Основные виды солнечных батарей: обзор достоинств

Солнечные батареи – это безопасный и перспективный источник энергии. Если вы планируете или уже решили установить солнечную электростанцию на своём доме, вам будет полезно узнать, какие типы солнечных панелей существуют.

Основные виды солнечных панелей и их характеристики

Различают моно-, поликристаллические, а также панели, созданные из аморфного кремния. Рассмотрим особенности каждого из 3 типов солнечных батарей.

Монокристаллические

Для изготовления панелей выращивается кремниевый кристалл по методу Чохральского. Далее он нарезается на тонкие пластины, которые используются для сборки панели. Монокристаллические солнечные панели имеют черный оттенок.
Учитывая, что элемент состоит из одного кристалла, электроны, создающие электрический ток, располагают большим «пространством» для маневра и перемещения и демонстрируют повышенную эффективность по сравнению с поликристаллическими панелями. Таким образом, КПД монокристаллов варьируется от 18 до 24%.

Поликристаллические

В качестве основы для изготовления панелей используется полупроводниковый элемент с поликристаллической структурой. Для производства используется сырье, которое осталось после изготовления монокристаллических батарей. Сначала кремниевое сырье расплавляют, а потом охлаждают.

Учитывая неоднородность кристаллов, не удается получить полностью однотонную поверхность. Цветовая гамма поликристаллических панелей – синяя. КПД варьируется от 12 до 18%.

Солнечные панели из аморфного кремния

Аморфный кремний представляет собой гидрогенизированную форму кремния, в состав которой входит водород, меняющий свойства материала и придающий ему свойства полупроводника. В качестве подложки для нанесения кремневодорода может быть использовано стекло, полимеры, керамика, однако наиболее распространенным материалом остается нержавеющая сталь.

Аморфному кремнию присуще оптическое поглощение, в 20 раз превышающее аналогичный показатель кристаллического кремния, вот почему достаточно толщины пленки всего 0,5-1,0 мкм. КПД панелей из аморфного кремния нового поколения постепенно повышается. Если эффективность первых модулей не превышала 5%, то сегодня производятся панели, КПД которых достигает 12%.Особенностью панелей из аморфного кремния является эффективное использование рассеянного солнечного света. Это свойство делает их оптимальным вариантом для использования в северных районах. Также стоит отметить, что их эффективность при повышении температуры воздуха не снижается. Однако стоимость такого вида солнечных батарей остается высокой.

Жесткие и гибкие солнечные панели

Традиционные моно- и поликристаллические панели имеют жесткую конструкцию. В результате готовый модуль имеет значительный вес, является совсем не эластичным и к тому же хрупким. Установить его на криволинейной поверхности нельзя.

В отличие от жестких гибкие солнечные панели, созданные на основе сверхтонких лент из стали, выглядят как пленка и отличаются эластичностью и легкостью. Гибкая стальная основа обеспечивает прочность и надежность. Такие панели можно легко устанавливать на неровных поверхностях.

Какие виды солнечных батарей выбрать для дачи?

Выбор вида солнечных батарей для дома или дачи зависит от имеющихся возможностей.

При одинаковых размерах, монокристаллические батареи способны преобразовать больше энергии, чем поликристаллические. Монокристалл окупается быстрее. При наличии финансовых возможностей можно порекомендовать монокристаллическую батарею. Кроме того, этот вариант будет единственным, если площадь поверхности, пригодной для установки панелей, не велика.

При наличии достаточного пространства можно приобрести поликристаллические панели. Их стоимость не высока, поэтому можно подобрать оптимальное количество, необходимое для получения нужного объема энергии. Кроме того, поликристалл станет хорошим решением, если вашей целью является получение энергии для питания лишь небольших приборов и устройств.

Гибкие солнечные панели идеально подходят для установки на криволинейных поверхностях, а также на катерах, яхтах, автодомах, кемперах и автомобилях. Выбирайте оборудование брендов, которые давно работают и хорошо зарекомендовали себя на рынке. Не стоит покупать дешевые батареи изготовителей, о которых никто не слышал.

Возможности компании REENERGO

Если у вас есть желание собрать солнечную электростанцию для дома, но нет времени разбираться в особенностях устройства и принципах работы солнечных батарей, смело обращайтесь к специалистам компании REENERGO, которые расскажут о нюансах и подберут оптимальный комплект оборудования!

рейтинг по КПД для дома и дачи

Содержание

1. Новый мировой рекорд: эффективность солнечных батарей повысили до 29,15%
2. Виды солнечных батарей
3. Кремниевые
4. Монокристаллические
5. Поликристаллические
6. Различия моно- и поликристаллических панелей
7. Аморфные
8. Пленочные
9. Полимерные
10. Фотосенсибилизированные
11. Концентрационные солнечные модули
12. Сравнение: виды солнечных панелей и их КПД
13. Самые эффективные солнечные батареи
14. Видео: опыт использования и отзывы
15. Цены на солнечные батареи и где купить?

Новый мировой рекорд: эффективность солнечных батарей повысили до 29,15%

Научно-исследовательская группа Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) описала в журнале Science разработку тандемного солнечного элемента из перовскита и кремния. Его КПД составил 29,15%. На текущий момент — это новый мировой рекорд. Предыдущие показатели КПД были в районе 28%. Исследователи планируют довести эффективность тандемного солнечного элемента до 30% и даже превысить этот показатель.

Для солнечных элементов базовым материалом является кремний, а разработки с использованием перовскита (титаната кальция) ведутся параллельно. Ученые думают, что возможности перовскита еще не раскрыты и используя оба материала, они получают прирост эффективности.

