Поликристаллические и монокристаллические солнечные батареи отличия

Поликристаллические солнечные панели

Мы уже упомянули о том, что панели бывают двух типов: поли- и монокристаллические. Для начала рассмотрим монокристаллический элемент – он дороже, но мощнее.

Особенности

Для такой батареи выращивается специальный монокристалл кремния по способу Чохральского. Этот материал стоит дороже, чем поликристаллическая пластина, но из-за своего высокого качества монокристаллический модуль имеет больший КПД. Монокристаллические солнечные панели, собранные из отдельных кремниевых ячеек, обладают эффективностью работы, которая равна примерно 20–22%.

Лучи света, попадая на поверхность монокристалла кремния, приводят свободные электроны к направленному движению. С обеих сторон кристалла к нему присоединены провода, идущие к потребителю.

КПД такой пластины достаточно высок, так как в ней лучи солнца не рассеиваются, а равномерно распределяются по всей поверхности кристалла. Площадь р-п перехода в пластине велика, за счет чего электроны проникают из одной части полупроводника в другую беспрепятственно.

Стоимость

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Технология выращивания монокристаллов полупроводника больших размеров довольно трудоемка, из-за чего цена такой батареи всегда выше, чем аналогичного изделия на основе поликристаллов. Разница в стоимости устройств – 10%, что является главным недостатком монокристаллической батареи.

Цена монокристаллической панели мощностью 150 Вт равна 5400 руб., а такая же по конструкции батарея мощностью 200 Вт стоит 11700 руб. Гораздо дороже устройства мощностью 230 Вт и 300 Вт

Можно сразу понять, что пленочные рулонные солнечные батареи имеют большое количество отличий от кристаллических вариантов

Первое на что следует обратить внимание, это их толщина, она составляет меньше 1мкм, кроме того они очень гибкие, это качество позволяет расположить их на любых поверхностях, даже на цилиндрических

Кроме этих достоинств пленочные батареи обладают следующими преимуществами:

  • Они сохраняют рабочие параметры даже при рассеянном свете, как итог их суммарная энергия повышается на 15% по отношению к кристаллическим разновидностям;
  • Обладают низкой себестоимостью, а значит, их покупка будет бюджетной;
  • Их работа в высокомощных энергосистемах более эффективна;
  • В условиях жаркого климата, батареи не снижают своей продуктивности;
  • Имеют высокий показатель поглощения солнечного спектра в оптическом виде.

Конечно не смотря на все достоинства, как и любая другая установка, пленочные батареи обладают некоторыми недостатками. Сюда можно занести большие размеры, по отношению к кристаллическим панелям, пленочные занимают площадь практически в 3 раза больше. Еще одним недостатком станет то, что для использования таких батарей требуются контроллеры высоковольтного типа.

продолжительность непрерывной эксплуатации — не менее 20 лет;

Поликристаллические и монокристаллические солнечные батареи отличия

КПД монокристаллов — в среднем до 20–22 % (без учета потерь полученной электроэнергии), в отдельных случаях — до 20 %;

уровень поглощения выше, чем в поликристаллических панелях;

Единственный минус монокристаллических систем — более высокая стоимость, впрочем, затраты на их приобретение быстро окупаются

При дефиците площади, когда крайне важно добиться максимального количества энергии с каждого квадратного метра, подобное решение предпочтительнее.

КПД меньший, чем у монокристаллических элементов — до 17-18 %;

доступная цена — производство поликристаллических панелей менее затратное;

Поликристаллические и монокристаллические солнечные батареи отличия

скорость утраты мощности (деградация) поликристаллов меньше, чем у монокристаллов.

Таким образом, если стоит задача получить определенное количество электроэнергии, при использовании поликристаллических панелей потребуется большая площадь. Есть мнение, что их выгоднее использовать в регионах с преобладанием пасмурных дней — при недостаточном количестве солнца поликристаллы дают больше энергии, чем монокристаллы.

Параметр

Монокристаллы

Поликристаллы

Вывод

Температурный коэффициент

0,45 %

0,45 %

Снижение мощности в системах обоих типов происходит практически одинаково

Скорость деградации

На 3 % в первый год эксплуатации, в последующие — на 0,71 %.

На 2 % в первый год эксплуатации, на 0,67 % в последующие годы.

Разница несущественна, поэтому ею можно пренебречь.

Цена

Высокая стоимость, обусловлена сложностью производства.

На 10-15 % дешевле, чем монокристаллические элементы.

Для многих цена оказывается решающим доводом в пользу поликристаллических панелей.

