Sonnenkollektoren: Klassifizierung + Übersicht der Haushaltsmodule

In jüngerer Zeit schienen autonome Energiesysteme für Haushalte fantastisch. Heute betreten sie zuversichtlich unser Leben. Schiefe Europäer nutzen seit langem die sogenannten Sonnenkollektoren, um ihre Häuser mit Strom zu versorgen. In Russland werden solche Systeme immer beliebter. Dies ist auf die relativ hohen Ausrüstungskosten zurückzuführen. Die Technologien seiner Produktion werden jedoch verbessert, und die Preise für Geräte sinken allmählich, wodurch sie für Kunden zugänglicher werden. Welche Paneele wählen Sie für ein Privathaushalt? Lass es uns richtig machen.

Das Prinzip der Solarzellen

Geräte, die Sonnenlicht in Elektrizität umwandeln, arbeiten nach einem relativ einfachen Prinzip. Um es zu verstehen, denken Sie einfach an den Schulphysikkurs. Aktualisieren Sie insbesondere das Wissen darüber, was ein pn-Übergang ist. Er ist es, der Lichtenergie in elektrische Energie umwandeln kann. Dieses Phänomen veranschaulicht anschaulich die Erfahrung mit einem abgesägten Transistor. Licht fällt auf den pn-Übergang, und das daran angeschlossene Voltmeter beginnt, unbedeutende Werte des elektrischen Stroms aufzuzeichnen. Mit zunehmender Fläche des pn-Übergangs steigt die Menge des erzeugten Stroms.

Das Funktionsprinzip von Sonnenkollektoren basiert auf der Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie. Durch die große Fläche der Paneele können Sie mehr Energie erzeugen.

Alle modernen Photovoltaik-Wandler arbeiten nach diesem Prinzip. Die relativ große Fläche der Platten mit pn-Übergängen ermöglicht es Ihnen, genügend Strom zu erhalten. Material und Design werden kontinuierlich verbessert, wodurch der Koeffizient der photoelektrischen Umwandlung zunimmt und es auch die Effizienz des Geräts ist. Die Größe der Spannung und des Ausgangsstroms der Solarbatterie hängt direkt vom Umgebungslicht des Geräts ab.

Arten von fotoelektrischen Wandlern

Die Anzahl der Sorten moderner Solarmodule liegt nahe bei zehn. Jede Variation hat ihre eigenen Eigenschaften. Alle von ihnen können bedingt in zwei große Gruppen unterteilt werden - Silizium- und Polymerfilm. Lassen Sie uns jeden einzelnen genauer betrachten.

Silizium-Sonnenkollektoren

Geräte erzeugen Gleichstrom, der durch Sonneneinstrahlung auf Silizium oder Silizium-Wasserstoffplatten entsteht. Das Material zeichnet sich dadurch aus, dass die darauf fallenden Sonnenstrahlen Elektronen aus den Bahnen der Atome verschieben. Die freigesetzten Elektronen bilden einen elektrischen Strom.Solche Vorrichtungen zeichnen sich durch maximale Effizienz aus, sind jedoch ziemlich schwierig herzustellen, was sie teuer macht. Es gibt verschiedene Arten von Siliziumbatterien.

Ansicht Nr. 1 - Monokristalline Konverter

Eine Besonderheit von Elementen dieses Typs ist die Richtung der lichtempfindlichen Zellen streng in eine Richtung. Dies ist zum einen sehr gut, weil Sie damit das höchste aller ähnlichen Effizienzsysteme erzielen können. Mit Einkristallwandlern erreicht es 22%. Für den Betrieb sollte das Panel jedoch immer in Richtung Sonne gedreht werden, da sonst die Energieeffizienz stark abnimmt.

Diffuses Licht bei Sonnenuntergang oder Morgengrauen an bewölkten Tagen ergibt ein sehr kleines Ergebnis, was Einkristallkonverter zu einer guten Wahl für südliche Gebiete macht, in denen es viele sonnige Tage gibt. Äußerlich können solche Systeme leicht durch die abgeschrägten Ecken der Platten unterschieden werden, was auf die Besonderheiten ihrer Herstellung und die tiefschwarze Farbe zurückzuführen ist, die die Zellen in eine Richtung geben.

Monokristalline Module zeichnen sich durch höchste Effizienz aus. Sie bestehen aus Siliziumkristallen, die streng in eine Richtung ausgerichtet sind.

Ansicht Nr. 2 - Polykristalline Batterien

Auf den Platten befinden sich omnidirektionale Siliziumkristalle, was im Vergleich zu Einkristallen eine geringere Effizienz ergibt. Es ist ungefähr 18%. Das Aussehen der Paneele ist ebenfalls unterschiedlich. Es sind Platten mit der richtigen quadratischen Form in Dunkelblau. Die Heterogenität ihrer Struktur und Farbe erklärt sich aus der Tatsache, dass sie heterogene Siliziumkristalle enthalten und zusätzlich einige Verunreinigungen vorhanden sind.

Polykristalline Solarzellen zeichnen sich durch eine inhomogene Struktur und das Vorhandensein von in verschiedene Richtungen orientierten Siliziumkristallen aus

Zur Herstellung polykristalliner Platten können nicht nur primäres Silizium, sondern auch vorbereitete sekundäre Rohstoffe verwendet werden. Dies erklärt das Vorhandensein einer bestimmten Anzahl von Fehlern in der Ausrüstung. Der Hauptvorteil solcher Platten ist ihre gute Energieeffizienz bei diffusem Licht, was sie für Bereiche unverzichtbar macht, in denen bewölktes Wetter keine Seltenheit ist.

Ansicht Nr. 3 - amorphe Siliziumplatten

Amorphe Elemente sind sehr dünne Schichten aus Silizium, die durch Besprühen des Materials im Vakuum erhalten werden. Basis ist Folie aus hochwertigem Metall, Kunststoff oder Glas. Der Wirkungsgrad solcher Geräte ist gering und beträgt nur 6%. Dies ist auf ein schnelleres Ausbrennen von Siliziumschichten als bei kristallinen Wafern unter dem Einfluss von Sonnenstrahlung zurückzuführen. Wie die Praxis zeigt, ist die Wirksamkeit amorpher Platten nach zwei Monaten Betrieb um etwa 20% verringert. Nach anderthalb bis zwei Jahren kann die Batterie einfach ausfallen.

Module aus amorphem Silizium haben einen geringen Wirkungsgrad, arbeiten jedoch unter Bedingungen des diffusen Lichtflusses sehr effektiv

Ihre Verwendung ist jedoch gerechtfertigt. Die lichtempfindlichen Zellen sind zufällig ausgerichtet, was die Effizienz der Geräte bei bewölktem Wetter und gestreutem Licht erheblich erhöht. Darüber hinaus ist der Absorptionsgrad des einfallenden Lichtflusses in amorphen Platten fast zwanzigmal höher als der von ähnlichen konkurrierenden Siliziumvorrichtungen. Die Nicht-Abfall-Technologie zur Herstellung solcher Batterien kann ihre Kosten erheblich senken. Äußerlich können amorphe Platten durch eine dunkelgraue Farbe unterschieden werden.

Ansicht Nr. 4 - Hybrid-Fotokonverter

Solche Platten kombinieren Mikrokristalle und amorphes Silizium. Die Eigenschaften von hybriden Lichtflusswandlern liegen sehr nahe an den Eigenschaften polykristalliner Elemente. Der einzige Unterschied besteht darin, dass ihre Leistung unter Umgebungslichtbedingungen viel höher ist. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal solcher Paneele ist die Fähigkeit, nicht nur ultraviolette Strahlung, sondern auch Infrarotstrahlen in elektrischen Strom umzuwandeln.

Polymerfilm-Solarkonverter

Eine vielversprechende Alternative zu Siliziumbatterien. Sie sind ein Film, der aus einer aktiven Polymerschicht, Aluminiumelektroden, einem organischen flexiblen Substrat und einer speziellen Schutzschicht besteht. Film-Fotozellen sind miteinander verbunden, was zu einer Rollsolarbatterie führt. Solche Geräte sind sehr flexibel, kompakt und leicht. Ihre Kosten sind etwas niedriger als bei Siliziumanaloga, da bei der Herstellung kein teures Silizium verwendet wird. Darüber hinaus sind die Geräte umweltfreundlicher, da sie weniger Auswirkungen auf die Umwelt haben.

Die Effizienz solcher Geräte ist gering. Es ist ungefähr 6,5%. Im industriellen Maßstab wurden in Dänemark die ersten Polymerbatterien hergestellt. Der Produktionsprozess besteht aus einem speziellen Mehrschichtdruck einer Solarzelle auf einer speziellen flexiblen Folie. Anschließend kann es geschnitten, gedreht und zu Solarmodulen nahezu jeder Größe verarbeitet werden. Die Kosten für Filmelemente sind um eine Größenordnung niedriger als die für Silizium. Es ist jedoch immer noch sehr schwierig, solche Paneele zum Verkauf zu finden. Die Produktion befindet sich in einem frühen Entwicklungsstadium.

Für die Herstellung von Polymersolarmodulen wird kein teures Silizium benötigt, was die Produktionskosten erheblich senkt

Was der Markt bietet - Herstellerübersicht

Auf dem russischen Markt wird eine große Auswahl an Poly- und Einkristallplatten präsentiert. Die meisten von ihnen werden in China hergestellt, was nicht verwunderlich ist, da dieses Land führend bei der Herstellung und dem Verkauf verschiedener Solarstromerzeugungssysteme ist. Deutsche Produkte von SCHOTT und Calixo, japanische von SHARP und Produkte russischer Unternehmen sind ebenfalls auf dem Markt vertreten. Letztere sind am häufigsten an der Montage von Solarzellen aus in China hergestellten Bauteilen beteiligt.

Dennoch gibt es Unternehmen, die Fotokonverter herstellen. Das Hevel-Werk in Novocheboksarsk produziert Dünnschicht-Hybridplatten. Das Saturn-Werk in Krasnodar ist auf Sonnenkollektoren spezialisiert, die mit Galliumarsenid betrieben werden. Letztere sind hauptsächlich für die Raumfahrtindustrie bestimmt. Haushaltsmodule werden von zwei Unternehmen hergestellt: „Werk für metallkeramische Geräte“ in Rjasan und „Telecom-STV“ in Zelenograd.

Inländische Hersteller stellen verschiedene Arten von Siliziumsolarzellen her

Das Werk in Rjasan produziert zwei Haupttypen von Geräten:

• RZMP-130-T mit einem Leistungsbereich von 105 bis 145 Watt.
• RZMP-220-T mit einem Leistungsbereich von 200 bis 240 Watt.

Geräte bestehen aus mehreren in Reihe geschalteten Elementen. Die Platte ist mit hochtransparentem gehärtetem strukturiertem Glas bedeckt und in einem Aluminiumprofil angeordnet. Dieses Design verleiht dem Akku Festigkeit und schützt vor widrigen Wetterbedingungen. Die Kosten für solche Geräte sind ziemlich hoch. Beispielsweise kostet das Modell RZMP-130-T mit einer Leistung von 120 Watt den Käufer mehr als 16.000 Rubel.

Telecom-STV produziert viel mehr verschiedene Modelle von Solarmodulen. Darunter befinden sich Poly- und Einkristallmodule, spezialisierte und spezielle flexible Batterien sowie Einkristallplatten mit erhöhter Effizienz. Die Ausgangsspannung kann sowohl für Hochspannungssysteme (34-38 V) als auch für Niederspannungssysteme (17-18,5 V) angepasst werden.

Siliziummodule sind in einem Aluminiumrahmen erhältlich, der mit einem speziellen strukturierten Glas bedeckt ist. Der Hersteller gewährt fünf Jahre Garantie auf seine Batterien und zertifiziert seine Geräte, obwohl dies gesetzlich nicht erforderlich ist. Zelenograd-Paneele sind leichter und insgesamt weniger als Rjasan. Ihre Kosten sind fast anderthalb Mal niedriger, obwohl die Qualität der Solarmodule konstant hoch ist.

Solare Module aus amorphem Silizium von Hevel können unter verschiedenen klimatischen Bedingungen betrieben werden

Hevel Plant ist das einzige Unternehmen, das Module mit mikromorpher Technologie herstellt.Dies sind Platten, die auf der Basis von amorphem Silizium mit einer bestimmten Menge eingestreuter Mikrokristalle hergestellt sind. Die Panels arbeiten effizient bei Umgebungslicht und konkurrieren sicher mit Poly- und Einkristallbatterien. Das Unternehmen hat gerade mit der Produktion begonnen, so dass es noch nicht in allen Filialen zu finden ist. Die Kosten für solche Paneele sind ziemlich erschwinglich. Ein Gerät mit einer Leistung von 125 W muss etwa 10.000 Rubel bezahlen, was etwas mehr ist als das des Hauptkonkurrenten von Taiwan Green Energy Technology. Ihre Produkte mit ähnlichen Eigenschaften kosten etwa 7.000 Rubel.

Das Angebot an Sonnenkollektoren ist sehr breit. Und nur eine Person, die im Begriff ist, einen Fotokonverter zu erwerben, kann entscheiden, bei welcher Option sie Halt machen soll. Gleichzeitig lohnt es sich, die Meinung von Experten zu berücksichtigen, die die Auswahl polykristalliner Module für die Anordnung einer autonomen Stromversorgung zu Hause empfehlen. Es ist klar, dass Einkristalle effektiver sind, aber wir dürfen nicht vergessen, dass dies ein eher willkürlicher Indikator ist. Die Verwendung von Sonnenkollektoren wird immer beliebter. Trotz ihrer hohen Kosten zahlen sich diese Geräte schnell aus. Und vor allem ermöglichen sie es Ihnen, den notwendigen Strom fast "aus dem Nichts" zu holen.