сонячні панелі

Сонячні батареї, виготовлені з полікристалічного кремнію, відомі на ринку енергоперетворювальних товарів з 1981 року. Для їх виробництва не потрібно ускладненого технологічного процесу вирощування монокристалів за методом Чохральського. Достатньо розплавити кремнієву сировину та залити її у спеціальні форми для виплавки. Після цього блоки нарізаються на пластини квадратної форми. У результаті виходять полікристалічні сонячні батареї.

Переваги полікристалічних батарей:

• - загальне зниження рівня витрат під час виробництва. Зокрема, значно знижується кількість вироблених відходів, що додатково знижує витрати на переробку та утилізацію.

• - менший відсоток шлюбу під час виготовлення.

Але при цьому полікристалічні сонячні панелі мають такі недоліки:

• -Полікристалічні сонячні панелі менш стійкі до впливу високих температур, На відміну від аналогів, вироблених з монокристалічного кремнію. Вплив надто високих температур негативно впливає на продуктивність конструкції та на її довговічність. Але оскільки вплив даного ефектуна характеристики в цілому небагато, акцентувати на ньому не варто.

• — продуктивність становить від 14 до 18%, що приблизно на 5% нижче за показники батарей з монокристалів.

• — ефективність використання простору під час встановлення полікристалічних сонячних батарей також нижча, ніж у аналогів. Для отримання тих самих показників енергетичних характеристик потрібно задіяти велику площу.

• - Неоднорідність зовнішнього вигляду конструкції. При використанні спеціальних просвітлювальних покриттів даний недолікстає практично непомітним.

Характеристика тонкоплівкових панелей.

Аморні сонячні батареї

Виробничий процес тонкоплівкових панелейполягає у вакуумному напиленні фотоелектричного матеріалу у вигляді тонкої плівки на підкладку-основу. Залежно від потрібних характеристик використовуються різні типипідкладок та види напилюваних речовин. Зокрема, матеріалами для напилення тонких плівок є: аморфний кремній (a-Si), телурид кадмію (CdTe), мідь, індій, галій, сполуки селену — селеніди (CIS/CIGS), різні органічні елементи (OPC)

ККД тонкоплівкових сонячних батарей залежить від якості та чистоти технологічного процесута становить від 7 до 13%. При розвитку технології та впровадженні інновація прогнозоване зростання ККД складе 3%. У 2000-х роках ринок тонкоплівкових панелей значно зріс. Це пов'язано з розвитком технології напилення тонких плівок та розвитком рівня виробництва в цілому. Таким чином, купити сонячні батареї стає все простіше, а їхня ціна стає все доступнішою.

Переваги тонкоплівкових батарей:

• - Низька собівартість виробництва, отже, більше низька цінана панелі загалом.

• - Естетичний зовнішній вигляд конструкції, обумовлений високою однорідністю.

• - Можливість виготовлення гнучких конструкцій

• кількість втрат продуктивності при нагріванні або непрямому освітленні знижена.

При цьому тонкоплівкові конструкції мають і ряд недоліків:

• - Необхідна достатньо велика площамонтажу конструкції для забезпечення перетворення необхідної кількості сонячної енергії.

• - установка більшої кількості панелей вимагає додаткової фурнітури кріплення і підвищення витрат на установку.

• - Термін служби таких панелей нижче, ніж у кристалічних аналогів.

І все ж які панелі є найбільш підходящими для використання саме в приватному домоволодінні для забезпечення електроенергією будинку або котеджу?

У рішенні даного питанняне завадить консультація фахівців у галузі фотоелектронних перетворювачів сонячної енергії та проведення кількісної та якісної оцінки всіх факторів: від площі до освітлення поверхні монтажу. Така консультація дозволить визначити, що саме вам потрібно.

• При нестачі площ для встановлення зверніть увагу на монокристалічні батареїз максимальним ККД. На жаль на сьогоднішній момент на російському ринкуфотоелектронних товарів, зокрема перетворювачів, вибір елементів обмежений і, швидше за все, як і вибір модулів необхідної конструкції або складу плівки. У такому разі вам може знадобитися зробити замовлення модулів з-за кордону, або купити їх в Росії на замовлення. Однак у даному випадкуціна на батареї буде вищою.

