Слънчеви панели: класификация + преглед на битови панели

Съвсем наскоро автономните енергийни системи за домовете изглеждаха фантастични. Днес те уверено влизат в живота ни. Наклонените европейци отдавна използват така наречените слънчеви панели, за да осигурят на домовете си електричество. В Русия такива системи все още набират популярност. Това се дължи на сравнително високата цена на оборудването. Технологиите на неговото производство обаче се подобряват и цената на устройствата постепенно пада, което ги прави по-достъпни за клиентите. Какви панели да изберете за частен дом? Нека да се оправим.

Принципът на слънчевите клетки

Устройствата, които превръщат слънчевата светлина в електричество, работят на доста прост принцип. За да го разберете, просто помнете училищния курс по физика. По-специално, опреснете знанията за това какво е p-n кръстовище. Именно той е в състояние да преобразува светлинната енергия в електрическа. Това явление ярко илюстрира опита с отрязания транзистор. Светлината пада върху pn кръстовището, а волтметърът, свързан към него, започва да записва незначителни стойности на електрическия ток. С увеличаване на площта на pn кръстовището количеството на генерираната електроенергия ще се увеличи.

Принципът на работа на слънчевите панели се основава на превръщането на светлинната енергия в електрическа. Голямата площ на панелите ви позволява да генерирате повече енергия.

Всички съвременни фотоволтаични преобразуватели работят по този принцип. Сравнително голямата площ на плочите с p-n кръстовища ви позволява да получите достатъчно електричество. Материалите и конструкцията се подлагат на непрекъснато усъвършенстване, поради което коефициентът на фотоелектрическо преобразуване се увеличава, което е и ефективността на устройството. Големината на напрежението и изходния ток на слънчевата батерия директно зависи от степента на околната светлина на устройството.

Видове фотоелектрически преобразуватели

Броят на разновидностите на съвременните слънчеви панели е близо десет. Всяка вариация има свои собствени характеристики. Всички те могат условно да бъдат разделени на две големи групи - силициев и полимерен филм. Нека разгледаме по-подробно всеки от тях.

Силиконови слънчеви панели

Устройствата генерират постоянен ток, който се появява в резултат на контакт със силициева или силициево-водородна плоча от слънчева радиация. Характеристиките на материала са такива, че слънчевите лъчи, които падат върху него, изместват електрони от орбитите на атомите. Освободените електрони образуват електрически ток.Такива устройства се характеризират с максимална ефективност, но са доста трудни за производство, което ги прави скъпи. Има няколко разновидности на силиконови батерии.

Преглед №1 - Монокристални конвертори

Отличителна черта на елементи от този тип е посоката на фоточувствителните клетки строго в една посока. От една страна, това е много добро, защото ви позволява да получите най-високото от всички подобни системи за ефективност. При монокристалните преобразуватели той достига 22%. За работа обаче панелът трябва винаги да е обърнат към слънцето, в противен случай енергийната ефективност рязко ще намалее.

Разсеяна светлина по залез или зазоряване, в облачни дни дава много малък резултат, което прави еднокристалните преобразуватели добър избор за южните райони, където има много слънчеви дни. Външно такива системи могат лесно да бъдат разграничени от скосените ъгли на панелите, което се дължи на особеностите на тяхното производство и наситения черен цвят, който клетките насочват в една посока.

Монокристалните модули се характеризират с най-висока ефективност. Те се състоят от силициеви кристали, ориентирани стриктно в една посока.

Преглед №2 - Поликристални батерии

Многонасочените силициеви кристали са разположени върху плочите, което дава по-ниска ефективност в сравнение с единичните кристали. Тя е около 18%. Външният вид на панелите също е различен. Те са плочи с правилната квадратна форма в тъмно синьо. Хетерогенността на тяхната структура и цвят се обяснява с факта, че хетерогенните силициеви кристали са включени в състава им, а освен това има и някои примеси.

Поликристалните соларни клетки се характеризират с нехомогенна структура и наличие на силициеви кристали, ориентирани в различни посоки

За производството на поликристални панели може да се използва не само първичен силиций, но и подготвени вторични суровини. Това обяснява наличието на определен брой дефекти в оборудването. Основното предимство на такива плочи е тяхната добра енергийна ефективност при разсеяна светлина, което ги прави незаменими в райони, където облачното време не е рядкост.

Изглед №3 - аморфни силиконови панели

Аморфните елементи са много тънки слоеве силиций, които се получават чрез разпръскване на материала във вакуум. Основата е фолио, изработено от висококачествен метал, пластмаса или стъкло. Ефективността на такива устройства е малка и възлиза само на 6%. Това се обяснява с по-бързото изгаряне на силициевите слоеве, отколкото кристалните пластини под въздействието на слънчевата радиация. Както показва практиката, ефективността на аморфните панели след два месеца работа се намалява с около 20%. След една и половина до две години, батерията може просто да се провали.

Модулите, изработени от аморфен силиций, имат ниска ефективност, но работят много ефективно в условията на дифузен светлинен поток

Използването им обаче е оправдано. Фоточувствителните клетки са ориентирани на случаен принцип, което значително повишава ефективността на устройствата при облачно време и при разсеяна светлина. В допълнение, степента на абсорбция на постъпващия светлинен поток в аморфните панели е почти двадесет пъти по-висока от тази на подобни устройства, конкуриращи силиций. Технологията без отпадъци за производството на такива батерии може значително да намали разходите им. Външно аморфните плочи могат да бъдат отличени по тъмносив цвят.