Солнечные элементы, состоящие из двух полупроводников с различной шириной запрещенной зоны, способны демонстрировать высокую эффективность по сравнению с отдельными элементами, так как тандемные элементы полнее используют солнечный спектр. В частности, обычные кремниевые солнечные элементы главным образом эффективно преобразуют в электрическую энергию инфракрасную часть солнечного спектра, в то время как соединения перовскита могут эффективно преобразовывать видимую часть спектра, повышая КРД тандема.
Использование перовскита и кремния не увеличивает стоимость солнечных панелей.

Виды солнечных батарей

Современные солнечные комплексы работают на различных видах фотоэлектрических панелей, обладающих своими особенностями и параметрами. Все виды солнечных батарей создавались для достижения максимальной эффективности, производительности, получения стабильных и равномерных результатов. Несмотря на заметную разницу в показателях, все разновидности активно используются, демонстрируя свои лучшие качества в предлагаемых условиях.

Постоянные разработки новых образцов фотоэлектрических материалов привели к появлению большого количества солнечных панелей. В их число входят:

• кремниевые, в т. ч. моно- и поликристаллические, аморфные виды
• из теллурида кадмия
• полупроводниковые панели из селена, индия, галлия и меди (CIGS)
• полимерные модули

По механическим свойствам различают:

• жесткие
• гибкие (тонкопленочные)
• одно- и двухсторонние панели

Все разновидности демонстрируют высокие эксплуатационные качества — они практически не требуют обслуживания, нуждаясь только в очистке рабочей поверхности от пыли, ухудшающей прием солнечной энергии фотоэлементами.

Кремниевые

Солнечные панели из кремния являются наиболее распространенными из всех видов. Технология их производства хорошо отработана, производители сумели добиться максимальной эффективности продукции, повторяемости результата. Все виды солнечных панелей, использующиеся в солнечных комплексах, делятся на три основные группы:

• монокристаллические
• поликристаллические
• аморфные

Технология их производства заметно различается, общим признаком остается только базовый материал изготовления. Отличаются они и по эффективности, особенностям использования.

Однако, все разновидности кремниевых панелей лидируют среди альтернативных вариантов по производительности (моно- и поликристаллические) или стоимости (аморфные). Рассмотрим их внимательнее:

Монокристаллические

Среди всех существующих разработок наиболее эффективными являются монокристаллические кремниевые панели. Несмотря на довольно высокую цену, они востребованы и являются для пользователей наиболее предпочтительным вариантом. Особенность этих фотоэлектрических элементов в том, что они являются тонким срезом с единого кристалла кремния.

Технология выращивания состоит в опускании правильного эталонного кристалла малого размера в расплав кремния. Этот небольшой образец становится основой для роста большого кристалла, который, по достижении нужного размера, распиливают на тонкие пластинки. Форма близка к цилиндру, поэтому отдельные элементы имеют срезанные края.

По этому признаку, а также по цвету, монокристаллические панели легко отличить от любых других видов — они черные и по всей площади панели имеют металлические защитные крышки на точках соединения срезанных углов.

КПД таких модулей составляет 18-22 %, долговечность — около 25 лет (и более). Единственным недостатком считается высокая стоимость монокристаллов.

Поликристаллические

Поликристаллические элементы созданы для ускорения и удешевления производственного процесса. Выращивание монолитного кристалла — длительный и дорогостоящий процесс, что отрицательно отражается на себестоимости.

Поликристаллические панели делают из отливки, полученной после розлива расплавленного кремния в формы. Застывшую массу разрезают на тонкие пластинки, которые и становятся основой для панелей. Их КПД составляет 12-18 %, цена ниже примерно на 20 %. Внешне поликристаллические панели легко отличить по синему цвету и отсутствию каких-либо дополнительных элементов.

Дешевизна и относительно высокие технические характеристики сделали поликристаллические элементы наиболее распространенными среди всех остальных видов. Особенностью, увеличивающей возможности модулей, является способность вырабатывать электроэнергию в пасмурную погоду. Это подходит для многих северных регионов или районов с малым количеством солнечных дней.

Различия моно- и поликристаллических панелей

Основная разница между этими разновидностями состоит в ориентации микрочастиц кремния. В монокристалле они все направлены в одну сторону и способны с максимальной эффективностью получать солнечную энергию. У поликристаллов элементы расположены хаотично, что снижает общую производительность.

Этим же объясняется их способность работать в пасмурную погоду — есть примерно равное количество элементов, оптимальным образом расположенных к свету любой направленности. У монокристалла изменение положения лучей сразу снижает выработку энергии у всей панели. Поэтому для регионов с низкой инсоляцией выбор поликристаллических панелей будет более оправданным и эффективным.

Аморфные

Эти панели сочетают в себе и достоинства, и недостатки жестких кремниевых образцов. Они изготавливаются методом напыления на гибкую основу слоя кремния. Это делает панель гибкой и способной к установке на рельефную поверхность. В результате появляется возможность получать энергию в течение для в более равномерном и стабильном режиме.

Их КПД составляет всего 5-6 %, но работоспособность значительно выше — только аморфные панели начинают давать энергию в условиях слабой освещенности, когда моно- и поликристаллические элементы еще не готовы к работе.

Современные аморфные панели третьего поколения способны развивать КПД до 12 %, но их цена пока слишком велика для такой эффективности. Основная особенность этих элементов состоит в хорошей производительности при высокой температуре среды. Кроме этого, на производство уходит всего 10 % кремния, что значительно снижает себестоимость.

