Практика використання моно і полікристалічних фотомодулів в сонячних батареях

У статті розглянуто практичне використання моно і полікристалів кремнію при випуску різних типів сучасних сонячних батарей, а також відмінності цих існуючих типів сонячних модулів.

Безліч людей на землі до теперішнього часу багато в чому залежать від таких джерел енергії як газ, дрова, мазут, гас і ін. Відсутність доступу до електричної енергії, у цій частині людства - істотно сповільнює їх економічний розвиток, а також веде в більшості випадків до нанесення більшої шкоди навколишньому середовищу. Тому, впровадження в їх життя альтернативних джерел енергії, таких як вітер, енергія сонячного випромінювання, енергія водної стихії - для них вигідно, як з екологічної, так і моральний та економічний, точок зору.

Поновлювані джерела енергії в перспективі розвитку людства, по всій видимості підуть з енергетичної арени його забезпечення, а їх місце займуть джерела енергії відновлюваної , Такі, наприклад, як вітер, вода і енергія сонця. Саме про енергію сонячного випромінювання і можливості її використання людиною, ми і поговоримо з вами сьогодні в нашій статті.

Що собою являють монокристалічні і полікристалічні фотоелектричні модулі?

В даний час з усіх типів сонячних батарей, найбільшого поширення серед населення, отримали сонячні панелі: монокристалічні і полікристалічні, останні з яких часто також називають «мультикристалічних сонячними панелями».

Панелі монокристалічні.

Конструктивно, монокристалічна панель складається з десятків силіконових фотомодулів , Зібраних в єдину панель. Дані фотоелектричні елементи, змонтовані в стеклопластіковий, надійний і довговічний корпус, що дає хороший захист цим фотомодуля, як від пилу, так і від атмосферної вологості.

Така панельна конструкція сонячних батарей дозволяє експлуатувати їх в різноманітних умовах - як на морі, так і на суші. Перетворення сонячної світлової енергії в сонячних батареях в енергію електричну, відбувається за рахунок фотоефекту перетворення енергії в самих фотомодуля сонячної панелі.

Матеріалом для виготовлення монокристалічних сонячних панелей, є надчисте кремній, що використовується також для виробництва напівпровідникових приладів в радіоелектроніці, і добре освоєний сучасною промисловістю. Стрижні кремнієвого монокристалла, повільно ростуть »і витягуються з кремнієвого розплаву, а далі розрізають на частини, з їх товщиною 0,2-0,4 мм і вже використовуються після їх подальшої обробки, для виготовлення фотоелектричних елементів, що входять до складу сонячних панелей.

Практика використання сучасних сонячних панелей показала, що вже на протязі багатьох років, одними з найбільш популярних і затребуваність в світі - є сонячні панелі монокристалічні. ККД монокристалічних панелей становить приблизно 15-17%.

Полікристалічні панелі.

Коли відбувається повільне охолодження кремнієвого розплаву, то з нього виходить полікристалічний кремній, що використовується для виготовлення полікристалічних сонячних панелей. У цьому випадку операція витягування кристалів кремнію з розплаву повністю опускається, а сам процес менш трудомісткий, ніж при виготовленні монокристалічного кремнію, а відповідно і такі сонячні батареї дешевше. Але все-таки, істотним недоліком полікристалічного кремнію є те, що він має області з зернистими межами, які трохи погіршують його якість.

Рамка полікристалічних сонячних батарей (модулів) виготовляється з алюмінію і покривається спеціальним антикорозійним складом, мають чорний колір. Висока якість і довговічність такої конструкції, тут досягається шляхом надійного закріплення плівки на зворотному боці кожної рамки і її щільною герметизації по краях. Всі елементи полікристалічної панелі сонячної батареї покриваються спеціальним ламінатом, який стійкий, як до перепадів температур, так і до впливу снігу і дощу.

Щоб відповісти на питання, що ж краще - «моно» або «поли» кристали, а відповідно і типи сонячних батарей, необхідно попередньо розібратися в їх відмінностях та схожості.

Основні відмінності «моно» і «полі» кристалічних типів сонячних батарей.

1. Основне і головна відмінність цих двох типів сонячних батарей складається в їх ефективності перетворення сонячної енергії в електричну. Сьогоднішні монокристалічні панелі при їх серійному виробництві - мають ефективність по перетворенню сонячної енергії максимум до 22%, а використовувані в космічних технологіях - навіть до 38%. Це пов'язано з чистотою сировини монокристалів кремнію, яка в таких батареях - досягає майже 100%.

У серійному виробництві полікристалічних панелей - ефективність перетворення сонячної енергії в електричну, набагато менше, ніж у монокристалічних панелей, і становить по максимуму - 18%. Такі низькі показники по ефективності у даного типу батарей пов'язані з тим, що для їх виготовлення, використовується не лише чистий первинний кремній, а й сировину з перероблених сонячних батарей та ін. Тут також слід розуміти, що чим вище у сонячних батарей ефективність по перетворенню сонячного світла, тим при однаковій потужності різних типів батарей - їх розмір буде менше.

2. Щодо зовнішнього вигляду - зазначимо таке. У монокристалічних елементів сонячних панелей - кути заокруглені, а поверхня однорідна. Округленность їх форм пов'язана тут з тим, що монокристалічний кремній, при його виробництві отримують в циліндричних заготовках. Полікристалічні елементи сонячних модулів мають квадратну форму, оскільки їх заготовки при виробництві - також квадратної форми. За своєю структурою - колір полікристалів неоднорідний, бо склад полікристалічного кремнію також неоднорідний і включає в себе безліч різнорідного кристалічного кремнію, а також в незначній кількості і домішки.

3. Щодо цінової політики сонячних модулів, то сонячні батареї з монокристалічного кремнію незначно дорожче (приблизно на 10%), ніж ціна сонячних батарей з полікристалічного кремнію - якщо брати, звичайно ж, в перерахунку на одиницю їх потужності. Як, напевно, ви вже зрозуміли, велика ціна монокристалічних сонячних батарей, в першу чергу пов'язана з більш дорогим процесом виготовлення і очищення вихідного монокристалічного кремнію.

Висновок.

Підводячи невеликий підсумок сказаному, можна припустити, що основні параметри за якими ми підбираємо собі сонячні батареї для нашої сонячної електростанції, наприклад, для заміського будинку - від типу застосовуваних в них фотоелектричних елементів, які не залежать. Якщо ми хочемо більш економний варіант виконання, то наш вибір впаде на полікристалічні сонячні модулі - які при тій же потужності, будуть трохи більше за площею, ніж модулі монокристалічні, але зате трохи їх дешевше. Колір же самій поверхні сонячних панелей, ролі взагалі ніякої не грає при їх виборі, врахуйте це!

Скажемо ще кілька слів щодо використання сонячних батарей в світі по їх типам. На першому місці тут з об'ємом ринку продажів в 52,9%, стоять більш дешеві, полікристалічні сонячні панелі. Друге місце по праву, щодо продажу, належить панелям з монокристалічного кремнію, яких на ринку приблизно 33,2%. Третє ж місце по продажах - за аморфними і іншими сонячними батареями, з їх співвідношенням до спільного ринку продажів в 13,9% (їх ми в статті не розглядали).