Солнечные панели поликристаллические

Предлагаю обзор 20 ваттной поликристаллической солнечной панели.

В обзоре немного теории, советы по установке, снятие основных характеристик при разных уровнях освещённости.

Если коротко: панель работает и выдаёт заявленную мощность.

Солнечная панель (Солнечная батарея) — несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

В настоящее время из всех типов солнечных батарей, наибольшее распространение получили солнечные панели: монокристаллические и поликристаллические, последние из которых часто также называют «мультикристаллическими солнечными панелями».

Материалом для изготовления монокристаллических солнечных панелей, является сверх чистый кремний, использующийся также для производства полупроводниковых приборов в радиоэлектронике, и хорошо освоенный современной промышленностью. Стержни кремниевого монокристалла, медленно растут» и вытягиваются из кремниевого расплава, а далее разрезаются на части, с их толщиной 0,2-0,4 мм и уже используются после их последующей обработки, для изготовления фотоэлектрических элементов, входящих в состав солнечных панелей.

Когда происходит медленное охлаждение кремниевого расплава, то из него получается поликристаллический кремний, использующийся для изготовления поликристаллических солнечных панелей. В этом случае операция вытягивания кристаллов кремния из расплава полностью опускается, а сам процесс менее трудоемок, нежели при изготовлении монокристаллического кремния, а соответственно и такие солнечные батареи дешевле.

Основные отличия «моно» и «поли» кристаллических типов солнечных батарей:

— Эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую. Монокристаллические панели при их серийном производстве – имеют эффективность максимум до 22%, а используемые в космических технологиях – даже до 38%. У серийно выпускаемых поликристаллических панелей – эффективность составляет по максимуму – 18%.

— Внешний вид. У монокристаллических элементов солнечных панелей – углы скруглены. Округленность их форм связана здесь с тем, что монокристаллический кремний, при его производстве получают в цилиндрических заготовках. Поликристаллические элементы солнечных модулей имеют квадратную форму, поскольку их заготовки при производстве – также квадратной формы.

— Цена. В пересчёте на единицу мощности, монокристаллические солнечные панели незначительно дороже (примерно на 10%), чем солнечные панели из поликристаллического кремния.

В итоге можно сказать, что выгоднее использовать поликристаллические солнечные модули – которые при той же мощности, будут немного больше по площади, нежели модули монокристаллические, но зато немного их дешевле.

Думаю теории достаточно, можно переходить к обзору.

Панель пришла в обычном сером пакете (фотографировать не стал), внутри пакета сама панель завёрнутая в несколько слоёв вспененного полиэтилена. Но естественно этого оказалось недостаточно и углы панели слегка пострадали. Но к моей радости сама панель не оказалась повреждённой.

Размер панели: 47х35х2 см. Вес около 2 кг.

Конструктивно сама панель вставлена в рамку из алюминиевого профиля и проклеена белым силиконовым герметиком. На тыльной стороне расположена монтажная коробка, в которой к панели припаян 3-х метровый кабель. Также в этой коробке установлен диод Шоттки. Он необходим при объединении нескольких панелей в батарею для предотвращения обратного тока при неравномерной засветке. На другом конце кабеля смонтированы зажимы типа «крокодил». Основные параметры панели находятся на наклейке чуть ниже монтажной коробки.

Распаковав панель я решил сразу проверить её, для чего подключил к «крокодилам» 12-ти вольтовое светодиодное кольцо. Оно засветилось. При чём даже в полумраке при задёрнутых занавесках и шторах (освещённость 42,5 люкса):

Солнечные батареи следует размещать в наиболее освещенном месте, таким образом, чтобы деревья и здания не затеняли их. Самым оптимальным местом является крыша здания или специальная опора, чуть хуже — стена.

