Типы солнечных панелей: Трекеры — системы ориентации солнечных батарей

Трекеры — системы ориентации солнечных батарей

Подробнее о солнечных модулях.

Наиболее распространенный и популярный вид солнечных батарей солнечные батареи из монокристаллического кремния.

Их получают литьем кристаллов кремния высокой чистоты, при котором расплав отвердевает при контакте с затравкой кристалла. В процессе охлаждения кремний постепенно застывает в форме цилиндрической отливки монокристалла диаметром 13 — 20 см, длина которого достигает 200 см. Получаемый таким образом слиток нарезается листочками толщиной 250 — 300 мкм. Такие элементы имеют более высокую эффективность по сравнению с элементами, вырабатываемыми другими способами, КПД достигает 19 %, благодаря особой ориентации атомов монокристалла, которая способствует росту подвижности электронов. Кремний пронизывает сетка из металлических электродов. Традиционно монокристаллические модули вставлены в алюминиевую рамку и закрыты противоударным стеклом. Цвет монокристаллических фото-элементов — темно-синий или черный.

Солнечные батареи надежны, долговечны (срок службы до 50 лет) и просты в установке, так как не содержат движущихся частей. Солнечные батареи можно использовать, где плохо работает обычное энергоснабжение и большое количество солнечных дней. Примеры применения солнечных батарей: на крышах домов для получения электричества, на уличных и садовых фонарях для освещения, подзарядка аккумуляторов, обеспечение электричеством оборудования на судах, раций, насосов, сигнализации и т.д. 

Солнечные панели из монокристаллических фотоэлектрических элементов более эффективны, но и более дороги в пересчете на ватт мощности. Их КПД, как правило, в диапазоне 14-18%. 

Обычно монокристаллические элементы имеют форму многоугольников, которыми трудно заполнить всю площадь панели без остатка. В результате удельная мощность солнечной батареи несколько ниже, чем удельная мощность отдельного ее элемента.

Солнечные батареи из мультикристаллического кремния 
Изготовление мультикристаллического кремния намного легче, чем монокристаллического. Мультикристаллический кремний как материал состоит из случайно собранных разных монокристаллических решеток кремния (срок службы 25 лет, КПД до 15%). Именно поэтому, мультикристаллические панели обычно предлагают дешевле.

Солнечные батареи из поликристаллического кремния 
Альтернативой монокристаллического кремния является поликристаллический кремний. У него более низкая себестоимость. Кристаллы в нем ещё агрегатные, но имеют различную форму и ориентацию. Этот материал, по сравнению с темными монокристаллами, отличается ярко синим цветом. Совершенствование процесса производства элементов данного типа позволяет сегодня получать компоненты, характеристики которых лишь немного уступают по электрическим показателям монокристаллу. 

С помощью системы солнечных батарей можно: 

  • — освещать и снабжать электричеством жилые дома и дачи, школы, больницы, офисы, хозяйства, тепличные комплексы и др; 
  • — освещать парки, сады, дворы, шоссе и улицы; 
  • — обеспечивать электропитанием телекоммуникационное, медицинское оборудование; 
  • — снабжать энергией нефте- и газопроводы; 
  • — обеспечивать энергоснабжение подачи и опреснения воды; 
  • — производить зарядку мобильных телефонов и ноутбуков 
  •  
Рис.2 

Рис.3 

Тонкоплёночные батареи

Тонкопленочные технологии позволяют делать более дешевую по себестоимости производства панель. Это обстоятельство делает пленочные панели более привлекательными для строительства крупных «ферм» по выработке электричества из солнечного света, когда «солнечный фермер» ограничен не столько площадью земли, сколько стоимостью установки батареи. Возможна установка не только на крышу, но также на боковые поверхности здания. 

Тонкопленочные панели не требуют прямых солнечных лучей, работают при рассеянном излучении, благодаря чему суммарная вырабатываемая за год мощность больше на 10-15%, чем вырабатывают традиционные кристаллические солнечные панели. Тонкая пленка является намного более рентабельным способом производства энергии и может переиграть монокристаллы в областях с туманным, пасмурным климатом или в тех отраслях промышленности, которым свойственна запыленность воздуха или высокое содержание в нем иных макрочастиц. 

Тонкоплёночные панели в 95 % случаев используются для «он-грид» систем, генерирующих электроэнергию непосредственно в сеть. Для этих панелей необходимо использовать высоковольтные контроллеры и инверторы, не стыкующиеся с маломощными бытовыми системами.  

Хотя себестоимость тонкопленочных панелей невысокая, они занимают значительно бόльшую площадь (в 2,5 раза), чем моно- и поли-кристаллические панели. Из-за меньшего КПД. Тонкопленочные панели эффективно использовать в системах мощностью 10 кВт и более. Для построения небольших автономных или резервных систем электроснабжения используются монокристаллические и поликристаллические панели.

Солнечные батареи из аморфного кремния

Солнечные батареи из аморфного кремния обладают одним из самых низки КПД. Обычно его значения в пределах 6-8%. Однако среди всех кремниевых технологий фотоэлектрических преобразователей они вырабатывают самую дешевую электроэнергию. 

  
Рис.4

Солнечные батареи на основе теллуида кадмия  

Солнечные панели из теллурида кадмия (CdTe) создаются на основе пленочной технологии. Полупроводниковый слой наносят тонким слоем в несколько сотен микрометров. Эффективность элементов из теллурида кадмия невелика, КПД около 11%. Однако, в сравнении с кремниевыми панелями, ватт мощности этих батарей обходится на несколько десятков процентов дешевле. 

 
Рис.5.

Солнечные батареи на основе CIGS

Солнечные панели на основе CIGS. CIGS — это полупроводник, состоящий из меди, индия, галлия и селена. Этот тип солнечных батарей тоже выполнен по пленочной технологии, но в сравнении с панелями из теллурида кадмия обладает более высокой эффективностью, его КПД доходит до 15%. 

  
Рис.6

Потенциальные покупатели солнечных батарей часто задают себе вопрос, сможет ли тот или иной тип фотоэлектрических преобразователей обеспечить необходимую мощность всей системы. Здесь надо понимать, что эффективность солнечных батарей напрямую не влияет на количество вырабатываемой установкой энергии. 

Одинаковую мощность всей установки можно получить при помощи любых типов солнечных батарей, однако более эффективные фотоэлектрические преобразователи займут меньше места, для их размещения понадобится меньшая площадь. Например, если для получения одного киловатта электроэнергии потребуется около 8 кв.м. поверхности солнечной батареи на основе монокристаллического кремния, то панели из аморфного кремния займут уже около 20 кв.м. 

Приведенный пример, конечно же, не является абсолютным. На выработку электроэнергии фотоэлектрическими преобразователями влияет не только общая площадь солнечных панелей. Электрические параметры любой солнечной батареи определяются в так называемых стандартных условиях тестирования, а именно при интенсивности солнечного излучения 1000 Вт/кв.м. и рабочей температуре панели 25° C. 

В странах Центральной и Восточной Европы интенсивности солнечного излучения редко достигает номинального значения, поэтому даже в солнечные дни фотоэлектрические панели работают с недогрузкой. Может показаться, что и температура 25° C тоже встречается не так уж и часто. Однако речь о температуре солнечной панели, а не о температуре воздуха.  
В рамках общей тенденции снижения отдаваемой мощности с ростом рабочей температуры, каждый тип солнечных батарей ведет себя по-разному. Так у кремниевых элементов номинальная мощность падает с каждым градусом превышения номинальной температуры на 0,43-0,47%.В то же время элементы из теллурида кадмия теряют всего 0,25%.

Типы солнечных панелей | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

Скорее всего, вы заметили, что порядок знакомства с технологиями производства фотоэлементов был выбран не случайно – мы начали элементами с наибольшим КПД и закончил элементами с наименьшим КПД. КПД для фотоэлементов — это эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую, это значит, что чем меньше КПД тем больше площади фотоэлементов нам необходимо для обеспечения той же мощности по сравнению с элементами у которых КПД имеет более высокое значение.

Теперь неплохо бы опровергнуть распространенное заблуждение о том, что поликристаллические фотомодули более эффективно преобразовывают солнечное излучение по сравнению с монокристаллическими. А тонкопленочные по сравнению с кристаллическими. На самом деле преобразование энергии прямого солнечного излучения монокристаллических элементов происходит с наибольшей эффективностью, у поликристаллических модулей это преобразование происходит с меньшей эффективностью в связи с разной ориентацией кристаллов в элементе. Рассеянное излучение кристаллические фотоэлементы преобразовывают с одинаковой эффективностью. Поэтому доля выработки от рассеянного излучения в поликристаллических панелях выше чем в монокристаллических, а, значит и влияние ориентации на выработку ниже. У тонкопленочных элементов в связи с большей степенью беспорядочности ориентации светочувствительных элементов выработка с рассеянной части излучения составляет основную долю выработки. Поэтому и принято говорить, что на выработку тонкопленочных модулей не влияет ориентация. Но энергию солнечного излучения, не зависимо от его формы, эффективнее всего преобразовывают монокристаллические модули потому что у них КПД выше.

Фотопанели из кристаллических фотоэлементов чаще всего используются в строительстве солнечных электростанций. Обычно, срок службы фотомодулей из кристаллических элементов составляет 25 лет. Через 25 лет мощность фотоэлементов составит 80% от текущей мощности. Обычно кристаллические фотопанели производятся с непрозрачной подложкой из PVB-пластика или тефлона, покрытием из стекла или прозрачного EVA-пластика, или стекла и алюминиевой рамой.

CIS – фотомодули имеют наибольший КПД как для тонкопленочных модулей. Но эти модули подвержены коррозии от токов утечки в связи с применением электролиза в их производстве, поэтому, когда мы устанавливаем станцию на CIS фотомодулях нам необходимо обеспечить полную потенциальную развязку с AC сетью с помощью установки трансформаторного инвертора или специального разделительного трансформатора и установить по дифференциальному автомату на каждую из линий, подключенных к инвертору. CdTe – фотомодули не подвержены коррозии. Но кадмий является токсичным элементом, вызывающим острые и хронические отравления. Поэтому использованные или испорченные CdTe – фотопанели подлежат обязательной утилизации, что удорожает эксплуатацию станции. Фотопанели из аморфного кремния не подвержены коррозии и не токсичны, но имеют очень низкий КПД и их активные элементы выгорают на солнце. Обычно в течении 6 – 12 месяцев после установки происходит снижение мощности, потом эти модули выходят на установившуюся мощность. Срок службы таких модулей составляет около 10 лет. Срок службы CIS и CdTe модулей такой же, как и у кристаллических.

Тонкопленочные фотомодули чаще всего применяются в фасадных системах и дизайнерских решениях. Скорее всего, в будущем тонкопленочные модули заменят кристаллические потому что их производство дешевле и менее энергоемко. Ведь никто не заинтересован в фотопанелях на производство которых тратится больше энергии чем они способны выработать за срок службы.

Какие солнечные батареи лучше?

Какие солнечные батареи лучше?

Выбирая солнечную батарею в магазине Вам непременно придется столкнуться с выбором какую солнечную панель выбрать монокристаллическую или поликристаллическую?

На этот вопрос нет однозначного ответа. Решать только Вам!

Эта статья поможет Вам разобраться в различиях между монокристаллическими солнечными модулями и поликристаллическими, а также ответит на такие вопросы:

  • Какие бывают разновидности солнечных батарей?
  • Какие солнечные панели лучше?

  • Как выбрать солнечную батарею, модуль?

  • В чем отличие монокристаллических солнечных батарей от поликристаллических солнечных батарей?

  • Какие выбрать солнечные батареи для дома?

  • Что лучше поликристалл или монокристалл?

 

Солнечная батарея — это устройство для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Все солнечные батареи содержат в себе солнечные ячейки. Фотогальванические ячейки спаяны вмести и заключены в корпус. Сверху они покрыты стеклом, позволяющим проникать солнечному свету к самим ячейкам, одновременно защищая их от вредных химических и механических воздействий. Солнечные ячейки соединены в модулях в серии для создания необходимого напряжения. Сзади находится крышка из пластика которая защищает электрические детали от влаги и пыли.


 

Сегодня на рынке солнечных батарей представлено несколько различных образцов. Отличаются они друг от друга технологией изготовления и материалами, из которых их производят.

Разновидности солнечных батарей.

Солнечные батареи изготавливают из кристаллического кремния. Это самое распространенное вещество для создания солнечных ячеек. Данный вид кремния разделяется на виды, которые определяются размером кристаллов и методиками изготовления.

Для изготовления монокристаллических солнечных батарей используют максимально чистый кремний, получаемый по методу Чохральского или изготавливаются тигельным методом.

Кремний расплавляется в большом тигле. Затем в него добавляется затравка, являющаяся кремниевым стержнем, вокруг которой начинается процесс нарастания нового кристалла. Затравка и тигель вращаются в разные стороны. В итоге образуется огромный круглый кристалл кремния, его нарезают на пластинки, из которых выполняются ячейки солнечной батареи.

Основным недостатком метода является множество обрезков и специфическая форма солнечных монокристаллических ячеек – квадрат, у которого обрезаны углы.

После затвердевания готовый монокристалл разрезают на тонкие пластины толщиной 250-300 мкм, которые пронизывают сеткой из металлических электродов.

Используемая технология является сравнительно дорогостоящей, поэтому и стоят монокристаллические батареи дороже, чем поликристаллические или аморфные. Выбирают данный вид солнечных батарей за высокий показатель КПД (порядка 17-22%).

Для создания поликристаллических солнечных батарей делают кремниевый расплав и подвергают его медленному охлаждению. В результате чего получается поликристаллический кремний, который представляет собой совокупность из множества разных кристаллов, которые образуют единый модуль. Отсюда и специфический блик на поверхности солнечных батарей, в устройстве которых он содержится, напоминающий металлические хлопья.

Поликристаллический кремний. Этот материал является более простым и дешевым в изготовлении. Такая технология требует меньших энергозатрат, следовательно, и себестоимость кремния, полученного с ее помощью меньше.

Поликристаллические солнечные батареи имеют КПД (12-18%), но заметно выигрывают в стоимости.

Различия.


Температурный коэффициент.

