Навчальний Курс – Частина 1. Сонячна Енергетика – Сонячні панелі. Різновиди. їх особливості й використання.

0
79


1 бал2 бали3 бали4 бали5 балів6 балів7 балів8 балів9 балів10 балів (1 голос(-ів), середній бал: 10.00 з 10)
Навчальний курс. Сонячна енергетика.
Цей матеріал дозволено вільно використовувати в навчальних цілях.

У погоні за максимальним ККД, а також максимальним показником потужності на долар вартості, виробники сонячних панелей з усього світу постійно вдосконалюють свою продукцію та шукають шляхи ще більш ефективного конвертування сонячного світла в електроенергію. Таким чином наразі існує сім основних видів сонячних панелей, які є найбільш популярними та широко використовуються:

  • монокристалічні;
  • мультикристалічні;
  • полікристалічні;
  • тонкоплівкові;
  • з аморфного кремнію;
  • на основі CdTe;
  • на основі CIGS.

Монокристалічні сонячні панелі

Саме монокристалічні сонячні батареї є найбільш популярними та широко використовуваними у світі. Їх виробничий процес починається з відливки циліндру діаметром 13-20 см й довжиною до 200 см з кремнію високої чистоти. Після його застигання, циліндр нарізається на листи товщиною 250-300 мікрометрів. Особливістю такого методу є суцільна кристалічна решітка, яка покращує рухомість електронів і дозволяє досягти показника ККД у 23,5%, що більше ніж в аналогів.

В сонячній батареї лист кремнію пронизаний електродами та закритий протиударним склом. Їх можна визначити по темно-синьому або чорному кольору фотоелементів.

Особливості монокристалічних панелей:

  • Високий показник ККД (14-23,5% в готовій батареї в залежності від виробника та якості, рекордні показники 43,6%);
  • Довговічність (до 50 років);
  • Висока ціна (один з найнижчих показників Ват/дол.).

Недоліком монокристалічних панелей також є форма фотоелементів у вигляді многокутників, якими дуже важко ефективно заповнити площу, що знижує рівень потужності на квадратний метр.

Мультикристалічні сонячні панелі

Більш дешевими та простими у виробництві є мульти кристалічні сонячні панелі. В них роль фотоелементів грають випадково зібрані листи кристалів з різними кристалічними решітками. Це призводить до падіння ККД до 15%, але значно знижує вартість виробництва панелей та підвищує показник потужності на витрачений долар.

Особливості мультикристалічних панелей:

  • Відносно низька вартість виробництва;
  • Високий показник потужності на долар;
  • Зменшене ККД (Макс. 15%);
  • Термін служби 25 років.

Полікристалічні сонячні панелі

Більш ефективним аналогом монокристалічних панелей є полікристалічні. В них використовуються агрегатні кристали з кристалічними решітками різної форми та орієнтації. Використання цієї технології дозволяє досягти показників дуже близьких до монокристалічних панелей. Визначити полікристалічну сонячну батарею можна за яскраво-синім кольором фотоелементів.

Особливості полікристалічних панелей:

  • Високі показники ККД (до 18%);
  • Високі показники потужності на долар;
  • Низька ефективність в тіні та чутливість до кута падіння сонячних променів;
  • Відносно короткий термін експлуатації (10 років).

Тонкоплівкові сонячні панелі

ККД тонкоплівкових сонячних батарей набагато менше ніж в аналогів. Подібні панелі другого покоління мають цей показник на рівні 8-12% в залежності від виробника. Але тонкоплівкові сонячні батареї мають деякі незаперечні переваги. По-перше, вони виготовляються з надтонких листів кремнію товщиною всього в декілька мікрон на дуже тонкій скляній або металевій основі. Їх виробництво набагато менш затратне ніж в монокристалічних панелей, що робить їх одними з найкращих по показнику потужності на долар.

По-друге, тонкоплівкові сонячні батареї набагато краще аналогів виробляють енергію з відбитого світла, у тіні, при хмарній погоді та у вечірній час, коли сонячні промені падають під невигідним кутом. Саме це зробило тонкоплівкові сонячні панелі одним з найбільш популярних рішень для регіонів з малою кількістю сонячних днів.

Особливості тонкоплівкових панелей:

  • Низька ціна;
  • Один з найвищих показників потужності на долар;
  • Працюють в тіні, з відбитим світлом і при невигідних кутах падіння сонячних променів;
  • Низьке ККД, що вимагає встановлення більшої кількості панелей.

Сонячні панелі з аморфного кремнію

Аморфний кремній через особливості будови не дозволяє досягти високого рівня ККД. Такі сонячні панелі мають цей показник на рівні 6-8%, але вони відрізняються дуже низькою вартістю та одним з найвищих показників потужності на долар вартості. Також їх називають тонкоплівковими сонячними панелями першого покоління.

Особливості панелей з аморфного кремнію:

  • Виробляють найдешевшу електроенергію, високий показник потужності на долар вартості;
  • Низьке ККД 6-8%.
  • Працюють в тіні, з відбитим світлом і при невигідних кутах падіння сонячних променів.

Сонячні панелі на основі CdTe

Виробничий процес CdTe сонячних батарей схожий на плівкові. Напівпровідник має товщину в декілька сотень мікрометрів і також наноситься на тверду основу. Такі панелі є відносно дешевими, особливо в порівнянні з монокристалічними. Їх недоліком є відносно низьке ККД на рівні 11%.

Особливості сонячних панелей на основі CdTe:

  • Низька вартість;
  • ККД на рівні 11%;
  • Працюють в тіні, з відбитим світлом і при невигідних кутах падіння сонячних променів.

Сонячні панелі на основі CIGS

Використання напівпровідників на основі міді, індію, галію та селену дозволило підняти ККД до 15%. Ці панелі також виконані по плівочній технології, що суттєво зменшує їх вартість та дає переваги при роботі в тіні або при хмарній погоді.

Особливості панелей на основі CIGS:

  • Працюють в тіні, з відбитим світлом і при невигідних кутах падіння сонячних променів;
  • Більше ККД до 15%.

Висновки

Сонячні панелі вказаних вище типів покривають різні потреби. Наприклад, монокристалічні найкраще підійдуть в ситуаціях коли необхідно досягти максимальної потужності при мінімальній масі та площі сонячної батареї. А саме в космічній галузі, хоча також вони продовжують використовуватись в певних ситуаціях.

Найбільш оптимальними саме ферми будуть полікристалічні сонячні батареї через їх ціну. Але важливо буде правильно їх встановити під необхідним кутом до горизонту, і без об’єктів навколо, які можуть затінити фотоелементи.

Для інших ситуацій, рекомендуються тонкоплівкові сонячні панелі, які не потребують ідеальних умов для роботи з максимальною ефективністю.

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

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

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.