Panouri solare: clasificare + prezentare generală a panourilor interne

Mai recent, sistemele energetice autonome pentru locuințe au părut fantastice. Astăzi intră cu încredere în viața noastră. Europenii aplecați folosesc de mult timp așa-numitele panouri solare pentru a-și asigura locuințele cu energie electrică. În Rusia, astfel de sisteme încă câștigă popularitate. Acest lucru se datorează costului relativ ridicat al echipamentelor. Cu toate acestea, tehnologiile producției sale sunt îmbunătățite, iar prețul dispozitivelor scade treptat, ceea ce le face mai accesibile pentru clienți. Ce panouri să alegeți pentru o casă privată? Hai să înțelegem.

Principiul celulelor solare

Dispozitivele care transformă lumina solară în electricitate funcționează pe un principiu destul de simplu. Pentru a înțelege, nu uitați doar cursul de fizică a școlii. În special, reîmprospătați cunoștințele despre ceea ce este o joncțiune p-n. El este cel care este capabil să transforme energia lumină în energie electrică. Acest fenomen ilustrează viu experiența cu un tranzistor tăiat. Lumina cade pe joncțiunea pn, iar voltmetrul conectat la aceasta începe să înregistreze valori nesemnificative ale curentului electric. Odată cu creșterea zonei de joncțiune pn, cantitatea de electricitate generată va crește.

Principiul funcționării panourilor solare se bazează pe conversia energiei luminoase în energie electrică. Suprafața mare a panourilor vă permite să generați mai multă energie.

Toate convertoarele fotovoltaice moderne funcționează folosind acest principiu. Suprafața relativ mare a plăcilor cu joncțiuni p-n vă permite să obțineți suficientă energie electrică. Materialele și designul sunt în curs de îmbunătățire continuă, datorită cărora coeficientul de conversie fotoelectric crește, este și eficiența dispozitivului. Mărimea tensiunii și a curentului de ieșire al bateriei solare depinde direct de gradul de iluminare externă a dispozitivului.

Tipuri de convertoare fotoelectrice

Numărul de soiuri de panouri solare moderne este aproape de zece. Fiecare variație are propriile sale caracteristici. Toate acestea pot fi împărțite condiționat în două grupuri mari - siliciu și film polimeric. Să luăm în considerare mai detaliat fiecare dintre ele.

Panouri solare din silicon

Dispozitivele generează curent continuu, care apare ca urmare a contactului cu o placă de siliciu sau siliciu-hidrogen de radiații solare. Caracteristicile materialului sunt astfel încât razele soarelui care cad pe el mută electronii de pe orbitele atomilor. Electronii eliberați formează un curent electric.Astfel de dispozitive sunt caracterizate prin eficiență maximă, dar sunt destul de dificil de fabricat, ceea ce le face scumpe. Există mai multe varietăți de baterii de siliciu.

Vezi numărul 1 - Convertoare monocristaline

O trăsătură distinctivă a elementelor de acest tip este direcția celulelor fotosensibile strict într-o direcție. Pe de o parte, acest lucru este foarte bun, deoarece vă permite să obțineți cel mai înalt dintre toate sistemele de eficiență similare. Cu convertoare monocristal, acesta ajunge la 22%. Cu toate acestea, pentru funcționare, panoul trebuie întotdeauna orientat către soare, altfel eficiența energetică va scădea brusc.

Lumina difuză la apusul soarelui sau în zori, în zilele înnorate dă un rezultat foarte mic, ceea ce face ca convertizoarele cu un singur cristal să fie o alegere bună pentru zonele de sud, unde există multe zile însorite. Extern, astfel de sisteme se pot distinge cu ușurință prin colțurile teșite ale panourilor, ceea ce se datorează particularităților fabricării lor și a culorii negre profunde pe care celulele o dau într-o direcție.

Modulele monocristaline sunt caracterizate de cea mai mare eficiență. Ele constau din cristale de siliciu orientate strict într-o singură direcție.

