Mga uri ng solar panel: isang comparative review ng mga disenyo at tip para sa pagpili ng mga panel

Ang alternatibong enerhiya ay umuunlad sa pinakamataas nito sa Europa, na nagpapakita ng pangako nito na may mga resulta.Ang mga bagong uri ng solar panel ay lumilitaw at ang kanilang kahusayan ay tumataas.

Kung nais mong tiyakin ang pagpapatakbo ng isang pang-industriya na gusali o mga lugar ng tirahan gamit ang solar energy, kailangan mo munang matutunan ang tungkol sa mga pagkakaiba sa pagitan ng mga kagamitan at maunawaan kung aling mga solar panel ang angkop para sa mga klimatikong kondisyon ng isang partikular na rehiyon.

Tutulungan ka naming ayusin ang isyung ito. Tinatalakay ng artikulo ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga photoelectric converter at nagbibigay ng pangkalahatang-ideya ng iba't ibang uri ng solar cell na nagpapahiwatig ng kanilang mga katangian, pakinabang at kawalan. Matapos pamilyar ang iyong sarili sa materyal, magagawa mong gumawa ng tamang pagpipilian para sa pag-aayos ng isang epektibong solar system.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga solar panel

Ang karamihan sa mga solar panel ay, sa pisikal na kahulugan, mga photovoltaic converter. Ang epekto ng pagbuo ng kuryente ay nangyayari sa site ng semiconductor p-n junction.

Ito ay mga silicon na wafer na bumubuo sa batayan ng halaga ng mga solar panel, ngunit kapag ginagamit ang mga ito bilang isang round-the-clock na pinagmumulan ng kuryente, kailangan mo ring bumili ng mga mamahaling baterya.

Ang panel ay binubuo ng dalawang silicon wafer na may iba't ibang katangian. Sa ilalim ng impluwensya ng liwanag, ang isa sa kanila ay nagkakaroon ng kakulangan ng mga electron, at ang isa pa - isang labis sa kanila.Ang bawat plato ay may mga copper conductor strip na konektado sa mga boltahe na nagko-convert.

Ang isang pang-industriyang solar panel ay binubuo ng maraming nakalamina na photovoltaic na mga cell na pinagsama-sama at naka-mount sa isang nababaluktot o matibay na substrate.

Ang kahusayan ng kagamitan ay higit na nakasalalay sa kadalisayan ng silikon at ang oryentasyon ng mga kristal nito. Ang mga parameter na ito ang sinisikap ng mga inhinyero na pahusayin sa nakalipas na mga dekada. Ang pangunahing problema dito ay ang mataas na halaga ng mga proseso na sumasailalim sa paglilinis ng silikon at ang pag-aayos ng mga kristal sa isang direksyon sa buong panel.

Bawat taon, ang pinakamataas na kahusayan ng iba't ibang mga solar panel ay nagbabago pataas, dahil bilyun-bilyong dolyar ang namumuhunan sa pananaliksik sa mga bagong photovoltaic na materyales (+)

Ang mga semiconductor ng mga photoelectric converter ay maaaring gawin hindi lamang mula sa silikon, kundi pati na rin mula sa iba pang mga materyales - prinsipyo ng pagpapatakbo ng baterya hindi ito nagbabago.

Mga Uri ng Photoelectric Converter

Ang mga pang-industriya na solar panel ay inuri ayon sa kanilang mga tampok sa disenyo at ang uri ng gumaganang photovoltaic layer.

Mayroong mga ganitong uri ng mga baterya batay sa uri ng device:

• nababaluktot na mga panel;
• matibay na mga module.

Ang mga nababaluktot na thin-film panel ay unti-unting sumasakop sa isang lalong malaking angkop na lugar sa merkado dahil sa kanilang mounting versatility, dahil maaari silang mai-install sa karamihan ng mga ibabaw na may iba't ibang anyo ng arkitektura.

Ang mga aktwal na katangian ng mga solar panel ay karaniwang mas mababa kaysa sa mga nakasaad sa mga tagubilin. Samakatuwid, bago i-install ang mga ito sa bahay, ipinapayong makita ang isang katulad na nakumpletong proyekto sa iyong sarili.

Batay sa uri ng gumaganang photovoltaic layer, ang mga solar na baterya ay nahahati sa mga sumusunod na uri:

1. Silicon: monocrystalline, polycrystalline, amorphous.
2. Tellurium-cadmium.
3. Batay sa indium-copper-gallium selenide.
4. Polimer.
5. Organiko.
6. Batay sa gallium arsenide.
7. Pinagsama at multi-layered.