Пленочные

Известно, что кремний плохо поглощает солнечный свет в инфракрасном диапазоне. Это заметно снижает производительность и эффективность панелей. Пленочные типы солнечных панелей создавались для того, чтобы устранить этот недостаток. Они изготовлены из арсенида галлия, теллурида кадмия или селенидов меди, галлия, индия. Эти материалы хорошо поглощают энергию солнца во всех диапазонах, причем, толщина слоя может составлять всего несколько микрон против 100-300 мкм для кремниевых образцов.

Пленочные панели представляют собой два слоя гибкой прозрачной основы, между которыми напылены те или иные материалы. В среднем, КПД пленочных модулей не превышает 11-13 %, но в некоторых случаях отмечается 18 и даже 20 %.

Производство пока находится в начальной стадии. Виной этого является недостаток индия, сложности работы с галлием и другие технологические проблемы.

Полимерные

Дороговизна и прочие недостатки кремниевых солнечных панелей вызвали рост разработок, призванных решить существующие проблемы, снизить цены и улучшить качество модулей. Одним из наиболее перспективных направлений считаются полимерные солнечные батареи.

Они состоят из слоя специального полимера, нанесенного на гибкую основу, и алюминиевых токопроводящих дорожек. Эти панели обладают заметными преимуществами:

• компактность
• малый вес и размер
• гибкая структура позволяет монтировать на рельефные поверхности
• сравнительно низкая себестоимость

Основным недостатком полимерных панелей долгое время считалась низкая эффективность. Однако, в последнее время состоялся ряд открытий, сделанных учеными из разных стран. В результате удалось повысить показатели модулей до вполне конкуреноспособных значений.

Сегодня полимерные типы солнечных батарей демонстрируют КПД 6,5 % при относительно низкой освещенности поверхности.

Лидерами в производстве этих фотоэлектрических элементов являются датские производители. В целом, промышленное производство пока находится в зачаточном состоянии, но, с увеличением качества и эффективности, количество изготовителей резко возрастет.

Фотосенсибилизированные

В настоящее время эти изделия являются лишь опытными образцами, прототипами промышленных панелей. Основным элементом является т. н. ячейка Гретцеля, которая представляет собой стеклянную проводящую колбу, заполненную красителем.

Он нужен для более активного поглощения света и является непосредственной средой выработки энергии. При поглощении солнечных лучей происходит возбуждение одного из электронов молекулы красителя. Он проходит через несколько стадий и попадает на второй электрод, образуя электрический ток. Одновременно происходит процесс восстановления молекулы и новый цикл перехода электронов.

Считается, что панели этого типа в недалеком будущем смогут заменить кремниевые образцы. Пока они находятся в стадии отработки технологии и совершенствования конструкции, но работы ведутся весьма активно и успешно.

Концентрационные солнечные модули

Эти системы не вырабатывают ток, производя лишь тепловую энергию. Они используются для нагрева теплоносителя и подачи его в отопительный контур. Существует несколько разновидностей, но принцип действия всегда один — нагрев черной емкости с водой.

Для защиты от внешней температуры используется прозрачная защитная крышка. Есть вакуумные системы, представляющие собой двойные колбы, между которыми откачан воздух. Они способны греть воду даже при отрицательных наружных температурах, но очень хрупкие и не подлежат восстановлению.

Есть модули, в которых солнечный свет концентрируется параболическим зеркалом. В его фокус помещается резервуар с теплоносителем. Который нагревается в проточном режиме. Этот способ эффективен, но требует большого пространства и дорогостоящего зеркала.

Сравнение: виды солнечных панелей и их КПД

Сравним показатели панелей разных видов:

• кремниевые — 6-8 % (аморфные), 12-18 % (поликристаллические), 18-22 % (монокристаллические)
• аморфные — 8-12 %
• пленочные — 11-13 % (отдельные панели показывают КПД 15 %)
• полимерные — 6-8 %
• фотосенсибилизированные — до 10 % (расчетные значения — 33 %)

Необходимо учитывать, что появление более эффективных образцов — вопрос совсем небольшого времени. Уже сегодня есть разработки, достигающие 44 %, хотя их стоимость пока слишком велика. Производители и ученые постоянно работают над увеличением выработки энергии панелями разных видов.

Самые эффективные солнечные батареи

Самыми эффективными признают монокристаллические панели, которые могут демонстрировать КПД до 22 %. Это промышленные образцы, которые есть в продаже.

Опытные экземпляры значительно эффективнее. Но их пока нельзя приобрести. Поэтому рассматривать возможности солнечных батарей следует только у доступных разновидностей. На втором месте находятся поликристаллические панели и некоторые модели пленочных модулей. Остальные виды пока отстают, но процесс доводки их возможностей ведется непрерывно.

Видео: опыт использования и отзывы

Цены на солнечные батареи и где купить?

 

 

Как вам статья?

Всеобъемлющее руководство по типам солнечных панелей

Стремление к использованию возобновляемых источников энергии привело к резкому увеличению использования солнечной энергии. Только за последнее десятилетие солнечная промышленность выросла почти на 50% благодаря федеральной поддержке, такой как Налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию, и высокому коммерческому и промышленному спросу на экологически чистую энергию.

Поскольку сектор солнечной энергетики продолжает расти, стоит изучить основу солнечной промышленности: солнечные панели.

В этом руководстве показаны различные типы солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, их сильные и слабые стороны, а также то, какие из них лучше всего подходят для конкретных случаев использования.

 

Что такое солнечная панель?

Солнечные панели используются для сбора солнечной энергии солнца и преобразования ее в электричество.