При установке панелей, необходимо соблюдать угол наклона и азимут. Для жителей северного полушария оптимальный азимут — 180 градусов (строго на юг). Для южного полушария, естественно, наоборот. Долгота места установки не имеет значения. От широты зависит угол наклона, т.е. чем ближе к экватору, тем угол наклона меньше относительно горизонта, ну а чем ближе к полюсам, тем угол больше. Проще всего этот угол посчитать с помощью онлайн калькулятора. Для моего места жительства этот угол равен 44 градусам. Установить я решил обозреваемую панель на внешний блок кондиционера, смонтированный на юго-западной стене многоквартирного дома. Место, конечно, не идеальное, но лучшего я не нашёл.

Для практического использования, самой солнечной панели чаще всего недостаточно, т.к. выходной ток очень сильно зависит от освещённости. В тёмное время суток солнечная панель практически не вырабатывает электроэнергию. Поэтому солнечную панель необходимо дополнить аккумулятором. В самом простом варианте можно обозреваемую панель подключить непосредственно к автомобильному 12 вольтовому аккумулятору, и к этому же аккумулятору подключить и 12 вольтовую нагрузку. Но в этом случае необходимо вручную контролировать напряжение на аккумуляторной батарее, чтобы не допустить её перезаряд, либо глубокий разряд. Также желательно обеспечивать нагрузку солнечной панели в точке максимальной мощности. Для автоматизации этого процесса применяются специальные контроллеры солнечных батарей. Контроллеры бывают 2 видов: MPPT или PWM. Что это такое и каковы их отличия, описывать здесь, думаю, не стоит. Мне уже идут по почте 2 контроллера, вот как придут, сделаю обзор, и расскажу обо всём в подробностях. Это и будет продолжением данного обзора.

Обозреваемая солнечная панель вполне работоспособна и выдаёт заявленную мощность с учётом неидеальных условий установки.

Какие солнечные панели лучше – монокристаллические или поликристаллические?

Какие солнечные панели лучше – монокристаллические или поликристаллические?

Последнее время стоимость газа, нефти и другого часто используемого сырья очень возросла. В связи с этим многие жители нашей страны все чаще прибегают к альтернативной энергетике . Получаемая энергия постоянно возобновляется, что позволяет обрести энергонезависимость и восполнить нехватку традиционных видов топлива. Подобный ресурс имеет все шансы для успешного внедрения в потребительские рынки частных лиц, а также больших компаний и предприятий. Экологичность, доступность,простота и продолжительность эксплуатации, минимальное обслуживание – основные характеристики технологии.

В наше время солнечные батареи используютсяво многих важных технологиях. Это касается космических установок, тепловых панелей на крышах домов, фотоаппаратов, сварочных щитков, игрушек. Свою роль такие батареи получили и в составе элементов электротехнической автоматики.

Очень популярными в наше время считаются именно солнечные панели . Они представлены основными типами батарей: кремниевыми и пленочными. Кремниевые, в свою очередь, подразделяются на две технологии изготовления –монокристаллическую и поликристаллическую . Поскольку пленочные модули не широко распространены в промышленных масштабах, основным востребованным товаром становятся именно кремниевые панели.

При выборе солнечного модуля следует взять во внимание множество деталей,параметров, характеристик. Ознакомится с их преимуществами и недостатками. Но главное – определиться с местом использования, поставить конкретные цели,ориентироваться на ценовую политику. Это поможет сделать правильный выбор, результаты которого не заставят себя ждать.

Кристаллический кремний – основа фотоэнергетики

Кристаллический кремний является главной формой кремния для изготовления фотоэлектрических преобразователей, а также электронных приборов. Именно на его основе разработаны солнечные панели, поставки которых в 2011 году составили около 95% от всех солнечных фотоэлектрических систем мирового производства.

В фотовольтаике используются различные модификации кремния. Последнее время этот раздел науки довольно бурно развивается. Уже сейчас ее доля в производстве электроэнергии существенна. Ведь снижение материалоемкости, повышение КПД, еще более усовершенствованные технологии преобразования энергии солнца позволяют выйти на новый уровень развития и значительно облегчить жизнь новейшими разработками.