Hindi lahat ng uri ng solar panel ay interesado sa pangkalahatang mamimili, ngunit ang unang dalawang mala-kristal na subtype lamang.

Kahit na ang ilang iba pang mga uri ng mga panel ay may mataas na kahusayan, hindi ito malawak na ginagamit dahil sa kanilang mataas na gastos.

Ang mga silicone photovoltaic cells ay medyo sensitibo sa init. Ang batayang temperatura para sa pagsukat ng power generation ay 25°C. Kapag ito ay tumaas ng isang degree, ang kahusayan ng mga panel ay bumababa ng 0.45-0.5%.

Susunod, tatalakayin nang detalyado ang mga solar panel na may pinakamalaking interes sa consumer.

Mga katangian ng mga panel na nakabatay sa silikon

Ang Silicon para sa mga solar cell ay ginawa mula sa quartz powder - ground quartz crystals. Ang pinakamayamang deposito ng mga hilaw na materyales ay nasa Western Siberia at Middle Urals, kaya ang mga prospect para sa lugar na ito ng solar energy ay halos walang limitasyon.

Kahit ngayon, ang mala-kristal at amorphous na mga panel ng silikon ay sumasakop na sa higit sa 80% ng merkado. Samakatuwid, ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa kanila nang mas detalyado.

Mga monocrystalline na silikon na panel

Ang mga modernong monocrystalline na silicon na wafer (mono-Si) ay may pare-parehong madilim na asul na kulay sa buong ibabaw. Ang pinakadalisay na silikon ay ginagamit para sa kanilang produksyon. Ang mga monocrystalline solar cell ay may pinakamataas na presyo sa lahat ng mga wafer ng silikon, ngunit nagbibigay din ng pinakamahusay na kahusayan.

Ang malalaking monocrystalline solar panel na may mga mekanismong umiikot ay akmang-akma sa mga landscape ng disyerto. May mga kondisyon para sa maximum na produktibo

Ang mataas na halaga ng produksyon ay dahil sa kahirapan ng pag-orient sa lahat ng mga kristal na silikon sa parehong direksyon. Dahil sa mga pisikal na katangian na ito ng gumaganang layer, ang pinakamataas na kahusayan ay sinisiguro lamang kapag ang mga sinag ng araw ay patayo sa ibabaw ng plato.

Ang mga monocrystalline na baterya ay nangangailangan ng karagdagang kagamitan na awtomatikong umiikot sa kanila sa araw upang ang eroplano ng mga panel ay patayo sa sinag ng araw hangga't maaari.

Ang mga layer ng silicon na may mga single-sided na kristal ay pinutol mula sa isang cylindrical block ng metal, kaya ang natapos na mga bloke ng photovoltaic ay mukhang isang parisukat na bilugan sa mga sulok.

Ang mga bentahe ng monocrystalline silicon na baterya ay kinabibilangan ng:

1. Mataas na kahusayan na may halagang 17-25%.
2. pagiging compact - mas maliit na lugar ng kagamitan sa bawat yunit ng kapangyarihan kumpara sa mga polycrystalline silicon panel.
3. tibay — tinitiyak ang sapat na kahusayan ng pagbuo ng kuryente hanggang sa 25 taon.

Mayroon lamang dalawang disadvantages sa naturang mga baterya:

1. Mataas na presyo at pangmatagalang pagbabayad.
2. Pagkasensitibo sa polusyon. Ang alikabok ay nagkakalat ng liwanag, kaya ang kahusayan ng mga solar panel na pinahiran nito ay bumababa nang husto.

Dahil sa pangangailangan para sa direktang sikat ng araw, monocrystalline inilalagay ang mga solar panel higit sa lahat sa mga bukas na lugar o sa taas. Kung mas malapit ang lugar sa ekwador at mas maaraw ang mga araw nito, mas mainam na i-install ang partikular na uri ng mga elementong photovoltaic na ito.

Polycrystalline solar cells

Ang mga polycrystalline silicon panel (multi-Si) ay may asul na kulay na hindi pantay sa intensity dahil sa sari-saring oryentasyon ng mga kristal. Ang kadalisayan ng silikon na ginamit sa kanilang produksyon ay bahagyang mas mababa kaysa sa monocrystalline analogues.

Ang mga multidirectional na kristal ay nagbibigay ng mataas na kahusayan sa diffused light - 12-18%.Ito ay mas mababa kaysa sa mga unidirectional na kristal, ngunit sa maulap na kondisyon ng panahon ang mga naturang panel ay mas epektibo.