• Якщо важливіше значення має саме ціновий діапазон матеріалів та робіт, то кращий варіант- Використання конструкцій на полікристалічних пластинах. Вони дозволять забезпечити досить хороші показники щодо продуктивності і при цьому заощадити деяку кількість коштів.

• При виборі тонкоплівкових панелей не забувайте враховувати вимоги щодо монтажу. Вартість додаткових монтажних робітзначно вплине на підсумковий кошторис.

• Визначившись з типом та розмірами сонячних батарей, вам залишиться здійснити закупівлю необхідних блоків, провести монтаж та насолоджувати використанням одного з найбільш екологічно безпечних способіводержання електроенергії для побутових потреб.

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

Монокристалічні сонячні батареї

Виготовлення сонячних батарей на базі монокристалічного кремнію дозволяє отримувати найвищі показники ефективності фотоелектричного перетворення серед модулів комерційного застосування за рахунок максимально можливої ​​чистоти. вихідного матеріалу(Монокристалічного кремнію). ККД монокристалічнихсонячних 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, має циліндричну форму.

Якщо далі з таких круглих пластин зробити Сонячні елементиі 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 більш високу ефективність 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).

Порівняння монокристалічних та

Отже, яка сонячна батарея краще - монокристалічна чи полікристалічна? Щоб відповісти на це питання, потрібно спочатку розібратися, а чим вони відрізняються?

На фото нижче представлені два основні типи:

Перше, що впадає у вічі, це зовнішній вигляд.У монокристалічних елементів кути округлені та поверхня однорідна. Заокруглені кути пов'язані з тим, що при виробництві монокристалічного кремнію отримують циліндричні заготівлі. Однорідність кольору та структури монокристалічних елементів пов'язана з тим, що це один вирощений кристал кремнію, а кристалічна структура є однорідною.

У свою чергу полікристалічні елементи мають квадратну форму через те, що при виробництві отримують прямокутні заготовки. Неоднорідність кольору та структури полікристалічних елементів пов'язана з тим, що вони складаються з великої кількостірізнорідних кристалів кремнію, а також включають незначну кількість домішок.

Друга і напевно головна відмінність – це ефективність перетворення сонячної енергії.Монокристалічні елементи та відповідно панелі на їх основі мають на сьогоднішній день найвищу ефективність- до 22% серед серійно випускаються і до 38% у тих, що використовуються в космічній галузі. Монокристалічний кремнійвиробляється із сировини високого ступеня очищення (99,999%).

Полікристалічні елементи, що серійно випускаються, мають ефективність до 18%. Нижча ефективність пов'язана з тим, що при виробництві полікристалічного кремнію використовують не тільки первинний кремній високого ступеня очищення, а й вторинну сировину (наприклад, перероблені сонячні панелі або відходи кремнієві металургійної промисловості). Це призводить до появи різних дефектіву полікристалічних елементах, таких як межі кристалів, мікродефекти, домішки вуглецю та кисню.

Ефективність елементів зрештою відповідає за фізичний розмір сонячних панелей. Чим вища ефективність, тим менше буде площа панелі за однакової потужності.

Третя відмінність – це ціна сонячної батареї.Звичайно, ціна батареї з монокристалічних елементів трохи вища з розрахунку на одиницю потужності. Це пов'язано з більш дорогим процесом виробництва та застосуванням кремнію високого ступеня очищення. Однак ця відмінність незначна і становить у середньому близько 10%.

Отже, перерахуємо основні відмінності монокристалічних та полікристалічних сонячних батарей:

Зовнішній вигляд. Ефективність. Ціна.

Як видно з цього переліку, для сонячної електростанціїне має жодного значення, яка сонячна панель використовуватиметься у її складі. Головні параметри – напруга та потужність сонячної панелі не залежать від типу застосовуваних елементів і найчастіше можна знайти у продажу панелі обох типів однакової потужності. Тож остаточний вибір залишається за покупцем. І якщо його не бентежить неоднорідний колір елементів і трохи більша площа, то ймовірно він вибере дешевші полікристалічні сонячні панелі. Якщо ці параметри мають для нього значення, то очевидним вибором буде трохи дорожча монокристалічна сонячна панель.