Кроме модификации, важна истепень чистоты элемента. Речь идет о максимально возможной упорядоченности молекул вещества. Ведь от этого зависит эффективность преобразования солнечного света в электричество. Прискорбным остается тот факт, что производители не всегда указывают чистоту используемого кремния. Тем самым предположить результативность процесса довольно сложно.

Степень чистоты веществаопределяет продуктивность солнечного модуля. Хотя этот показатель не является решающим. Очень важными факторами станут экономическая рентабельность и продуктивность применения пространства. Только совокупность определенных показателей сможет определить качество, результативность системы, ее окупаемость, продуктивность.

Фотоэлектрические элементы на основе кристаллического кремния бывают монокристаллическими и поликристаллическими. Данные Европейской ассоциации ЕР IA за 2010 год свидетельствуют о том, что именно поликристаллические панели по масштабам производства являются лидирующими среди остальных. Так, изготовление mono-Siсоставляет 33,2%, poly-Si – 52,9%, аморфных и других моделей – 13,9%. Стоит обратить внимание на то, что каждый тип имеет свои достоинства, но вместе с тем и недостатки. С характеристиками панелей различного типа стоит ознакомиться более подробно .

Солнечная фотоэлектрическая система, выполненная на основе mono-Si, имеет свои особенности. Главная ее характеристика – исходный материал в виде одного зерна кристалла. В связи с этим фотоэлектрические элементы имеют однородный окрас и одинаковый внешний вид. Углы составляющих частиц скругленные, а поверхность однородная, поскольку результатами производства являются цилиндрические заготовки-слитки.

Изготовление рабочих элементов направлено на улучшение качеств кремниевого диска, а также снижения затрат на обработку каждого монокристаллического элемента отдельно. Монокристаллический тип солнечного модуля имеет своеобразный внешний вид. Это псевдоквадраты с скругленными краями, тогда как поликристаллические модули имеют в своей основе прямоугольные элементы.

Приобретение с дальнейшим использованием монокристаллических панелей имеет как свои положительные, так и отрицательные моменты. К преимуществам можно отнести следующее:

• Отличные показатели производительности достигаются путем отбора наилучшего, высокосортного кремния. Степень его очистки составляет 99%. Продуктивность же таких модулей колеблется в пределах 22%.

• Максимальная компактность, удобность. Вместе с отличной мощностью они требуют минимум пространства.

• Длительный срок эксплуатации с гарантийным периодом до 25 лет.

К сожалению, как и любые устройства, приборы, системы, монокристаллические солнечные батареи не лишены недостатков. Главный из них – цена. Существенное превышение стоимости в сравнении с поликристаллическим модулем становиться огромной преградой для многих пользователей на пути к приобретению желаемой батареи.

Минусом есть необходимость приобретения дополнительного оборудования. Ведь затененная или грязная панель просто теряет мощность или прекращает свое функционирование. Поэтому потребуется установка микро инвертеров, стринг-инвертеров. С их помощью солнечная панель будет работать без перебоев не зависимо от освещённости.

Производство поликристаллических (мультикристаллических) батарей берет свое начало еще в далеком 1981 году. Оно значительно отличается от производства монокристаллических элементов и не требует использования метода Чохральского. Все элементарно просто: кремниевое сырье расплавляют и разливают по квадратным формочкам. Затем их остужают и режут на квадратные пластины толщиной 0,2-0,4 мм. Так получаются заготовки прямоугольной формы. Чаще всего они неоднородны по цвету и структуре. Это связано с разнородностью поликристаллов используемого элемента, а также наличием примесей. Выращивание цельного кристалла как такового не происходит.