В процессе эксплуатации в реальных условиях солнечный модуль нагревается, в результате чего номинальная мощность солнечного модуля снижается. По результатам исследований установлено, что в результате нагрева,  солнечный модуль теряет от 15 до 25% от своей номинальной мощности. В среднем у моно и поликристаллических солнечных модулей температурный коэффициент составляет -0,45%. То есть при повышении температуры на 1 градус Цельсия от стандартных условия STC, каждый солнечный модуль будет терять мощность согласно коэффициенту. Этот параметр также зависит от качества солнечных элементов и производителя. У некоторых топовых производителей температурный коэффициент модулях ниже -0,43%.

Деградация в период эксплуатации LID (Lighting Induced Degradation).

Монокристаллические солнечные модули имеют немного большую скорость деградации в сравнении с поликристаллическими солнечными модулями в первый год. Мощность качественного поликристаллического модуля в первый год снижается в среднем на 2%, монокристаллического на 3%. В последующие годы монокристаллический модуль деградирует на 0,71%, в то время как поликристаллический деградирует на 0,67% в год. Весьма незначительная разница. Многие китайские компании имеющие дистрибьюторов в России изготавливают солнечные модули из солнечных элементов малоизвестных китайских компаний. Мы знаем случаи с китайскими солнечными модулями, когда LID достигал 20% в первый же год. Поэтому перед покупкой солнечного модуля, уточните производителя солнечных элементов.

Цена.

Стоимость производства поликристаллического солнечного модуля ниже, чем монокристаллического. Весомый аргумент в пользу поликристаллического модуля.

Фото чувствительность.

В России до сих пор живет миф, о том что поликристаллический модуль более эффективно работает в пасмурную погоду. Однако ни одного официального доказательства, что это на самом деле так никто не видел. Этот вопрос больше относится к качеству и фото чувствительности  солнечных элементов. Ниже представлено сравнение моно и поликристаллических модулей CSG PVtech при различной освещенности.

Освещенность (Вт/м2)

200

400

600

800

1000

Коэффициент

Тип модуля

Мощность, Вт

200/

1000

400/

1000

240W Poly

49,896

96,981

146,446

194,785

242,238

0,20598

0,40035

255W Poly

50,336

102,533

154,760

206,205

257,152

0,19574

0,39873

250W Mono

51,773

100,260

151,333

201,336

250,567

0,20662

0,40013

260W Mono

51,878

105,748

159,035

211,609

262,965

0,19728

0,40214

Как видно из результатов теста, моно и поликристаллические модули практически одинаково ведут себя при различном уровне освещенности и имеют одинаковую фоточувствительность, во всяком случае у данного производителя это именно так. Выработку солнечных модулей при различной освещенности Вы можете определить по коэффициенту. У 250 Вт Моно при 200 Вт/м2 и 260 Вт моно при 400 Вт/м2 они наивысшие. Но опять же, разница минимальна.

Итоги и выводы.

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.

Поликристалл — имеет больший габаритный размер при такой же номинальной мощности и выигрышную разницу в цене (порядка 10%) в сравнении с монокристаллом.

Важно понимать то, что «Моно» не хуже и не лучше «Поли», они просто разные по способу производства. Основным различием между монокристаллическими солнечными батареями и поликристаллическими  солнечными батареями, при одинаковой номинальной мощности, будет лишь габаритный размер солнечной панели и их стоимость.

Перейти к выбору солнечной батареи

Солнечные батареи — типы и отличия, плюсы и минусы

Солнечные батареи, плюсы и минусы

Как известно солнечные батареи используют в альтернативной или возобновляемой энергетике для генерации электроэнергии используя солнечное излучение.

Существует несколько типов солнечных батарей — монокристаллические, поликристаллические, тонкой плёнки или аморфные и прозрачные. У каждого типа панелей разный КПД, внешний вид и характеристики при одной и той же мощности, поэтому при проектировании солнечной электростанции всегда встаёт вопрос — какие выбрать.
Рассмотрим их более подробно.


Монокристаллическая солнечная батарея Элементы имеют ячеистую структуру.

ПЛЮСЫ
Самый высокий КПД, до 22%
Габаритные размеры меньше, чем у остальных батарей той же мощности
Длительный срок службы — более 25 лет

МИНУСЫ
Высокая цена
Чувствительны к загрязнению поверхности

Поликристаллическая солнечная батарея

Элементы имеют квадратную форму.

ПЛЮСЫ
Имеют КПД до 18%.
Цена в среднем ниже на 10%, чем на монокристаллические.
Небольшой процент брака

МИНУСЫ
Мене устойчивы к воздействию высоких температур, снижается КПД
Большие размеры, чем у монокристаллической той же мощности

Солнечные батареи нового поколения High Power

Инновационные технологии, очень высокое качество, эстетичный вид, небольшие размеры отличают эту солнечную панель от поликристаллических, монокристаллических, а так же из аморфного кремния. Отличие в том, что в них отсутствуют кремниевые ячейки и плёнки.

Солнечные батареи High Power отлично генерируют электроэнергию в плохую или пасмурную погоду, при недостаточной освещенности, при рассеянном свете или в жарком климате. Поэтому, для регионов со слабой солнечной активностью, с небольшим количеством солнечных дней в году, теневых и северных сторон рекомендуются использовать солнечные батареи на основе халькопирита CIGS [Cu (In, Ga) Se2].
Они имеют КПД почти 17%. Эффективность модулей увеличена на 50%, поэтому с одного квадратного метра батарея собирает более 150 Вт.

ПЛЮСЫ
Низкая цена
Эстетичный внешний вид
Устойчива к высоким температурам, чем больше температура, тем больше КПД
Прекрасно работает в рассеянном свете
Из-за отсутствия деградации в течение 25 лет работы вообще не изменяются характеристики в отличие от кремниевых модулей, которые в процессе старения теряют до 20% своей мощности.

МИНУСЫ
Относительно небольшая мощность — max 160 Вт
Затраты на крепёжные системы больше, так как из-за низкой мощности необходимо устанавливать большее количество батарей

ВАРИАНТЫ ПРИМЕНЕНИЯ
    

Прозрачная солнечная батарея

Прозрачная солнечная батарея состоит из тонкой пленки аморфного кремния и микро прозрачной кремниевой пленки, которые наносятся на стеклянное основание.
Она используются в промышленном и гражданском строительстве зданий для остекления фасадов зданий, в производстве окон, ограждений, парковок, рекламных щитов, навесов и многих других архитектурных проектах. Применение прозрачных солнечных панелей открывает большие возможности перед архитекторами и проектировщиками в области проектных и дизайнерских решений.
Изготавливаются в разный цвет и разный процент прозрачности под заказ.
Цена на этот тип батарей самая низкая, так как затраты на их производство постоянно падают.

ПЛЮСЫ
Низкая цена
Эстетичный вид
Возможность использования в архитектуре и остеклении зданий

МИНУСЫ
Невысокий КПД

ВАРИАНТЫ ПРИМЕНЕНИЯ
    

Устройство солнечной батареи. Теория

Состав и устройство солнечной батареи, ее элементов определяют эффективность выработки энергии готовым изделием. В настоящее время, для генерации электрической энергии используются солнечные панели на основе кремния (с-Si, mc-Si & кремниевые тонкопленочные батареи), теллурида кадмия CdTe, соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2, а также концентраторные батареи на основе арсенида галлия (GaAs). Ниже будут даны краткие описания каждой из них.

Солнечные батареи основе кремния

Солнечные батареи (СБ) на основе кремния составляют на сегодняшний день порядка 85% всех выпускаемых солнечных панелей. Исторически это обусловлено тем, что при производстве СБ на основе кремния использовался обширный технологический задел и инфраструктура микроэлектронной промышленности, основной «рабочей лошадкой» которой также является кремний. В результате, многие ключевые технологии микроэлектронной промышленности такие как выращивания кремния, нанесения покрытий, легирования, удалось адаптировать для производства кремниевых батарей с минимальными изменениями и инвестициями. Кроме того, кремний – один из самых распространенных элементов земной коры и составляет по разным данным 27-29% по массе. Таким образом, нет никаких физических ограничений для производства значительной доли электроэнергии Земли с имеющимися запасами Si.

Различают два основных типа кремниевых СБ – на основе монокристаллического кремния (crystalline-Si, c-Si) и на основе мультикристаллического (multicrystalline-Si, mc-Si) или поликристаллического. В первом случае используется высококачественный (и, соответственно, более дорогой) кремний выращенный по методу Чохральского, который является стандартным методом для получения кремниевых пластин-заготовок для производства микропроцессоров и микросхем. Эффективность СБ изготовленных из монокристаллического кремния составляет обычно 19-22%. Не так давно, фирма Panasonic заявила о начале промышленного выпуска СБ с эффективностью 24,5% (что вплотную приближается к максимально возможному теоретически значению ~30%).

Во втором случае для производства СБ используется более дешевый кремний произведенный по методу направленной кристаллизации в тигле (block-cast), специально разработанного для производства СБ. Получаемые в результате кремниевые пластины состоят из множества мелких разнонаправленных кристаллитов (типичные размеры 1-10мм) разделенных границами зерен. Подобные неидеальности кристаллической структуры (дефекты) приводят к снижению эффективности – типичные значения эффективности СБ из mc-Si составляют 14-18%. Снижение эффективности данных СБ компенсируется их меньшей ценой, так что цена за один ватт произведенной электроэнергии оказывается примерно одинаковой для солнечных панелей как на основе c-Siтак и mc-Si.

Тонкопленочные солнечные панели

Возникает вопрос – зачем разрабатывать другие типы модулей, если солнечные панели на основе моно- и мультикристаллического кремния уже созданы и показывают неплохие результаты? Очевидный ответ — чтобы добиться еще большего снижения стоимости и улучшения технологичности и эффективности, по сравнению с обычными c-Si и mc-Siсолнечными батареями.

Дело в том, что обычные кремниевые фотоэлектрические модули наряду с преимуществами, перечисленными выше, обладают и рядом недостатков. Кемний из-за своих особых электрофизических свойств (непрямозонный полупроводник) обладает довольно низким коэффициентом поглощения, особенно в области инфракрасных длин волн. Таким образом, толщина кремниевой пластины для эффективного поглощения солнечного излучения должна составлять довольно внушительные 100-300 мкм. Более толстые пластины означают больший расход материала, что ведет к удорожанию СБ.

В то же время, прямозонные полупроводники на вроде GaAs, CdTe, Cu(InGa)Se2, и даже некоторые модифицированные формы Si, способны поглощать требуемое количество солнечной энергии при толщине всего в несколько микрон. Открывается заманчивая перспектива сэкономить на расходных материалах, а также на электроэнергии, которой требуется значительно меньше для изготовления более тонкого слоя полупроводника. Еще одной положительной чертой СБ на основе вышеназванных полупроводников – в отличие от СБ на основе c-Si и mc-Si– является их способность не снижать эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую даже в условиях рассеянного излучения (облачный день или в тени).

Исследования СБ на основе теллурида кадмия (CdTe) начались еще в 1970х годах ввиду их потенциального использования в качестве перспективных для космических аппаратов. А первое широкое применение «на земле» подобные СБ нашли в качестве элементов питания карманных микрокалькуляторов.

Данные элементы представляют собой гетероструктуру из тонких слоев p-CdTe / n-CdS (суммарная толщина 2-8 мкм) напыленных на стеклянную подложку (основу). Эффективность современных фотоэлектрических элементов данного типа равняется 15-17%. Основным (и фактически единственным) производителем СБ на основе теллурида кадмия является американская фирма FirstSolar, которая занимает 4-5% всего рынка.

К сожалению, есть проблемы с обоими элементами входящими в состав соединения CdTe. Кадмий – это экологически вредный тяжелый метал, который требует особых методов обращения и ставит сложный вопросутилизации старых изделий. В виду этого, законодательство многих стран ограничивает свободную продажу гражданам СБ этого типа (строятся только масштабных солнечных электростанций под гарантии утилизации от фирмы производителя). Второй элемент – теллур, довольно редко встречается в земной коре. Уже в настоящее время более половины всего добываемого теллура идет на изготовление солнечных панелей, а перспективы нарастить добычу – довольно призрачны.

Солнечные батареи на основе соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2 (иногда обозначаются как CIGS) являются новичками на рынке солнечной энергетики. Несмотря на то, что начало исследований элементов этого типа было положено еще в середине 70х, в настоящее время коммерческий выпуск в боле-менее солидных масштабах ведет всего лишь фирма SolarFrontierKKиз Японии. Отчасти это связано с технически сложным и дорогим процессом изготовления, хотя в некоторых (удачных!) случаях их эффективность может достигать 20%.

Несмотря на отсутствие экологически вредных элементов в составе этого соединения, значительному расширению производства данных солнечных модулей в будущем угрожает дефицит индия. Ведутся исследования с целью заменить дорогой In на более дешевые элементы и может быть скоро появятся новые изделия на основе соединения Cu2ZnSn(S,Se)4.

Фотоэлектрические модули на основе аморфного кремния a-Si:H. Тонкопленочные солнечные батареи могут быть построены также и на основе хорошо известного кремния, если удастся каким-либо образом улучшить его способности к поглощению солнечного света. Применяются две основные методики:

— увеличить путь прохождения фотонов посредством многократного внутреннего переотражения;

— использовать аморфный кремний (a-Si), обладающий гораздо большим коэффициентом поглощения чем обычный кристаллический кремний (с-Si).

По первому пути пошла австралийская фирма CSGSolarLtd, разработавшая СБ с эффективностью 10-13% при толщине слоя кремния всего 1,5 мкм. По второму – швейцарская OerlikonSolar (которую сейчас перекупили японцы), создавшая комбинированные солнечные панели на основе слоев аморфного и кристаллического кремния a-Si / с-Si эффективность которых также составляет 11-13%. Своеобразной особенностью СБ из аморфного кремния является снижение эффективности их работы при понижении температуры окружающего воздуха (у всех остальных — наоборот). Так, фирма производитель рекомендует устанавливать данные модули в странах с жарким климатом.