У висновку хочеться відзначити, що за даними Європейської асоціації EPIA в 2010 році виробництво сонячних батарей за типом кремнію, що застосовується в них, розподілилося наступним чином:

1. полікристалічні - 52,9%

2. монокристалічні - 33,2%

3. аморфні та ін. - 13,9%

Т. е. Полікристалічні сонячні батареї за обсягом виробництва займають лідируючі позиції у світі.

Червень 2018

Ідея створення пристроїв, здатних накопичувати енергію Сонця, виникла ще у ХІХ столітті. Перша батарея з'явилася в 1839 - завдяки зусиллям Антуана-Сезара Беккереля. Її ККД становив лише 1 %. За минулий час технологія багато разів удосконалювалася, коефіцієнт корисної діїсучасних сонячних акумуляторів перевищує 20%. Сьогодні поговоримо про те, які батареї краще: монокристалічні чи полікристалічні. Критерії оцінки: ККД, збереження вихідних властивостей, вартість, експлуатаційні витрати.

Конструкція та застосування

Сонячна батарея – сукупність елементів, які служать для отримання електричної енергіїіз світловий. Принцип дії ґрунтується на фото-електричному ефекті - за рахунок перетворення сонячного світлав електрострум. Основні компоненти системи:

Напівпровідник. Як правило, моно- або полікристалічний кремній, доповнений іншими хімічними сполуками, які сприяють утворенню фотоелектричного ефекту. Складається з двох матеріалів з різною провідністю, за рахунок чого між ними відбувається постійне переміщення електронів (p-n-перехід).

Прокладка - найтонше покриття, що перешкоджає вільному руху електронів, знаходиться між шарами напівпровідника.

Джерело електроенергії, при підключенні якого до прокладки електрони набувають здатності її долати - у результаті виникає упорядкований рух заряджених частинок, власне, генерується електричний струм.

Акумулятор – накопичує отриману електроенергію.

Контролер заряду – виконує функцію розподільника потоків електричної енергії.

Інвертор – потрібен для трансформації постійного струмуу змінний.

Стабілізатор напруги.

Для використання сонячних батарей як основне джерело електроенергії важливо, щоб кількість ясних днів переважала над похмурими. Тому більшість регіонів нашої країни подібні установки використовують переважно як допоміжні.

Особливості монокристалічних панелей

Монокристалічна система є десятками фотоелементів, об'єднаних в єдину панель. Кристали отримують шляхом вирощування – за методом Чохальського. Кожен із них закріплений на склопластиковій основі, яка захищає від пилу та вологості. Матеріал елементів – очищений кремній. Світлочутливі осередки орієнтовані в один бік, за рахунок чого ККД монокристалічних панелей вище, ніж полікристалічних. Інші особливості:

тривалість безперервної експлуатації – не менше 20 років;

ККД монокристалів – у середньому до 20–22 % (без урахування втрат отриманої електроенергії), в окремих випадках – до 20 %;

рівень поглинання вищий, ніж у полікристалічних панелях;

Єдиний мінус монокристалічних систем – більше висока вартість, Втім, витрати на їх придбання швидко окупаються. При дефіциті площі, коли вкрай важливо досягти максимальної кількостіенергії з кожного квадратного метра, подібне рішення краще.

Особливості полікристалічних панелей

Полікристали одержують шляхом поступового охолодження розплавленого кремнію. Така технологія обходиться дешевше, ніж штучне вирощування монокристалів, щоправда, на краях полікристалів може бути зернистість, що призводить до зниження їх ефективності. Принципова відмінністьвід монокристалічних - неоднорідна структура та забарвлення. Це зумовлено домішками і тим, що в системі містяться кристали різного типу. особливості:

ККД менший, ніж у монокристалічних елементів - до 17-18%;

доступна ціна - виробництво полікристалічних панелейменш витратне;

швидкість втрати потужності (деградація) полікристалів менша, ніж у монокристалів.

