פאנלים סולאריים: סיווג + סקירה של לוחות ביתיים

לאחרונה, מערכות אנרגיה אוטונומיות לבתים נראו נהדרות. היום הם נכנסים בביטחון לחיינו. האירופים הנטויים משתמשים זה מכבר בפאנלים סולאריים שנקראו כדי לספק לבתיהם חשמל. ברוסיה מערכות כאלה עדיין צוברות פופולריות. זה נובע מעלות הציוד הגבוהה יחסית. עם זאת, הטכנולוגיה בייצור שלה משתפרת, ומחיר המכשירים יורד בהדרגה והופך אותם לנגישים יותר ללקוחות. באילו פאנלים לבחור לבית פרטי? בואו נעשה את זה נכון.

העיקרון של תאים סולאריים

מכשירים שממירים אור שמש לחשמל פועלים בעיקרון פשוט למדי. כדי להבין זאת, זכור רק את קורס הפיזיקה בבית הספר. בפרט, רענן את הידע מהו צומת p-n. הוא זה שמסוגל להמיר אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית. תופעה זו ממחישה בצורה חיה את החוויה עם טרנזיסטור מנוסר. אור נופל על צומת ה- pn, והמתח המחובר אליו מתחיל לרשום ערכים חשובים של הזרם החשמלי. עם עלייה באזור צומת pn, כמות החשמל המיוצרת תגדל.

עקרון הפעולה של לוחות סולאריים מבוסס על המרת אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית. השטח הגדול של הפאנלים מאפשר לכם לייצר יותר אנרגיה.

כל הממירים הפוטוולטאיים המודרניים פועלים על פי עיקרון זה. השטח הגדול יחסית של הצלחות עם צומת p-n מאפשר לך להשיג מספיק חשמל. חומרים ועיצוב עוברים שיפור מתמשך, שבגללו מקדם ההמרה הפוטואלקטרי עולה, זה גם יעילות המכשיר. עוצמת המתח וזרם היציאה של סוללת השמש תלויה ישירות במידת האור הסביבתי של המכשיר.

סוגי ממירים פוטואלקטריים

מספר הזנים של לוחות סולאריים מודרניים קרוב לעשרה. לכל גרסא יש מאפיינים משלה. ניתן לחלק את כולם על תנאי לשתי קבוצות גדולות - סיליקון וסרט פולימר. הבה נבחן ביתר פירוט את כל אחד מהם.

לוחות סולאריים מסיליקון

מכשירים מייצרים זרם ישר, המופיע כתוצאה ממגע עם צלחת סיליקון או סיליקון-מימן של קרינת השמש. תכונות החומר הן כאלה שקרני השמש הנופלות עליה מעבירות אלקטרונים ממסלולי האטומים. האלקטרונים המשוחררים יוצרים זרם חשמלי.מכשירים כאלה מאופיינים ביעילות מירבית, אך הם די קשים לייצור, מה שמייקר אותם. ישנם כמה סוגים של סוללות סיליקון.

צפה מס '1 - ממירים מונוקריסטליים

מאפיין מובחן של אלמנטים מסוג זה הוא כיוון התאים הרגישים לאור בכיוון אחד. מצד אחד זה טוב מאוד, מכיוון שהוא מאפשר לקבל את הגבוה ביותר מבין כל מערכות היעילות הדומות. עם ממירים חד-גבישיים הוא מגיע ל 22%. עם זאת, להפעלה, הפאנל צריך תמיד להיות מופנה לכיוון השמש, אחרת יעילות האנרגיה תקטן בחדות.

אור מפוזר בשקיעה או עם עלות השחר, בימים מעוננים נותן תוצאה קטנה מאוד, מה שהופך ממירים חד-גבישיים לבחירה טובה עבור אזורים דרומיים שבהם ישנם ימי שמש רבים. מבחינה חיצונית ניתן להבחין בקלות במערכות כאלה על ידי פינות המשוליים של הפאנלים, הנובעות ממוזרויות הייצור שלהן, והצבע השחור העמוק שהתאים כיוונו בכיוון אחד מעניקים.

מודולים מונוקריסטליים מאופיינים ביעילות הגבוהה ביותר. הם מורכבים מקריסטלי סיליקון המכוונים בכיוון אחד בלבד.

תצוגה מס '2 - סוללות פול-קריסטליות

גבישי סיליקון סביב הכיוון ממוקמים על הצלחות, מה שנותן יעילות נמוכה יותר בהשוואה לגבישים בודדים. זה בערך 18%. גם המראה של הלוחות שונה. מדובר בלוחות בצורת ריבוע נכונה בכחול כהה. ההטרוגניות של המבנה והצבע שלהם מוסברת על ידי העובדה כי גבישי סיליקון הטרוגניים כלולים בהרכבם, ובנוסף, ישנם כמה זיהומים.