Концентраторные солнечные модули

Наиболее совершенные и самые дорогие на сегодняшний день солнечные модули обладают эффективностью фотоэлектрического преобразования до 44%. Они представляют собой многослойные структуры из разных полупроводников последовательно выращенных друг на друге слой за слоем. Наиболее успешной является структура состоящая из трех слоев:  Ge (нижний полупроводник и подложка), GaAsи GaInP. Благодаря тому, что в подобной комбинации каждый отдельный полупроводниковый слой поглощает наиболее эффективно свой определенный диапазон солнечного спектра (определяемый шириной запрещенной зоны полупроводника), достигается наиболее полное поглощение солнечного света во всем диапазоне длин волн, недостижимое для СБ состоящих из одного типа полупроводника. К сожалению, процесс изготовления подобных многослойных полупроводниковых слоев очень сложен технически и, как следствие, весьма дорог.  

Если солнечные батареи стоят очень дорого, фокусировка солнечного излучения на меньшей площади СБ может применяться как эффективный способ снижения финансовых затрат. Например, собрав при помощи линзы солнечный свет с 10 см2 и сфокусировав его на 1 см2 солнечной батареи, можно получить тоже количество электроэнергии, что и от элемента площадью 10 см2 без концентратора, но экономя при этом целых 90% площади! Но при этом, набор подобных ячеек (солнечная батарея + линза) должен быть смонтирован на подвижной механической системе, которая будет ориентировать оптику в направлении солнца в то время как оно движется по небу в течении дня, что увеличивает стоимость системы.

В настоящее время экономически оправдано использовать подобные дорогие концентраторные солнечные модули только в тех странах и регионах земного шара, где круглый год имеется в достатке прямое солнечное излучение (рассеянное излучение не может быть сфокусировано линзой). Так, французская фирма-производитель концентраторных СБ SOITEC устанавливает свои СБ в Калифорнии, ЮАР, на юге Франции (Прованс), в Испании.  

Органические солнечные батареи и модули фотосенсибилизованные красителем

Но есть и новый тип тонкопленочных солнечных батарей, такой как сенсибилизированные красителем солнечные элементы, которые работают на совершенно ином принципе, чем все модули рассмотренные выше, на принципе больше напоминающем фотосинтез у растений. Но их пока нет в коммерческой продаже.

 

Трушин М.В. Ph.D

 

 

 

 

О солнечных панелях (батареи)

Солнечные панели или модули (батареи) — состоят из соеденённых последовательно, а иногда и параллельно-последовательно фото-электрических ячееек, Сами солнечные элементы изготавливаются из полупроводниковых материалов, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество.

Солнечные панели бывают различных видов, но в основе выработки электроэнергии лежит кремний, правда в последнее время появились и другие типы. Но большая часть из выпускаемых солнечных панелей вырабатывают энергию на основе кремния. Кремний это полупроводник, он широко распространен на земле в виде песка, который является диоксидом кремния, также известного под именем кварцит. Кремний широко применяется в современной электронике, процессоры, транзисторы, из которых делается вся современная вычислительная техника сделаны на основе кремния.

>

Солнечный элемент состоит из металлической подложки, на которую нанесён тыльный плюсовой контакт, на него нанесён тонкий слой полупроводника P типа. Далее идёт разделяющий. Следующий слой N типа. И завершает этот пирог сетка, собирающая плюсовые выводы N перехода. На элементы нанесено анти-отражающее покрытие, которое и придаёт элементам характерный темно-синий цвет.

Солнечные элементы разделяются по типу, бывают монокристаллические, поликристаллические, и из аморфного кремния (тонкопленочный). Различие между этими формами в том, как организованы атомы кремния в кристалле. Различные по типу элементы имеют разный КПД преобразования энергии света. Моно и поликристаллические элементы имеют почти одинаковый КПД, который выше, чем у солнечных элементов, изготовленных из аморфного кремния. Но КПД моно и поли может значительно разнится из-за качества изготовления элементов, в принципе это уместно ко всем типам солнечных элементов.

>

Моно-кристаллические элементы дороже в производстве так-как процесс выращивания кристаллов происходит при более высокой температуре, и процент очищения кремния составляет практически 100 %. К тому-же кристаллы выращиваются строго в одном направлении, что повышает кпд до 22-24% при направленном свете. Но эффективность таких элементов резко снижается когда свет падает не перпендикулярно, а под углом. КПД монокристаллических панелей для космической отрасли по некоторым данным достигло 38%, но КПД массово выпускаемых моно-панелей около 17-22%

Поли-кристаллические элементы дешевле в производстве так-как процесс образования кристаллов происходит при низкой температуре. Но кристаллы образуют неоднородную массу и разнонаправлены. Разнонаправленность кристаллов снижает КПД, но такие элементы лучше работают при ненаправленном и рассеянном свете. Из-за более низкого КПД поликристаллические панели имеют примерно на 10% больше площади, соответственно в пасмурную погоду они на 10% эффективнее чем моно. КПД массово выпускаемых поликристаллических панелей сейчас 12-18%.

Вообще чем хуже КПД тем больше нужно солнечных батарей, а вот цена будет примерно одинаковой так-как панели с высоким КПД дороже. Но в пасмурную погоду КПД в основном зависит от площади самих панелей, и чем больше их тем лучше. Но разница будет очень маленькой так-как мощность панелей при плотно затянутом тучами небе падает в 15-20 раз. И например если у вас панель на 100 ватт, то она будет выдавать всего 5-6 татт, и тут уже не важно что там лучше или хуже вырабатывает электроэнергию так-как разница в 10% даст в реале преимущество всего в 0,5 ватта. А если массив солнечных батарей будет на 2кВт, то разница будет всего в 10-20 ватт.

Аморфные солнечные панели имеют низкий КПД, около 6%, но они заметно ниже по цене, и имеют преимущество при рассеянном свете. Кремний в этих солнечных батареях расходуется значительно меньше так-как наносится методом напыления материала в вакууме. При этом наносить материал можно на стекло, пластик или металл. По-этому в основном гибкие солнечные панели именно аморфные. Но аморфный кремний значительно быстрее деградирует, и в первые два года панели могут потерять до 20% мощности, далее интенсивность снижения мощности замедляется.

В последние годы разработаны новые типы материалов для солнечных элементов. Например, тонкопленочные фотоэлектрические элементы из медь-индий-диселенида и из теллурида кадмия. Эти типы СП в последнее время также коммерчески используются. Технологии их производства постоянно развиваются. За последнее десятилетие КПД тонкопленочных элементов вырос примерно в 2 раза, и уже достигает 12%

Так-же последние технологии используют гибридные методы. Так появились элементы, которые имеют как кристаллический переход, так и тонкий полупрозрачный аморфный переход, расположенный над кристаллическим. Так как кристаллы и аморфный кремний наиболее эффективно преобразуют только часть спектра света, и эти спектры немного отличаются, применение таких гибридных элементов позволяет повысить общий КПД солнечного элемента.

Виды солнечных элементов и их отличия

В зависимости от того, каким образом организованы атомы кремния в кристалле, солнечные элементы делятся на виды:

  • Солнечные элементы из монокристаллического кремния
  • Солнечные элементы из поликристаллического кремния
  • Солнечные элементы из аморфного кремния

Солнечные модули из монокристаллического кремния

КПД солнечной батареи
на основе монокристаллического кремния составляет 15-20%.

Монокристаллические элементы имеют наивысшую эффективность преобразования энергии. Основной материал -крайне чистый кремний, из которого изготовлены монокристаллические солнечные панели, хорошо освоен в области производства полупроводников. Кремниевый монокристалл растет на семени, которое медленно вытягивается из кремниевого расплава. Стержни, полученные таким путем, режутся на части толщиной от 0,2 до 0,4 мм .

Затем эти диски подвергаются ряду производственных операций, таких как:

  • обтачивание, шлифовка и очистка;
  • наложение защитных покрытий;
  • металлизация;
  • антирефлексионное покрытие.

Мы предлагаем следующие модели солнечных батарей на основе монокристаллов

Солнечные модули из поликристаллического кремния

КПД солнечной батареи
на основе поликристаллического кремния составляет 10-14%.

Поликристаллический кремний развивается, когда кремниевый расплав охлаждается медленно и находится под контролем. При производстве поликристаллических панелей операция вытягивания опускается, оно менее энергоемкое и значительно дешевле. Однако внутри кристалла поликристаллического кремния имеются области, отделенные зернистыми границами, вызывающие меньшую эффективность элементов.

Солнечные модули из аморфного кремния

КПД солнечной батареи
на основе аморфного кремния составляет 5-6%.

Аморфный кремний получается при помощи «техники испарительной фазы», когда тонкая пленка кремния осаждается на несущий материал и защищается покрытием. Эта технология имеет ряд недостатков и преимуществ:

  • процесс производства солнечных панелей на основе аморфного кремния относительно простой и недорогой;
  • возможно производство элементов большой площади;
  • низкое энергопотребление.

Однако:

  • эффективность преобразования значительно ниже, чем в кристаллических элементах;
  • элементы подвержены процессу деградации.

Типы солнечных панелей: что вам нужно знать

Время чтения: 6 минут

Большинство доступных в настоящее время вариантов солнечных панелей подходят к одному из трех типов: монокристаллических , поликристаллических (также известных как мультикристаллические) и тонкопленочный . Эти солнечные панели различаются по способу изготовления, внешнему виду, характеристикам, стоимости и установке, для которой каждая из них лучше всего подходит. В зависимости от типа установки, которую вы планируете, один вариант может быть более подходящим, чем другие.


Основные типы солнечных панелей

Существуют три основных типа солнечных панелей: монокристаллические , поликристаллические и тонкопленочные . У каждого типа есть свои уникальные преимущества и недостатки, и тип солнечной панели, наиболее подходящий для вашей установки, будет зависеть от факторов, специфичных для вашей собственности и желаемых характеристик системы.

Основные типы солнечных панелей
Тип солнечной панели Преимущества Недостатки
Монокристаллический Высокая эффективность и производительность Более высокие затраты
Поликристаллический Более низкие затраты Более низкие эффективность и производительность
Тонкопленочные Портативные и гибкие Более низкая эффективность и производительность

Ниже мы разберем некоторые общие вопросы и проблемы, связанные с солнечными панелями и тем, как разные типы панелей имеют разные характеристики .

Из чего сделаны разные солнечные панели?

Для производства электричества солнечные элементы изготавливаются из полупроводникового материала, преобразующего свет в электричество. Наиболее распространенным материалом, используемым в качестве полупроводника в процессе производства солнечных элементов, является кремний.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели

Как монокристаллические, так и поликристаллические солнечные панели имеют элементы, изготовленные из кремниевых пластин. Чтобы построить монокристаллическую или поликристаллическую панель, пластины собираются в ряды и столбцы, чтобы сформировать прямоугольник, покрытый стеклянным листом и обрамленный вместе.

Хотя оба этих типа солнечных панелей имеют элементы из кремния, монокристаллические и поликристаллические панели различаются по составу самого кремния. Монокристаллические солнечные элементы вырезаны из одного чистого кристалла кремния. В качестве альтернативы поликристаллические солнечные элементы состоят из фрагментов кристаллов кремния, которые плавятся вместе в форме перед тем, как разрезать их на пластины.

Тонкопленочные солнечные панели

В отличие от монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, тонкопленочные панели изготавливаются из различных материалов.Наиболее распространенный тип тонкопленочных солнечных панелей изготавливается из теллурида кадмия (CdTe). Чтобы сделать этот тип тонкопленочной панели, производители помещают слой CdTe между прозрачными проводящими слоями, которые помогают улавливать солнечный свет. Этот тип тонкопленочной технологии также имеет слой стекла сверху для защиты.

Тонкопленочные солнечные панели также могут быть изготовлены из аморфного кремния (a-Si), который аналогичен составу монокристаллических и поликристаллических панелей. Хотя в составе этих тонкопленочных панелей используется кремний, они не состоят из твердых кремниевых пластин.Скорее, они состоят из некристаллического кремния, помещенного поверх стекла, пластика или металла.

Наконец, панели из селенида меди, индия, галлия (CIGS) являются еще одним популярным типом тонкопленочной технологии. Панели CIGS имеют все четыре элемента, размещенные между двумя проводящими слоями (например, стеклом, пластиком, алюминием или сталью), а электроды размещаются спереди и сзади материала для улавливания электрических токов.

Как выглядят разные типы солнечных панелей?

Различия в материалах и производстве вызывают различия во внешнем виде между каждым типом солнечных панелей:

Монокристаллические солнечные панели

Если вы видите солнечную панель с черными элементами, скорее всего, это монокристаллическая панель.Эти ячейки кажутся черными из-за того, как свет взаимодействует с чистым кристаллом кремния.

Хотя сами солнечные элементы черные, у монокристаллических солнечных панелей есть различные цвета для их задних панелей и рам. Задний лист солнечной панели чаще всего бывает черным, серебристым или белым, а металлические рамки — черным или серебристым.

Поликристаллические солнечные панели

В отличие от монокристаллических солнечных элементов, поликристаллические солнечные элементы имеют тенденцию иметь голубоватый оттенок из-за того, что свет отражается от кремниевых фрагментов в элементе иначе, чем от чистой монокристаллической кремниевой пластины.

Подобно монокристаллическим, поликристаллические панели имеют разные цвета для задних листов и рам. Чаще всего обрамление поликристаллических панелей бывает серебристым, а задние листы — серебристыми или белыми.

Тонкопленочные солнечные панели

Самый большой эстетический фактор, отличающий тонкопленочные солнечные панели, — это их тонкость и низкий профиль. Как следует из названия, тонкопленочные панели часто тоньше, чем другие типы панелей. Это связано с тем, что ячейки внутри панелей примерно в 350 раз тоньше кристаллических пластин, используемых в монокристаллических и поликристаллических солнечных батареях.

Важно помнить, что, хотя сами тонкопленочные элементы могут быть намного тоньше традиционных солнечных элементов, вся тонкопленочная панель может быть аналогична по толщине монокристаллической или поликристаллической солнечной панели, если она включает в себя толстую рамку. Есть клеящиеся тонкопленочные солнечные панели, которые располагаются как можно ближе к поверхности крыши, но есть более прочные тонкопленочные панели, которые имеют рамы толщиной до 50 миллиметров.

Что касается цвета, тонкопленочные солнечные панели могут быть как синего, так и черного оттенка, в зависимости от того, из чего они сделаны.

Что такое двусторонние солнечные панели?


