Разлика между моно-, поликристални и тънкослойни фотоволтаични панели
Ако възнамерявате да купувате соларни панели, но не сте сигурни, на кои точно да се спрете, то вие сте на правилното място. Има много неща, които трябва да се вземат предвид при направата на фотоволтаична система за ток.
В миналата статия ние разгледахме кои са подходящите акумулатори за фотоволтаични системи, тяхното устройство, капацитет и цикли. Днес ще говорим за различните PV модулите за ток, които пазарът предлага.
Тук ще научите всичко, което трябва да знаете за различните фотоволтаични панели (моно-, поликристалени и тънкослойни).
Нека да започнем с различните видове, които се предлагат на пазара, да изброим техните предимства и недостатъци, а в следващата ни статия ще разгледаме няколко типични сценария, при които някои биха били по-подходящи от други (дано един да отговаря и на вашите нужди).
Разяснение: терминът "соларен панел" се използва за "фотоволтаичен соларен панел" (видът, който генерира ток), а не соларен колектор за топла вода.
Какво е кристален силиции (c-Si)?
Почти 90% от фотоволтаиците по света са на основата на различни вариации на силициевите съединения. Силицият използван в тях е под най-различни форми. Основната разлика идва от чистотата му. Колкото по-перфектно са подредени силициевите молукули, толкова по-добре силициевите клетки ще преобразуват слънчевата енергия в електичество (фотоелектричен ефект)
Ефективността на соларните панели върви ръка за ръка с чистотата на силиция, но процесите нужни за подобряване на чистотата са скъпи. Ефективността не трябва да е първото ви притеснение. Както ще откриете, цената и пространството са определящите фактори за повечето хора.
Монокристални силициеви соларни клетки
Соларните клетки изработини от монокристален силиций (m-Si), наричан още еднокристален силиции, лесно се разпознават по хомогенното оцветяване и форма, което е знак за високата чистота, както се вижда на снимката по-долу:
Клетките на монокристалните PV панели са направени от силициеви слитъци с цилиндрична форма. За оптимизиране на производителността и намаляване на цената на една монокристална клетка, четирите страни на блоковете са одрязани и това дава характерният вид на монокристалните фотоволтаични панели.
Добър начин за различаване на моно- от поликристалните панели, е че вторите са с перфектни правоъгълни клетки, без ромбове между тях.
Предимства:
- Имат най-високата ефективност, тъй като са изработени от най-висококачествния силиции. Ефективността на монокристалните слънчеви панели обикновено е 15-20%.
- Компактни. Тъй като осигуряват най-високите мощности, те изискват по-малко пространство за 1kW монтирана мощност. Произвеждат до 4 пъти повече електроенергия от тънкослойните соларни панели.
- Монокристалните соларни панели имат най-дългият живот. Повечето производители слагат съвсем спокойно 25 годишна гаранция на панелите си.
- Склонни са да се представят по-добре, от подобните на тях поликристални модули, при по-слаба слънчева светлина.
- Монокристалните соларни панели са по-ефективни при високи температури. Намаляването на ефективността, когато температурата се покачва, не е по-различно от тази при поликристалните, но границата е по висока - обикновено 85C, за разлика. При поликристалните е 65C.
Недостатъци:
- Тъй като са с най-високо качество, те също са и най-скъпите. От финансова гледна точка поликристалните (и в някои случаи тънкослойните) панели могат да бъдат по-добър избор за някои хора.
- Ако соларният панел е частично покрит със сянка, мръсотия или сняг, цялата верига може да се разпадне. Консултирайте се със специалисти как да постъпите, ако смятате, че закриването на панелите може да е проблем.
- За производството на панелите се използва процес наречен "Czochralski", който е свързан с изрязване на части от силиция, за да се получи ефекта. Това е свързано със загуби на материал.
- По-честа поддръжка. Монокристалните соларни панели трябва да бъдат почиствани от замърсявания, защото те пряко влияят на производителността им и това се усеща.
Поликристални силициеви соларни клетки
Първият PV панел на основата на поликристален силиции, който още е познат като полисилиции (p-Si) и мултикристален силиции (mc-Si), които са представени на пазара през 1981. За разлика от монокристалните, поликристалните фотоволтаични панели не изискват процесът "Czochralski". Суровият силиции се разтопява и се излива в квадратна форма, охлажда се и се нарязва на перфектно квадратни люспи.
