Солнечные батареи моно или поли кристаллические

Монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические солнечные панели известны многие годы. Эти панели являются наиболее эффективными и надежными в преобразовании энергии солнца

Каждый модуль сделан из одного кристалла кремния, и более эффективен, хотя и дороже чем те что используются в производстве поликристаллических панелей, которые, кстати, появились позднее. Обычно их можно распознать по цвету – черному или переливающемуся синему.

Как понятно из названия, в производстве используется один – очень чистый кристалл кремния. Процесс изготовления похож на изготовление полупроводников: диоксид кремния, либо измельченный кварц помещают в электродуговую печь. Под действием тепла образуется углекислый газ и расплавленный кремний. Этот простой процесс дает кремний 99% чистоты. Но в солнечной энергетике требуется более высокий уровень чистоты. Это достигается многократным повтором данного процесса.

ПРЕИМУЩЕСТВА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ:

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

В источниках информации указаны разные сроки использования монокристаллических панелей. Некоторые производители анонсируют срок эксплуатации до 50 лет.

Считается, что КПД монокристаллических панелей уменьшается на 0,5% в год, что является очень хорошим результатом.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Если Ваша задача «снять» как можно больше энергии с единицы площади, то лучше выбрать монокристаллические панели. КПД монокристаллических элементов составляет 19-24%, соответственно, КПД монокристаллических батарей – 16-18%. Эти характеристики делают их предпочтительнее для использования на территории России.

МЕНЬШАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Как было написано выше – КПД панелей находится в пределах – до 20%, оставшаяся солнечная энергия идет на нагрев поверхности панели, разогревая её до 50-60 градусов Цельсия. С увеличением температуры на 1 гр. эффективность панели снижается примерно на 0,5, эта зависимость не линейна.

Так как монокристаллические панели более эффективны, то и на нагреваются они меньше, тем самым КПД не так сильно уменьшается из-за нагрева.

Ну и установив у себя на крыше данные панели Вы сможете рассказывать соседу, что

«Солнечный ветер» (Solar Wind)

Это предприятие расположено в Украине. В России существует аналогичное предприятие, которое выступает скорее в роли инвестора и реализатора. Solar Wind выпускает солнечные модули мощностью от 1 до 15 кВт/ч. В зависимости от назначения и мощности в модуль может входить от пары до нескольких десятков батарей. Так, батарея 1 000 Вт включает 5 модулей, один контроллер заряда на 30 А, аккумулятор 150 А/ч (2 шт. в наборе) и инвертор 1 200 В. Срок службы батареи составляет до 18 лет.

Совет: если вы покупаете оборудование Solar Wind для круглогодичного обеспечения жилого дома энергией, стоит брать не менее 10 кВт/ч.

Чтобы получить представление о возможностях фотоэлектрических систем «Солнечный ветер» (Украина) мощностью от 1 000 до 15 000 Вт, предлагаем сравнительную таблицу из расчета на 1 день потребления.

Мощность модуля, кВт/ч	1	3	5	10	15
Пример снабжения питанием различных систем (суммарно)
Лампочка (энергосберегающая, при работе 4 часа в день)	4 шт. по 11 Вт	10 шт. по 15 Вт	10 шт. по 20 Вт	20 шт. по 20 Вт	40 шт. по 20 Вт
Кондиционер	Не хватит	Не хватит	Не хватит	1 час в день	3 часа в день
Ноутбук питанием 40 Вт/ч	4 часа	4 часа	4 часа	4 часа	4 часа
ТВ	50 Вт/ч, 3 часа в день	50 Вт/ч, 4 часа в день	150 Вт/ч, 4 часа в день	150 Вт/ч, 3 часа в день	150 Вт/ч, 4 часа в день
Антенна спутникового ТВ, 20 Вт/ч	3 часа в день	4 часа в день	4 часа в день	3 часа в день	3 часа в день
Холодильник	Не хватит	100 Вт/ч, 24 часа в день	10 Вт/ч, 24 часа в день	150 Вт/ч, 24 часа в день	150 Вт/ч, 24 часа в день
Стиральная машина	Не хватит	900 Вт/ч, 40 мин в день	900 Вт/ч, 1 час в день	1 500 Вт/ч, 1 час в день	1 500 Вт/ч, 1 час в день
Пылесос, 900 Вт/ч	Не хватит	Не хватит	2 раза в неделю по 1 часу	2 раза в неделю по 1 часу	2 раза в неделю по 1 часу

Особенности монокристаллических панелей

Монокристаллическая система представляет собой десятки фотоэлементов, объединенных в единую панель. Кристаллы получают путем выращивания — по методу Чохальского. Каждый из них закреплен на стеклопластиковой основе, которая защищает от пыли и влажности. Материал элементов — очищенный кремний. Светочувствительные ячейки ориентированы в одну сторону, за счет чего КПД монокристаллических панелей выше, чем поликристаллических. Другие особенности:

• продолжительность непрерывной эксплуатации — не менее 20 лет;
• 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

Изготовление

Главное, чем отличаются монокристаллы от поликристаллов —это сложность в изготовлении. Монокристалл долго выращивается и требует для этого создания определенных условий.

• Используется небольшой кусочек чистого кремния, который помещают в расплав.
• Он становится основой для кристалла, который начинает расти, увеличиваться в размерах.
• Когда его величина достигает заданных параметров, процесс останавливают, а полученный цилиндр нарезают на тонкие пластинки. Это и есть заготовки для монокристаллических солнечных панелей.
• Затем их шлифуют, наносят защитное покрытие и устанавливают контактные проводники.
• Последний этап — сборка отдельных фотоэлектрических элементов в солнечные модули с заданными параметрами.