Двусторонние солнечные панели могут улавливать солнечный свет как с передней, так и с задней стороны панели, производя таким образом больше электроэнергии, чем традиционные солнечные панели сопоставимого размера. Многие двусторонние солнечные панели будут иметь прозрачный задний лист, чтобы солнечный свет мог проходить через панель, отражаться от поверхности земли и обратно вверх к солнечным элементам на задней стороне панели. Эти солнечные панели обычно производятся из монокристаллических солнечных элементов, но существуют и поликристаллические двусторонние солнечные панели.

Показатели мощности и эффективности солнечных панелей

Каждый тип солнечной панели различается по мощности, которую они могут производить.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели

Из всех типов панелей монокристаллические панели обычно имеют наивысший КПД и мощность. Монокристаллические солнечные панели могут достигать эффективности более 20 процентов, в то время как поликристаллические солнечные панели обычно имеют эффективность от 15 до 17 процентов.

Монокристаллические солнечные панели, как правило, вырабатывают больше энергии, чем другие типы панелей, не только из-за их эффективности, но и потому, что они поставляются в виде модулей с более высокой мощностью.Большинство монокристаллических солнечных панелей имеют мощность более 300 Вт (Вт), а некоторые сейчас даже превышают 400 Вт. С другой стороны, поликристаллические солнечные панели, как правило, имеют меньшую мощность.

Это не означает, что монокристаллические и поликристаллические солнечные панели физически не одинакового размера — на самом деле, оба типа солнечных панелей имеют тенденцию поставляться с 60 кремниевыми элементами каждый, с вариантами 72 или 96 элементов (обычно для крупномасштабных установок). Но даже при том же количестве ячеек монокристаллические панели способны производить больше электроэнергии.

Тонкопленочные солнечные панели

Тонкопленочные солнечные панели, как правило, имеют более низкий КПД и мощность, чем монокристаллические или поликристаллические разновидности. Эффективность будет варьироваться в зависимости от конкретного материала, используемого в ячейках, но обычно они имеют КПД ближе к 11 процентам.

В отличие от монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, которые выпускаются в стандартизированных вариантах с 60, 72 и 96 элементами, тонкопленочная технология не имеет единых размеров. Таким образом, мощность передачи от одной тонкопленочной панели к другой в значительной степени зависит от ее физического размера.Вообще говоря, мощность на квадратный фут монокристаллической или поликристаллической солнечной панели будет превосходить технологию тонкопленочных панелей.

Есть ли в каких-либо солнечных панелях более 96 ячеек?


Хотя это не так распространено, как панели на 60, 72 или 96 элементов, некоторые производители солнечных панелей производят солнечные панели с половинными ячейками, что по существу удваивает количество солнечных элементов в панели. Половинные солнечные элементы — это монокристаллические или поликристаллические солнечные элементы, разрезанные пополам с помощью лазерного резака.Урезав солнечные элементы пополам, солнечные панели могут получить незначительный выигрыш в эффективности и долговечности.

Различные типы солнечных панелей имеют разную стоимость

Производственные процессы различаются для монокристаллических, поликристаллических и тонкопленочных; Таким образом, каждый тип панелей имеет свою цену.

Монокристаллические солнечные панели: самый дорогой вариант

Из всех типов солнечных панелей монокристаллические панели, вероятно, будут самым дорогим вариантом.Во многом это связано с производственным процессом — поскольку солнечные элементы сделаны из монокристалла кремния, производители должны нести расходы на создание этих кристаллов. Этот процесс, известный как процесс Чохральского, является энергоемким и приводит к потере кремния (который впоследствии может быть использован для производства поликристаллических солнечных элементов).

Поликристаллические солнечные панели: середина дороги

Поликристаллические солнечные панели обычно дешевле, чем монокристаллические солнечные панели.Это связано с тем, что ячейки изготовлены из фрагментов кремния, а не из одного чистого кристалла кремния. Это позволяет значительно упростить процесс производства ячеек, что снижает затраты производителей и, в конечном итоге, конечных пользователей.

Тонкопленочные солнечные панели: как много!

Сколько вы заплатите за тонкопленочные солнечные панели, во многом будет зависеть от типа тонкопленочных панелей; CdTe, как правило, является самым дешевым типом солнечных панелей в производстве, в то время как солнечные панели CIGS намного дороже в производстве, чем CdTe или аморфный кремний.

Независимо от стоимости самой панели, общая стоимость установки тонкопленочной солнечной панели может быть ниже, чем установка системы монокристаллических или поликристаллических солнечных панелей из-за дополнительных трудозатрат. Установка тонкопленочных солнечных панелей менее трудоемка, поскольку они легче и более маневренны, что упрощает монтажникам возможность переносить панели на крышу и закреплять их на месте. Это означает снижение затрат на рабочую силу, что может способствовать снижению общей стоимости солнечной установки.

Какой тип панели лучше всего подходит для вашей установки?

По мере того, как вы выбираете тип солнечной панели для своей системы, большая часть вашего решения будет зависеть от особенностей вашей собственности и ситуации. Монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные панели имеют свои преимущества и недостатки, и решение, к которому вы должны двигаться, зависит от вашей собственности и ваших целей для солнечного проекта.

Владельцы недвижимости, у которой достаточно места для солнечных панелей, могут заранее сэкономить деньги, установив менее эффективные и недорогие поликристаллические панели.Если у вас ограниченное пространство и вы хотите максимально сэкономить на счетах за электроэнергию, вы можете сделать это, установив высокоэффективные монокристаллические солнечные панели.

Что касается тонкопленочных панелей, чаще всего выбирают этот тип солнечных панелей, если вы устанавливаете их на большую коммерческую крышу, которая не может выдержать дополнительный вес традиционного солнечного оборудования. Эти типы крыш также могут позволить себе более низкую эффективность тонкопленочных панелей, потому что у них больше места для их размещения.Кроме того, тонкопленочные панели иногда могут быть полезным решением для портативных солнечных систем, например, на жилых автофургонах или лодках.

Начните свое путешествие по солнечной энергии уже сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы свяжем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными для ваших нужд. твои нужды. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее.Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.


Монокристаллический против. Поликристаллические солнечные панели: что лучше?

При установке системы солнечной энергии для дома или бизнеса выбор между монокристаллическими или поликристаллическими солнечными панелями является важным шагом в процессе планирования. Но как решить, что подходит именно вам?

В этой статье мы разберем сходства и различия между двумя типы солнечных панелей, дополнительные расходы, эстетика, эффективность и многое другое, чтобы помочь вам определить лучший выбор для вашей солнечной установки.

Если вы хотите узнать больше о том, сколько будет стоить установка системы солнечных панелей для вашего дома, заполните бесплатную форму расчета стоимости без обязательств ниже.

Что такое монокристаллические и поликристаллические солнечные панели?

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели — два наиболее распространенных типа рецепторы солнечной энергии. Оба работают с использованием фотоэлементов из кремния — того же материала, который используется в микросхемах для электронных гаджетов. Разница между монокристаллическим и монокристаллическим.поликристаллические солнечные элементы представляют собой конфигурацию кремния:

  • Монокристаллические солнечные панели: Каждый фотоэлектрический элемент состоит из монокристалла кремния. Их иногда называют «моно солнечными панелями».
  • Поликристаллические солнечные панели: Каждый фотоэлектрический элемент состоит из нескольких фрагментов кристаллов кремния, которые сплавлены вместе во время производства. Вы можете увидеть их под названием «поликристаллические панели» или «поли-панели».

Оба типа солнечных панелей имеют одну и ту же цель: преобразование солнечного света в электричество.Однако кристаллическая кремниевая структура отдельных солнечных элементов влияет на их характеристики и внешний вид. Фактически, вы можете определить тип панели, просто наблюдая за формой и цветом ее солнечных элементов.

Монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические солнечные панели характеризуются своими черными фотоэлементами с закругленными краями. У них более высокая эффективность преобразования, чем у поликристаллических панелей, что означает, что они производят больше киловатт-часов электроэнергии. Если хотите установите систему солнечных батарей, но ваше пространство ограничено, монокристаллические панели будут более производительными на квадратный фут.

Пока они самые эффективные солнечные панели, они также и самые дорогие, поскольку процесс производства монокристаллических кремниевых элементов более сложен.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические солнечные панели имеют фотоэлементы синего цвета с прямыми краями. Они имеют более низкий КПД по сравнению с монокристаллическими ячейками, что означает, что вам нужно больше панелей для достижения той же выходной мощности. Однако и поликристаллические панели имеют более низкую цену, так как процесс их изготовления проще.

Поликристаллические панели очень прочные, но, как правило, служат немного меньше, чем монокристаллические. Также они больше страдают от высоких температур, что снижает их продуктивность в самые жаркие дни.

Монокристаллический против. Поликристаллические солнечные панели: основные отличия

Теперь, когда вы знаете основы монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, давайте обсудим, как работает каждый тип технологии солнечных панелей. В следующей таблице приведены наиболее важные различия между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными панелями:

Фактор Монокристаллические солнечные панели Поликристаллические солнечные панели
Силиконовая композиция Один чистый кристалл кремния Многие кремниевые фрагменты слились вместе
Стоимость Более дорогой Дешевле
Внешний вид Панели имеют черный оттенок Панели имеют синий оттенок
Эффективность Более эффективным Менее эффективны
Срок службы 25-40 лет 20-35 лет
Температурный коэффициент Более низкий температурный коэффициент,
делает их более эффективными в тепле
Более высокий температурный коэффициент,
делает их менее эффективными при нагревании

Стоимость панели солнечных батарей

Силиконовая структура каждой солнечной панели является основным фактором, определяющим стоимость.Чтобы произвести поликристаллические панели, производители должны просто разлить расплавленный кремний в квадратные формы, а затем разрезать полученные пластины на отдельные ячейки. С другой стороны, чтобы производить монокристаллические солнечные элементы, затвердевание кремния необходимо очень тщательно контролировать. Из-за более сложного производственного процесса монопанели дороже.

Вот несколько вещей, о которых следует помнить стоимость солнечных панелей:

  • Монокристаллические солнечные панели имеют более высокую стоимость, если сравнивать только панели.
  • Стоимость инверторов, проводки, электрической защиты, стеллажа и рабочей силы одинакова для обоих типов солнечных панелей.
  • Поскольку монокристаллические панели более эффективны, вы можете получить более высокую окупаемость своих инвестиций.
  • Домовладельцы имеют право на федеральную налоговую скидку на солнечную батарею, независимо от того, выбирают ли они монопанели или полиуретаны.

КПД и температурный коэффициент

Как уже упоминалось выше, монокристаллические солнечные панели имеют более высокий КПД.Однако это не означает, что поликристаллические солнечные панели являются неполноценным продуктом — вы можете найти качественные солнечные панели обоих типов. Вот еще несколько фактов об эффективности:

  • Когда солнечная панель имеет более высокий КПД, она преобразует больший процент солнечного света в электричество.
  • По состоянию на 2021 год поликристаллические панели имеют типичный КПД ниже 20%, в то время как лучшие монокристаллические панели приближаются к 23%.
  • Для достижения определенной мощности в киловатт-часах в месяц вам потребуется больше поликристаллических панелей, поскольку их эффективность ниже.
  • Все солнечные панели временно теряют эффективность при повышении температуры, но монокристаллические солнечные элементы меньше подвержены влиянию тепла.

Температурный коэффициент показывает, насколько солнечные панели подвержены влиянию температуры. Все солнечные панели проходят заводские испытания в одних и тех же Стандартных условиях испытаний (STC) для обеспечения справедливого сравнения.

Как правило, поликристаллические солнечные панели имеют более высокие температурные коэффициенты, что означает, что они теряют больше производительности при нагревании.Однако по мере совершенствования технологий в настоящее время появляются солнечные панели обоих типов с одинаково низкими температурными коэффициентами.

Эффективность солнечной панели не является критическим фактором, когда у вас много свободного места. Поскольку поликристаллические панели имеют более низкую цену, установка большего количества, чтобы компенсировать более низкую эффективность, не является проблемой. Однако, когда у вас ограниченное пространство, установка дополнительных панелей не является вариантом, поэтому монокристаллические панели максимизируют производство электроэнергии на доступной площади.

Внешний вид и срок службы

Внешний вид солнечных элементов также является результатом их кремниевой структуры, поскольку она определяет, как они взаимодействуют с солнечным светом и как они воспринимаются человеческим зрением. Монокристаллическая структура монокристаллических ячеек придает им черный цвет, а поликристаллические ячейки — синий.

Оба типа солнечных панелей имеют длительный срок службы, а срок их окупаемости во многих случаях составляет менее пяти лет. Производители солнечных батарей обычно предлагают 25-летнюю гарантию производства электроэнергии, но некоторые бренды теперь имеют 30-летнюю гарантию.

Монокристаллические или поликристаллические солнечные панели лучше всего подходят для вас?

Каждый тип солнечная панель имеет преимущества и недостатки, и вы можете получить отличную окупаемость с помощью обоих. Однако, чтобы облегчить ваш выбор, при выборе лучших солнечных панелей для вашего дома учитывайте следующие факторы:

Вам нужны солнечные панели определенного цвета? Имейте в виду, что монокристаллические панели — черные, а поликристаллические — синие.Если вы предпочитаете одну из них, вы можете купить солнечные батареи на свой вкус.

Сколько места у вас есть для солнечных батарей? Точные размеры домашних солнечных панелей зависят от их марки и производителя. Типичные размеры составляют 65 на 39 дюймов, что эквивалентно 17,6 квадратных футов на панель, но монокристаллические панели предлагают больше ватт на квадратный фут. Вот упрощенный пример того, как вы можете установить больше киловатт в заданной области, используя монокристаллические панели:

  • Вы можете обнаружить, что поликристаллическая панель дает 300 Вт, тогда как монокристаллическая панель такого же размера дает 350 Вт.
  • Если у вас есть место для 20 из них, вы получите 7 кВт с монокристаллическими панелями, но только 6 кВт с поликристаллическими панелями.

Как выглядит ваш бюджет и варианты финансирования? Поликристаллические солнечные панели более доступны, но монокристаллические более производительны. Если у вас есть доступ к солнечной ссуде с выгодными процентными ставками, вы можете профинансировать солнечную установку и выплатить ссуду деньгами, сэкономленными на счетах за коммунальные услуги.В этом случае дополнительная стоимость монокристаллических панелей не является проблемой.

