Saules paneļi: klasifikācija + mājas paneļu pārskats

Pavisam nesen autonomās māju energosistēmas šķita fantastiskas. Šodien viņi pārliecinoši ienāk mūsu dzīvē. Liekie eiropieši jau sen izmanto tā saucamos saules paneļus, lai apgādātu savas mājas ar elektrību. Krievijā šādas sistēmas joprojām iegūst popularitāti. Tas ir saistīts ar samērā augstām aprīkojuma izmaksām. Tomēr tā ražošanas tehnoloģija tiek pilnveidota, un ierīču cena pakāpeniski krītas, padarot tās pieejamākas klientiem. Kādus paneļus izvēlēties privātmājai? Pareizosim.

Saules bateriju princips

Ierīces, kas pārveido saules gaismu elektrībā, darbojas pēc diezgan vienkārša principa. Lai to saprastu, atcerieties tikai skolas fizikas kursu. Īpaši atsvaidziniet zināšanas par p-n krustojumu. Tieši viņš spēj pārveidot gaismas enerģiju elektriskajā enerģijā. Šī parādība spilgti ilustrē pieredzi ar nogrieztu tranzistoru. Gaisma krīt uz pn krustojuma, un tam pievienotais voltmetrs sāk reģistrēt nenozīmīgas elektriskās strāvas vērtības. Palielinoties pn krustojuma laukumam, palielināsies saražotās elektroenerģijas daudzums.

Saules paneļu darbības principa pamatā ir gaismas enerģijas pārvēršana elektriskajā enerģijā. Lielais paneļu laukums ļauj jums radīt vairāk enerģijas.

Visi mūsdienu fotoelektriskie pārveidotāji darbojas pēc šī principa. Relatīvi lielais plākšņu laukums ar p-n krustojumiem ļauj iegūt pietiekami daudz elektrības. Materiāli un dizains tiek nepārtraukti pilnveidoti, kā rezultātā palielinās fotoelektriskās pārveidošanas koeficients, tā ir arī ierīces efektivitāte. Saules akumulatora sprieguma un izejas strāvas lielums tieši ir atkarīgs no ierīces apkārtējā apgaismojuma pakāpes.

Fotoelektrisko pārveidotāju veidi

Mūsdienu saules paneļu šķirņu skaits ir tuvu desmit. Katrai variācijai ir savas īpašības. Tos visus nosacīti var iedalīt divās lielās grupās - silīcija un polimēra plēvē. Ļaujiet mums sīkāk apsvērt katru no tiem.

Silīcija saules paneļi

Ierīces ģenerē līdzstrāvu, kas parādās saules starojuma rezultātā, nonākot silīcija vai silīcija-ūdeņraža plāksnē. Materiāla īpašības ir tādas, ka uz to krītošie saules stari elektronus novirza no atomu orbītām. Atbrīvotie elektroni veido elektrisko strāvu.Šādām ierīcēm raksturīga maksimāla efektivitāte, taču to ražošanā ir diezgan grūti, kas tās padara dārgas. Ir vairākas silīcija bateriju šķirnes.

1. skats - monokristālu pārveidotāji

Šāda veida elementu atšķirīga iezīme ir gaismjutīgo šūnu virziens stingri vienā virzienā. No vienas puses, tas ir ļoti labi, jo tas ļauj jums iegūt augstāko no visām līdzīgām efektivitātes sistēmām. Viena kristāla pārveidotājiem tas sasniedz 22%. Tomēr darbībai panelis vienmēr jāpagriež pret sauli, pretējā gadījumā energoefektivitāte strauji samazināsies.

Izkliedēta gaisma saulrietā vai rītausmā, mākoņainās dienās dod ļoti mazu rezultātu, kas vienkristāla pārveidotājus padara par labu izvēli dienvidu apgabalos, kur ir daudz saulainu dienu. Ārēji šādas sistēmas var viegli atšķirt ar slīpiem paneļu stūriem, kas ir saistīts ar to izgatavošanas īpatnībām, un dziļo melno krāsu, ko šūnas piešķir vienā virzienā.

Monokristāliskajiem moduļiem ir visaugstākā efektivitāte. Tie sastāv no silīcija kristāliem, kas ir stingri orientēti vienā virzienā.

2. skats - polikristālu akumulatori

Uz plāksnēm atrodas daudzvirzienu silīcija kristāli, kas dod zemāku efektivitāti, salīdzinot ar atsevišķiem kristāliem. Tas ir apmēram 18%. Arī paneļu izskats ir atšķirīgs. Tās ir pareizas kvadrātveida formas plāksnes tumši zilā krāsā. To struktūras un krāsas neviendabīgums ir izskaidrojams ar to, ka to sastāvā ir iekļauti neviendabīgi silīcija kristāli, un papildus tam ir daži piemaisījumi.