תאים סולאריים מפולי-קריסטליים מאופיינים במבנה לא-הומוגני ובנוכחות גבישי סיליקון המכוונים לכיוונים שונים.

לייצור לוחות פולי-קריסטל ניתן להשתמש לא רק בסיליקון ראשוני, אלא גם להכין חומרי גלם משניים. זה מסביר את נוכחותם של מספר מסוים של ליקויים בציוד. היתרון העיקרי של לוחות כאלה הוא היעילות האנרגטית הטובה שלהם באור מפוזר, מה שהופך אותם לבלתי חיוניים באזורים שבהם מזג אוויר מעונן אינו נדיר.

צפה מס '3 - לוחות סיליקון אמורפיים

אלמנטים אמורפיים הם שכבות סיליקון דקות מאוד, המתקבלות על ידי ריסוס החומר בוואקום. הבסיס הוא נייר כסף עשוי מתכת, פלסטיק או זכוכית באיכות גבוהה. היעילות של מכשירים כאלה היא קטנה ומסתכמת ב 6% בלבד. זה מוסבר על ידי שחיקה מהירה יותר של שכבות סיליקון בהשוואה לפלים גבישיים בהשפעת קרינת השמש. כפי שמראה בפועל, יעילותם של לוחות אמורפיים לאחר חודשיים של פעולה מופחתת בכ- 20%. אחרי שנה וחצי עד שנתיים, הסוללה עשויה פשוט להיכשל.

למודולים העשויים מסיליקון אמורפי יעילות נמוכה, אך הם עובדים בצורה יעילה מאוד בתנאים של שטף אור מפוזר

עם זאת, השימוש בהם מוצדק. התאים הרגישים לאור מכוונים באופן אקראי, מה שמגדיל משמעותית את יעילות המכשירים במזג אוויר מעונן ובאור מפוזר. בנוסף, מידת הקליטה של ​​שטף האור הנכנס בפנלים אמורפיים גבוהה כמעט פי עשרים מאלה של מכשירים דומים המתחרים בסיליקון. טכנולוגיה שאינה מבזבזת לייצור סוללות כאלה יכולה להפחית משמעותית את עלותן. מבחינה חיצונית ניתן להבחין בין צלחות אמורפיות על ידי צבע אפור כהה.

צפה מס '4 - ממירי תמונות היברידיים

לוחות כאלה משלבים מיקרו-קריסטלים וסיליקון אמורפי. המאפיינים של ממירי שטף אור היברידי קרובים מאוד לתכונותיהם של אלמנטים פול-קריסטליים. ההבדל היחיד הוא שהביצועים שלהם בתנאי אור הסביבה הם הרבה יותר גבוהים. מאפיין מובחן נוסף של לוחות כאלה הוא היכולת להמיר לא רק קרינה אולטרה סגולה, אלא גם קרני אינפרא אדום לזרם חשמלי.

ממירי שמש פולימר

אלטרנטיבה מבטיחה לסוללות סיליקון. הם סרט המורכב משכבה פעילה פולימרית, אלקטרודות אלומיניום, מצע גמיש אורגני ושכבת הגנה מיוחדת. תאים פוטואליים של סרטים קשורים זה לזה, וכתוצאה מכך סוללת שמש גלולה. מכשירים כאלה הם מאוד גמישים, קומפקטיים וקלים. עלותם נמוכה מעט מהאנלוגים של סיליקון, מכיוון שלא משתמשים בשימוש בסיליקון יקר בייצור. בנוסף, המכשירים ידידותיים יותר לסביבה, מכיוון שהם משפיעים פחות על הסביבה.

היעילות של מכשירים כאלה נמוכה. זה בערך 6.5%. בקנה מידה תעשייתי החלו לייצר סוללות הפולימר הראשונות בדנמרק. תהליך הייצור מורכב בהדפסה רב שכבתית מיוחדת של תא פוטו על סרט גמיש מיוחד. לאחר מכן ניתן לחתוך אותו, לסובב אותו ולהפוך לפאנלים סולאריים כמעט בכל גודל. עלותם של אלמנטים מסרטים היא בסדר גודל נמוך מזה של הסיליקון. עם זאת, מציאת לוחות כאלה למכירה עדיין קשה מאוד. הייצור נמצא בשלב מוקדם של פיתוח.