Кроме того, не забудьте сравнить несколько солнечных цитат. Монокристаллические солнечные панели дороже по отдельности, но вы также должны учитывать другие компоненты системы и затраты на установку. Могут быть случаи, когда полная установка монокристаллических панелей на самом деле дешевле, даже если одна панель стоит дороже.

Чтобы начать сравнивать затраты, вы можете получить бесплатное предложение с расценками на ведущая компания по установке солнечных батарей в вашем районе, заполнив 30-секундную форму ниже.

Другие типы солнечных панелей


Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели являются наиболее распространенными, но это не единственные доступные типы. Вы также найдете тонкопленочные солнечные панели, которые имеют совершенно другой производственный процесс:

  • Вместо кристаллических солнечных элементов они используют фотоэлектрический материал, который наносится тонкими слоями.
  • Существует множество подтипов тонкопленочных солнечных панелей в зависимости от их фотоэлектрического материала. Наиболее распространены теллурид кадмия (CdTe), диселенид меди, галлия, индия (CIGS) и аморфный кремний.
  • Поскольку тонкопленочные солнечные панели не делятся на элементы, они имеют однородную поверхность без разделений.
  • В большинстве гибких солнечных панелей используются тонкопленочные солнечные элементы.

Основным недостатком тонкопленочных солнечных панелей является то, что они намного менее эффективны, чем поликристаллические или монокристаллические панели. Это означает, что вы должны покрыть большую площадь тонкопленочными солнечными панелями, чтобы достичь определенного уровня выработки киловатт-часов.

FAQ: Монокристаллический против. Поликристаллические солнечные панели

Какой тип солнечной панели лучше: монокристаллический или поликристаллический?

И монокристаллические, и поликристаллические солнечные панели имеют определенные плюсы и минусы, а это означает, что лучший выбор для вас будет зависеть от вашего конкретного проекта.Монокристаллические панели рекомендуются, когда пространство ограничено и вы готовы вложить больше средств для достижения максимальной эффективности. С другой стороны, поликристаллические солнечные панели рекомендуются, когда вы хотите сократить первоначальные затраты, а пространство не является ограничением.

Монокристалл дороже поликристалла?

Если сравнивать цены на отдельные солнечные панели, то монокристаллические изделия дороже. Однако, сравнивая расценки на завершенные солнечные системы, вы можете обнаружить схожие затраты на киловатт для обеих технологий.Это связано с тем, что из-за их высокой эффективности вам нужно будет покупать меньше монопанелей в целом.

В чем разница между поликристаллическими и монокристаллическими солнечными панелями?

Поликристаллические солнечные панели имеют синие элементы, состоящие из нескольких кристаллов кремния, и они менее эффективны, но более доступны. Монокристаллические панели имеют черные ячейки из монокристаллов, и они предлагают более высокую эффективность по более высокой цене.

Какая разница в цене между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными панелями?

Эта разница в цене между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными панелями варьируется в зависимости от конкретных сравниваемых моделей солнечных панелей.Однако в целом разница в цене сопоставима с разницей в эффективности — монокристаллические панели примерно на 20% эффективнее, но они также стоят примерно на 20% дороже.

Рекомендуется сравнить расценки на полные солнечные энергетические системы, поскольку они включают в себя все остальные компоненты системы и затраты на их установку.

Леонардо Дэвид инженер-электромеханик, MBA, консультант по вопросам энергетики и технический писатель. Его опыт консультирования по вопросам энергоэффективности и солнечной энергии охватывает такие сектора, как банковское дело, текстильное производство, переработка пластмасс, фармацевтика, образование, пищевая промышленность, фаст-фуд, недвижимость и розничная торговля.С 2015 года он также пишет статьи на энергетические и инженерные темы.

10 типов солнечных панелей и систем для дома

Узнайте о 10 различных типах солнечных панелей и солнечных систем, которые вы можете использовать в своем доме, а также о том, как рассчитать, стоит ли инвестировать в солнечную энергию. Это ваш окончательный путеводитель по солнечной энергии для дома.

Если задуматься, все формы энергии по сути являются солнечными системами.Уголь — это продукт растительного происхождения. В конечном итоге масло получают из водорослей. Природный газ поступает из обоих. Фактически, растения и водоросли являются основой пищевой цепочки и являются частью солнечной энергии посредством фотосинтеза. Для получения дополнительной информации об этом см. Наши обширные части иллюстрации и статьи о цветках.

Но мы хотим отказаться от ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и природный газ, из-за их побочных продуктов. По крайней мере, некоторые из нас знают. Сейчас я большую часть времени езжу на работу на велосипеде, и, скорее всего, в следующий раз мы будем использовать электромобили.Фактически, если бы большинство людей ездили на работу на велосипедах (теперь это очень просто с электрическими велосипедами, которыми я пользуюсь), водили электромобили и инвестировали в солнечную систему для получения энергии для дома (где это возможно), количество парниковых газов во всем мире резко упало бы. Конечно, нам нужно подчинить себе и корпорации, но каждый нюанс помогает.

Связано: Опции очистителя из нержавеющей стали | Альтернативные увлажнители | Альтернативы люминесцентным лампам | Альтернативы пластиковой пленке

A. Источники выбросов парниковых газов в США.С. (диаграмма)

Источник: EPA

Как видите, и домашние хозяйства, и транспорт вносят в совокупности 38% парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу.

Жизнеспособным решением для сокращения выбросов парниковых газов в домашних условиях является внедрение солнечной системы, которая будет производить более чистую электроэнергию для дома (для питания электровелосипедов и электромобилей).

Единственная проблема в том, что выбрать подходящую солнечную систему не так просто, как может показаться. Есть много движущихся частей, которые вам нужно исправить, включая выбор оборудования, обеспечение финансов, найм монтажников.Тем не менее, не волнуйтесь, потому что мы вас прикрыли. Вот как ориентироваться в ваших вариантах и ​​на минном поле решений.

B. Вне сети и солнечные системы, подключенные к сети

Есть два основных типа солнечных систем для вашего дома.

  • автономный, автономный и
  • подключено к сети.

1. Автономный

Первый не привязан к обычному силовому каркасу и работает от батареек. Благодаря этому конкретному элементу система может сбалансировать избыточное производство и спрос.Обычно есть также генератор, который защищает от отказов после выхода из строя аккумуляторной батареи. Обычно такая система используется в удаленных местах, где удлинение линии электропередачи представляет собой финансовые и логистические проблемы.

2. Подключено к сети

Во-вторых, солнечная система, подключенная к сети, содержит солнечные панели и инвертор. Первый компонент использует солнечную энергию, а второй преобразует ее в форму, которую вы можете использовать в домашнем хозяйстве (электричество переменного тока).Существуют также установки, которые включают дополнительные функции, такие как мониторы для отслеживания потребления. Аналогичным образом анонсируются такие решения, как батарея Tesla Powerwall, и вскоре все больше и больше людей будут интегрировать батареи в свои системы, подключенные к сети.

Конечно, можно сделать все возможное и с самого начала включить несколько других функций. А именно, существует множество типов экологически чистых домов, которые раздвигают границы того, чего можно достичь с помощью гениального дизайна и видения.Некоторые из наиболее ярких примеров — это сборные дома, построенные за пределами территории, и дома с нулевым выбросом углерода, которые минимизируют воздействие на окружающую среду. При условии, что вы можете себе это позволить, такие вложения связаны с множеством выгод.

C. 4 основных типа солнечных систем для вашего дома

После того, как вы решите, что солнечная энергия подходит вам, вы должны подумать, какие типы солнечных систем вы будете использовать. Выделяют 4 основных типа. Они следующие:

1. Солнечные коллекторы (также известные как солнечные панели):

Это самые известные — солнечные панели, размещенные на крышах для сбора и хранения солнечных лучей.

2. Солнечная горячая вода

Да, существуют солнечные системы, которые используют солнечную энергию для нагрева воды. Для нагрева воды требуется огромное количество энергии, поэтому использование источника с меньшим углеродным следом, такого как солнечная энергия, является хорошим решением. Есть 2 типа солнечных систем горячего водоснабжения:

а. Активный: Поглощает тепло и передает его непосредственно источнику воды в вашем доме. Это лучшая система, но она дороже. Это лучше для мест, где мало солнца в разное время года.

г. Пассивный: направляет солнечную энергию в источник воды. Использует обычные водопроводные системы для подачи воды из солнечных коллекторов в краны. Это более простая система, но менее эффективная.

Для солнечных систем горячего водоснабжения требуется солнечный коллектор и резервуар для хранения воды. Коллектор поглощает солнечную энергию и нагревает воду в баке.

3. Солнечное отопление помещений

Основная концепция обогрева вашего дома солнечной энергией — это та же концепция, что и теплицы в тепле.Конечно, реализация более сложная, но концепция та же. Опять же, есть два варианта.

Главный исполнительный директор Visionscape Sanitation Solution Джон Ирвин в этом интервью Йетунде Оладейнде рассказал о полномочиях организации в отношении проблемы отходов в Лагосе, опыте за последние 18 месяцев, достижениях и плане развития. устойчивая система управления отходами в штате. — Подробнее

а. Пассивный: Это простая версия, в которой используются окна, выходящие на юг, и изоляция для сбора и удержания тепла в доме.Затем он при необходимости отводит тепло. Проблема с этим вариантом в том, что ваш дом может перегреться.

г. Активный: Активное солнечное отопление включает в себя коллекторы, которые собирают, удерживают и распределяют тепло. Есть две активные системы:

  1. Жидкостные системы: насосы и клапаны перекачивают нагретую воду к радиаторам, половицам и стенам. Это может быть вода или другая жидкость, например нетоксичные охлаждающие жидкости.
  2. Воздушные системы: в этой системе воздухосборник используется для нагрева сжатого воздуха, который распространяется по всему дому.

Солнечное отопление лучше всего работает с большим количеством больших окон и очень хорошей изоляцией.

4. Фотогальваника (PV)

Фотоэлектрические элементы, также известные как солнечные элементы, очень хороши, но также очень дороги.

В фотоэлектрических элементах элементы преобразуют солнечную энергию в электричество с помощью кремниевого полупроводника. Это электричество можно использовать в качестве источника электричества для вашего дома.

Но это еще не все. Получите это, есть нескольких различных типов солнечных панелей, которые следует рассмотреть .

D. Типы солнечных батарей

Диаграмма с указанием различных типов солнечных панелей и элементов для вашей домашней солнечной системы. Источник: GreenMatch

Монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические солнечные панели являются одними из самых распространенных типов солнечных панелей, которые вы увидите на рынке. Эти солнечные панели — хороший вариант, когда вам нужно что-то надежное и способное обеспечить вас чистой энергией. Процесс сбора энергии с помощью этих солнечных панелей в целом очень эффективен.Он имеет самый высокий КПД среди имеющихся в продаже типов солнечных панелей.

Двадцать процентов энергии, улавливаемой этими солнечными панелями, можно преобразовать в электричество. Некоторые из более поздних монокристаллических солнечных панелей способны даже превосходить эти 20% статистики. Эффективность этих солнечных панелей повышается по мере совершенствования технологии. Как правило, это лучший тип солнечных панелей, которые вы можете купить сегодня, когда хотите обеспечить электричеством свой дом.

Такие солнечные панели очень удобны, потому что они достаточно малы, чтобы быть практичными. Вам не нужно много места, чтобы установить одну из этих солнечных панелей. Он имеет очень высокую выходную мощность и способен прослужить долгое время. Однако у всего этого есть обратная сторона.

Монокристаллические солнечные панели, вообще говоря, являются самым дорогим типом солнечных панелей на рынке. Они отлично снабжают вас энергией, но стоят недешево.Это означает, что они могут быть не самым практичным вариантом для всех. Даже в этом случае вы можете найти монокристаллические солнечные панели, которые не являются чрезмерно дорогими.

Если вы будете искать выгодную сделку, то можно будет приобрести для дома монокристаллические солнечные панели. Монокристаллическая солнечная панель, которая демонстрируется здесь, представляет собой полный стартовый комплект, в котором есть все, что вам нужно для начала. Это удобный способ познакомиться с использованием солнечной энергии, и им довольно легко пользоваться.Если вы уже давно думаете о солнечных батареях, то это хороший вариант для вас.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические солнечные панели также довольно распространены и даже имеют несколько преимуществ перед монокристаллическими солнечными панелями. Если вы хотите сэкономить немного денег, то покупка одной из этих солнечных панелей — хорошее решение. Они немного более экономичны, чем монокристаллические солнечные панели, но при этом могут обеспечить вас большим количеством энергии.Эти типы солнечных панелей обычно используются в домах людей и во многих изделиях, работающих на солнечной энергии.

Изготовить эти солнечные панели намного проще и дешевле, чем сделать монокристаллические солнечные панели. Вы можете сделать поликристаллические солнечные панели, расплавив неочищенный кремний. Этот процесс очень быстрый и в целом намного проще. Необходимо вкладывать меньше денег в производство этих солнечных панелей, и эти сбережения передаются потребителю.

Отрицательный аспект поликристаллических солнечных панелей заключается в том, что они не так эффективны, как монокристаллические солнечные панели.Вы можете рассчитывать на КПД около 15%. В целом это не так уж и плохо, поскольку это все еще значительный объем электроэнергии. Это просто не так высоко, как отметка, установленная монокристаллическими солнечными батареями.

Эти солнечные панели тоже недолго прослужат. Их конструкция немного отличается, и они становятся менее прочными. Вы должны получить от них много пользы, но они недолговечны. Высокие температуры могут привести к повреждению этих солнечных панелей, что может быть немного контрпродуктивным, поскольку им нужно находиться на солнце.

Несмотря на эти несколько отрицательных черт, поликристаллические солнечные панели по-прежнему довольно хороши. Они могут помочь людям в электроснабжении домов, а также могут использоваться в качестве резервных источников энергии. Они немного менее желательны, чем монокристаллические солнечные панели, но они достаточно близки к своим возможностям, поэтому их стоит покупать. Вы не пожалеете о покупке одного из них, если будете правильно за ним ухаживать.

Поликристаллическая солнечная панель, показанная здесь, специально предназначена для жилых автофургонов и лодок.Его очень удобно настраивать, и он может обеспечить довольно много электроэнергии. Вы также можете легко использовать эту солнечную панель для сарая или даже хижины. Он также имеет очень разумную цену, что позволяет легко принять решение о покупке.