Фоточувствительность (при уровне освещенности 600 Вт/м
2

При одинаковой мощности модулей разница не превышает 10 %.

По сути этим показателем можно пренебречь.

Годовая выработка

По данным лаборатории PHOTON она незначительно выше (не более 2 %) у монокристаллов. Однако более подробные исследования показали, что имеет значение не только тип панели, но и бренд.

Важнее свойства конкретной солнечной батареи — именно они являются ключевым критерием выбора.

При выборе солнечных панелей необходимо обращать внимание не только на тип фотоэлементов, но и на другие критерии: соотношение цены и эффективности, заявленный ресурс (гарантийный срок), напряжение при максимальной мощности, комплектацию.

Монокристаллические пластины усовершенствованы и превосходят поликристаллы. Из-за гибкого строения их можно размещать на кровле дома или беседки.

Поликристаллические элементы хороши для уличной станции, так как их устанавливают только на ровную поверхность, для них необходимо присмотреть отдельное место на садовом участке. При размещении в беседке не допускается застекление панелей, так как от этого происходит снижение КПД. Коэффициент полезного действия у серийно выпускающихся панелей составляет примерно 18%, что ниже монокристаллических. Поликристаллические пластины несут потери КПД в основном из-за неоднородности поверхности.

Предлагаем ознакомиться  Для чего нужен запорный клапан для радиатора отопления

Гибкую монокристаллическую пластину удобно

Сравнение монокристаллических и

Итак, какая солнечная батарея лучше — монокристаллическая или поликристаллическая? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала разобраться, а чем же они отличаются?

Первое, что бросается в глаза, это внешний вид. У монокристаллических элементов углы скругленные и поверхность однородная. Скругленные углы связаны с тем, что при производстве монокристаллического кремния получают цилиндрические заготовки. Однородность цвета и структуры монокристаллических элементов связана с тем, что это один выращенный кристалл кремния, а кристаллическая структура является однородной.

В свою очередь, поликристаллические элементы имеют квадратную форму из-за того, что при производстве получают прямоугольные заготовки. Неоднородность цвета и структуры поликристаллических элементов связана с тем, что они состоят из большого количества разнородных кристаллов кремния, а также включают в себя незначительное количество примесей.

Второе и наверное главное отличие — это эффективность преобразования солнечной энергии.Монокристаллические элементы и соответственно панели на их основе имеют на сегодняшний день наивысшую эффективность — до 22% среди серийно выпускаемых и до 38% у используемых в космической отрасли. Монокристаллический кремний производится из сырья высокой степени очистки (99,999%).

Серийно выпускаемые поликристаллические элементы имеют эффективность до 18%. Более низкая эффективность связана с тем, что при производстве поликристаллического кремния используют не только первичный кремний высокой степени очистки, но и вторичное сырье (например, переработанные солнечные панели или кремниевые отходы металлургической промышленности).

Эффективность элементов в конечном счете отвечает за физический размер солнечных панелей. Чем выше эффективность, тем меньше будет площадь панели при одинаковой мощности.

Третье отличие — это цена солнечной батареи. Естественно, цена батареи из монокристаллических элементов немного выше в расчете на единицу мощности. Это связано с более дорогим процессом производства и применением кремния высокой степени очистки. Однако это различие незначительно и составляет в среднем около 10%.

https://www.youtube.com/watch?v=

Внешний вид.Эффективность.Цена.

Как видно из этого перечня, для солнечной электростанции не имеет ни какого значения, какая солнечная панель будет использоваться в ее составе. Главные параметры — напряжение и мощность солнечной панели не зависят от типа применяемых элементов и зачастую можно найти в продаже панели обоих типов одинаковой мощности.

Так что окончательный выбор остается за покупателем. И если его не смущает неоднородный цвет элементов и немного большая площадь, то вероятно он выберет более дешевые поликристаллические солнечные панели. Если же эти параметры имеют для него значение, то очевидным выбором будет немного более дорогая монокристаллическая солнечная панель.

Аморные солнечные батареи

Панели из монокристаллов

Понять, что перед вами монокристаллические солнечные панели, очень просто. Их поверхность составляет большое число квадратов, которые имеют срезанные уголки. Монокристаллы с такой формой получаются в процессе изготовления, а объясняется это структурой кристаллической решетки кремния.

Из названия ясно, что при производстве используется один кремниевый кристалл. Чтобы его изготовить, запускают процесс выращивания из расплава, используя чистый кремний. В результате выходит кристаллический элемент в форме цилиндра, который в дальнейшем нарезают тонкими пластинками, и они получают форму срезанных квадратов.