Polikristāliskajiem saules elementiem ir raksturīga nehomogēna struktūra un dažādos virzienos orientētu silīcija kristālu klātbūtne

Polikristālisku paneļu ražošanā var izmantot ne tikai primāro silīciju, bet arī sagatavotas otrreizējās izejvielas. Tas izskaidro noteikta skaita defektu esamību iekārtās. Šādu plākšņu galvenā priekšrocība ir to labā energoefektivitāte izkliedētā gaismā, kas padara tās neaizstājamas vietās, kur mākoņains laiks nav retums.

3. skats - amorfie silīcija paneļi

Amorfie elementi ir ļoti plāni silīcija slāņi, ko iegūst, izsmidzinot materiālu vakuumā. Pamats ir folija, kas izgatavota no augstas kvalitātes metāla, plastmasas vai stikla. Šādu ierīču efektivitāte ir maza un sasniedz tikai 6%. Tas izskaidrojams ar ātrāku silīcija slāņu izdegšanu nekā kristāliskās vafeles saules starojuma ietekmē. Kā rāda prakse, amorfo paneļu efektivitāte pēc diviem darbības mēnešiem tiek samazināta par aptuveni 20%. Pēc pusotra līdz diviem gadiem akumulators var vienkārši neizdoties.

No amorfā silīcija izgatavotiem moduļiem ir zema efektivitāte, taču tie ļoti efektīvi darbojas izkliedētas gaismas plūsmas apstākļos

Tomēr to izmantošana ir pamatota. Gaismjutīgās šūnas ir orientētas nejauši, kas ievērojami palielina ierīču efektivitāti mākoņainā laikā un izkliedētā gaismā. Turklāt ienākošā gaismas plūsmas absorbcijas pakāpe amorfos paneļos ir gandrīz divdesmit reizes augstāka nekā līdzīgām konkurējošām silīcija ierīcēm. Neatkritumu tehnoloģija šādu akumulatoru ražošanai var ievērojami samazināt to izmaksas. Ārēji amorfās plāksnes var atšķirt ar tumši pelēku krāsu.

4. skats - hibrīdu foto pārveidotāji

Šādi paneļi apvieno mikrokristālus un amorfu silīciju. Hibrīdu gaismas plūsmas pārveidotāju īpašības ir ļoti tuvas polikristālisko elementu īpašībām. Vienīgā atšķirība ir tā, ka to veiktspēja apkārtējā apgaismojumā ir daudz augstāka. Vēl viena šādu paneļu atšķirīgā iezīme ir spēja pārveidot ne tikai ultravioleto starojumu, bet arī infrasarkanos starus elektriskajā strāvā.

Polimēru plēves saules pārveidotāji

Daudzsološa alternatīva silīcija akumulatoriem. Tās ir plēve, kas sastāv no polimēru aktīvā slāņa, alumīnija elektrodiem, organiski elastīga substrāta un īpaša aizsargājoša slāņa. Plēves saules baterijas ir apvienotas viena ar otru, iegūstot saules bateriju. Šādas ierīces ir ļoti elastīgas, kompaktas un vieglas. To izmaksas ir nedaudz zemākas nekā silīcija analogiem, jo ​​ražošanā neizmanto dārgu silīciju. Turklāt ierīces ir videi draudzīgākas, jo tām ir mazāka ietekme uz vidi.

Šādu ierīču efektivitāte ir zema. Tas ir apmēram 6,5%. Rūpnieciskā mērogā pirmās polimēru baterijas sāka ražot Dānijā. Ražošanas process sastāv no īpašas daudzslāņu saules baterijas drukāšanas uz speciālas elastīgas plēves. Pēc tam to var sagriezt, savīt un izgatavot gandrīz jebkura izmēra saules paneļos. Filmu elementu izmaksas ir par aptuveni zemāku cenu nekā silīcija. Tomēr joprojām ir ļoti grūti atrast šādus paneļus pārdošanā. Ražošana ir agrīnā attīstības stadijā.