Тонкопленочные солнечные элементы

Тонкопленочные солнечные элементы — один из лучших вариантов, который вы можете рассмотреть, если хотите немного сэкономить. Эти солнечные элементы очень доступны по цене и по-прежнему могут обеспечить вам энергоэффективность.Они создают эти клетки, помещая на подложку тонкую пленку из кремния. Они также могут использовать для этого процесса другие фотоэлектрические материалы, такие как медь или кадмий.

Эти солнечные элементы чрезвычайно просты в производстве, поэтому затраты могут быть довольно низкими. Это делает тонкопленочные солнечные элементы очень практичными, и люди ежедневно используют их в различных продуктах. Для производства этих солнечных элементов не так много материалов. Это значительно упрощает работу компаний, которые их производят, и это хорошо для сектора возобновляемых источников энергии в целом.

Тонкопленочные солнечные элементы тоже очень универсальны. Есть много разных способов использовать эту технологию. Люди могут использовать эти солнечные элементы для многих целей, поскольку они менее восприимчивы к высоким температурам. Это открывает дверь к новым возможностям, и будет интересно посмотреть, как развиваются новые солнечные панели с использованием этих элементов.

Если вы посмотрите на эту тонкопленочную солнечную панель прямо здесь, вы увидите, что она очень гибкая. Это интересная технология, которую можно использовать немного иначе, чем традиционные солнечные батареи, к которым вы, возможно, привыкли.Эту солнечную панель можно будет разместить многими удобными способами. Возможность складывать солнечную панель — определенно интересная особенность, и у вас не должно возникнуть проблем с ее использованием.

Еще одна вещь, которую следует знать об этой тонкопленочной солнечной панели, — это то, что она водонепроницаема. Вам не нужно беспокоиться о том, что этот материал окажется вне элементов. Это очень прочная солнечная панель, которая пригодится в ваших целях. Его можно использовать в течение длительного периода времени, так что это также выгодная покупка.

Солнечный элемент из аморфного кремния

Солнечные панели из аморфного кремния очень распространены, потому что они используются во многих устройствах. Такие предметы, как зарядные станции на солнечных батареях, становятся все более распространенными в наше время. Люди очень часто используют устройства на солнечных батареях, и в ближайшие годы они, вероятно, станут еще более обычным явлением. Типы солнечных панелей, которые питают эти устройства, обычно представляют собой солнечные панели из аморфного кремния.

Технически это связано с упомянутым выше тонкопленочным солнечным элементом.Существуют некоторые различия в том, как они созданы, но они относятся к той же «тонкопленочной» категории солнечных элементов. Подобно упомянутым выше тонкопленочным солнечным элементам, производство солнечных элементов из аморфного кремния очень недорого. Из-за того, что эти солнечные элементы настолько просты в изготовлении, компаниям легко создавать устройства на солнечной энергии по разумным ценам.

Эти типы солнечных элементов и солнечных батарей не так эффективны, как кристаллические версии. Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели имеют очень хорошие показатели эффективности.Солнечная панель из аморфного кремния будет иметь КПД всего семь процентов по сравнению с 15 или 20% кристаллических моделей. Тем не менее, солнечные элементы из аморфного кремния очень жизнеспособны, потому что их производство недорогое.

Даже если солнечные панели из аморфного кремния обладают эффективностью только 7%, часто бывает более рентабельным приобретение нескольких из них. Очень важно иметь возможность производить солнечные панели по низкой цене. Потребители должны иметь доступ к этой технологии по разумным ценам.По этой причине солнечные элементы и панели из аморфного кремния являются одними из самых важных солнечных панелей в мире.

Солнечная панель, показанная здесь в качестве примера, обычно используется в транспортных средствах, таких как дома на колесах и лодки. Он очень устойчив к погодным условиям и может выдерживать экстремальные температуры. Температуры в диапазоне от -40 ° F до 175 ° F не будут проблемой для этого устройства. Его будет легко установить на открытом воздухе и на постоянной основе, так что это хорошее приобретение.

Биогибридный солнечный элемент

Вы должны знать, что многие солнечные элементы и солнечные панели все еще находятся в стадии разработки.Новые технологии постоянно совершенствуются. С каждым годом возобновляемые источники энергии становятся все более важными для мира. Поскольку спрос на солнечную энергию становится все больше, появляется потребность в новых солнечных технологиях.

Биогибридные солнечные элементы — одна из самых многообещающих новых разработок в секторе солнечной энергетики. Этот новый тип солнечных элементов создан для копирования процесса фотосинтеза, который наблюдается в природе. Они используют несколько слоев фотосистемы 1 для создания высокофункционального солнечного элемента.У него есть потенциал стать самым эффективным солнечным устройством из когда-либо созданных.

На данный момент разрабатываемые лабораторные биогибридные солнечные элементы намного более эффективны, чем кристаллические солнечные панели, упомянутые ранее. Это может полностью изменить способ использования солнечной энергии и, возможно, станет новым стандартом. На данный момент эти солнечные элементы только исследуются и еще не приблизились к выходу на рынок. Вполне вероятно, что эти биогибридные солнечные элементы станут коммерчески доступным продуктом в будущем, но это может произойти через много лет.

Это технология, за которой вы захотите следить, если вы заинтересованы в растущей солнечной индустрии. Это то, что волнует многих и, безусловно, многообещающе. Предсказать, когда что-то подобное может повлиять на мир, невозможно. Это то, чего вам придется подождать, и тогда вы увидите, что произойдет.

Солнечный элемент из теллурида кадмия

Солнечный элемент из теллурида кадмия — еще один интересный образец солнечной технологии, о котором вам стоит знать.Это то, что уже используется в определенных местах, но пока не получило широкого распространения. В этом солнечном элементе есть несколько положительных моментов, а также некоторые отрицательные моменты. Самым важным положительным моментом этого солнечного элемента является то, что его производство очень недорогое.

В целом сделать этот солнечный элемент довольно просто. Он использует теллурид кадмия для создания очень эффективного солнечного элемента. Вам даже не нужно использовать много воды, чтобы сделать этот тип солнечного элемента, что довольно удобно.Производство этих солнечных элементов требует низких затрат на электроэнергию и разумное время производства. Это делает его желательным вариантом для тех, кто хочет сэкономить при сокращении использования традиционных источников топлива.

Это технология, которая потенциально может помочь снизить углеродный след граждан и даже крупного бизнеса. Вам может быть интересно, почему в настоящее время он не используется регулярно из-за всех положительных качеств, которыми он обладает. Проще говоря, теллурид кадмия токсичен при вдыхании и проглатывании.Это делает использование этих солнечных элементов в некоторой степени опасным, и это отталкивает людей от полной приверженности этой технологии.

Информация о том, насколько безопасны солнечные элементы из теллурида кадмия, довольно туманна. Возможно, сторонники этой технологии игнорируют риски из-за того, что преимущества этой солнечной технологии настолько недороги в производстве. Небезопасная солнечная технология будет полностью противоречить основным ценностям солнечного сообщества, поэтому время покажет, будет ли эта технология развиваться дальше.Он определенно не станет распространенным, если действительно представляет опасность для тех, кто его использует.

Многопереходные солнечные панели

Многопереходные солнечные панели несколько отличаются от обычных солнечных панелей. Если вы много знаете о солнечных панелях, то вы будете знать, что общее количество энергии, которое они могут использовать, составляет около 20% от того, что они поглощают. Много света превращается в тепло вместо электричества, что весьма прискорбно. Многопереходные солнечные панели — это высокоразвитый тип солнечных панелей, которые намного эффективнее.

Когда вы используете эту технологию многопереходных солнечных панелей, становится возможным превращать 40% потребляемой солнечной энергии в электричество. Это резкое увеличение в целом впечатляет и делает его одной из самых захватывающих и передовых солнечных панелей в мире. Такой уровень эффективности достигается за счет использования нескольких слоев полупроводников. Каждый из полупроводников способен преобразовывать свет на разных длинах волн, что приводит к меньшим его потерям.

Как бы ни была увлекательна эта технология, не стоит ожидать, что вы ею воспользуетесь в ближайшее время.В настоящее время солнечные панели этого типа используются только на спутниках и в лабораториях. Вполне вероятно, что со временем эта технология станет легко доступной, но в настоящее время она используется только профессионалами в крупных проектах. Поскольку возобновляемые источники энергии продолжают развиваться, весьма вероятно, что эта технология станет более совершенной и доступной для населения.

Самым большим фактором, препятствующим коммерческому использованию этого типа солнечных панелей, является их стоимость. Это очень высокотехнологичное оборудование, и его изготовление может быть дорогостоящим.Укладка полупроводников надлежащим образом — непростая задача, и в настоящее время это непрактичное решение для электроснабжения домов людей. Однако многое может измениться за несколько лет, поэтому знайте, что эта технология может появиться на горизонте.

E. Стили солнечных панелей

Портативные солнечные панели

Важно иметь возможность использовать солнечные технологии удобным для вас способом. По этой причине компании разработали портативные солнечные панели. Эти панели можно брать с собой куда угодно.Люди используют эти удобные маленькие солнечные панели для питания своих важных электрических устройств.

Наиболее популярное применение этой солнечной панели, показанной здесь, — это зарядка портативных компьютеров. Сила солнца позволяет этой солнечной панели заряжать ваш ноутбук мощностью до 60 Вт. Это означает, что вам не нужно беспокоиться о разрядке заряда, когда вы не находитесь рядом с электрической розеткой. Это удобное решение, когда вы собираетесь куда-то в путешествие.

Использовать эту портативную солнечную панель во время поездки не составит большого труда.У вас будет множество возможностей заряжать солнечную панель солнечным светом, и ваши устройства будут работать нормально. Это экономичное небольшое решение для зарядки, которое вы захотите купить, если в этом возникнет необходимость.

Гибкие солнечные панели

Нажмите, чтобы узнать цену

Гибкие солнечные панели могут быть действительно полезны в определенных ситуациях. Эти замечательные солнечные панели сконструированы так, чтобы их можно было складывать и изгибать именно так, как вам нужно.Это может значительно упростить размещение солнечной панели, чем это было бы в противном случае. Если вы хотите использовать этот тип солнечной панели, вы сможете приобрести ее по разумной цене.

Эти солнечные панели становятся все более распространенными, чем раньше. Они очень прочные, а также полностью водонепроницаемы. Вам не придется беспокоиться о том, что у них возникнут проблемы, пока они на улице, так что вы сможете очень легко ими воспользоваться. Разместите такую ​​солнечную панель там, где она вам нужна, и вы сможете без проблем использовать ее энергию.

Этот блок здесь имеет безрамную конструкцию с четырьмя монтажными отверстиями. Вы сможете разместить его там, где вам нужно, а затем прикрепить его к новому дому. Большинство людей используют эти солнечные панели на своих крышах, навесах или даже в транспортных средствах. Известно, что некоторые люди даже помещают их в палатки, чтобы использовать электрические устройства во время кемпинга.

Панели солнечных батарей на крыше

Когда люди поднимают идею солнечных панелей, большинство людей думают об этих традиционных крышных солнечных батареях.Они обычно используются для питания домов людей. Их можно разместить на крыше, и они будут впитывать солнечный свет, чтобы обеспечить вас необходимой электроэнергией. Многие люди получают значительную часть электроэнергии исключительно за счет солнечной энергии.

Установка одной из этих крышных солнечных панелей не должна быть слишком сложной. Вам просто нужно правильно их расположить и закрепить на крыше. Инструкции по установке солнечных панелей на самом деле очень просты, поэтому вам не нужно иметь большой опыт, чтобы все работало.У вас должно получиться быстро все наладить, так что скоро вы начнете использовать солнечную энергию.

Представленный здесь продукт представляет собой полный стартовый комплект для установки солнечных панелей на крыше. Вы сможете использовать обильную энергию солнца, чтобы снизить ежемесячные счета за электроэнергию. Это удобнее, чем вы думаете, и приступить к работе очень легко. Если вы купите этот стартовый набор сегодня, то сможете в кратчайшие сроки пожинать плоды.

Вы сможете получить приличное количество энергии из этой установки.Это также удобно, потому что вы можете добавить к нему больше позже, если почувствуете необходимость в дополнительных панелях. Это будет один из самых простых способов начать работу с солнечной энергией для новичков.

F. Окупятся ли для вас инвестиции в солнечную энергию? 4 критерия для рассмотрения

Например, я живу в месте, где у нас не так много солнечных часов в пиковые часы по сравнению с такими местами, как Аризона. Я живу в Ванкувере, Британская Колумбия, где круглый год очень дождливо и пасмурно. Но количество солнца — это только часть уравнения.Вот 5 критериев, которые следует учитывать при принятии решения о вложении средств в солнечную энергию.

4 критерия для рассмотрения:

Сколько у вас пикового солнца: Вам нужно достаточно солнца для выработки солнечной энергии. Один из способов узнать это — посетить страницу Google Project Sunroof, на которой рассчитываются ваши часы пиковой нагрузки на солнце и стоит ли вкладывать средства в солнечную систему. Не думайте, что если вы живете в Калифорнии, это наверняка. Если ваш дом большую часть дня находится в тени, это может повлиять на то, сколько солнечной энергии может собирать ваша система.

Сколько энергии вы используете: Вы должны выяснить, сколько энергии вы используете (киловатт-часов), чтобы решить, может ли солнечная система обеспечить вас достаточным количеством энергии, а также определить, сколько панелей вам понадобится для сбора достаточного количества энергии. . К вашему сведению, в 2016 году среднее домохозяйство в США использовало 10 766 киловатт-часов (кВт-ч), что составляет 897 кВт-ч в месяц.

Стимулы: Какие государственные льготы, такие как налоговые льготы и т. Д., Доступны в вашей юрисдикции, если вы инвестируете в солнечную энергию.Обратите внимание, это имеет смысл учитывать только в том случае, если стоимость является вашим основным мотивом для перехода на солнечную энергию. Вполне возможно, что более сильным движущим фактором является желание сократить выбросы углекислого газа, и вы готовы за это платить.

Правила: Прежде чем вкладывать тысячи долларов в солнечные панели или другие солнечные системы сбора энергии, стоит выяснить, есть ли какие-либо ограничения для этих систем в вашем регионе.