Такая форма позволяет предотвратить нерациональное использование полезных площадей. Монокристаллическая панель отличается однородным цветом и структурой. Это свидетельствует о высокой чистоте кремния (до 99,99 %).

Отдельные квадратные детали складывают в единую панель, окруженную по периметру оболочкой из пластика. После этого солнечный модуль готов к функционированию.

Достоинства

Монокристаллические солнечные батареи обладают рядом преимуществ:

  1. Имеют наилучший коэффициент полезного действия среди всех современных моделей.
  2. Хорошо функционируют в условиях низких температур.
  3. Обладают длительным сроком эксплуатации (до 25 лет).
  4. Требуют меньше места по сравнению с другими аналогами при одной и той же отдаче тепла.

Стоимость

Конструкция и применение

Полупроводник. Как правило, моно- или поликристаллический кремний, дополненный другими химическими соединениями, которые способствуют образованию фото-электрического эффекта. Состоит из 2 материалов с разной проводимостью, за счет чего между ними происходит постоянное перемещение электронов (p-n-переход).

Прокладка — тончайшее покрытие, которое препятствует свободному движению электронов, находится между слоями полупроводника.

Источник электроэнергии, при подключении которого к прокладке электроны приобретают способность ее преодолевать — в результате этого возникает упорядоченное движение заряженных частиц, собственно, генерируется электрический ток.

Аккумулятор — накапливает полученную электроэнергию.

Контроллер заряда — выполняет функцию распределителя потоков электрической энергии.

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Инвертор — нужен для трансформации постоянного тока в переменный.

Стабилизатор напряжения.

Для использования солнечных батарей в качестве основного источника электроэнергии важно, чтобы количество ясных дней преобладало над пасмурными. По этой причине в большинстве регионов нашей страны подобные установки используют преимущественно как вспомогательные.

2. монокристаллические — 33,2%

3. аморфные и пр. — 13,9%

Т. е. поликристаллические солнечные батареи по объему производства занимают лидирующие позиции в мире.

По устройству все солнечные преобразователи разделяют на монокристаллические и поликристаллические. От конструктивного исполнения каждой панели зависит ее эффективность и стоимость. Мировые производители этих устройств используют в качестве рабочего тела кремний, теллурид кадмия и соединения на основе меди, индия, галлия, селена. Последними достижениями в этой области считаются батареи, рабочим материалом которых является арсенид галлия.

Предлагаем ознакомиться  Кран маевского фото на чугунной батарее

Отечественная промышленность для производства солнечных генераторов использует преимущественно кремниевые полупроводниковые пластины. Готовые модули, предназначенные для выработки электрического тока, объединяют своей конструкцией набор ячеек. Плоские панели устанавливают на специальные стеллажи с поворотными устройствами, при помощи которых в течение дня устанавливается максимально возможный угол падения лучей солнца на полупроводник. Дешевым, но менее эффективным вариантом является использование неподвижных конструкций, настроенных на определенный постоянный угол.

Важным элементом любой солнечной сборки являются аккумуляторы, которые накапливают электрическую энергию для использования ее ночью или в мало освещенное время суток. Дальше она из аккумуляторов поступает непосредственно в нагрузку, либо сначала на инвертор 12(24)–220 В, а затем к потребителю, в зависимости от его типа.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Поликристаллические и монокристаллические солнечные батареи отличия

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Генерировать солнечную энергию выгодно там, где в году много ярких дней. Большинство регионов РФ малопригодны для использования только энергии солнца. Солнечные генераторы чаще применяются лишь как добавочные устройства энергоснабжения.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические солнечные батареи имеют в своем составе элементы с большим числом кристаллов. Какие же отличия в процессе производства поликристаллов? Их не выращивают дорогим и  долгим по времени способом, как монокристаллические. Расплавленный кремний постепенно охлаждается и затвердевает, в результате выходит заготовка из поликристаллов кремния в виде прямоугольника. Готовый материал нарезают на тончайшие пластинки (менее 1 мм).

По структурной однородности и чистоте эта модель уступает монопанелям. Сырьем могут служить отработавшие свой срок солнечные панели.

Подготовленные поликристаллические элементы наклеиваются на сплошное основание и заключаются в алюминиевую рамку, которую покрывают черной краской. На заключительном этапе делают герметизацию рамки, ламинируют всю поверхность для предотвращения порчи от воздействия внешней среды (осадки, перепады температур). Именно от этого этапа зависит, как долго солнечная батарея сможет проработать.