Poly-Si системы распространены во многих странах. Лидирующие позиции по производству таких модулей занимают Китай, Германия, США. В свою очередь, отечественные производители тоже не отстают: изготовлением поликристаллических солнечных фотомодулей занимаются научно-производственное предприятие «Хевел» и «Квант». Известны и другие производители подобной продукции.

Итак, как и монокристаллические модули , панели poly-Si наделены определенными положительными и отрицательными чертами. Среди преимуществ нужно отметить, что метод изготовления мультикристаллических батарей простой, менее затратный. Объем отходов незначительный. Считается, что поликристаллические модули менее устойчивы к перепадам температур,что отражается на их производительности. Не смотря та такое мнение было доказано, что подобный факт довольно незначителен. Особого ущерба, убытка дефекты подобного рода не принесут.

Существенными оказались недостатки солнечных фотоэлектрических систем poly-Si:

• Небольшая производительность батарей, составляющая до 18%. Это напрямую связано с низкой чистотой кремния.

• Большая площадь занимаемой территории.

• Неоднородность фотоэлементов системы.

Какую панель все же выбрать: poly-Si или mono-Si?

При самостоятельном выборе модуля полезно обратить внимание на следующие моменты.

1. Выбирая батарею с определенной, выбранной мощностью, стоит между типами панелей отдать предпочтение более бюджетному варианту.

К выбору солнечных батарей стоит подойти с максимальной серьёзностью. Ведь все зависит отситуации, места расположения, желаемого результата, финансовых возможностей. Неплохую помощь в таком вопросе сможет предоставить опытный специалист, который даст ценные советы и напутствия. Он способен подобрать наиболее выгодный тип солнечной фотоэлектрической системы для использования в домашних условиях или на предприятии.

Существенным оказывается и анализ соотношения производительности к ценовому вопросу. Так, средние цифры гласят о том, что панели из монокристаллов на 15% дороже, чем батареи на основе поликристаллов . Поэтому целесообразно сравнивать модели, сопоставлять эффективность, оценивать финансовую разницу.

Важную роль играет тщательный просчет всех мелочей. Это стоимость установки за 1 Ватт мощности, дополнительные установки и их стоимость, возможность экономии площади, эффективность панелей разных производителей. Только при детальном планировании, щепетильном выборе, преждевременном максимально точном расчете всех деталей, мелочей появляется возможность удачного, эффективного и экономного выбора именно той, максимально подходящей панели.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные системы: преимущества и недостатки

Установка фотоэлектрических солнечных элементов с целью получения «собственного» электричества – шаг в будущее. Такой способ выработки электроэнергии является экологически чистым, неиссякаемым и бесплатным (разумеется, после того, как отобьются вложения на приобретение панелей). Также они работают очень тихо в сравнении с другими, генерирующими электричество механизмами и устройствами.

Установив такую систему, вы перестанете зависеть от каких-либо поставщиков и перейдете на режим полного самообеспечения электроэнергией, ведь солнце есть везде, и оно бесплатное для всех. Систему генерации солнечной энергии можно со временем расширять, добавлять новые панели. А те что есть, подвержены износу в очень малой степени и смогут стабильно работать на протяжении многих лет. И вам даже не придется беспокоиться о топливе и приобретении каких-то исчерпаемых ресурсов для работы системы. Она автономна и может работать непрерывно

Минусы солнечных батарей

У солнечных батарей, конечно же, есть и свои минусы, о них тоже стоит упомянуть. Это в первую очередь высокая стоимость и долгий срок окупаемости. Вкладывать большие деньги, чтобы получить бесплатную электроэнергию в сильно отсроченной перспективе, готов не каждый. Также это низкий КПД. Хотя справедливости ради стоит заметить, что мощности панелей постоянно растут и возможно в ближайшем будущем, этот минус перестанет быть таким ощутимым. Пробежимся вкратце еще по нескольким минусам.