Типичная солнечная панель состоит из отдельных солнечных элементов, каждый из которых состоит из слоев кремния, бора и фосфора. Слой бора обеспечивает положительный заряд, слой фосфора обеспечивает отрицательный заряд, а кремниевая пластина действует как полупроводник.

Когда солнечные фотоны ударяются о поверхность панели, они выбивают электроны из кремниевого «бутерброда» в электрическое поле, создаваемое солнечными элементами. Это приводит к направленному току, который затем превращается в полезную мощность.

Весь процесс называется фотоэлектрическим эффектом, поэтому солнечные панели также известны как фотоэлектрические панели или фотоэлектрические панели. Типичная солнечная панель содержит 60, 72 или 90 отдельных солнечных элементов.

 

Четыре основных типа солнечных панелей

Сегодня на рынке доступны 4 основных типа солнечных панелей: монокристаллические, поликристаллические, PERC и тонкопленочные панели.

Монокристаллические солнечные панели

Также известные как монокристаллические панели, они изготавливаются из одного кристалла чистого кремния, который разрезается на несколько пластин. Поскольку они сделаны из чистого кремния, их легко узнать по темно-черному цвету. Использование чистого кремния также делает монокристаллические панели наиболее компактными и долговечными среди всех трех типов солнечных панелей.

Однако за это приходится платить — на производство одной монокристаллической ячейки тратится много кремния, иногда превышающее 50%. Это приводит к здоровенный ценник.

Поликристаллические солнечные панели

Как следует из названия, они изготавливаются из разных кристаллов кремния, а не из одного. Фрагменты кремния расплавляют и заливают в квадратную форму. Это делает поликристаллические элементы гораздо более доступными, так как почти нет отходов, и придает им характерную квадратную форму.

Однако это также делает их менее эффективными с точки зрения преобразования энергии и занимаемой площади, поскольку их чистота кремния и конструкция ниже, чем у монокристаллических панелей. Они также имеют более низкую термостойкость, что означает, что они менее эффективны в высокотемпературных средах.

Панели с пассивированным излучателем и задним элементом (PERC)

Солнечные панели PERC представляют собой усовершенствование традиционных монокристаллических элементов. Эта относительно новая технология добавляет пассивирующий слой на заднюю поверхность ячейки, что повышает эффективность несколькими способами:

• Он отражает свет обратно в клетку, увеличивая количество поглощаемой солнечной радиации.
• Уменьшает естественную склонность электронов к рекомбинации и подавляет поток электронов в системе.
• Позволяет отражать свет с большей длиной волны. Световые волны с длиной волны более 1180 нм не могут поглощаться кремниевыми пластинами и просто проходят сквозь них, поэтому в конечном итоге они нагревают металлический задний лист ячейки и снижают ее эффективность. Пассивирующий слой отражает эти более высокие длины волн и не дает им нагревать задний лист.

Панели PERC обеспечивают больший сбор солнечной энергии при меньшей занимаемой площади, что делает их идеальными для ограниченного пространства. Их производство лишь немного дороже, чем традиционные панели, из-за необходимых дополнительных материалов, но их можно производить на том же оборудовании, и в конечном итоге средняя стоимость на ватт может быть ниже из-за их эффективности.

Чтобы лучше понять преимущества панелей PERC, ознакомьтесь с нашим блогом «5 важных преимуществ солнечных панелей PERC, которые вам нужно знать».

Тонкопленочные солнечные панели

Тонкопленочные панели характеризуются очень тонкими слоями, достаточно тонкими, чтобы быть гибкими. Каждая панель не требует подложки для рамы, что делает их легче и проще в установке. В отличие от панелей из кристаллического кремния, которые имеют стандартные размеры на 60, 72 и 96 ячеек, тонкопленочные панели могут иметь разные размеры в соответствии с конкретными потребностями. Однако они менее эффективны, чем типичные кремниевые солнечные панели.

 

Варианты тонкопленочных солнечных панелей

В отличие от кристаллических панелей, в которых используется кремний, тонкопленочные солнечные панели изготавливаются из других материалов. К ним относятся:

• Теллурид кадмия (CdTe)
• Аморфный кремний (a-Si)
• Селенид меди, индия, галлия (CIGS) 

Теллурид кадмия (CdTe)

CdTe обладает тем же преимуществом низкой стоимости, что и поликристаллические элементы, при этом обладая самым низким углеродным следом, потребностью в воде и временем окупаемости энергии среди всех типов солнечных панелей. Однако токсичность кадмия делает переработку более дорогой, чем другие материалы.

Аморфный кремний (a-Si)

Панели из аморфного кремния (A-Si) получили свое название из-за их бесформенной природы. В отличие от моно- и поликристаллических солнечных элементов кремний не структурирован на молекулярном уровне.

В среднем для a-Si элемента требуется лишь часть кремния, необходимого для производства типичных кремниевых элементов. Это позволяет им иметь самые низкие производственные затраты за счет эффективности. Вот почему панели a-Si подходят для приложений, требующих очень мало энергии, таких как карманные калькуляторы.

Селенид меди, индия, галлия (CIGS) 

В панелях CIGS используется тонкий слой меди, индия, галлия и селена, нанесенный на стеклянную или пластиковую подложку. Комбинация этих элементов приводит к самой высокой эффективности среди тонкопанельных типов, хотя и не такой эффективной, как панели из кристаллического кремния.

 

Типы солнечных панелей по эффективности

Среди всех типов панелей кристаллические солнечные панели имеют самую высокую эффективность.

• Монокристаллические панели имеют КПД более 20%.
Панели
• PERC повышают эффективность на 5 % благодаря пассивирующему слою.
• Поликристаллические панели колеблются где-то между 15-17%.