Vezi numărul 2 - Baterii policristaline

Cristalele de siliciu omidirecționale sunt localizate pe plăci, ceea ce conferă o eficiență mai mică în comparație cu cristale simple. Este de aproximativ 18%. Aspectul panourilor este de asemenea diferit. Sunt plăci cu forma pătrată corectă în albastru închis. Eterogenitatea structurii și a culorii lor se explică prin faptul că conțin cristale eterice de siliciu și, în plus, sunt prezente unele impurități.

Celulele solare policristaline se caracterizează printr-o structură neomogenă și prezența cristalelor de siliciu orientate în direcții diferite

Pentru fabricarea panourilor policristaline pot fi utilizate nu numai siliciu primar, ci și materii prime preparate secundare. Acest lucru explică prezența unui anumit număr de defecte în echipament. Principalul avantaj al acestor plăci este eficiența energetică bună a acestora în lumină difuză, ceea ce le face indispensabile pentru zonele în care vremea înnorată nu este neobișnuită.

View # 3 - panouri de siliciu amorf

Elementele amorfe sunt straturi foarte subțiri de siliciu, care se obțin prin pulverizarea materialului în vid. Baza este folie din metal, plastic sau sticlă de înaltă calitate. Eficiența acestor dispozitive este mică și se ridică la doar 6%. Acest lucru se explică prin arderea mai rapidă a straturilor de siliciu decât napolitane cristaline sub influența radiațiilor solare. După cum arată practica, eficacitatea panourilor amorfe după două luni de funcționare este redusă cu aproximativ 20%. După un an și jumătate până la doi ani, bateria poate să nu funcționeze pur și simplu.

Modulele fabricate din siliciu amorf au o eficiență scăzută, dar funcționează foarte eficient în condițiile fluxului luminos difuz

Cu toate acestea, utilizarea lor este justificată. Celulele fotosensibile sunt orientate la întâmplare, ceea ce crește semnificativ eficiența dispozitivelor pe vreme tulbure și în lumină împrăștiată. În plus, gradul de absorbție a fluxului de lumină care intră în panourile amorfe este de aproape douăzeci de ori mai mare decât cel al dispozitivelor concurenților similare cu siliciu. Tehnologia fără deșeuri pentru producerea unor astfel de baterii poate reduce semnificativ costurile acestora. Extern, plăcile amorfe se pot distinge printr-o culoare gri închisă.

Vizualizare # 4 - Convertoare foto hibride

Astfel de panouri combină microcristalii și siliciu amorf. Proprietățile convertoarelor de flux de lumină hibride sunt foarte apropiate de proprietățile elementelor policristaline. Singura diferență este că performanța lor în condiții de lumină ambientală este mult mai mare. O altă caracteristică distinctivă a unor astfel de panouri este capacitatea de a converti nu numai radiațiile ultraviolete, dar și razele infraroșii în curent electric.

Convertoare solare cu film polimeric

O alternativă promițătoare la bateriile cu siliciu. Sunt o peliculă formată dintr-un strat activ polimer, electrozi din aluminiu, un substrat organic flexibil și un strat protector special. Fotocelulele cu film sunt interconectate, rezultând o baterie solară cu rulou. Astfel de dispozitive sunt foarte flexibile, compacte și ușoare. Costul lor este puțin mai mic decât analogii de siliciu, deoarece siliconul scump nu este utilizat în producție. În plus, dispozitivele sunt mai ecologice, deoarece au un impact mai mic asupra mediului.

Eficiența acestor dispozitive este scăzută. Este de aproximativ 6,5%. La scară industrială, primele baterii polimerice au început să fie produse în Danemarca. Procesul de producție constă într-o imprimare specială în mai multe straturi a unei celule solare pe un film flexibil special. Ulterior poate fi tăiat, răsucit și transformat în panouri solare de aproape orice dimensiune. Costul elementelor de film este de ordinul mărimii mai mic decât cel al siliciuului. Cu toate acestea, găsirea unor astfel de panouri la vânzare este încă foarte dificilă. Producția este într-un stadiu incipient de dezvoltare.