Предимства:
- Процесът за производство на поликристален силиции е сравнително прост и това го прави по-евтин. Количеството загубен силиции е много по-малко в сравнение с монокирсталния.
- Поликристалните соларни панели могат да работят на сянка. В случай, че падне сянка върху част от панелите това няма да повлияе на другите и системата няма да изключи. Тези, които са на сянка също ще произвеждат електричество, но разбира се, с по-малка ефективност. Те са подходящи за по променливи условия.
- Липса на поддръжка. Този вид панели са много малко претенциозни. След като бъдат монтирани на покрива могат никога да не бъдат почиствани и да работят с много голяма част от пълния си капацитет.
Недостатъци:
- Поликристалният соларен панел има по-ниска топлинна толерантност (65C) от монокристалния. Това означава, че работи малко по-лошо от монокристалния впри по-висока температура. Топлината може да повлияе на ефективността на панелите и да скъси живота им. Този ефект обаче е незначителен и повечето хора не го вземат под внимание.
- Ефективността на поликристалните фотоволтаични панели е обикновено около 13-16% Заради по ниската чистота на силиция, те не са толкова ефективни както монокристалните.
- Заемат повече място. Трябва да покриете по-голямо пространство, за да постигнете същата електрическа мощност, както с монокристални панели.Това обаче не означава, че всеки монокристален соларен панел работи по-добре от тези на основата на поликристален силиции.
- Някои хора смятат, че монокристалните и тънкослойните соларни панели са по-естетични, отколкото тъмносините поликристални.
Тънкослойни соларни панели
Поставянето на един или няколко слоя фотоволтаичен материал върху повърхност е основата на производството на тънколсойните соларни клетки. Различните видове тънкослойни фотоволтаични клетки могат да се категоризират по фотоволтаичния материал, които се слага върху основата:
- - Аморфен силиции (a-Si)
- - Кадмиев телурид (CdTe)
- - Медно индиев /галиев/ селенид (CIS / CIGS)
- - Органични фотоволтаични клетки (OPC)
В зависимост от технологията на, прототипите на тънкослойните модули са достигнали ефективност между 7-13%. Масовите работят на около 9%. За в бъдеще се очаква ефективноста да се покачи до около 10-16%.
Пазарът на тънкослойни PV панели се е увеличил с 60% годишно от 2002 до 2007 г. През 2011 г. 5% от доставките на фотоволтаични модули за жилищния сектор са тънкослойни. /статистика за САЩ/
Предимства:
- Масовото производство е лесно, което ги прави по-евтини от кристалните PV панели.
- Хомогенният им цвят ги прави естетични.
- Могат да бъдат гъвкави, което ги прави подходящи по-нестандарти приложения.
- Високите температури и засенчването оказват по-малко влияние върху производителността им.
Недостатъци:
- Поради по-ниската си производителност, заемат повече място за 1kW инсталирана мощност, което ги прави неподходящи за места, където мястото е ограничено. Монокристалните PV панели произвеждат до 4 пъти повече енергия от тънкослойните.
- Заемането на повече място е свързано също с увеличаване на разходите за конструкция и кабели.
- Тънкослойните PV модули са склонни да се разграждат по-бързо от моно- и поликристалните фотоволтаични панели, поради което обикновено имат по-кратка гаранция.
Аморфни силициеви (a-Si) соларни панели
Тъй като изходната електрическа енергия на тези клетки е малка, те се използват предимно за малки консуматори, като джобни калкулатори. Последните технологии обаче разширяват тяхното приложение. Навлезе техника наречена "стакинг" (stacking), който увеличава КПД-то на 6-8%. Това натрупване обаче е и по-скъпо.
Кадмиеви телуриди (CdTe) PV панели
Това е единствената технология за тънкослойни PV панели с толкова висок КПД - 9-11% спрямо стойността си. Минусът е, че кадмия е токсичен в по-големи количества.
Медно индиеви /галиеви/ селенидни (CIS / CIGS) PV модули
В сравнение с другите технологии за тънък слой, CIGS соларни панели показаха най-голям потенциал по отношение на ефективността. Те съдържат по-малко количество от токсичния кадмии и могат да бъдат и гъвкави. Ефективността им е около 10-12%.
Заключение за тънкослойните PV панели: Разработват се много видове тънкослойни технологии с цел фотоволтаичните системи да бъдат все по-достъпни за обществото. Някои от тези технологии имат огромен потенциал.