Напротив, тонкопленочные панели обычно на 2-3% менее эффективны, чем кристаллический кремний. В среднем:

• Панели CIGS имеют диапазон эффективности 13-15%.
• CdTe колеблется в пределах 9-11%.
• a-Si имеют самый низкий КПД на уровне 6-8%.

Тип панели	Эффективность
ПЕРК	Самый высокий (на 5 % больше, чем монокристаллический)
Монокристаллический	20% и выше
Поликристаллический	15-17%
Селенид меди, индия, галлия (CIGS)	13-15%
Теллурид кадмия (CdTe)	9-11%
Аморфный кремний (a-Si)	6-8%

 

Типы солнечных панелей по мощности

Монокристаллические элементы имеют самую высокую мощность благодаря их монокристаллической конструкции, которая обеспечивает более высокую выходную мощность в меньшем корпусе. Большинство монокристаллических панелей могут генерировать мощность до 300 Вт.

Последние достижения в области солнечных технологий позволили поликристаллическим панелям заполнить пробел. Стандартная поликристаллическая панель с 60 ячейками теперь способна производить от 240 до 300 Вт. Тем не менее, монокристаллические панели по-прежнему превосходят поликристаллические по мощности на ячейку.

Поскольку тонкопленочные панели не имеют одинаковых размеров, не существует стандартного показателя мощности, и мощность одной тонкопленочной панели будет отличаться от другой в зависимости от ее физического размера. В целом, при одинаковых физических размерах обычные кристаллические панели выдают больше энергии, чем тонкопленочные панели того же размера.

 

Типы солнечных панелей по стоимости

Монокристаллические панели (или модули, как их технически называют) имеют высокую цену из-за энергоемкого и неэффективного производственного процесса с выходом только 50% для каждого кристалла кремния. .

Поликристаллические модули дешевле, поскольку в них используются фрагменты кристаллов, оставшиеся от производства монокристаллов, что упрощает производственный процесс и снижает производственные затраты.

Среди тонкопленочных солнечных панелей самой дорогой является CIGS, за ней следуют CdTe и аморфный кремний. Помимо более низкой стоимости приобретения, тонкопленочные модули проще в установке благодаря их меньшему весу и гибкости, что снижает стоимость рабочей силы.

В то время как общая стоимость бытовых систем снизилась более чем на 65 % за последнее десятилетие, фактическая стоимость системы выросла с 58 % от общей стоимости системы в 2014 г. до 65 % в 2020 г.

Для получения дополнительной информации о мягких затратах ознакомьтесь с нашей статьей о мягких затратах в солнечной промышленности и о том, что делается для их сокращения.

Тип панели (модуль)	Средняя стоимость за ватт
ПЕРК	0,32–0,65 $
Монокристаллический	$1 – $1,50
Поликристаллический	0,70 $ – 1 9 $0134
Селенид меди, индия, галлия (CIGS)	0,60–0,70 $
Теллурид кадмия (CdTe)	0,50–0,60 $
Аморфный кремний (a-Si)	0,43–0,50 $

Обратите внимание, что эти цифры не включают стоимость установки и работы. С учетом труда и других накладных расходов общая сумма может возрасти до 2,50-3,50 долларов за ватт.

 

Другие факторы, которые следует учитывать

Температура

Температура солнечной панели может повлиять на ее способность генерировать энергию. Эта потеря выходной мощности отражается через температурный коэффициент, который является мерой уменьшения выходной мощности панели на каждый 1°C повышения температуры выше 25°C (77°F).

Монокристаллические и поликристаллические панели имеют температурный коэффициент от -0,3%/°C до -0,5%/°C, тогда как тонкопленочные панели ближе к -0,2%/°C. Это означает, что тонкопленочные панели могут быть хорошим вариантом для более жарких условий или мест, где в течение года больше солнечного света.

Класс огнестойкости

Обновленный Международный строительный кодекс 2012 года требует, чтобы солнечные панели соответствовали классу огнестойкости крыши, на которой они установлены. Это делается для того, чтобы модули не ускоряли распространение пламени в случае пожара. (Калифорния делает еще один шаг вперед, требуя, чтобы вся фотоэлектрическая система, включая систему стеллажей, имела одинаковую огнестойкость).

Таким образом, солнечные панели теперь имеют тот же рейтинг классификации, что и крыши:

Класс A

• эффективен при испытаниях на сильное возгорание
• Распространение пламени не должно превышать 6 футов
• требуется для территорий, граничащих с дикой природой и городом, или районов с высокой степенью пожароопасности и риска лесных пожаров

Класс B

• эффективен при умеренном воздействии огня
• Распространение пламени не должно превышать 8 футов

Класс C

• эффективен против воздействия светового огня
Распространение пламени
• не должно превышать 13 футов 9 дюймов.0052

 

Устойчивость к граду

Солнечные панели также испытываются на воздействие града. Стандарты

UL 1703 и UL 61703 касаются града путем сбрасывания 2-дюймовых твердых стальных сфер на солнечные панели с высоты 51 дюйм и стрельбы 1-дюймовыми ледяными шарами по фотоэлектрическим панелям из пневматической пушки для имитации ударов града.

Из-за своей более толстой конструкции кристаллические панели могут выдерживать удары градом на скорости до 50 миль в час, в то время как тонкопленочные солнечные панели имеют более низкий рейтинг из-за их тонкой и гибкой природы.

Рейтинг ураганов

Хотя официальной классификации ураганов по солнечной энергии не существует, Министерство энергетики недавно расширило рекомендуемые технические характеристики солнечных панелей для защиты от неблагоприятных погодных условий.