Ang heterogeneity ng materyal ay humahantong din sa isang pagbawas sa gastos ng paggawa ng silikon. Ang purified metal para sa polycrystalline solar panels ay ibinubuhos sa mga hulma nang walang anumang espesyal na trick.

Sa produksyon, ang mga espesyal na pamamaraan ay ginagamit upang bumuo ng mga kristal, ngunit ang kanilang direksyon ay hindi kinokontrol. Pagkatapos ng paglamig, ang silikon ay pinutol sa mga layer at naproseso ayon sa isang espesyal na algorithm.

Ang mga polycrystalline panel ay hindi nangangailangan ng patuloy na oryentasyon patungo sa araw, kaya ang mga bubong ng mga bahay at pang-industriya na gusali ay aktibong ginagamit para sa kanilang pagkakalagay.

Sa araw, na may mga magaan na ulap, ang mga pakinabang ng mga solar panel na gawa sa amorphous na silikon ay hindi mapapansin; ang kanilang mga pakinabang ay ipinahayag lamang sa ilalim ng makakapal na ulap o sa lilim (+)

Ang mga pakinabang ng mga solar cell na may mga multidirectional na kristal ay kinabibilangan ng:

1. Mataas na kahusayan sa diffuse light na kondisyon.
2. Posibilidad ng permanenteng pag-install sa mga bubong ng mga gusali.
3. Mababang halaga kumpara sa mga monocrystalline panel.
4. Tagal ng operasyon — ang pagbaba ng kahusayan pagkatapos ng 20 taon ng operasyon ay 15-20% lamang.

Ang mga polycrystalline panel ay mayroon ding mga disadvantages:

1. Nabawasan ang kahusayan na may halagang 12-18%.
2. Relatibong bulkiness — mas maraming espasyo sa pag-install ang kailangan sa bawat yunit ng kapangyarihan kumpara sa mga monocrystalline analogues.

Ang mga polycrystalline solar panel ay nakakakuha ng pagtaas ng market share sa iba pang mga silicon na baterya. Ito ay tinitiyak ng malawak na potensyal na mga pagkakataon para sa pagbawas ng gastos ng kanilang produksyon.Ang kahusayan ng naturang mga panel ay tumataas din bawat taon, mabilis na lumalapit sa 20% ​​para sa mga produktong mass-produce.

Mga amorphous na silikon na solar panel

Ang mekanismo para sa paggawa ng mga solar panel mula sa amorphous na silikon ay sa panimula ay naiiba sa paggawa ng mga crystalline photovoltaic cells. Narito ito ay hindi isang purong non-metal na ginagamit, ngunit ang hydride nito, ang mga mainit na singaw na kung saan ay idineposito sa substrate.

Bilang resulta ng teknolohiyang ito, ang mga klasikal na kristal ay hindi nabuo, at ang mga gastos sa produksyon ay nabawasan nang husto.

Ang naka-deposito na amorphous na silicon na mga solar cell ay maaaring i-mount sa alinman sa isang flexible polymer substrate o isang matibay na glass sheet

Sa ngayon, mayroon nang tatlong henerasyon ng mga amorphous silicon panel, na ang bawat isa ay makabuluhang nagpapataas ng kahusayan. Kung ang unang photovoltaic module ay may kahusayan na 4-5%, ngayon ang mga modelo ng pangalawang henerasyon na may kahusayan na 8-9% ay malawak na ibinebenta sa merkado.

Ang pinakabagong mga amorphous panel ay may kahusayan na hanggang 12% at nagsisimula nang lumabas sa pagbebenta, ngunit medyo mahal pa rin ang mga ito.

Dahil sa mga tampok ng teknolohiyang ito ng produksyon, posible na lumikha ng isang layer ng silikon sa parehong isang matibay at nababaluktot na substrate. Dahil dito, ang mga amorphous na module ng silikon ay aktibong ginagamit sa nababaluktot na thin-film solar modules. Ngunit ang mga opsyon na may nababanat na backing ay mas mahal.

Ang physicochemical structure ng amorphous silicon ay nagbibigay-daan sa maximum na pagsipsip ng mga photon ng mahinang nakakalat na liwanag upang makabuo ng kuryente. Samakatuwid, ang mga naturang panel ay maginhawa para sa paggamit sa hilagang mga rehiyon na may malalaking libreng lugar.

Ang kahusayan ng mga baterya batay sa amorphous na silikon ay hindi bumababa kahit na sa mataas na temperatura, bagaman mas mababa ang mga ito sa parameter na ito sa mga panel ng gallium arsenide.