Polimēru saules moduļu ražošanai nav nepieciešams dārgs silīcijs, kas ievērojami samazina ražošanas izmaksas

Ko piedāvā tirgus - pārskats par ražotājiem

Krievijas tirgū tiek piedāvāts liels poliestera un viena kristāla paneļu sortiments. Lielākā daļa no tām ir izgatavotas Ķīnā, kas nav pārsteidzoši, jo šī valsts ir līdere dažādu saules enerģijas ražošanas sistēmu ražošanā un pārdošanā. Tirgū ir pārstāvēti arī vācu produkti no SCHOTT un Calixo, japāņu no SHARP un izstrādājumi no Krievijas uzņēmumiem. Pēdējie visbiežāk tiek iesaistīti saules bateriju montāžā no Ķīnā ražotiem komponentiem.

Tomēr ir uzņēmumi, kas ražo fotokonvertorus. Hevelas rūpnīca, kas atrodas Novočeboksarskā, ražo plānslāņa hibrīda paneļus. Saturna rūpnīca Krasnodarā specializējas saules paneļos, kas darbojas uz gallija arsenīdu. Pēdējie galvenokārt ir paredzēti kosmosa rūpniecībai. Sadzīves moduļus ražo divi uzņēmumi: “Metālkeramikas ierīču rūpnīca” Rjazaņā un “Telecom-STV” Zelenogradā.

Vietējie ražotāji ražo dažāda veida silīcija saules baterijas

Rjazaņas rūpnīca ražo divus galvenos ierīču veidus:

• RZMP-130-T ar jaudu no 105 līdz 145 vatiem.
• RZMP-220-T ar jaudu no 200 līdz 240 vatiem.

Ierīces sastāv no vairākiem elementiem, kas savienoti virknē. Panelis ir pārklāts ar ļoti caurspīdīgu rūdītu teksturētu stiklu un ievietots alumīnija profilā. Šis dizains nodrošina akumulatora izturību un aizsargā to no nelabvēlīgiem laika apstākļiem. Šādu ierīču izmaksas ir diezgan augstas. Piemēram, modelis RZMP-130-T, kura jauda ir 120 vati, pircējam maksās vairāk nekā 16 000 rubļu.

Telecom-STV ražo daudz vairāk dažādu saules paneļu modeļu. Starp tiem ir polikristālu un viena kristāla moduļi, specializētas un īpašas elastīgas baterijas, kā arī paaugstināta efektivitātes monokristālu paneļi. Izejas spriegumu var pielāgot gan augstsprieguma sistēmām (34-38 V), gan zemspriegumam (17-18,5 V).

Silīcija moduļi ir pieejami alumīnija rāmī, pārklāts ar speciālu teksturētu stiklu. Ražotājs akumulatoriem piešķir piecu gadu garantiju un sertificē tās aprīkojumu, lai gan saskaņā ar likumu tas nav nepieciešams. Zelenograd paneļi ir vieglāki un mazāk kopumā nekā Ryazan. To izmaksas ir gandrīz pusotras reizes zemākas, neskatoties uz to, ka saules paneļu kvalitāte ir nemainīgi augsta.

Amfera silīcija saules moduļi no Hevelas rūpnīcas var darboties dažādos klimatiskos apstākļos

Hevel Plant ir vienīgais, kas ražo moduļus, izmantojot mikromorfās tehnoloģijas.Tās ir plāksnes, kas izgatavotas, pamatojoties uz amorfu silīciju, ar noteiktu daudzumu savstarpēji saistītu mikrokristālu. Paneļi efektīvi darbojas apkārtējā apgaismojumā un pārliecinoši konkurē ar poli- un viena kristāla akumulatoriem. Uzņēmums ir tikko sācis ražošanu, tāpēc to vēl nav iespējams atrast visos veikalos. Šādu paneļu izmaksas ir diezgan pieņemamas. Ierīcei ar jaudu 125 W būs jāmaksā apmēram 10 000 rubļu, kas ir nedaudz vairāk nekā Taivānas Zaļās enerģijas tehnoloģijas galvenā konkurenta cena. Viņu produkti ar līdzīgām īpašībām maksā apmēram 7000 rubļu.

Saules paneļu klāsts ir ļoti plašs. Un tikai persona, kas gatavojas iegādāties fotokonvertoru, var izlemt, pie kuras iespējas viņam vajadzētu apstāties. Tajā pašā laikā ir vērts ņemt vērā ekspertu viedokli, kuri iesaka izvēlēties polikristāliskos moduļus autonomas barošanas organizēšanai mājās. Ir skaidrs, ka vienskristāls ir efektīvāks, taču mēs nedrīkstam aizmirst, ka tas ir diezgan patvaļīgs rādītājs. Saules paneļu izmantošana kļūst arvien populārāka. Neskatoties uz augstām izmaksām, šīs ierīces ātri atmaksājas. Un pats galvenais - tie ļauj jums iegūt nepieciešamo elektrību gandrīz "no nekā".