Достоинства

  1. Процесс производства более дешевый и простой. Это сказывается на стоимости товара.
  2. Хорошая результативность при функционировании в облачных погодных условиях, этому способствует неравномерная поверхность панели.
  3. Поликристаллические солнечные панели отличаются более разнообразными параметрами по размерам и формам.
  4. Более устойчивы к перепадам температуры окружающей среды.

Стоимость

Мнение эксперта

Алексей Бартош

  • — общее снижения уровня затрат при производстве. В частности, значительно снижается количество производимых отходов, что дополнительно снижает затраты на переработку и утилизацию.
  • — меньший процент брака при изготовлении.
  • -Поликристаллические солнечные панели менее устойчивы к воздействию высоких температур, в отличие от аналогов, произведенных из монокристаллического кремния. Воздействие чересчур высоких температур негативно влияет на производительность конструкции и на ее долговечность. Но так как влияние данного эффекта на характеристики в целом незначительно, акцентировать на нем внимание не стоит.
  • — производительность составляет от 14 до 18%, что примерно на 5% ниже показателей батарей из монокристаллов.
  • — эффективность использования пространства при установке поликристаллических солнечных батарей также ниже, чем у аналогов. Для получения тех же показателей энергетических характеристик требуется задействовать большую площадь.
  • — неоднородность внешнего вида конструкции. При использовании специальных просветляющих покрытий данный недостаток становится фактически незаметным.

Внешний вид

Тем не менее, внешний вид – первое, что бросается в глаза. Моноячейки имеют форму квадрата со срезанными углами и однородную поверхность. Связано это с особенностями производства и кристаллической структуры монокристаллов. При выращивании кристаллов кремния получаются заготовки цилиндрической формы, которые после дальнейшей обработки нарезаются на такие «псевдоквадратные» пластины. А равномерность поверхности определяется строгой кристаллической структурой заготовки.

Поликристаллические ячейки обладают ровной квадратной формой. При их производстве на промежуточном этапе получают призматические заготовки, которые нарезаются на квадратные (или прямоугольные) пластины. Их внешняя поверхность неоднородна из-за полиструктуры кремния.

Отсюда вытекает первое различие между модулями на моно- и полиячейках. Это плотность заполнения. Поликристаллические элементы заполняют всю полезную площадь батареи, тогда как между моноэлементами остаются незадействованные пустоты. Это означает, что, несмотря на разницу в КПД отдельных ячеек, производительность полимодуля на единицу площади может оказаться выше.

Минусы панелей обоих видов

Несмотря на то, какая существует разница в технологическом процессе, у названных солнечных модулей есть одинаковые недостатки, которые преимущественно связаны с характерными особенностями кремния:

  1. Поликристаллические солнечные модули, как и монокристаллические, обладают повышенной хрупкостью. Поэтому располагать их необходимо на твердом ровном основании. Если на поверхности ячейки образуется трещина, то панель не пригодна для дальнейшего использования.
  2. Продуктивность в преобразовании энергии солнца не слишком высока. Поликристаллические панели имеют КПД до 15-18 %, а монокристаллические – 22 %. Даже панели, задействованные в космических технологиях, выдают КПД не более 38 %.
  3. Производительность и тех, и других батарей полностью зависит от солнечной погоды. То есть наибольшая эффективность будет в южных областях, где солнце светит дольше и количество ясных дней преобладает над пасмурными.
  4. Чтобы обеспечить работу солнечных батарей (моно- или поли-), понадобится электростанция или аккумулятор для преобразования энергии и стабилизации напряжения на выходе.
  5. Процессу старения одинаково поддаются как поли-, так и монокристаллы. Монокристаллические элементы за четверть века теряют эффективность работы на 20 %, поликристаллические за такой же период теряют до 30 %. Несмотря на бесперебойность поступления энергии, солнечная панель со временем нуждается в обновлении.
  6. Стоимость изделия с использованием энергосберегающих технологий достаточно высока по сравнению с ценой обычных товаров.
Предлагаем ознакомиться  Гибкие воздуховоды для систем вентиляции легкий способ обхода крутых участков

Какие модули выбрать

Выбор оптимального варианта надо производить по сочетанию стоимости, качества и технических показателей. Руководствоваться только конструкцией — неправильно, такой подход может стать причиной нерационального расхода денег. Надо произвести потребностей дома в электроэнергии, прибавить необходимый запас на непредвиденные ситуации и на падение производительности с увеличением срока службы.

Вы уже приняли для себя решение о покупке солнечной электростанции, но не уверены что лучше моно или поликристалл? В этой статье мы разберем все плюсы и минусы технологий.