Новые рекомендации включают: 

• Модули с наивысшим рейтингом ASTM E1830-15 по снеговой и ветровой нагрузке как спереди, так и сзади.
• Крепежные детали с надежной блокировкой в ​​соответствии со стандартом DIN 65151
• Использование сквозных болтовых модулей с замковыми креплениями вместо зажимных креплений
• Использование трехрамных рельсовых систем для повышения жесткости и защиты от скручивания
• Трубчатые рамы над открытыми С-образными швеллерами
• Ограждение по периметру фотоэлектрических систем для замедления ветра

Светоиндуцированная деградация (LID)

LID — это потеря характеристик, обычно наблюдаемая в кристаллических панелях в течение первых нескольких часов пребывания на солнце. Это происходит, когда солнечный свет вступает в реакцию со следами кислорода, оставшимися после производственного процесса, что влияет на структуру решетки кремния.

Потери LID напрямую связаны с качеством изготовления и могут составлять от 1 до 3%.

 

Обзор: Сравнение типов солнечных панелей

	ПЕРК	Монокристаллический	Поликристаллический	Тонкопленочный
Первоначальная стоимость	Самый высокий	Высокий	Средний	От высшего к низшему: СИГС CdTe а-Си
Эффективность	Самый высокий (на 5 % больше, чем монокристаллический)	20% и выше	15-17%	CIGS: 13-15% CdTe: 9-11% a-Si: 6-8%
Внешний вид	Черный с закругленными краями	Черный с закругленными краями	Синий с квадратными краями	В зависимости от тонкопленочного варианта
Преимущества	Требуется минимум места Самый эффективный Максимальная мощность	Менее дорогая альтернатива панелям PERC без пассивирующего слоя	Средний вариант по стоимости, эффективности и мощности	Самая низкая стоимость Проще установить
Недостатки	Самый дорогой изначально Некоторые более ранние панели пострадали от деградации, вызванной светом и повышенной температурой	Высокая начальная стоимость Низкий выход в производственном процессе	Низкая термостойкость, не подходит для жарких сред	Срок службы короче, чем у кристаллических панелей, требуется больше места Наименее эффективный

 

Итак, какой тип солнечной панели выбрать?

Поскольку у кристаллических и тонкопленочных панелей есть свои плюсы и минусы, выбор солнечной панели в конечном итоге зависит от ваших конкретных свойств и настроек состояния .

Ограниченное пространство

Тем, кто живет в густонаселенных районах с ограниченным пространством, следует выбирать высокоэффективные монокристаллические модули, чтобы максимально эффективно использовать физическое пространство и максимально экономить на коммунальных услугах. Если позволяет бюджет, переход на панели PERC может еще больше снизить затраты на производство энергии в долгосрочной перспективе.

Крупные объекты недвижимости

Те, у кого есть достаточно большая недвижимость, могут сэкономить на первоначальных затратах, используя поликристаллические солнечные панели, где большая площадь панели может компенсировать более низкую эффективность панели. Тем не менее, большая занимаемая площадь также может означать дополнительные затраты на рабочую силу, поэтому приобретение большего количества менее дорогих панелей не обязательно обходится дешевле. Хотя первоначальные затраты могут быть низкими, в конечном итоге они могут быть компенсированы снижением эффективности и более высокими операционными расходами в долгосрочной перспективе.

Что касается тонкопленочных солнечных панелей, то они лучше всего подходят для мест, где невозможна тяжелая и трудоемкая установка кристаллического кремния. Такие места могут включать коммерческие здания с ограниченным пространством или тонкими крышами; компактные пространства, такие как транспортные средства для отдыха и плавсредства; и области, которые требуют гибкой установки вместо жестких панелей.

Имейте в виду, что солнечные панели рассчитаны на долгосрочную установку, которая может достигать 25 лет. Поэтому, какой бы тип вы ни выбрали, обязательно сделайте домашнее задание, чтобы убедиться, что это лучший вариант для ваших нужд.

Чтобы узнать больше об основах солнечной энергетики, подпишитесь на наш блог.

 

 

Типы солнечных панелей: что вам необходимо знать и

тонкопленочные . Эти солнечные панели различаются по способу изготовления, внешнему виду, производительности, стоимости и установке, для которой каждая из них лучше всего подходит. В зависимости от типа установки, которую вы рассматриваете, один вариант может быть более подходящим, чем другие.

Основные сведения о различных типах солнечных панелей

---

• Три основных типа солнечных панелей: монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные
• Монокристаллические солнечные панели являются наиболее эффективными
• Поликристаллические солнечные панели могут быть самыми дорогостоящими эффективный
• Тонкопленочные солнечные панели могут быть лучшими для необычных стилей крыш

О чем эта статья?

• Основные типы солнечных панелей
• Стоимость различных солнечных панелей
• Какой тип панели лучше?
• Из чего сделаны солнечные панели?
• Как выглядят разные солнечные панели?
• Насколько эффективны различные типы солнечных панелей?
• Какой тип панели лучше всего подходит для вашей установки?

Основные типы солнечных панелей

Существует три основных типа солнечных панелей: монокристаллические , поликристаллические и тонкопленочный . Каждый тип имеет свои уникальные преимущества и недостатки, и тип солнечной панели, наиболее подходящий для вашей установки, будет зависеть от факторов, характерных для вашей собственности, и желаемых характеристик системы.