Pentru fabricarea modulelor solare din polimeri nu este nevoie de siliciu scump, ceea ce reduce semnificativ costul de producție

Ce oferă piața - prezentare generală a producătorilor

O gamă largă de panouri din poli și monocristal este prezentată pe piața rusă. Majoritatea sunt fabricate în China, ceea ce nu este surprinzător, deoarece această țară este lider în producția și vânzarea diferitelor sisteme de producere a energiei solare. Pe piață sunt reprezentate produse germane de la SCHOTT și Calixo, japoneze de la SHARP și produse de la companii rusești. Acestea din urmă sunt implicate cel mai adesea în asamblarea celulelor solare din componente chinezești.

Cu toate acestea, există întreprinderi producătoare de fotoconvertoare. Uzina Hevel, situată în Novocheboksarsk, produce panouri hibride cu film subțire. Uzina Saturn din Krasnodar este specializată în panouri solare care operează pe arsenid de galiu. Acestea din urmă sunt destinate în special industriei spațiale. Modulele casnice sunt produse de două întreprinderi: „Uzina de dispozitive metal-ceramice” din Ryazan și „Telecom-STV” din Zelenograd.

Producătorii autohtoni produc diverse tipuri de celule solare de siliciu

Uzina Ryazan produce două tipuri principale de dispozitive:

• RZMP-130-T cu o gamă de putere cuprinsă între 105 și 145 wați.
• RZMP-220-T cu o gamă de putere cuprinsă între 200 și 240 wați.

Dispozitivele constau din mai multe elemente conectate în serie. Panoul este acoperit cu sticlă texturată temperată foarte transparentă și așezat într-un profil de aluminiu. Acest design oferă bateriei rezistență și o protejează de condițiile meteorologice nefavorabile. Costul unor astfel de dispozitive este destul de mare. De exemplu, modelul RZMP-130-T, a cărui putere este de 120 wați, va costa cumpărătorul mai mult de 16.000 de ruble.

Telecom-STV produce cu mult mai multe modele diferite de panouri solare. Printre acestea se numără module din poli și monocristal, baterii flexibile specializate și speciale, precum și panouri monocristal cu eficiență crescută. Tensiunea de ieșire poate fi adaptată atât pentru sisteme de înaltă tensiune (34-38 V), cât și pentru joasă tensiune (17-18,5 V).

Modulele din silicon sunt disponibile într-un cadru din aluminiu, acoperit cu o sticlă cu textură specială. Producătorul acordă cinci ani de garanție pentru bateriile sale și certifică echipamentele sale, deși prin lege acest lucru nu este necesar. Panourile Zelenograd sunt mai ușoare și mai puțin globale decât Ryazan. Costul lor este de aproape o dată și jumătate mai mic, în ciuda faptului că calitatea panourilor solare este constant ridicată.

Modulele solare de siliciu amorf din fabrica Hevel pot funcționa în diferite condiții climatice

Hevel Plant este singurul care produce module care utilizează tehnologia micromorfă.Acestea sunt plăci realizate pe baza de siliciu amorf cu o anumită cantitate de microcristale intersectate. Panourile funcționează eficient în condiții de lumină ambientală și concurează cu încredere cu bateriile din poli și monocristal. Compania abia a început producția, așa că nu este încă posibilă găsirea ei în toate magazinele. Costul acestor panouri este destul de accesibil. Un dispozitiv cu o putere de 125 W va trebui să plătească aproximativ 10.000 de ruble, ceea ce este puțin mai mare decât cel al principalului concurent al Tehnologiei de energie verde din Taiwan. Produsele lor cu proprietăți similare costă aproximativ 7.000 de ruble.

Gama de panouri solare este foarte largă. Și numai o persoană care urmează să achiziționeze un fotoconvertor poate decide la ce opțiune ar trebui să se oprească. În același timp, merită luat în considerare opinia experților care recomandă alegerea modulelor policristaline pentru aranjarea alimentării autonome la domiciliu. Este clar că monocristalinele sunt mai eficiente, dar nu uitați că acesta este un indicator destul de arbitrar. Utilizarea panourilor solare devine din ce în ce mai populară. În ciuda costurilor lor ridicate, aceste dispozitive plătesc rapid. Și cel mai important, vă permit să obțineți energia electrică necesară aproape „din nimic”.