Sa parehong halaga ng kagamitan, ang mga solar panel ng silicon hydride ay nagpapakita ng mas mahusay na pagganap kaysa sa kanilang mga mono- at polycrystalline na katapat (+)

Upang buod, maaari nating ituro ang mga sumusunod na pakinabang ng mga amorphous solar panel:

1. Kagalingan sa maraming bagay — ang kakayahang gumawa ng nababaluktot at manipis na mga panel, mga mounting baterya sa anumang anyo ng arkitektura.
2. Mataas na kahusayan sa diffused light.
3. Matatag na trabaho sa mataas na temperatura.
4. Ang pagiging simple at pagiging maaasahan ng disenyo. Ang ganitong mga panel ay halos hindi masira.
5. Pagpapanatili ng pagganap sa mahirap na mga kondisyon — mas kaunting pagbaba sa pagganap kapag ang ibabaw ay maalikabok kaysa sa mga kristal na analogue

Ang buhay ng serbisyo ng naturang mga photovoltaic cell, simula sa ikalawang henerasyon, ay 20-25 taon na may power drop na 15-20%. Ang tanging disadvantages ng amorphous silicon panel ay kinabibilangan ng pangangailangan para sa mas malalaking lugar upang mapaunlakan ang mga kagamitan ng kinakailangang kapangyarihan.

Pangkalahatang-ideya ng mga device na walang silicon

Ang ilang mga solar panel, na ginawa gamit ang mga bihirang at mamahaling metal, ay may kahusayan na higit sa 30%. Ang mga ito ay ilang beses na mas mahal kaysa sa kanilang mga katapat na silikon, ngunit sumasakop pa rin sa isang high-tech na trading niche dahil sa kanilang mga espesyal na katangian.

Mga bihirang metal na solar panel

Mayroong ilang mga uri ng mga bihirang metal na solar panel, at hindi lahat ng mga ito ay mas mahusay kaysa sa monocrystalline silicon modules.

Gayunpaman, ang kakayahang gumana sa matinding mga kondisyon ay nagpapahintulot sa mga tagagawa ng naturang mga solar panel na makagawa ng mga mapagkumpitensyang produkto at magsagawa ng karagdagang pananaliksik.

Ang mga panel ng cadmium telluride ay aktibong ginagamit para sa mga cladding na gusali sa mga bansang ekwador at Arabian, kung saan ang ibabaw nito ay umiinit hanggang 70-80 degrees sa araw.

Ang mga pangunahing haluang metal na ginagamit sa paggawa ng mga photovoltaic cell ay cadmium telluride (CdTe), indium copper gallium selenide (CIGS) at copper indium selenide (CIS).

Ang Cadmium ay isang nakakalason na metal, at ang indium, gallium at tellurium ay medyo bihira at mahal, kaya ang mass production ng mga solar panel batay sa mga ito ay kahit na imposible sa teorya.

Ang kahusayan ng naturang mga panel ay nasa antas ng 25-35%, bagaman sa mga pambihirang kaso maaari itong umabot ng hanggang 40%. Noong nakaraan, ang mga ito ay pangunahing ginagamit sa industriya ng kalawakan, ngunit ngayon ay isang bagong promising na direksyon ang lumitaw.

Dahil sa matatag na operasyon ng mga photocell na gawa sa mga bihirang metal sa temperaturang 130-150°C, ginagamit ang mga ito sa mga solar thermal power plant. Sa kasong ito, ang mga sinag ng araw mula sa sampu o daan-daang mga salamin ay puro sa isang maliit na panel, na sabay-sabay na bumubuo ng kuryente at tinitiyak ang paglipat ng thermal energy sa isang water heat exchanger.

Bilang resulta ng pag-init ng tubig, nabuo ang singaw, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng turbine at pagbuo ng kuryente. Sa ganitong paraan, ang solar energy ay na-convert sa electrical energy nang sabay-sabay sa dalawang paraan na may pinakamataas na kahusayan.

Polimer at organikong mga analogue

Ang mga photovoltaic module na batay sa mga organic at polymer compound ay nagsimulang mabuo lamang sa huling dekada, ngunit ang mga mananaliksik ay nakagawa na ng makabuluhang pag-unlad.Ang kumpanya sa Europa ay nagpapakita ng pinakamalaking pag-unlad Heliatek, na nilagyan na ng ilang matataas na gusali na may mga organikong solar panel.

Ang kapal ng istraktura ng roll film nito ay HeliaFilm ay 1 mm lamang.

Sa paggawa ng mga polymer panel, ginagamit ang mga sangkap tulad ng carbon fullerenes, copper phthalocyanine, polyphenylene at iba pa. Ang kahusayan ng naturang mga photovoltaic cell ay umabot na sa 14-15%, at ang gastos sa produksyon ay ilang beses na mas mababa kaysa sa mga kristal na solar panel.