Преглед # 4 - Хибридни преобразуватели на снимки

Такива панели комбинират микрокристали и аморфен силиций. Свойствата на хибридните преобразуватели на светлинния поток са много близки до свойствата на поликристалните елементи. Единствената разлика е, че тяхната ефективност при атмосферна светлина е много по-висока. Друга отличителна черта на такива панели е способността да преобразуват не само ултравиолетово лъчение, но и инфрачервени лъчи в електрически ток.

Соларни преобразуватели на полимерни филми

Обещаваща алтернатива на силиконовите батерии. Те представляват филм, състоящ се от полимерен активен слой, алуминиеви електроди, органичен гъвкав субстрат и специален защитен слой. Филмните слънчеви клетки се комбинират помежду си, което води до ролка соларна батерия. Такива устройства са много гъвкави, компактни и леки. Цената им е малко по-ниска от силиконовите аналози, тъй като при производството не се използва скъп силиций. В допълнение, устройствата са по-екологични, тъй като имат по-малко въздействие върху околната среда.

Ефективността на такива устройства е ниска. Тя е около 6,5%. В индустриален мащаб първите полимерни батерии започнаха да се произвеждат в Дания. Производственият процес се състои в специален многослоен печат на фотоклетка върху специален гъвкав филм. Впоследствие той може да бъде изрязан, усукан и направен в соларни панели с почти всякакъв размер. Цената на филмовите елементи е порядък по-нисък от този на силиция. Въпреки това все още е много трудно да се намерят такива панели в продажба. Производството е в начален етап на развитие.

За производството на полимерни слънчеви модули не се нуждаят от скъп силиций, което значително намалява разходите за производство

Какво предлага пазарът - преглед на производителите

На руския пазар е представен голям асортимент от поли- и монокристални панели. Повечето от тях са произведени в Китай, което не е изненадващо, тъй като тази страна е лидер в производството и продажбата на различни системи за генериране на слънчева енергия. На пазара са представени и немски продукти от SCHOTT и Calixo, японски от SHARP и продукти от руски компании. Последните най-често участват в сглобяването на слънчеви клетки от компоненти, произведени от Китай.

Независимо от това, има предприятия, които произвеждат фотоконвертори. Заводът Hevel, който се намира в Новочебоксарск, произвежда тънкослойни хибридни панели. Заводът на Сатурн в Краснодар е специализиран в соларни панели, работещи върху арсенид на галий. Последните са предназначени главно за космическата индустрия. Домакинските модули се произвеждат от две предприятия: „Завод за металокерамични устройства“ в Рязан и „Телеком-СТВ“ в Зеленоград.

Вътрешните производители произвеждат различни видове силициеви слънчеви клетки

Заводът в Рязан произвежда два основни типа устройства:

• RZMP-130-T с мощност от 105 до 145 вата.
• RZMP-220-T с мощност от 200 до 240 вата.

Устройства се състоят от няколко елемента, свързани последователно. Панелът е покрит с високо прозрачно закалено текстурирано стъкло и поставен в алуминиев профил. Този дизайн придава сила на батерията и предпазва от неблагоприятни метеорологични условия. Цената на такива устройства е доста висока. Например моделът RZMP-130-T, чиято мощност е 120 вата, ще струва на купувача повече от 16 000 рубли.

Telecom-STV произвежда много по-различни модели на слънчеви панели. Сред тях са поли- и монокристални модули, специализирани и специални гъвкави батерии, както и монокристални панели с повишена ефективност. Изходното напрежение може да се адаптира както за системи с високо напрежение (34-38 V), така и за ниско напрежение (17-18,5 V).

Силиконовите модули се предлагат в алуминиева рамка, покрита със специално текстурирано стъкло. Производителят дава пет години гаранция на батериите си и сертифицира оборудването му, въпреки че по закон това не е необходимо. Зеленоградските панели са по-леки и по-малко като Ryazan. Цената им е почти един и половина пъти по-ниска, въпреки факта, че качеството на соларните панели е постоянно високо.

Аморфните силиконови слънчеви модули Hevel могат да работят в различни климатични условия

Завод Hevel е единственият произвеждащ модули, използващи микроморфна технология.Това са плочи, направени на базата на аморфен силиций с определено количество пресечени микрокристали. Панелите работят ефективно при околната среда и се конкурират уверено с поли- и монокристални батерии. Компанията едва сега е започнала производство, така че все още не е възможно да го намерите във всички магазини. Цената на такива панели е доста достъпна. Устройство с мощност 125 W ще трябва да плати около 10 000 рубли, което е малко по-високо от това на основния конкурент на Taiwan Green Energy Technology. Техните продукти с подобни свойства струват около 7 000 рубли.

Гамата от слънчеви панели е много широка. И само човек, който е на път да се сдобие с фотоконвертор, може да реши на коя опция да спре. В същото време си струва да се вземе предвид мнението на експерти, които препоръчват да изберете поликристални модули за подреждане на автономно захранване у дома. Ясно е, че монокристалните са по-ефективни, но не трябва да забравяме, че това е доста произволен показател. Използването на слънчеви панели става все по-популярно. Въпреки високата си цена, тези устройства бързо се изплащат. И най-важното е, че ви позволяват да получите необходимото електричество почти "от нищо".