- Конструкція і застосування
- Що таке монокристалічна сонячна батарея
- Особливості
- вартість
- Що таке полікристалічна батарея
- Особливості
- вартість
- Порівняння полікристалічної і монокристаллической сонячних батарей
- Установка сонячної панелі
- тестування
Сонячні батареї в останні десять років перейшли з розряду ноу-хау і дорогої розробки з низькою ефективністю в прикладні та популярні сфери. Їх можна використовувати для підзарядки гаджетів в поході, а також застосовувати в ролі основного або резервного джерела живлення для побутових приміщень і не тільки. Крім того, деякі інженерні рішення можуть здатися незвичайними, наприклад, використання в якості додаткового джерела енергії на транспортних засобах.
Елемент, який одержує електричну енергію прямо від сонця в достатній кількості, не здатний давати її постійно. Її потрібно запасати в акумуляторах, щоб можна було використовувати в разі потреби в будь-який час.
Сонячні панелі влаштовані за простою схемою, куди входять напівпровідниковий фотоелемент з кремнію, з'єднувальні дроти і корпус. Промені світла впливають на вільні електрони фотоелемента, змушують їх рухатися. Утворений при цьому струм по дротах надходить до навантаження. Замість навантаження в ланцюг панелі може бути включений акумулятор, який забезпечує електричною енергією споживачі в нічний час доби, коли через погодні умови інтенсивність денного освітлення мала.
пристрій сонячні панелі
Як монокристаллический модуль, так і осередок на основі полікристалів, в своєму пристрої використовують напівпровідникові пластини з кремнію. Пластина монокристаллической панелі складається з одного напівпровідникового кремнієвого кристала, а полікристалічна панель використовує структуру з безлічі кристалів.
Конструкція і застосування
По пристрою всі сонячні перетворювачі поділяють на монокристалічні і полікристалічні. Від конструктивного виконання кожної панелі залежить її ефективність і вартість. Світові виробники цих пристроїв використовують як робоче тіло кремній, телурид кадмію і з'єднання на основі міді, індію, галію, селену. Останніми досягненнями в цій галузі вважаються батареї, робочим матеріалом яких є арсенід галію.
монокристалічні і полікристалічні панелі
Вітчизняна промисловість для виробництва сонячних генераторів використовує переважно кремнієві напівпровідникові пластини. Готові модулі, призначені для вироблення електричного струму, об'єднують своєю конструкцією набір осередків. Плоскі панелі встановлюють на спеціальні стелажі з поворотними пристроями, за допомогою яких протягом дня встановлюється максимально можливий кут падіння сонячних променів на напівпровідник. Дешевим, але менш ефективним варіантом є використання нерухомих конструкцій, налаштованих на певний постійний кут.
Важливим елементом будь-якої сонячної збірки є акумулятори, які накопичують електричну енергію для використання її вночі або в мало освітлене час доби. Далі вона з акумуляторів надходить безпосередньо в навантаження, або спочатку на інвертор 12 (24) -220 В, а потім до споживача, в залежності від його типу.
думка експерта
Олексій Бартош
Спеціаліст по ремонту, обслуговування електроустаткування і промислової електроніки.
Генерувати сонячну енергію вигідно там, де в році багато яскравих днів. Більшість регіонів РФ малопридатні для використання тільки енергії сонця. Сонячні генератори частіше застосовуються лише як додаткові пристрої енергопостачання.
до змісту ↑Що таке монокристалічна сонячна батарея
Ми вже згадали про те, що панелі бувають двох типів: полі-і монокристалічні. Для початку розглянемо монокристаллический елемент - він дорожче, але потужніше.
монокристаллический модуль
Особливості
Для такої батареї вирощується спеціальний монокристал кремнію за способом Чохральського. Цей матеріал коштує дорожче, ніж полікристалічна пластина, але через свого високої якості монокристаллический модуль має більший ККД. Монокристалічні сонячні панелі, зібрані з окремих кремнієвих осередків, мають ефективність роботи, яка дорівнює приблизно 20-22%.
Промені світла, потрапляючи на поверхню монокристала кремнію, призводять вільні електрони до направленого руху. З обох сторін кристала до нього приєднано дроти, що йдуть до споживача.
ККД такої пластини досить високий, так як в ній промені Сонця не розсіюються, а рівномірно розподіляються по всій поверхні кристала. Площа р-п переходу в пластині велика, за рахунок чого електрони проникають з однієї частини напівпровідника в іншу безперешкодно.
пристрій монокристалічних сонячних панелей
вартість
Технологія вирощування монокристалів напівпровідника великих розмірів досить трудомістка, через що ціна такої батареї завжди вище, ніж аналогічного вироби на основі полікристалів. Різниця у вартості пристроїв - 10%, що є головним недоліком монокристаллической батареї.