Ang isyu ng oras ng pagkasira ng organic working layer ay talamak. Sa ngayon, hindi posible na mapagkakatiwalaan na kumpirmahin ang antas ng kahusayan nito pagkatapos ng ilang taon ng operasyon.

Ang mga pakinabang ng mga organikong solar panel ay:

• posibilidad ng ligtas na pagtatapon sa kapaligiran;
• mababang halaga ng produksyon;
• nababaluktot na disenyo.

Ang mga disadvantages ng naturang mga photovoltaic cell ay kinabibilangan ng medyo mababang kahusayan at ang kakulangan ng maaasahang impormasyon tungkol sa mga panahon ng matatag na operasyon ng mga panel. Posible na sa loob ng 5-10 taon ang lahat ng mga disadvantages ng mga organikong solar cell ay mawawala, at sila ay magiging malubhang kakumpitensya para sa mga wafer ng silikon.

Aling solar panel ang pipiliin?

Ang pagpili ng mga solar panel para sa mga bahay ng bansa sa latitude na 45-60° ay hindi mahirap. Mayroon lamang dalawang pagpipilian na dapat isaalang-alang dito: polycrystalline at monocrystalline silicon panel.

Kung may kakulangan ng espasyo, mas mahusay na bigyan ng kagustuhan ang mas mahusay na mga modelo na may isang panig na kristal na oryentasyon; kung mayroong isang walang limitasyong lugar, inirerekomenda na bumili ng mga polycrystalline na baterya.

Hindi ka dapat umasa sa mga pagtataya ng mga analytical na kumpanya para sa pagbuo ng solar panel market, dahil ang pinakamahusay na mga halimbawa ng mga ito ay maaaring hindi pa naimbento.

Mas mainam na pumili ng isang tiyak na tagagawa, ang kinakailangang kapangyarihan at karagdagang kagamitan na may pakikilahok ng mga tagapamahala ng mga kumpanyang kasangkot sa pagbebenta at pag-install ng naturang kagamitan. Dapat mong malaman na ang kalidad at presyo ng mga photovoltaic module mula sa pinakamalaking mga tagagawa ay naiiba nang kaunti.

Dapat itong isaalang-alang na kapag nag-order ng isang hanay ng mga kagamitan sa turnkey, ang halaga ng mga solar panel mismo ay magiging 30-40% lamang ng kabuuang halaga. Ang payback period para sa mga naturang proyekto ay 5-10 taon, at depende sa antas ng pagkonsumo ng enerhiya at ang posibilidad ng pagbebenta ng labis na kuryente sa grid ng lungsod.

Mas gusto ng ilang mga manggagawa na mag-ipon ng mga solar panel gamit ang kanilang sariling mga kamay. Sa aming website mayroong mga artikulo na may detalyadong paglalarawan ng teknolohiya ng pagmamanupaktura ng naturang mga panel, ang kanilang koneksyon at pag-aayos ng mga solar heating system.

Pinapayuhan ka naming basahin ang:

1. Paano gumawa ng solar battery gamit ang iyong sariling mga kamay: mga tagubilin para sa self-assembly
2. Mga sistema ng pag-init ng solar: pagsusuri ng mga teknolohiya ng pag-init batay sa mga solar system
3. Diagram ng koneksyon para sa mga solar panel: sa controller, sa baterya at mga serviced system

Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa

Ang ipinakita na mga video ay nagpapakita ng pagpapatakbo ng iba't ibang mga solar panel sa totoong mga kondisyon. Tutulungan ka rin nilang maunawaan ang mga isyu sa pagpili ng mga kaugnay na kagamitan.

Mga panuntunan para sa pagpili ng mga solar panel at mga kaugnay na kagamitan:

Mga uri ng solar panel:

Pagsubok ng monocrystalline at polycrystalline panel:

Para sa populasyon at maliliit na pasilidad pang-industriya, sa kasalukuyan ay walang tunay na alternatibo sa mga kristal na silikon na panel.Ngunit ang bilis ng pag-unlad ng mga bagong uri ng solar panel ay nagpapahintulot sa amin na umasa na ang solar energy ay malapit nang maging pangunahing pinagmumulan ng kuryente sa maraming mga bahay sa bansa.

Inaanyayahan namin ang lahat na interesado sa isyu ng pagpili at paggamit ng mga solar panel upang mag-iwan ng mga komento, magtanong at lumahok sa mga talakayan. Ang contact form ay matatagpuan sa ibabang bloke.