G. Игра чисел

Говоря об инвестировании, очень важно понимать основы математики, лежащие в основе реализации солнечной системы.А именно, финансовая выгода, на которую вы можете рассчитывать, не будет мгновенной. Тем не менее, инвестирование всего лишь 15 тысяч долларов может привести к прибыли в 115 тысяч долларов за 20-летний период. Можно сказать, что солнечная энергия — это комбинация экономии затрат на энергию и дополнительного дохода с низким уровнем риска (вы можете продавать излишки сока в сеть). Давайте также не будем забывать, что у вас есть шанс избежать зависимости от сети и неустойчивости цен на энергоносители.

Кроме того, когда речь идет о финансировании в целом, мы должны понимать, что климат становится все более и более благоприятным для домовладельцев и предприятий.В Австралии, например, правительство предоставляет скидки и кредиты на солнечную энергию в рамках схемы Renewable Energy Target (RET). Цель состоит в том, чтобы увеличить долю солнечной энергии в общенациональном электрическом фонде с помощью малых и более крупных систем коммерческого класса.

В США правительство одобрило законопроект о федеральных расходах и более надежную налоговую скидку на солнечные панели. Этот механизм, также известный как инвестиционный налоговый кредит (ITC), был впервые установлен в соответствии с Законом об энергетической политике 2005 года. С недавними обновлениями политики он сделал солнечные системы еще более доступными за счет сокращения затрат на установку (30% вычитается из федеральных налогов. ).Экономия для домовладельцев и компаний, производящих солнечную энергию, значительна — она ​​достигает 5000 долларов.

H. Кусочки зеленого пазла

Когда вы узнаете о преимуществах, поймите множество ключевых факторов, которые должны направить ваше окончательное решение. И это лишь некоторые из них: это размер крыши, погодные условия в районе, доступный солнечный свет, размер системы и местные разрешения. Также необходимо учитывать КПД солнечных панелей, сравнивая его со средним показателем по отрасли 16-18%.

Я бы посоветовал вам сначала осмотреть место и определить, будет ли система производить достаточно энергии, чтобы покрыть или дополнить ваши энергетические цели. Естественно, на этом этапе вы должны оценить свое потребление энергии, размер семьи и потребности в образе жизни. Взгляните на свои предыдущие счета и определите, сколько кВтч вы потребляете в среднем в день.

Цифры меняются от города к городу и от страны к стране. Средняя семья в Австралии потребляет от 12 до 18 кВтч, а это означает, что эффективная солнечная система мощностью 5 кВт является оптимальным решением, компенсирующим потребление электроэнергии.Более того, через несколько лет он окупается благодаря впечатляющей производственной мощности. Кроме того, система мощностью 5 кВт — это минимальный размер на тот случай, если вы захотите добавить батареи.

I. На всякий случай

Пришло время добавить в смесь дополнительные переменные. В конце концов, количество электроэнергии, производимой панелью, зависит от ее КПД, температурного коэффициента, допуска мощности и номинальной мощности. При отсутствии препятствий прямой солнечный свет в течение большей части дня имеет первостепенное значение.Географическое положение и наклон крыши также играют роль — они влияют на производительность фотоэлектрической системы.

Здесь вам нужно дважды измерить и один раз отрезать: посмотрите, сколько солнечных панелей вы вообще можете уместить. Например, солнечная панель мощностью 1,5 кВт занимает 12 квадратных метров. Сложность в том, что существует так много разных конструкций крыш, которые имеют свои плюсы и минусы. А если вы столкнетесь с пространством или другими практическими ограничениями, вы можете вообще отказаться от варианта крыши и разместить панели на специальных креплениях на земле.

Разобравшись с этим, определите, какой тип инвертора лучше всего соответствует вашим моделям потребления.

Инверторы

String — более доступный вариант. Принцип их работы заключается в том, что все панели направляют энергию на один инвертор. При наличии оптимальных условий для производства это разумный выбор для вашей системы. С другой стороны, силовая электроника на уровне модулей (MLPE) более дорогая и более эффективная. Каждая панель подключена к собственному инвертору, что дает лучшие результаты, когда условия на объекте не идеальны.

J. Заключительные замечания

Стоимость солнечной технологии снижается по всему миру, но вы все равно должны учитывать свой бюджет.

В зависимости от качества производителя, долговечности и уровня производства панели делятся на три основные категории: экономичные, стандартные и премиальные. Здесь вам нужно выйти за рамки того, что вы платите заранее, и подумать о преимуществах, которые появятся в будущем. Запустите числа и рассчитайте точный ROI. Если в конечном итоге он составит 15-20% и более, вероятно, стоит использовать собственный капитал от ипотеки.

Практическое правило: вы получаете то, за что платите. Так что остерегайтесь более дешевых систем, которые лишь немного сокращают начальные расходы. Ищите проверенные бренды с высочайшим качеством. Кроме того, вы можете попробовать экологически чистые продукты для умного дома, которые выводят ваши экологические усилия на совершенно новый уровень. Остается сделать только один последний шаг — выбрать установщиков. Хорошая идея — не торопиться и провести тщательное исследование. Обратите особое внимание на сертификацию, послужной список, гарантии качества и лицензии.Постарайтесь найти отзывы и свидетельства других клиентов и поспрашивать о рекомендациях. Посмотрите, имеет ли смысл обращаться к крупным национальным провайдерам или небольшим местным компаниям. Наконец, не стесняйтесь задавать любые вопросы, которые могут у вас возникнуть, до начала установки.

Получите как можно больше энергии за свои деньги

Чтобы оказаться на вершине и избежать распространенных ловушек, вам необходимо прикрыть все свои базы. Найдите лучшие предложения и взвесьте все ключевые факторы, влияющие на рентабельность инвестиций, прежде чем делать решительный шаг.Обдумайте свои долгосрочные потребности, бюджет, географические реалии и условия участка. Воспользуйтесь доступными финансовыми стимулами.

Сосредоточьтесь на том, что вы можете получить в долгосрочной перспективе. Такие решения, как солнечные системы по разумной цене, являются отличным выбором для большинства домовладельцев, а инвестиции приносят дивиденды. Они обеспечивают максимальную эффективность и позволяют добиться энергетической независимости.

Итак, пришло время использовать возобновляемые источники энергии и построить экологически чистый образ жизни.Сделайте что-нибудь хорошее для окружающей среды и своего бюджета — это беспроигрышный вариант.

Связано: Альтернативы бумажным полотенцам | Типы бункеров для компоста

Home Stratosphere Giveaways …

Enter to Win Маленькая бытовая техника

Лучшие мелкие бытовые приборы включают блендер Vitamix, быстрорастворимый горшок, соковыжималку, кухонный комбайн, настольный миксер и кофеварку Keurig.

Бесплатные раскраски и книги для детей

Бесплатно скачать и распечатать.

Скачайте тысячи пользовательских раскрасок и пазлов для своих детей.

Типы фотоэлектрических элементов — Energy Education

Рисунок 1. Солнечная панель, состоящая из множества монокристаллических элементов. [1]

Фотоэлементы или Фотоэлементы могут быть изготовлены разными способами и из множества различных материалов. Несмотря на это различие, все они выполняют одну и ту же задачу по сбору солнечной энергии и преобразованию ее в полезное электричество. Наиболее распространенным материалом для изготовления солнечных панелей является кремний, обладающий полупроводниковыми свойствами. [2] Некоторые из этих солнечных элементов необходимы для создания солнечной панели, а многие панели составляют фотоэлектрическую батарею.

На мировом рынке доминируют три типа фотоэлементов: монокристаллический кремний, поликристаллический кремний и тонкопленочные. Фотоэлектрические технологии с более высокой эффективностью, включая арсенид галлия и многопереходные элементы, менее распространены из-за их высокой стоимости, но идеально подходят для использования в концентрированных фотоэлектрических системах и космических приложениях. [3] Существует также ассортимент новых технологий фотоэлементов, который включает перовскитные элементы, органические солнечные элементы, сенсибилизированные красителем солнечные элементы и квантовые точки.

Элемент из монокристаллического кремния

Первые коммерчески доступные солнечные элементы были сделаны из монокристаллического кремния, который представляет собой чрезвычайно чистую форму кремния. Для их получения из массы расплавленного кремния вынимается затравочный кристалл, образуя цилиндрический слиток с единой непрерывной структурой кристаллической решетки. Затем этот кристалл механически распиливается на тонкие пластины, полируется и легируется для создания необходимого p-n-перехода. После добавления антибликового покрытия и добавления передних и задних металлических контактов элемент, наконец, соединяется проводом и упаковывается вместе со многими другими элементами в полноценную солнечную панель. [3] Элементы из монокристаллического кремния высокоэффективны, но процесс их изготовления медленный и трудоемкий, что делает их более дорогими, чем их поликристаллические или тонкопленочные аналоги.

Рисунок 2. Изображение сравнения ячейки из поликристаллического кремния (слева) и ячейки из монокристаллического кремния (справа). [4]

Элемент из поликристаллического кремния

Вместо единой однородной кристаллической структуры поликристаллические (или поликристаллические) ячейки содержат множество мелких кристаллов (см. Рисунок 2).Их можно изготовить, просто отлив слиток кубической формы из расплавленного кремния, а затем распилив его и упаковав аналогично монокристаллическим элементам. Другой метод, известный как рост с подачей из пленки по краю (EFG), включает вытягивание тонкой ленты поликристаллического кремния из массы расплавленного кремния. Более дешевая, но менее эффективная альтернатива, фотоэлектрические элементы из поликристаллического кремния доминируют на мировом рынке, составляя около 70% мирового производства фотоэлектрических элементов в 2015 году. [3]

Тонкопленочные элементы

Рисунок 3.Тонкопленочная солнечная панель, состоящая из некристаллического кремния, нанесенного на гибкий материал. [5]

Хотя на рынке преобладают кристаллические фотоэлементы, они также могут быть изготовлены из тонких пленок, что делает их более гибкими и долговечными. Одним из типов тонкопленочных фотоэлементов является аморфный кремний (a-Si), который получают путем нанесения тонких слоев кремния на стеклянную подложку. В результате получается очень тонкая и гибкая ячейка, в которой используется менее 1% кремния, необходимого для кристаллической ячейки. [3] Из-за этого сокращения количества сырья и менее энергоемкого производственного процесса производство элементов из аморфного кремния намного дешевле. Однако их эффективность значительно снижается, потому что атомы кремния гораздо менее упорядочены, чем в их кристаллических формах, оставляя «оборванные связи», которые объединяются с другими элементами, делая их электрически неактивными. Эти элементы также страдают от снижения эффективности на 20% в течение первых нескольких месяцев работы перед стабилизацией, и поэтому они продаются с номинальной мощностью, основанной на их пониженной выходной мощности. [3]

Другие типы тонкопленочных элементов включают диселенид галлия, медь, индий, (CIGS) и , теллурид кадмия, (CdTe). Эти технологии ячеек обеспечивают более высокую эффективность, чем аморфный кремний, но содержат редкие и токсичные элементы, включая кадмий, который требует дополнительных мер предосторожности во время производства и последующей переработки. [3]

Ячейки высокой эффективности

Были разработаны другие технологии ячеек, которые работают с гораздо более высокой эффективностью, чем упомянутые выше, но их более высокие материальные и производственные затраты в настоящее время препятствуют широкому коммерческому использованию.

Арсенид галлия

Кремний — не единственный материал, подходящий для кристаллических фотоэлементов. Арсенид галлия (GaAs) — альтернативный полупроводник, который хорошо подходит для фотоэлектрических систем. Арсенид галлия имеет кристаллическую структуру, аналогичную монокристаллическому кремнию, но с чередованием атомов галлия и мышьяка.

Рис. 4. Космический аппарат НАСА Juno с многопереходными солнечными элементами из арсенида галлия. [6]

Благодаря более высокому коэффициенту поглощения света и более широкой запрещенной зоне ячейки GaAs намного более эффективны, чем ячейки из кремния.Кроме того, элементы на основе GaAs могут работать при гораздо более высоких температурах без значительного ухудшения характеристик, что делает их пригодными для концентрированной фотовольтаики. Ячейки GaAs производятся путем нанесения слоев галлия и мышьяка на основу из монокристалла GaAs, которая определяет ориентацию роста нового кристалла. Этот процесс делает элементы из GaAs намного дороже кремниевых элементов, что делает их полезными только тогда, когда требуется высокая эффективность, например, в космических приложениях. [3]


Многоканальный

Большинство фотоэлементов, в том числе рассмотренных выше, содержат только один p-n переход полупроводникового материала, который преобразует энергию из одной дискретной части солнечного спектра в полезное электричество.Многопереходные элементы имеют 2 или более переходов, наложенных друг на друга, что позволяет собирать энергию из нескольких частей спектра. Свет, который не поглощается первым слоем, проходит через последующие слои и взаимодействует с ними. Многопереходные элементы производятся так же, как и элементы из арсенида галлия — слои материала медленно осаждаются на монокристаллическую основу, что делает их очень дорогими в производстве и коммерчески жизнеспособными только в концентрированных фотоэлектрических системах и космических приложениях. [3]

Новые клеточные технологии

Электричество можно производить также за счет взаимодействия света со многими другими материалами. Перовскитные солнечные элементы , названные в честь их особой кристаллической структуры, могут быть получены из органических соединений свинца и таких элементов, как хлор, бром или йод. Они относительно дешевы в производстве и могут похвастаться эффективностью, близкой к эффективности коммерчески доступных кремниевых элементов, но в настоящее время они ограничены коротким сроком службы. Органические солнечные элементы состоят из слоев полимеров и могут дешево производиться в больших объемах. Эти элементы могут быть изготовлены в виде полупрозрачной пленки, но имеют относительно низкую эффективность. Сенсибилизированные красителем солнечные элементы могут быть изготовлены с использованием полупроводникового диоксида титана и слоя «сенсибилизирующего» красителя толщиной всего в одну молекулу. Эти элементы обладают скромной эффективностью, но не могут выдерживать яркий солнечный свет без ухудшения качества. Квантовые точки используют нанотехнологии для манипулирования полупроводниковыми материалами в чрезвычайно малых масштабах.«Наночастицы», состоящие всего из 10 000 атомов, могут быть настроены на различные части солнечного спектра в соответствии с их размером и объединены для поглощения энергии в широком диапазоне. Хотя теоретическая эффективность чрезвычайно высока, эффективность лабораторных испытаний все еще очень низка. [3]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

3 лучших типа солнечных панелей: объяснение вариантов 2021 года

К настоящему времени большинство домовладельцев, предприятий и даже арендаторов знают об экологических и финансовых преимуществах, которые может предложить солнечная энергия.Более того, солнечные технологии за прошедшие годы значительно улучшились, и на рынке появился ряд инновационных солнечных панелей. Тремя наиболее распространенными типами, доступными потребителям, являются монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные солнечные панели. Все три типа панелей используют энергию солнца, но есть некоторые ключевые отличия, о которых следует помнить:

Монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические солнечные панели на сегодняшний день являются наиболее часто используемыми солнечными панелями в жилых домах из-за их мощности и эффективности.Монокристаллические солнечные панели могут достигать эффективности более 20%, что делает их наиболее эффективными панелями на рынке. Хотя 20% могут показаться не впечатляющими, на это есть причина. Солнечные лучи охватывают широкий спектр длин волн, и в зависимости от характеристик полупроводников и конструкции солнечного элемента, часть этого света может отражаться, проходить и в конечном итоге поглощаться и превращаться в электричество. По этой причине исследователи сосредоточены на том, чтобы выяснить, как разработать более эффективные проводники для солнечных панелей.