• Зависимость нормального функционирования от погодных условий.
• Необходимости приобретать много дополнительного оборудования.
• Нельзя использовать для питания электроники, которая требует больших мощностей.
• Требование больших территорий для размещения

Это самые основные плюсы и минусы всех солнечных батарей. Если принято решение об их приобретении, то нужно сперва определиться с их типом. Чаще всего используется такие варианты.

• Монокристаллические панели.
• Поликристаллические панели.

Чтобы выбрать из двух типов тот, который вам подойдет, ознакомимся с преимуществами и недостатками названых типов солнечных батарей. Также подробнее изучим материалы и особенности панелей, узнаем, чем отличается поликристаллическая солнечная панель от монокристаллической, определим, какая покупка выгоднее.

Монокристаллические солнечные панели

Такие панели производят из монокристаллического кремния. Для этого, его выращивают в специальных слитках, а затем обрезается для внедрения в солнечную панель. Готовая панель обычно имеет форму псевдоквадрата. Такие панели обладают следующими преимуществами.

• Более высокие показатели производительности, благодаря структурированному материалу. КПД монокристаллических солнечных в районе 17-20%.
• Компактные габариты в сравнении со вторым типом панелей, обладающих теми же мощностными характеристиками.
• Длительный срок службы. Одной монокристаллической панели хватит на 25 лет и более

Есть также и недостатки. Их не много:

• Высокая цена. Эти панели значительно дороже поликристаллических.
• Потеря производительности по ряду причин. Тень или незначительное запыления могут привести к сильному снижению эффективности.

Стоимость – наиболее значимый минус, из-за которого многие предпочитают пренебречь долговечностью и компактными габаритами, остановив свой выбор на поликристаллических панелях. Но это частники, а вот те, кто собирается получать прибыль с таким панелей, старается все же купить товар лучше.

Поликристаллические солнечные панели

Эти панели изготавливаются из расплавленного кремниевого сырья, залитого в специальные формы и далее нарезанного. Такая технология изготовления намного проще. Поэтому плюсы здесь следующие.

• Низкая цена за счет более простой технологии производства с меньшим количеством отходов.
• Низкий процент брака при производстве.

Но эта простота и низкая стоимость влекут за собой серьезные недостатки.

• Плохая устойчивость к воздействию высоких температур.
• Показатели КПД находятся в пределах 14-18%.
• Менее эффективное использование площади расположения солнечных батарей. Чтобы получить те же мощности, нужно задействовать большее пространство.
• В целом неоднородная конструкция. Отличие поликристаллических панелей от монокристаллических изделий в том, что они не представляют собой компактную, однородную целостную конструкцию, без применения просветляющего покрытия.

После разбора плюсов и минусов, пришло время решить, какие панели лучше монокристаллические или поликристаллические. Ответ на этот вопрос зависит от ряда факторов, в частности от цели применения.

Что нужно учитывать при выборе солнечных панелей

Рекомендуется предварительно нанять специалистов для определения всех условий и особенностей будущего размещения солнечных батарей. Но в целом можно выделить следующие факторы.

• Если на небольшой площади требуется получить максимальный КПД от батарей, то следует остановить свой выбор на монокристаллических панелях.
• При ограниченном бюджете, если нужны нормальные показатели, но гнаться за повышенными мощностями нет смысла, лучше приобрести поликристаллические панели. Это будет хорошей экономией.
• Сложность монтажа будущей системы. В том случае, если вы планируете её установку самостоятельно

После выбора и приобретения выбранного типа солнечных батарей, вы станете обладателем автономной, тихой и экологически чистой станции по добыче электроэнергии. Она в течение долгого времени будет обеспечивать ваш быт и со временем, вы отобьёте финансовые вложение и продолжите пользоваться бесплатным электричеством. Вероятно, когда-нибудь солнечные батареи заменят собой традиционные методы добычи электроэнергии. А пока вы можете самостоятельно приобщиться к будущему и перейти на самообеспечение электричеством.