Таким чином, якщо стоїть завдання отримати певну кількість електроенергії, при використанні полікристалічних панелей буде потрібна велика площа. Є думка, що їх вигідніше використовувати в регіонах з величезним переважанням похмурих днів - при недостатній кількості сонця полікристали дають більше енергії, ніж монокристали.

Порівняння основних характеристик монокристалічних та полікристалічних елементів

Кожна із систем має свої плюси та мінуси. Як визначити, що краще, моно-або полікристали? Пропонуємо до вашої уваги порівняльну таблицю, в якій розглянуто ключові характеристикикожного з варіантів:

Параметр	Монокристали	Полікристали	Висновок
Температурний коефіцієнт	0,45 %	0,45 %	Зниження потужності у системах обох типів відбувається практично однаково
Швидкість деградації	на 3% у перший рік експлуатації, у наступні - на 0,71%.	На 2% у перший рік експлуатації, на 0,67% у наступні роки.	Різниця несуттєва, тому нею можна знехтувати.
Ціна	Висока вартість обумовлена ​​складністю виробництва.	На 10-15% дешевше, ніж монокристалічні елементи.	Для багатьох ціна виявляється вирішальним аргументом на користь полікристалічних панелей.
Фоточутливість (при рівні освітленості 600 Вт/м 2	При однаковій потужності модулів різниця вбирається у 10 %.		По суті, цим показником можна знехтувати.
Річний виробіток	За даними лабораторії PHOTON вона трохи вище (не більше 2%) у монокристалів. Проте докладніші дослідження показали, що має значення як тип панелі, а й бренд.		Найважливіші властивості конкретної сонячної батареї – саме вони є ключовим критерієм вибору.

При виборі сонячних панелей необхідно звертати увагу не тільки на тип фотоелементів, але й на інші критерії: співвідношення ціни та ефективності, заявлений ресурс ( гарантійний термін), напруга при максимальної потужності, Комплектацію.

Ефективні рішення для вашого будинку

Як бачите, ми так і не змогли дати однозначну відповідь на питання про те, які фотоелементи краще - моно- або полікристалічні. Наша компанія здійснює продаж сонячних батарей з панелями обох типів – ми пропонуємо лише перевірені рішення, ефективність яких доведена на практиці. Запрошуємо до співпраці забудовників та власників котеджів, зацікавлених у отриманні доступної, а головне екологічно безпечної електроенергії:

· підберемо сонячні батареї з урахуванням площі будинку, кліматичних та ландшафтних особливостей;

· Надамо довгострокову гарантію на придбаний товар;

· За помірну плату виконаємо обслуговування придбаних у нас систем;

· запропонуємо кілька варіантів сонячних батарей з детальним описомплюсів та особливостей кожної з них – ви зможете підібрати для себе найкращий варіант.

Зателефонуйте нам, і ми докладніше розповімо про переваги сонячних батарей, особливості їх експлуатації та вигоду від використання запропонованих технологій.

Ваша мета: Встановити сонячну фотоелектричну системуяка допоможе вам зменшити витрати на електроенергію.

Проблема: На ринку дуже багато різних моделейта типів сонячних модулів, і це вас заплутало. одні продавці стверджують, що монокристалічні модулі це кращий вибірІнші стверджують, що полікристалічні нічим не гірші (або навіть краще). Хто з них має рацію?

Коли справа доходить до найбільш відповідних для вашого проекту сонячних модулів, споживач стикається з проблемою вибору. На ринку зараз багато різних сонячних модулів, і всі продавці стверджують, що у них «найкращі». Покупцеві не просто розібратися в технічних характеристиках, дізнатися достовірну інформацію про надійність та ефективність сонячних модулів. Здебільшого приваблюють низькою ціною, стверджуючи, що технічні характеристикине гірше, ніж у решти сонячних панелей. Як і при купівлі інших товарів, покупці прагнуть отримати «найвигіднішу пропозицію», часто жертвуючи якістю за рахунок ціни.

Прагнення знизити ціну дуже зрозуміло, але пов'язане з цим зниження якості може дуже вплинути на ефективність усієї вашої системи сонячного електропостачання. Тому ми постаралися зробити невеликий посібник для покупців, який допоможе вам орієнтуватися в морі інформації про сонячні панелі, що продаються на російському ринку.