Один из самых простых способов идентифицировать монокристаллическую солнечную панель — это ее цвет. Ячейки модуля обычно кажутся глазам черными из-за того, как свет взаимодействует с его высококачественным кремнием, что позволяет ему хорошо работать в условиях низкой освещенности. По этой причине они более эффективны, поскольку черные поверхности легче поглощают свет. Они также имеют тенденцию генерировать больше энергии, чем другие типы панелей, не только из-за их эффективности, но и потому, что они входят в состав модулей с более высокой мощностью и мощностью более 300 Вт.Большинству людей нравится более гладкая эстетика монокристаллических солнечных панелей на крыше из-за этого фактора, поскольку они хорошо сочетаются с черной черепицей. Хотя эффективность и внешний вид делают их более привлекательными для продажи, они, как правило, дороже, отчасти из-за их производственного процесса.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические солнечные панели существуют уже довольно давно и распространены среди многих людей, которые хотят использовать солнечную энергию с ограниченным бюджетом.Эти типы солнечных панелей обычно имеют КПД от 15% до 17%. Хотя они не так эффективны, как монокристаллические, их преимуществом является их цена. Причина в том, что элементы производятся из множества фрагментов кремния, следовательно, из «поли», а не из одного кристалла чистого кремния, который используется в монокристаллических элементах. Это позволяет упростить процесс производства ячеек и, следовательно, сделать его более экономичным для конечного пользователя.

Голубые оттенки поликристаллической панели обусловлены антибликовым покрытием, которое помогает улучшить поглощаемую способность и эффективность солнечной панели.

Тонкопленочные солнечные панели

Тонкопленочные солнечные панели, как правило, имеют более низкий КПД и мощность, чем монокристаллические и поликристаллические панели. Хотя эффективность может варьироваться в зависимости от материала, используемого в солнечных элементах, они обычно больше склоняются к эффективности 11%. Более низкие показатели эффективности означают, что необходимо установить больше тонкопленочных солнечных панелей, чтобы производить такое же количество электроэнергии, как монокристаллическая или поликристаллическая солнечная система.По этой причине тонкопленочные солнечные панели могут быть не лучшим вариантом для солнечных батарей в жилых домах. С другой стороны, они имеют наибольший смысл в крупномасштабных установках, таких как солнечные проекты коммунальных предприятий, поскольку для удовлетворения потребностей в энергии можно установить больше панелей.

Тонкопленочные солнечные панели состоят из солнечных элементов, светопоглощающие слои которых примерно в 350 раз меньше, чем у средней кремниевой панели, что делает их очень гибкими. Они бывают как синего, так и черного оттенка, в зависимости от того, из чего они сделаны.Наиболее распространенный тип тонкопленочных солнечных панелей изготавливается из теллурида кадмия, но они также могут изготавливаться из аморфного кремния, который аналогичен составу моно- и поликристаллических панелей, и селенида меди, индия, галлия. Что касается стоимости, то, сколько вы платите за тонкопленочные панели, во многом будет зависеть от того, из чего именно они сделаны, но в целом стоимость установки тонкопленочных солнечных панелей, как правило, ниже, чем установка монокристаллической или поликристаллической системы.

Какие типы солнечных панелей использует Nexamp?

В Nexamp мы строим, владеем и эксплуатируем наши солнечные фермы, а также управляем процессом от начала до конца.Наши фермы бывают разных форм, размеров и панелей. Хотя в наших проектах мы используем как монокристаллические, так и поликристаллические солнечные панели, нашим главным приоритетом является постоянная работа наших активов на 100%, и мы по-прежнему уверены, что наши солнечные фермы будут вырабатывать электроэнергию, чтобы обеспечить экономию чистой энергии для наших абонентов.

Эстетика солнечных батарей на крышах иногда может быть препятствием, когда дело доходит до людей, переходящих на солнечную энергию. А для некоторых использование солнечной энергии на крыше может быть вообще неприемлемым вариантом, если у них нет подходящей крыши, у них нет дома или они просто считают, что цены на установку слишком высоки.Общественные программы использования солнечной энергии — это распространенный способ для многих домовладельцев, предприятий и даже арендаторов перейти на солнечную энергию, фактически не устанавливая что-либо на своей крыше. Участники могут подписаться на ближайшую солнечную ферму и платить более низкую цену за электроэнергию, получаемую от нее.

Установка монокристаллических, поликристаллических, тонкопленочных солнечных панелей или подписка на общественную солнечную ферму поможет вам снизить затраты на электроэнергию, поддерживая переход к декарбонизированному будущему. Учитывайте свои потребности и бюджет при выборе наилучшего варианта для вашего дома и образа жизни.Чтобы обсудить ваше право на участие в одной из наших общественных солнечных ферм, свяжитесь с нами сегодня!

Какой тип солнечной панели лучше всего? • Подрядчик по солнечной электротехнике в Сиэтле, штат Вашингтон,

Вам интересно узнать, какой тип солнечной панели лучше всего подходит. Но как работают солнечные панели? Начнем с самого начала. Из чего сделана солнечная панель?

Внутренняя структура солнечных панелей

Давайте посмотрим на типичную структуру солнечной панели. Солнечная панель обычно состоит из следующих компонентов:

  • Рама
  • Стекло
  • Герметик
  • Солнечные батареи
  • Герметик
  • Лист
  • Распределительная коробка

Кристаллический кремний

90% всех фотоэлектрических элементов сегодня основаны на некоторых разновидностях кремния.Основное отличие — чистота кремния. Так что же означает чистота кремния? По сути, чем лучше выровнены молекулы кремния, тем лучше солнечный элемент будет преобразовывать солнечную энергию (солнечный свет) в электричество (фотоэлектрический эффект).

Типы кремниевых солнечных панелей

Существует 3 основных типа кремниевых панелей для домашнего использования: монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные.

Монокристаллические солнечные панели

Солнечные элементы из монокристаллического кремния, также называемые монокристаллическим кремнием.Монокристаллические панели легко узнаваемы по внешней ровной окраске и однородному виду. Это указывает на кремний высокой чистоты. Этот тип солнечной панели имеет четыре стороны, вырезанные из цилиндрических слитков.

  • Использует солнечный кремний высшего качества
  • Имеет самый высокий КПД
  • Требуется минимум места для установки
  • Самый долгий срок службы: на большинство из них предоставляется гарантия 25 лет
  • Лучше всего работает в условиях низкой освещенности

Поликристаллические солнечные панели

Панели из поликристаллического кремния, известные как поликристаллический кремний и поликристаллический кремний, были представлены на рынке в 1981 году.Сырой кремний расплавляют и разливают в квадратную форму. После этого остужают и нарезают квадратными вафлями.

  • Реже используются сейчас, когда изготовление монокристаллических солнечных панелей проще и дешевле.
  • Кремний низкой чистоты
  • Менее эффективный
  • Требуется большая площадь установки
  • Пятнисто-синий цвет делает их легко узнаваемыми

Тонкопленочные солнечные панели

Тонкопленочные солнечные панели изготавливаются путем нанесения одного или нескольких тонких слоев фотоэлектрического материала на подложку.Существует много различных категорий тонкопленочных солнечных элементов, в которых используется фотоэлектрический материал.

  • Простое серийное производство по недорогой
  • Однородный внешний вид может быть визуально привлекательным
  • Менее эффективны, чем монокристаллические солнечные панели
  • Хорошо подходит для крупномасштабного промышленного использования
  • Гибкий материал с потенциалом для технологических применений в будущем

Для получения дополнительной информации о солнечных продуктах, которые мы проводим, посетите нашу страницу продукта.

Готовы ли вы получить бесплатное обследование участка солнечной энергии? Наши специалисты могут предоставить индивидуальную информацию о солнечном потенциале вашего дома.

Забронируйте бесплатное исследование солнечной системы

ЭВАН ЛЕОНАРД

ВИЦЕ-ПРЕЗИДЕНТ

Эван курирует все солнечные проекты Artisan и руководит отделом продаж, дизайна и маркетинга солнечной энергии. Эван присоединился к Artisan в 2010 году, чтобы помочь расширить наши солнечные услуги. Прежде чем присоединиться к Artisan, Эван пять лет жил и работал в Кумамото, Япония, преподавателем окружающей среды.Он также почти десять лет проработал профессиональным организатором по экологическим вопросам. Эван имеет двойную степень бакалавра искусств. Имеет степень Уэслианского университета и степень магистра экологических исследований Техасского университета. Он опытный и динамичный оратор с умным и увлекательным стилем. Он был страстным лидером в повышении осведомленности общественности о солнечной энергии, энергоэффективности и глобальном изменении климата.

Поделитесь этой статьей. Знание — сила …

Какие бывают типы фотоэлектрических модулей?

Что такое фотоэлектрический модуль?

Фотоэлектрический модуль создается серией подключенных солнечных элементов, которые обеспечивают стандартную выходную мощность.Фотоэлектрический модуль покрыт закаленным стеклом или другим прозрачным материалом на передней поверхности и защитным и водонепроницаемым материалом на задней стороне. Края герметизированы для защиты от атмосферных воздействий, и есть рама, скрепляющая все вместе в монтируемом блоке. В задней части модуля находится электрическая коробка или провода, обеспечивающие электрические соединения. Эти панели созданы для поглощения солнечного света в качестве источника энергии для выработки электричества. Электроэнергия, создаваемая солнечными батареями, стала одним из самых экономичных источников энергии.

Солнечные фотоэлектрические модули имеют алюминиевые рамки, которые крепятся непосредственно к кремнию. Каркас солнечных панелей играет фундаментальную роль в повышении механической прочности, а также в облегчении процесса установки. Важно знать различные типы вариантов кадрирования: полнокадровый, частичный и двусторонний. В Kern Solar Structures наши конструкции могут поддерживать только полнорамочные панели, это связано с нашим Solar Speed ​​RaX ™.

Различные типы фотоэлектрических модулей

Производители солнечных панелей постоянно ищут различные способы повышения эффективности солнечных элементов, поэтому существуют различные типы панельных технологий, предлагающие разные уровни эффективности и надежности.Хотя существует множество различных типов модулей, три наиболее распространенных типа модулей — это монокристаллический, поликристаллический и тонкопленочный. Каждый из этих модулей служит разным целям и потребностям, приведенный ниже график представляет собой краткий обзор каждой панели в сравнении друг с другом.

Монокристаллический

Монокристаллическая панель известна как фотоэлектрическая панель премиум-класса. модуль. Эти модули легко узнать по однородным черным ячейкам и закругленные края.Монокристаллический модуль называется «моно» для обозначения монокристаллический кремний, позволяющий электронам генерировать поток электричество. Из-за того, что клетки разрезаны на единый источник кремния, это приводит к тому, что наиболее эффективным типом модулей является монокристаллический. Монокристаллические модули обладают высокой выходной мощностью, достигающей показателей эффективности. около 20%, они занимают меньше места и служат дольше всего. Еще одно преимущество — они меньше подвержены влиянию высоких температур. Пока модули эффективны, их производственный процесс менее устойчив из-за создания большего количества отходы по сравнению с альтернативами.Это увеличивает стоимость производства что приводит к высокой стоимости для конечного пользователя.

Поликристаллический

Поликристаллические модули состоят из нескольких частей кремния. которые смешаны вместе. Эта смесь дает синий цвет от света. отражаясь от осколков в камере. Поликристаллическая солнечная панель построенный из расплавленных фрагментов кремния, сформированных в пластины. В производство дешевле из-за меньшего использования энергии и материалов, которые приводит к снижению затрат для конечных пользователей, создавая значительное преимущество по сравнению с монокристаллические модули.Поликристаллические модули имеют меньше свободы для электричество двигаться из-за нескольких кристаллов в каждой ячейке, создавая более низкий КПД по сравнению с монокристаллическим. Хотя КПД ниже Срок службы этого модуля значительный — более 25 лет использования. Поликристаллические модули лидируют на рынке, потому что они лучшие ценить; они составляют половину стоимости монокристаллического модуля, предлагая уровни эффективности близки к 15%.

Тонкая пленка

Если вы ищете менее дорогой вариант, вы можете посмотрите на тонкопленочные модули.Они легкие и портативные, что позволяет их лучше всего использовать для проектов с более низким энергопотреблением. Тонкопленочные модули изготовлены из различных материалов. Эти клетки не состоят из твердые кремниевые пластины, скорее состоящие из некристаллического кремния, помещенного сверху из стекла, пластика или металла. Для создания тонкопленочных модулей производители размещают слой теллурида кадмия между прозрачными проводящими слоями, которые помогают захватить солнечный свет. Тонкопленочная технология дешевле в производстве. они более рентабельны в больших масштабах.Хотя эти панели являются самые простые в производстве, они не подходят для жилых помещений из-за сколько места им требуется. Их часто используют в коммерческих и промышленных целях. проекты с наименьшими ограничениями по площади.

Двусторонний Солнечная панель (собственное текстовое поле)

А двусторонняя солнечная панель может улавливать солнечный свет как с передней, так и с задней стороны панель. Часто двусторонние панели имеют прозрачную заднюю часть, поэтому солнечный свет может проходить через них.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *