Solarni paneli: klasifikacija + pregled domaćih panela

U novije vrijeme autonomni energetski sustavi za domove činili su se fantastičnim. Danas oni samouvjereno ulaze u naš život. Naslonjeni Europljani već dugo koriste takozvane solarne ploče da bi svojim domovima osigurali električnu energiju. U Rusiji takvi sustavi i dalje stječu popularnost. To je zbog relativno visokih troškova opreme. Međutim, tehnologija njegove proizvodnje se poboljšava, a cijena uređaja postepeno pada, čineći ih dostupnima kupcima. Koje ploče odabrati za privatni dom? Hajde da ispravimo.

Princip rada solarnih ćelija

Uređaji koji pretvaraju sunčevu svjetlost u električnu energiju djeluju na prilično jednostavnom principu. Da biste ga razumjeli, samo se sjetite školskog tečaja fizike. Posebno osvježite znanje što je p-n spoj. On je taj koji može pretvoriti svjetlosnu energiju u električnu. Ovaj fenomen živopisno prikazuje iskustvo piljenog tranzistora. Svjetlost pada na pn spoj, a voltmetar spojen na njega počinje bilježiti beznačajne vrijednosti električne struje. S porastom područja pn spojnice, količina proizvedene električne energije povećat će se.

Princip rada solarnih panela temelji se na pretvaranju svjetlosne energije u električnu. Velika površina ploča omogućava vam više energije.

Svi moderni fotonaponski pretvarači rade po ovom principu. Relativno velika površina ploča s p-n spojevima omogućava vam da dobijete dovoljno električne energije. Materijali i konstrukcija kontinuirano se poboljšavaju zbog čega se povećava koeficijent fotoelektrične pretvorbe, što je ujedno i učinkovitost uređaja. Veličina napona i izlazne struje solarne baterije izravno ovisi o stupnju okolne svjetlosti uređaja.

Vrste fotoelektričnih pretvarača

Broj sorti modernih solarnih panela blizu je deset. Svaka varijacija ima svoje karakteristike. Svi se oni mogu uvjetno podijeliti u dvije velike skupine - silicijski i polimerni film. Razmotrimo detaljnije svaki od njih.

Silikonski solarni paneli

Uređaji stvaraju istosmjernu struju, koja se pojavljuje kao rezultat kontakta sa silikonskom ili silikonsko-vodikovom pločom sunčevog zračenja. Značajke materijala su takve da sunčeve zrake koje padaju na njega pomiču elektrone s orbite atoma. Oslobođeni elektroni tvore električnu struju.Takve uređaje karakterizira maksimalna učinkovitost, ali oni su prilično teški za proizvodnju, što ih čini skupo. Postoji nekoliko sorti silikonskih baterija.

Prikaži br. 1 - Monokristalni pretvarači

Izrazita karakteristika elemenata ove vrste je pravac fotoosjetljivih ćelija strogo u jednom smjeru. S jedne strane, ovo je vrlo dobro, jer vam omogućava da dobijete najviše od svih sličnih sustava učinkovitosti. S monokristalnim pretvaračima doseže 22%. Međutim, za rad, ploču treba uvijek okrenuti prema suncu, inače će se energetska učinkovitost naglo smanjiti.

Raspršena svjetlost pri zalasku sunca ili u zoru, za oblačnih dana daje vrlo mali rezultat, što pretvarače jednog kristala čini dobar izbor za južna područja u kojima ima puno sunčanih dana. Izvana se takvi sustavi mogu lako razlikovati po nagnutim uglovima ploča, što se događa zbog osobitosti njihove izrade i duboke crne boje koju stanice daju u jednom smjeru.

Monokristalni moduli odlikuju se najvećom učinkovitošću. Sastoje se od silikonskih kristala usmjerenih strogo u jednom smjeru.

Pogledajte br. 2 - polikristalne baterije

Na pločama su smješteni jednosmjerni kristali silicija, što daje nižu učinkovitost u usporedbi s monokristalima. To je oko 18%. Izgled ploča također je različit. Oni su ploče pravilnog kvadratnog oblika u tamnoplavoj boji. Heterogenost njihove strukture i boje objašnjava se činjenicom da su heterogeni kristali silicija uključeni u njihov sastav, a osim toga, prisutne su i neke nečistoće.

Polikristalne solarne ćelije karakteriziraju nehomogena struktura i prisustvo kristala silicijuma orijentiranih u različitim smjerovima

Za proizvodnju polikristalnih ploča ne može se koristiti samo primarni silicij, već i pripremljene sekundarne sirovine. To objašnjava prisutnost određenog broja kvarova u opremi. Glavna prednost takvih ploča je njihova dobra energetska učinkovitost u raspršenom svjetlu, što ih čini neophodnim za područja u kojima oblačno vrijeme nije neuobičajeno.

Prikaži br. 3 - amorfni silikonski paneli

Amorfni elementi su vrlo tanki slojevi silicija, koji se dobivaju raspršivanjem materijala u vakuumu. Osnova je folija izrađena od visokokvalitetnog metala, plastike ili stakla. Učinkovitost takvih uređaja je mala i iznosi samo 6%. To se objašnjava bržim sagorijevanjem slojeva silicija nego kristalnih rezina pod utjecajem sunčevog zračenja. Kao što praksa pokazuje, učinkovitost amorfnih panela nakon dva mjeseca rada smanjuje se za oko 20%. Nakon godinu i pol do dvije godine, baterija jednostavno može propasti.

Moduli napravljeni od amorfnog silicija imaju malu učinkovitost, ali djeluju vrlo učinkovito u uvjetima difuznog svjetlosnog toka

Međutim, njihova je upotreba opravdana. Fotoosjetljive ćelije orijentirane su nasumično, što značajno povećava učinkovitost uređaja u oblačno vrijeme i pri raspršenom svjetlu. Osim toga, stupanj apsorpcije dolaznog svjetlosnog toka u amorfnim pločama gotovo je dvadeset puta viši od onog u sličnim uređajima koji se natječu na siliciju. Ne otpadna tehnologija proizvodnje takvih baterija može značajno smanjiti njihove troškove. Izvana se amorfne ploče mogu razlikovati po tamno sivoj boji.

Pogledajte br. 4 - hibridni pretvarači fotografija

Takvi paneli kombiniraju mikrokristale i amorfni silicij. Svojstva hibridnih pretvarača svjetlosnog toka vrlo su bliska svojstvima polikristalnih elemenata. Jedina je razlika što su njihove performanse u uvjetima okolnog svjetla mnogo veće. Još jedna karakteristična karakteristika takvih ploča je sposobnost pretvaranja ne samo ultraljubičastog zračenja, već i infracrvenih zraka u električnu struju.

Solarni pretvarači polimernog filma

Obećavajuća alternativa silikonskim baterijama. Oni su film koji se sastoji od polimernog aktivnog sloja, aluminijskih elektroda, organskog fleksibilnog supstrata i posebnog zaštitnog sloja. Filmske fotoćelije međusobno su povezane, što rezultira solarnom baterijom u roli. Takvi uređaji su vrlo fleksibilni, kompaktni i lagani. Njihov trošak je nešto niži od silikonskih analoga, jer se u proizvodnji ne koristi skupi silicij. Osim toga, uređaji su ekološki prihvatljiviji, jer imaju manji utjecaj na okoliš.

Učinkovitost takvih uređaja je niska. To je oko 6,5%. U industrijskom smislu, prve polimerne baterije počele su se proizvoditi u Danskoj. Proces proizvodnje sastoji se u posebnom višeslojnom ispisu solarne ćelije na posebnom fleksibilnom filmu. Naknadno se može rezati, uvijati i izrađivati ​​u solarne ploče gotovo bilo koje veličine. Trošak filmskih elemenata za red je manji nego kod silicija. Međutim, pronalaženje takvih ploča u prodaji je i dalje vrlo teško. Proizvodnja je u ranoj fazi razvoja.

Za proizvodnju polimernih solarnih modula ne treba skupi silicij, što značajno smanjuje troškove proizvodnje

Što tržište nudi - pregled proizvođača

Na ruskom tržištu predstavljen je veliki asortiman poli- i monokristalnih ploča. Većina ih se proizvodi u Kini, što i ne čudi, jer je ova država vodeća u proizvodnji i prodaji različitih solarnih sustava za proizvodnju električne energije. Njemački proizvodi SCHOTT i Calixo, japanski SHARP i proizvodi ruskih tvrtki također su zastupljeni na tržištu. Potonje su najčešće uključene u sastavljanje solarnih ćelija iz komponenti kineske proizvodnje.

Ipak, postoje poduzeća koja proizvode fotokonvertere. Tvornica Hevel, koja se nalazi u Novocheboksarsku, proizvodi hibridne ploče tankog filma. Postrojenje Saturn u Krasnodaru specijalizirano je za solarne panele koji djeluju na galijev arsenid. Potonji su uglavnom namijenjeni svemirskoj industriji. Module za kućanstvo proizvode dva poduzeća: „Postrojenje metalno-keramičkih uređaja“ u Ryazanu i „Telecom-STV“ u Zelenogradu.

Domaći proizvođači proizvode različite vrste silicijskih solarnih ćelija

Pogon u Ryazanu proizvodi dvije glavne vrste uređaja:

• RZMP-130-T s rasponom snage od 105 do 145 vata.
• RZMP-220-T s rasponom snage od 200 do 240 vata.

Uređaji se sastoje od nekoliko elemenata koji su spojeni u seriju. Ploča je prekrivena visoko prozirnim staklenim staklenim teksturama i postavljena u aluminijski profil. Ovaj dizajn daje čvrstoću baterije i štiti je od nepovoljnih vremenskih uvjeta. Trošak takvih uređaja je prilično visok. Na primjer, model RZMP-130-T, čija je snaga 120 vata, kupca će koštati više od 16.000 rubalja.

Telecom-STV proizvodi puno više različitih modela solarnih panela. Među njima su poli- i monokristalni moduli, specijalizirane i posebne fleksibilne baterije, kao i jednokristalni paneli povećane učinkovitosti. Izlazni napon može se prilagoditi za visokonaponske sustave (34-38 V) i za niskonaponski (17-18,5 V).

Silikonski moduli dostupni su u aluminijskom okviru prekrivenom posebnim teksturiranim staklom. Proizvođač daje pet godina jamstva na svoje baterije i certificira njegovu opremu, iako po zakonu to nije potrebno. Ploče Zelenograda su svjetlije i manje općenito od Ryazana. Njihov je trošak gotovo jedan i pol puta niži, unatoč činjenici da je kvaliteta solarnih panela stalno visoka.

Hevel amorfni silicijski solarni moduli mogu raditi u različitim klimatskim uvjetima

Tvornica Hevel jedina proizvodi module koji koriste mikromorfnu tehnologiju.Riječ je o pločama izrađenim na osnovi amorfnog silicija s određenom količinom isprepletenih mikrokristala. Ploče učinkovito djeluju pri ambijentalnom svjetlu i samopouzdano se natječu s baterijama od više i jednog kristala. Tvrtka je tek započela proizvodnju, pa je još nije moguće pronaći u svim trgovinama. Trošak takvih ploča prilično je pristupačan. Uređaj snage 125 W morat će platiti oko 10.000 rubalja, što je malo više od onog glavnog konkurenta tajvanske Green Energy Technology. Njihovi proizvodi sa sličnim svojstvima koštaju oko 7000 rubalja.

Asortiman solarnih panela vrlo je širok. I samo osoba koja se sprema nabaviti fotokonverter može odlučiti na kojoj bi se opciji trebala zaustaviti. Istodobno, vrijedi razmotriti mišljenje stručnjaka koji preporučuju odabir polikristalnih modula za uređenje autonomnog napajanja kod kuće. Jasno je da su monokristali učinkovitiji, ali ne smijemo zaboraviti da je to prilično proizvoljan pokazatelj. Upotreba solarnih panela postaje sve popularnija. Unatoč visokoj cijeni, ovi se uređaji brzo isplaćuju. I što je najvažnije, omogućuju vam da potrebnu struju dobijete gotovo "iz ničega".