У цій статті ви дізнаєтеся все про відмінності монокристалічних та полікристалічних модулів.

Що таке монокристалічні модулі?

Це технологія, що призвела до революції у фотоенергетиці. Перші комерційні монокристалічні модулі з'явилися в 1950-х роках і є найпершими і «просунутими» модулями на сучасному ринку. Як видно з назви, виготовлені з єдиного кристала чистого кремнію. Виробники для формування зливка використовують метод Чохральського для поступового вирощування кристала кремнію із розплаву. Як «затравка» використовується маленький кристал чистого кремнію. У міру зростання кристала навколо «затравки» його температура кремнію поступово падає, тим самим формується кристал чистого кремнію циліндричної форми.

Монокристалічні модулі можна відрізнити за їх однорідним кольором та структурою, що є ознакою високочистого кремнію.

Що таке полікристалічні модулі?

Кристал полікремнію. З цього нарізаються прямокутні зливки, а потім пластини.

Полікристалічні сонячні панелі зроблені з безліччю кристалів. Замість повільного та дуже дорогого процесу вирощування єдиного кристала, виробники просто опускають кристалічну «затравку» у ванну з розплавленим кремнієм і дають йому охолонути. При цьому формуються різноспрямовані кристали, вони невеликі та їх багато. З такого великого кристала нарізаються прямокутні зливки, а потім з них пластини. Звідси і назва - мультикристалічні (або полікристалічні, що те саме).

У чому ж різниця між монокристалом та полікристалом?

Різниця між монокристалічними та полікристалічними елементами (або як їх ще часто називають, «комірками») визначається їх виробничим процесом. Монокристалічні сонячні елементи виготовлені з єдиного кристала. Вони більш однорідні — як за зовнішньому вигляду, так і по технічним характеристикам. Полікристалічні елементивиготовлені з блоків кристалів кремнію, що видно при їх найближчому розгляді.

Переваги та недоліки монокристалічних модулів

Переваги:

• Монокристалічні сонячні модулі мають найбільший високий ККД(сучасні модулі мають ККД до 22%);
• Монокристалічні модулі займають менше місця , тому що вони мають більший ККД у порівнянні з іншими типами сонячних модулів;
• Монокристалічні модулі довговічніші — більшість виробників дають як мінімум 25 років гарантії на такі панелі. Причому «старіє» в монокристалічної панеліне сам кремній, а те, що його оточує - покриття, плівки, контакти та ін. Сам монокристал має стабільні характеристики протягом практично всього терміну служби;
• Вважається, що монокристалічні модулі краще працюють за низької освітленості. Однак тут не все так однозначно, і робота за низького освітлення більше залежить не від типу кристала, а від якості виконання сонячного модуля. Тут діє загальне правило- Великий, відомий виробникробить якісніші сонячні панелі.

Недоліки:

• Монокристалічні модулі дорожчі за полікристалічні;

Переваги та недоліки полікристалічних модулів

Переваги:

• Вони дешевші у виробництві, т.к. процес вирощування полікремнію набагато простіший і менш енергоємний.
• Вони зазвичай менше схильні до впливу температури, ніж монокристалічні модулі. .

Недоліки:

• Т.к. чистота кремнію в полікристалі нижче, ніж у монокристалі, полікристалічні модулімають менший ККД. Сучасні полікристалічні модулі мають ККД 15-18%.
• Найменша ефективність веде до того, що для генерації однакової кількості енергії буде потрібна більша площа.