Ціна монокристаллической панелі потужністю 150 Вт дорівнює 5400 руб., А така ж по конструкції батарея потужністю 200 Вт коштує 11700 руб. Набагато дорожче пристрої потужністю 230 Вт і 300 Вт
до змісту ↑Що таке полікристалічна батарея
Якщо основний елемент монокристаллической батареї - це штучно вирощений монокристал великих розмірів, то інший вид світлоприймач має напівпровідниковий елемент полікристалічної структури.
Вважається, що для споживання енергії Сонця оптимальним варіантом є полікристалічні сонячні батареї. Вони дешевше свого монокристалічного аналога, так як для виробництва використовують обрізки, що залишилися після монокристалічних елементів. Кремній при виготовленні робочого елемента полікристалічної панелі просто охолоджується з гарячого розплаву, що не вимагає високих витрат і складних технологій.
За зовнішнім виглядом полікристал кремнію відрізняється від монокристала неоднорідністю колірної гами, що відливає блакитним і світло-синім кольором. Безперервне вдосконалення технології виробництва наближає за якістю полікристалічні батареї до збірок на монокристалах.
Особливості
Крім більш низької вартості, полікристалічні модулі відрізняються від монокристалів тим, що зниження їх потужності в міру збільшення експлуатаційного періоду відбувається значніше повільніше.
Дуже важливо і те, що при нагріванні напівпровідникового елемента полікристалічного типу він не так сильно знижує свої робочі якості, як монокристали.
вартість
Полікристалічні сонячні елементи виробника SilaSolar потужністю 50 ват і напругою 12 В на момент написання статті стоять 2790 руб. Така ж по влаштуванню батарея цього ж виробника, але на 100 ват, має ціну 4200 руб.
до змісту ↑
Порівняння полікристалічної і монокристаллической сонячних батарей
Коли споживач робить вибір між різними по конструкції світловими модулями, він намагається дати відповідь на питання: які сонячні панелі краще , Поли або моно? При цьому йому необхідно враховувати результати тестування пристроїв, що проводяться незалежними компаніями.
Наведемо основні результати тестів на відміну цих світлових модулів:
- зниження номінальної потужності зі збільшенням терміну експлуатації у моно модулів відбувається швидше (у полікристалічного елемента за перший рік роботи
- потужність знижується на 2%, а у монокристалічного - на 3%);
- ціна полікристалічного модуля нижче вартості монокристалічного такої ж потужності приблизно на 10%;
сумарна виробляється електроенергія монокристалічного модуля на 30% вище, ніж полікристалічного при рівній площі.
З наведених даних можна зробити висновок, що, перші дешевше і менш вибагливі, а другі могутніше, але привередливее. Вибираючи полікристалічні або монокристалічні кремнієві сонячні батареї, вирішуйте виходячи зі своїх фінансових можливостей обслуговувати і оновлювати модулі, і зробіть вибір між довговічністю і потужністю. До того ж якісно зроблений полікристалічний модуль набагато дешевше. Остаточний вибір залишається за покупцем.
до змісту ↑
Установка сонячної панелі
Для більш ефективного застосування батареї потрібно обов'язково враховувати наступні фактори її установки:
- місця розташування пристрою не повинен протягом дня закриватися тінню будь-яких інших предметів;
- щоб потік світлових променів на фотоелемент був максимальний, бажано його обладнати поворотним пристроєм, витримує постійну орієнтацію на сонці;
- оптимальний кут нахилу модуля до вертикалі сильно залежить від місцевості де розташована СЕС і пори року, всі знають, що сонце взимку знаходиться нижче над горизонтом;
- догляду за лицьовою стороною приладу, очищення скла від нашарувань бруду і снігу, потрібно забезпечити до нього зручний доступ людини.
Зібрати сонячну установку можна своїми руками, попередньо вивчивши відповідну літературу.
Але якщо у вас немає, хоча б базових знань в електриці і електроніці, то варто довірити справу фахівцям.
до змісту ↑тестування
Щоб порівняти дві сонячні збірки однакової потужності на ефективність, розумно виконати їх робоче тестування. Для цього необхідно встановити mono- і poly-батареї однаково по відношенню до сонця і вимірювати реальну потужність пристроїв в залежності від часу доби, від ступеня нагріву напівпровідникового елемента.
Також врахуйте всі інші параметри, якими вони будуть відрізнятися. У тому числі зниження потужності пристроїв після певного періоду експлуатації. Отримані результати дадуть вичерпну інформацію, яка з панелей (solar panels) краще і кому з виробників цих пристроїв потрібно надалі віддавати перевагу.