לייצור מודולים סולאריים פולימריים אינם זקוקים לסיליקון יקר, מה שמוזיל משמעותית את עלות הייצור

מה שהשוק מציע - סקירת יצרנים

בשוק הרוסי מוצג מגוון גדול של לוחות פולי-קריסטל יחיד. רובם מיוצרים בסין, מה שלא מפתיע, מכיוון שמדינה זו מובילה בייצור ומכירה של מערכות לייצור אנרגיה סולארית שונות. בשוק מוצגים גם מוצרים גרמניים מ- SCHOTT ו- Calixo, יפניים מ- SHARP ומוצרים של חברות רוסיות. האחרונים מעורבים לרוב בהרכבה של תאים סולאריים מרכיבים תוצרת סין.

עם זאת, ישנם חברות המייצרות ממירי פוטו. מפעל חבל, הממוקם בנובוצ'בוקסארסק, מייצר לוחות היברידיים בעלי סרט דק. מפעל שבתאי בקרסנודר מתמחה בסוללות סולאריות הפועלות על גליניום ארסניד. האחרונים מיועדים בעיקר לתעשיית החלל. מודולים ביתיים מיוצרים על ידי שני מפעלים: "מפעל של מכשירי קרמיקה מתכתיים" בריאזאן ו- "Telecom-STV" בזלנוגרד.

יצרנים מקומיים מייצרים סוגים שונים של תאים סולאריים מסיליקון

מפעל Ryazan מייצר שני סוגים עיקריים של מכשירים:

• RZMP-130-T עם טווח הספק בין 105 ל 145 וואט.
• RZMP-220-T עם טווח הספק של 200 עד 240 וואט.

המכשירים מורכבים מכמה אלמנטים המחוברים בסדרה. הפאנל מכוסה בזכוכית מרקם מחוסמת מאוד שקופה ומונחת בפרופיל אלומיניום. עיצוב זה מעניק לסוללה כוח ומגן מפני תנאי מזג אוויר קשים. עלות מכשירים כאלה גבוהה למדי. לדוגמא, דגם RZMP-130-T, שהספקו 120 ואט, יעלה לקונה יותר מ -16,000 רובל.

Telecom-STV מייצרת הרבה יותר דגמים שונים של לוחות סולאריים. ביניהם מודולי פולי-גביש בודד, סוללות גמישות מיוחדות ומיוחדות, כמו גם לוחות גביש יחיד-יעילות. ניתן להתאים את מתח היציאה הן למערכות מתח גבוה (34-38 וולט) והן למתח נמוך (17-18.5 וולט).

מודולי סיליקון זמינים במסגרת אלומיניום, מכוסה זכוכית מרקם מיוחדת. היצרן נותן חמש שנות אחריות על הסוללות שלו ומאשר את ציודו, אם כי על פי החוק הדבר אינו הכרחי. לוחות זלנוגרד קלים יותר ופחות בסך הכל מ- Ryazan. עלותם נמוכה כמעט פי שתיים וחצי, למרות העובדה שאיכות הפאנלים הסולאריים גבוהה באופן עקבי.

מודולי שמש סיליקון אמורפיים ממפעל חבל יכולים לפעול בתנאי אקלים שונים

Hevel Plant הוא היחיד המייצר מודולים המשתמשים בטכנולוגיה מיקרומורפית.מדובר בפלטות העשויות על בסיס סיליקון אמורפי עם כמות מסוימת של גבישי מיקרו שזורים. הלוחות פועלים ביעילות באור הסביבה ומתחרים בביטחון עם סוללות פולי-גביש יחיד. החברה רק החלה בייצור, כך שעדיין לא ניתן למצוא אותה בכל החנויות. העלות של לוחות כאלה היא סבירה למדי. מכשיר בהספק של 125 וואט יצטרך לשלם כ -10,000 רובל, שהוא מעט גבוה יותר מזה של המתחרה העיקרי של טכנולוגיית האנרגיה הירוקה של טייוואן. המוצרים שלהם עם נכסים דומים עולים כ -7,000 רובל.

מגוון הפאנלים הסולאריים רחב מאוד. ורק אדם שעומד לרכוש ממיר פוטו יכול להחליט באיזו אפשרות עליו לעצור. יחד עם זאת, כדאי לשקול את חוות דעתם של מומחים הממליצים לבחור מודולים פול-קריסטליים להסדרת אספקת חשמל אוטונומית בבית. ברור כי גביש יחיד הוא יעיל יותר, אך אל לנו לשכוח כי זהו אינדיקטור שרירותי למדי. השימוש בפאנלים סולאריים הופך פופולרי יותר ויותר. למרות העלות הגבוהה שלהם, מכשירים אלה משתלמים במהירות. והכי חשוב, הם מאפשרים לך להוציא את החשמל הדרוש כמעט "יש מאין".