Основні відмінності модулів

Параметр	Монокристалічні сонячні елементи	Полікристалічні сонячні елементи
Кристалічна структура	Всі кристали орієнтовані в одному напрямку, зерна кристалів паралельні	Кристали орієнтовані в різних напрямках, зерна кристалів не паралельні
Технологія виробництва	Монокристалічні циліндри кремнію нарізаються на пластини, потім обрізаються пластини до майже квадратної форми	Полікристалічні заготівлі прямокутної формиріжуться на пластини.
Температури виготовлення	1400°C	800~1000°C
Форма	Прямокутна, з обрізаними кутами (квазіпрямокутні)	Прямокутні або квадратні, різної форми
Товщина	<=300μm	300~500μm
Колір1	Чорний	Темно синій
ККД	15%~23%	12%~17%
Стабільність параметрів	Висока стабільність	Висока стабільність, але нижча, ніж у монокристалічних елементів
Ціна2	Відносно висока	Відносно висока, але нижча, ніж у монокристалічних елементів
Окупність енергії	2 роки	2-3 роки

Примітки:
1 Просвітлююче та антивідбивне покриття наноситься на елементи, і монокристалічні елементи у сонячних панелях можуть мати темно-синій колір. Полікристалічні елементи можуть мати різні відтінки синього та темно-синього кольору.
2 Ціна в останні роки істотно знижена, тому відмінності в ціні кристалічних та тонкоплівкових елементів мінімальні.

Так який із типів кристалів працює краще? Однозначної відповіді це питання немає. У загальному випадку, за допомогою можна отримати більше енергії з одиниці площі за рахунок вищого ККД цих елементів. Але якщо порівнювати модулі з однаковою потужністю (а саме так зазвичай і порівнюють модулі, тому що платять за вати, а не за площу модулів), то однозначної відповіді немає. Дуже багато залежить від виробника сонячних елементів - чим якісніший сонячний елемент, тим він краще працюватиме і більше вироблятиме енергії. Вибір відомого та перевіреного виробника елементів часом важливіший за вибір виробників (збирачів) панелей.

Які модулі вибрати?

Чим більший і чистіший кристал кремнію, з якого виготовлені сонячні елементи, тим більш ефективні. В результаті монокристалічні модулі приблизно на 10-15% більш ефективні, ніж полікристалічні того ж розміру.

Полікристалічні модулі, з іншого боку, часто подаються як менш ефективні. Однак їх ціна за ват потужності дешевша на 10-20%, ніж у монокристалічних сонячних панелей.

І все-таки, які сонячні батареї краще?

Немає однозначної відповіді.Відповідь залежить від вимог вашого проекту. Полікристалічні модулі більше підходять для встановлюваних на дахах великої площі, або на землі. Вони також підходять для покупців із обмеженим бюджетом.

Загалом, сонячні елементи n-типу

Курйози сонячної енергетики

У світлі вищесказаного особливо кумедними виглядають так звані огляди, які можна знайти в youtube.

Автор порівнює модулі різних поколінь. Моно – з 2 шинами, полі – з 3 шинами. При переході від 2 до 3 шин, як і переході до стандартних зараз 4 струмознімальних шин, ефективність сонячних елементів зростає на кілька відсотків. Тому різниця у потужності — не через тип кристала, а через покоління та якість виконання сонячних елементів. Тим більше, що у торгової марки, яку «оглядає» автор, джерело сонячних елементів невідоме, і від партії до партії можуть застосовуватися елементи різних виробників.

Іноді на просторах інтернету можна прочитати і таку «марення»:

Найбільш ефективні в похмуру погоду кремнієві полікристалічні батареї, що добре поглинають не тільки пряме сонячне випромінювання, але й розсіяне світло, що проникає через хмари. Пов'язано це з тим, що в полікристалічних елементах кристали кремнію не впорядковано, а хаотично, що, з одного боку, знижує ефективність батареї при прямому падінні сонячного випромінювання, а, з іншого, знижує її незначно при характерному для похмурої погоди розсіяному освітленні.

Висновок

Незважаючи на те, що між різними типами модулів є відмінності, немає однозначної відповіді на те, який сонячний модуль задовольняє всім можливим вимогам найкраще. Тип модуля вибирається залежно від характеристик вашого об'єкта та вимог до встановлення.

Якщо ви не обмежені в бюджеті і хочете досягти максимального терміну служби та максимального вироблення енергії за термін служби сонячної панелі, і вам важлива площа, яку займає сонячна батарея — вибирайте монокристал. Якщо є обмеження в грошах і немає обмежень за площею установки сонячної батареї і ви не женетеся за максимальним показником вироблення кВт*год за термін служби сонячної панелі — купуйте полікристалічні модулі.