Советы по выбору

Зная все плюсы и минусы, которыми обладают поликристаллические или подобные им монокристаллические солнечные батареи, можно определиться с их выбором:

  1. Прежде всего, стоит отталкиваться от своих потребностей. Нужно высчитать объем тепла, который вам понадобится. Наиболее рациональным считается, если солнечная батарея сможет выдавать от 40 до 80 % необходимого тепла.
  2. Приобретаемая панель должна соответствовать вашему жилью. Следует принимать во внимание климатическую зону, продолжительность светового дня: для этого делаются специальные расчеты с использованием карты освещенности.
  3. При выборе батареи нужно выяснить ее КПД; материал, из которого она изготовлена; период, на который рассчитана работа изделия.

При установке солнечных батарей лучше проконсультироваться со специалистами, которые, исходя из конкретных характеристик вашего дома и запросов, помогут подобрать самый оптимальный вариант по цене и производительности.

Бывают ли дешевые солнечные панели

Специалисты и ученые стремятся создать батареи, которые станут широко доступными для всего населения. Небольшими, но успешными шагами они приближаются к этой цели и при этом каждый раз совершенствуют материалы, которые используются в данной технологии. Конечно, существуют и такие производители, которые халатно относятся к товару, который предлагают покупателям и заведомо продают низкокачественную продукцию. Именно в этом заключается основная проблема, если вы вдруг захотели приобрести недорогую солнечную батарею.

Поликристаллические и монокристаллические солнечные батареи отличия

Не только жители РФ, но и стран Европы убедились в том, что недорогие установки предлагают китайские производители. Можно заметить, что именно китайские производители заполонили рынок солнечных батарей, заставив при этом признать себя банкротами многие крупные компании, которые просто не выдержали конкуренции с китайцами.

Так, например вы должны знать, какие товары могут быть бюджетными, а какие нет. Дешевые монокристаллические панели найти вряд ли удастся, так как эти типы включают в себя самые мощные элементы

Поэтому очень важно знать какие характеристики включает в себя установка

С другой стороны существуют компании гиганты, которые благодаря субсидиям государства снижают стоимость на те солнечные батареи, которые они производят. К таким можно отнести крупные немецкие и конечно же российские производства. Если же вы решились на приобретение китайской продукции, то лучше отдать предпочтение какой-то известной фирме, которая уже оправдала свое имя на рынке.

Что такое солнечная батарея? Это генератор фотоэлектрического типа с постоянным током, который преобразует солнечную энергию в электрическую. В таких батареях используются кремниевые модули -полупроводники.

Во время приобретения системы солнечной батарей, учтите, что она должна подходит к вашему дому. Во-первых, большую роль играет климат вашей местности. От него будет зависеть продолжительность солнечного света над домом и естественно и время накопительного режима. Для того чтобы определить насколько ваша территория подходящая потребуется воспользоваться картой освещенности.

Учтите то количество тепла, которое вы желаете получить в конечном итоге. Самым оптимальным вариантом станет батарея, которая сможет покрыть примерно 40-80 потребностей в тепле. Системы, которые обладают меньшей эффективностью, будут стоить на порядок дороже. Так же нужно учесть проектировку и возможности всей системы. Это сможет гарантировать вам устойчивость установки при форс-мажорных случаях

Все эти расчеты лучше доверит специалистам.Обязательно обратите внимание на изготовителя батареи, а так же на материал, который использовался в производстве фотоэлектронного элемента модуля. Здесь может быть как моно, так и поликристаллический кремний

Именно от этих качеств будет зависеть не только цена, но и КПД, а так, же срок службы установки.

Следуя этим советам, вы сможете подобрать именно тот тип установки, который подойдет именно к вашей территории. Но все, же лучше чтобы вашими расчетами занимались люди связанные с данной сферой деятельности.

Цена

Солнечные батареи на разных фотоэлементах обладают и различной стоимостью. Расценки на монокристаллические панели несколько выше (обычно в пределах 10%), что связано с более дорогостоящим технологическим процессом и необходимостью использовать кремний высокой чистоты.

Таким образом, прежде чем решать, какие именно модули выбрать, нужно определиться с условиями их использования, местом установки и размерами бюджета. По сути, солнечной электростанции безразлично, какая именно панель производит для нее ток, главное – показатели выходной мощности и напряжения. А эти значения могут быть одинаковыми и для изделий на разных типах ячеек, отличаться они будут только площадью поверхности.

Супер отопление
Adblock detector