Основные типы солнечных панелей

Тип солнечной панели	Преимущества	Недостатки
Монокристаллический	Высокая эффективность и производительность	Более высокая стоимость
Поликристаллический	Более низкая стоимость	Более низкая эффективность и производительность
Тонкопленочный	Портативный и гибкий	Более низкая эффективность и производительность

Ниже мы рассмотрим некоторые распространенные вопросы и опасения, связанные с солнечными панелями, а также с тем, как различные типы панелей имеют различные характеристики.

Какой тип солнечной панели лучше?

• Кристаллические солнечные панели имеют самый высокий КПД среди всех панелей.
• Монокристаллические панели имеют КПД 15-20%, что делает их самыми эффективными из всех кристаллических панелей.
• Поликристаллические панели имеют КПД 15-17% и могут быть наиболее экономичным вариантом.
• Тонкопленочные солнечные панели лучше всего подходят для необычных стилей крыш и являются наиболее устойчивыми.

Различные типы солнечных панелей имеют разную стоимость

Производственные процессы различаются между монокристаллическими, поликристаллическими и тонкопленочными; поэтому каждый тип панели имеет разную цену.

Монокристаллические солнечные панели: самый дорогой вариант

Из всех типов солнечных панелей монокристаллические панели, вероятно, будут самым дорогим вариантом. Во многом это связано с производственным процессом — поскольку солнечные элементы изготавливаются из одного кристалла кремния, производителям приходится брать на себя затраты на создание этих кристаллов. Этот процесс, известный как процесс Чохральского, является энергоемким и приводит к потере кремния (который впоследствии можно использовать для производства поликристаллических солнечных элементов).

Поликристаллические солнечные панели: середина пути

Поликристаллические солнечные панели обычно дешевле, чем монокристаллические солнечные панели. Это связано с тем, что ячейки производятся из фрагментов кремния, а не из одного чистого кристалла кремния. Это позволяет значительно упростить процесс производства элементов, что снижает затраты для производителей и, в конечном итоге, для конечных пользователей.

Тонкопленочные солнечные панели: по обстоятельствам!

Сумма, которую вы платите за тонкопленочные солнечные панели, во многом зависит от типа тонкопленочных панелей; CdTe, как правило, является самым дешевым в производстве типом солнечных панелей, в то время как солнечные панели CIGS намного дороже в производстве, чем CdTe или аморфный кремний.

Независимо от стоимости самой панели, общая стоимость установки тонкопленочной солнечной панели может быть ниже, чем установка монокристаллической или поликристаллической системы солнечных панелей из-за дополнительных трудозатрат. Тонкопленочные солнечные панели менее трудоемки, потому что они легче и маневреннее, что облегчает монтажникам перенос панелей на крыши и их крепление на месте. Это означает снижение затрат на рабочую силу, что может способствовать снижению стоимости солнечной установки в целом.

Из чего сделаны солнечные панели?

Для производства электроэнергии солнечные элементы изготавливаются из полупроводникового материала, преобразующего свет в электричество. Наиболее распространенным материалом, используемым в качестве полупроводника в процессе производства солнечных элементов, является кремний.

Из чего сделаны кристаллические солнечные панели?

Как монокристаллические, так и поликристаллические солнечные панели имеют элементы, изготовленные из кремниевых пластин. Чтобы построить монокристаллическую или поликристаллическую панель, пластины собираются в ряды и столбцы, образуя прямоугольник, покрываются стеклянным листом и обрамляются вместе.

В то время как оба этих типа солнечных панелей имеют элементы, изготовленные из кремния, монокристаллические и поликристаллические панели различаются по составу самого кремния. Монокристаллические солнечные элементы вырезаются из цельного чистого кристалла кремния. В качестве альтернативы, поликристаллические солнечные элементы состоят из фрагментов кристаллов кремния, которые сплавляются вместе в форме перед разрезанием на пластины.

Из чего сделаны тонкопленочные солнечные панели?

В отличие от монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, тонкопленочные панели изготавливаются из различных материалов. Наиболее распространенный тип тонкопленочных солнечных панелей изготавливается из теллурида кадмия (CdTe). Чтобы сделать этот тип тонкопленочной панели, производители помещают слой CdTe между прозрачными проводящими слоями, которые помогают улавливать солнечный свет. Этот тип тонкопленочной технологии также имеет стеклянный слой сверху для защиты.

Тонкопленочные солнечные панели также могут быть изготовлены из аморфного кремния (a-Si), состав которого подобен монокристаллическим и поликристаллическим панелям. Хотя в составе этих тонкопленочных панелей используется кремний, они не состоят из сплошных кремниевых пластин. Скорее, они состоят из некристаллического кремния, помещенного поверх стекла, пластика или металла.

Наконец, панели из селенида меди-индия-галлия (CIGS) — еще один популярный тип тонкопленочной технологии. Панели CIGS имеют все четыре элемента, помещенные между двумя проводящими слоями (например, стеклом, пластиком, алюминием или сталью), а электроды размещены на передней и задней части материала для улавливания электрических токов.

Как выглядят разные типы солнечных панелей?

Различия в материалах и производстве вызывают различия во внешнем виде между каждым типом солнечной панели:

Монокристаллические солнечные панели: наиболее эффективный вариант

Если вы видите солнечную панель с черными элементами, скорее всего, это монокристаллическая панель. Эти ячейки кажутся черными из-за того, как свет взаимодействует с кристаллом чистого кремния.

В то время как сами солнечные элементы черные, монокристаллические солнечные панели имеют различные цвета для своих задних листов и рамок. Задний лист солнечной панели чаще всего бывает черным, серебристым или белым, а металлические каркасы обычно черными или серебристыми.

