Учебный Курс Солнечная Энергетика — Солнечные панели. Разновидности. Их особенности и эксплуатация.

0
75


1 бал2 бали3 бали4 бали5 балів6 балів7 балів8 балів9 балів10 балів (1 голос(-ів), середній бал: 10,00 з 10)
Навчальний курс. Сонячна енергетика.
Данный материал разрешено использовать в образовательных целях.

В погоне за максимальным КПД, а также максимальным показателем мощности на доллар стоимости, производители солнечных панелей со всего мира постоянно совершенствуют свою продукцию и ищут пути еще более эффективного преобразования солнечного света в электроэнергию. Таким образом сейчас существует семь основных видов солнечных панелей, которые являются наиболее популярными и широко используются:

  • монокристаллические;
  • мультикристаллические;
  • поликристаллические;
  • тонкопленочные;
  • из аморфного кремния
  • на основе телуида кадмия;
  • на основе CIGS.

Монокристаллические солнечные панели

Именно монокристаллические солнечные батареи являются наиболее популярными и широко используемыми в мире. Их производственный процесс начинается с отливки цилиндра диаметром 13-20 см и длиной до 200 см из кремния высокой чистоты. После его застывания, цилиндр нарезается на листы толщиной 250-300 мкм. Результатом такого метода является сплошная кристаллическая решетка, которая улучшает подвижность электронов и позволяет достичь показателя КПД в 23,5%, что больше чем у аналогов.

У солнечной батареи лист кремния пронизан электродами и закрыт противоударным стеклом. Монокристаллические панели можно определить по темно-синему или черному цвету фотоэлементов.

Особенности монокристаллических панелей:

  • Высокий показатель КПД (14-23,5% у готовой батареи в зависимости от производителя и качества, рекордные показатели 43,6%);
  • Долговечность (до 50 лет);
  • Высокая цена (один из самых низких показателей Ватт / долл.).

Недостатком монокристаллических панелей является также форма фотоэлементов в виде многоугольников, которыми очень трудно эффективно заполнить площадь, что снижает уровень мощности на квадратный метр.

Мультикристаллические солнечные панели

Более дешевыми и простыми в производстве является мультикристаллические солнечные панели. Роль фотоэлементов в них играют случайно собранные листы кристаллов с различными кристаллическими решетками. Это приводит к падению КПД до 15%, но значительно снижает стоимость производства панелей и повышает показатель мощности на затраченный доллар.

Особенности мультикристаллических панелей:

  • Относительно низкая стоимость производства;
  • Высокий показатель мощности на доллар;
  • Уменьшенное КПД (макс. 15%);
  • Срок службы 25 лет.

Поликристаллические солнечные панели

Более эффективным аналогом монокристаллических панелей является поликристаллические. В них используются агрегатные кристаллы с кристаллическими решетками различной формы и ориентации. Использование этой технологии позволяет достичь показателей очень близких к монокристаллическим панелям. Определить поликристаллическую солнечную батарею можно по ярко-синим фотоэлементам.

Особенности поликристаллических панелей:

  • Высокие показатели КПД (до 18%);
  • Высокие показатели мощности на доллар;
  • Низкая эффективность в тени и чувствительность к углу падения солнечных лучей;
  • Относительно короткий срок эксплуатации (10 лет).

Тонкопленочные солнечные панели

КПД тонкопленочных солнечных батарей гораздо меньше чем у аналогов. Подобные панели второго поколения имеют этот показатель на уровне 8-12% в зависимости от производителя. Но тонкопленочные солнечные батареи имеют некоторые неоспоримые преимущества. Во-первых, они изготавливаются из сверхтонких листов кремния толщиной всего в несколько микрон на очень тонкой стеклянной или металлической основе. Их производство гораздо менее затратно, чем у монокристаллических панелей, что делает их одними из лучших по показателю мощности на доллар.

Во-вторых, тонкопленочные солнечные батареи гораздо лучше аналогов производят энергию из отраженного света, в тени, при облачной погоде и в вечернее время, когда солнечные лучи падают под невыгодным углом. Именно это сделало тонкопленочные солнечные панели одним из самых популярных решений для регионов с малым количеством солнечных дней.

Особенности тонкопленочных панелей:

  • Низкая цена;
  • Один из самых высоких показателей мощности на доллар;
  • Работают в тени, с отраженным светом и при невыгодных углах падения солнечных лучей;
  • Низкое КПД, требует установки большего количества панелей.

Солнечные панели из аморфного кремния

Аморфный кремний из-за особенностей строения не позволяет достичь высокого уровня КПД. Такие солнечные панели имеют этот показатель на уровне 6-8%, но они отличаются очень низкой стоимостью и одним из самых высоких показателей мощности на доллар стоимости. Также их называют тонкопленочными солнечными панелями первого поколения.

Особенности панелей из аморфного кремния:

  • Производят самую дешевую электроэнергию, высокий показатель мощности на доллар стоимости;
  • Низкое КПД 6-8%.
  • Работают в тени, с отраженным светом и при невыгодных углах падения солнечных лучей.

Солнечные панели на основе теллурида кадмия

Производственный процесс CdTe солнечных батарей похож на пленочные. Полупроводник имеет толщину в несколько сотен микрометров и также наносится на твердую основу. Такие панели являются относительно дешевыми, особенно по сравнению с монокристаллическими. Их недостатком является относительно низкое КПД на уровне 11%.

Особенности солнечных панелей на основе теллурида кадмия:

  • Низкая стоимость;
  • КПД на уровне 11%;
  • Работают в тени, с отраженным светом и при невыгодных углах падения солнечных лучей.

Солнечные панели на основе CIGS

Использование полупроводников на основе меди, индия, галлия и селена позволило поднять КПД до 15%. Эти панели также выполнены по пленочные технологии, что существенно уменьшает их стоимость и дает преимущества при работе в тени или при облачной погоде.

Особенности панелей на основе CIGS:

  • Работают в тени, с отраженным светом и при невыгодных углах падения солнечных лучей;
  • Более КПД до 15%.

Выводы

Солнечные панели указанных выше типов покрывают различные потребности. Например, монокристаллические лучше всего подойдут в ситуациях, когда необходимо достичь максимальной мощности при минимальной массе и площади солнечной батареи. А именно в космической отрасли, хотя также они продолжают использоваться и в наземных СЭС.

Наиболее оптимальными именно для солнечной фермы будут поликристаллические солнечные батареи из-за их цены. Но важно будет правильно их установить под нужным углом к ​​горизонту, и без объектов вокруг, которые могут затенить фотоэлементы.

Для других ситуаций, рекомендуются тонкопленочные солнечные панели, не требующие идеальных условий для работы с максимальной эффективностью.

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Увійти за допомогою: 
Please enter your comment!
Please enter your name here

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.