Поликристаллические солнечные панели: могут быть более экономичным вариантом

В отличие от монокристаллических солнечных элементов, поликристаллические солнечные элементы обычно имеют голубоватый оттенок из-за того, что свет отражается от кремниевых фрагментов в элементе иначе, чем он отражает на пластине из чистого монокристаллического кремния.

Подобно монокристаллическим панелям, поликристаллические панели имеют разные цвета тыльных листов и рамок. Чаще всего рамки поликристаллических панелей серебристые, а тыльные листы либо серебристые, либо белые.

Тонкопленочные солнечные панели

Самым большим эстетическим отличием тонкопленочных солнечных панелей является тонкость и низкопрофильность технологии. Как следует из их названия, тонкопленочные панели часто тоньше, чем панели других типов. Это связано с тем, что ячейки внутри панелей примерно в 350 раз тоньше, чем кристаллические пластины, используемые в монокристаллических и поликристаллических солнечных панелях.

Важно иметь в виду, что, хотя сами тонкопленочные элементы могут быть намного тоньше, чем традиционные солнечные элементы, вся тонкопленочная панель может быть такой же по толщине, как монокристаллическая или поликристаллическая солнечная панель, если она включает в себя толстый каркас. Есть клейкие тонкопленочные солнечные панели, которые максимально плотно прилегают к поверхности крыши, но есть и более прочные тонкопленочные панели с толщиной каркаса до 50 миллиметров.

Что касается цвета, тонкопленочные солнечные панели могут быть как синего, так и черного оттенка, в зависимости от того, из чего они сделаны.

Что такое двусторонние солнечные панели?

---

Двусторонние солнечные панели могут улавливать солнечный свет как с передней, так и с задней стороны панели, производя тем самым больше электроэнергии, чем традиционные солнечные панели сравнимых размеров. Многие двусторонние солнечные панели будут иметь прозрачный задний лист, так что солнечный свет может проходить через панель, отражаться от поверхности земли и обратно вверх к солнечным элементам на задней стороне панели. Эти солнечные панели обычно изготавливаются из монокристаллических солнечных элементов, но существуют и поликристаллические двусторонние солнечные панели.

Насколько эффективны различные типы солнечных батарей?

Каждый тип солнечной панели различается по количеству энергии, которую она может производить.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели

Из всех типов панелей монокристаллические панели обычно имеют самый высокий КПД и мощность. Монокристаллические солнечные панели могут достигать эффективности выше 20 процентов, в то время как поликристаллические солнечные панели обычно имеют эффективность от 15 до 17 процентов.

Монокристаллические солнечные панели, как правило, генерируют больше энергии, чем другие типы панелей, не только из-за их эффективности, но и потому, что они поставляются с модулями более высокой мощности. Большинство монокристаллических солнечных панелей имеют мощность более 300 Вт (Вт), а некоторые в настоящее время даже превышают 400 Вт. С другой стороны, поликристаллические солнечные панели имеют более низкую мощность.

Это не означает, что монокристаллические и поликристаллические солнечные панели физически не имеют одинакового размера — фактически, оба типа солнечных панелей, как правило, имеют по 60 кремниевых ячеек каждая, с 72 или 96 вариантами ячеек (обычно для крупномасштабных установки). Но даже при том же количестве ячеек монокристаллические панели способны производить больше электроэнергии.

Тонкопленочные солнечные панели

Тонкопленочные солнечные панели, как правило, имеют меньшую эффективность и мощность, чем монокристаллические или поликристаллические разновидности. Эффективность будет варьироваться в зависимости от конкретного материала, используемого в ячейках, но обычно они имеют эффективность ближе к 11 процентам.

В отличие от монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, которые выпускаются в стандартных вариантах с 60, 72 и 96 ячейками, тонкопленочная технология не имеет одинаковых размеров. Таким образом, мощность от одной тонкопленочной панели к другой будет во многом зависеть от ее физического размера. Вообще говоря, мощность на квадратный фут монокристаллической или поликристаллической солнечной панели будет превышать технологию тонкопленочных панелей.

Есть ли у солнечных панелей более 96 ячеек?

---

Хотя это и не так распространено, как панели с 60, 72 или 96 ячейками, некоторые производители солнечных панелей производят солнечные панели с половинчатыми ячейками, что фактически удваивает количество солнечных батарей внутри панели. Полуразрезанные солнечные элементы представляют собой монокристаллические или поликристаллические солнечные элементы, разрезаемые пополам с помощью лазерного резака. Сократив количество солнечных элементов пополам, солнечные панели могут получить незначительный выигрыш в эффективности и долговечности.

Какой тип панели лучше всего подходит для вашей установки?

Когда вы выбираете тип солнечной панели для своей системы, большая часть вашего решения будет зависеть от специфики вашей собственности и ситуации. Монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные панели имеют свои преимущества и недостатки, и решение, которое вы должны использовать, зависит от вашей собственности и ваших целей в отношении солнечного проекта.

Владельцы недвижимости, у которых достаточно места для солнечных батарей, могут заранее сэкономить деньги, установив менее эффективные и недорогие поликристаллические панели. Если у вас ограниченное пространство и вы хотите максимально сэкономить на счетах за электроэнергию, вы можете сделать это, установив высокоэффективные монокристаллические солнечные панели.

Что касается тонкопленочных панелей, чаще всего выбирают этот тип солнечной панели, если вы устанавливаете ее на большой коммерческой крыше, которая не может выдержать дополнительный вес традиционного солнечного оборудования. Эти типы крыш также могут позволить себе более низкую эффективность тонкопленочных панелей, потому что у них больше места для их размещения. Кроме того, тонкопленочные панели иногда могут быть полезным решением для портативных солнечных систем, например, для жилых домов или лодок.