Преимущества

К преимуществам монокристаллических панелей следует отнести:

• эффективность, превышающая показатели всех остальных видов солнечных панелей. Она достигается за счет структурированности кремния, позволяющего добиться КПД в 17-22 %
• малая площадь панелей по сравнению с другими конструкциями
• долговечность монокристаллических панелей составляет до 25 лет, что не способны продемонстрировать альтернативные разновидности
• способность работать в условиях низких температур
• панели демонстрируют довольно высокую производительность даже в условиях слабой освещенности

Преимущества, которые показывают солнечные панели монокристаллические перед другими конструкциями, в значительной степени нивелируются их отрицательными качествами.

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.

Недостатки

К недостаткам монокристаллических модулей относят:

• высокая стоимость. Процесс производства занимает много времени, требует создания специфических условий роста кристаллов. Кроме того, приходится поддерживать эти условия в неизменном состоянии в течение длительного времени. Это увеличивает себестоимость конечной продукции, и снизить ее производителям пока не удается
• чувствительность панелей к появлению загрязнений, затенения части поверхности. Это отрицательно воздействует на производительность всей сборки модулей, но может быть устранено установкой микроинверторов. Они выравнивают режим работы всех модулей, но еще больше увеличивают суммарную стоимость солнечных батарей

Основным недостатком, ограничивающим использование монокристаллов, является чрезмерно высокая цена. Пользователи, подсчитав сумму вложений, предпочитают более дешевые поликристаллы.

Поликристаллические панели

Поликристаллические солнечные панели имеют самое главное преимущество — это доступная стоимость. Это связано с тем, что при производстве данного вида панелей используется абсолютно незатратный метод.

К недостаткам поликристаллических панелей относятся: 1. Низкий показатель производительности. Он составляет 14-18%. Это является результатом низкого уровня чистоты кремния. 2. Занимают больше пространства. Из-за меньшей мощности, придется устанавливать больше солнечных батарей, чем при использовании монокристаллических элементов. 3. Чувствительность к перепадам температуры. Такие панели имеют определенный порог температурного режима. Когда они его достигают, начинают происходить различные физико-химические реакции. Это, в свою очередь, влияет не общий срок эксплуатации поликристаллических панелей. Какой солнечной панели отдать предпочтение?

Какая солнечная панель лучше и сколько нужно солнечных батарей для дома — это главные вопросы, которые беспокоят потребителей. Поликристаллических панелей требуется для дома больше, чем монокристаллических. Однако это вовсе не означает, что первый вид панелей хуже другой. Они просто имеют разные способы производства.

Установка солнечных батарей — это достаточно длительный процесс. К нему надо подойти максимально внимательно. Установить однозначно, какие солнечные панели поликристаллические или монокристаллические лучше, практически невозможно.

Монокристаллические панели занимают меньше пространства. Но они дороже. Поликристаллические панели больше размером. Однако по стоимости они значительно дешевле монокристаллических панелей.

Значит, надо учитывать, что при одинаковой номинальной мощности, монокристаллические и поликристаллические панели могут отличаться своими размерами и ценой. Именно от этого Вам нужно отталкиваться, отдавая предпочтение конкретному виду солнечной батареи. Кроме этого, Вам необходимо определиться с: • целью установки; • расчетной мощностью; • условиями, в которых будут эксплуатироваться панели.

Если провести более жизненный пример сравнения, то разницу между видами солнечных панелей можно перевести и различие между дизельными и бензиновыми двигателями. Каждый из данных видов ДВС имеет идентичное назначение — это превращение химической энергии в механическую.

Как бензиновые, так и дизельные двигатели имеют свои преимущества и недостатки. Например, дизельные моторы более тяговитые и экономные, а бензиновые менее затратные в обслуживании. Принципиально понять, что для каждого отдельного случая эксплуатации машин — строительства, перевозки, скоростных гонок выдвигаются определенные требования. Поэтому их нужно выбирать в соответствии с условиями эксплуатации и другими выходными данными.

Абсолютно идентичная ситуация и с подбором солнечных батарей для строительства солнечной электростанции. Чтобы автономная или сетевая СЭС работала продуктивно и надежно, на этапе подготовки необходимо осуществить индивидуальный просчет всего проекта и правильно подобрать комплектующие.

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.

Поликристаллические солнечные панели. Мифы и заблуждения

Конечно, каждый продавец и производитель заинтересован продать именно свой товар, а поэтому относительно некоторых технологий на рынке сформировались устойчивые заблуждения. Технология поликристаллического кремния не исключение и имеет характерные отличия от монокристаллического, чистого кремния. Отсюда многие особенности поли – батарей чаще интерпретируются как преимущества. Но так ли это? Вот некоторые утверждения продавцов, продающих солнечные панели:

• «Поликристаллический кремний лучше работает в пасмурную погоду!»
• «Ресурс работы поли — модулей такой же как у монокристалла.»
• «Поликристаллические солнечные батареи дешевле, а значит доступней»

Стоит заметить, что первое утверждение само по себе говорит о том, что Вы общаетесь не с профессионалом. Кремниевые солнечные батареи в пасмурную погоду имеют практически одинаковые показатели, не зависящие от технологии. Таким качеством, как «эффективная работа при низкой инсоляции» могут гордиться «не кремниевые», аморфные солнечные батареи, суммарная эффективность которых колеблется около 6-9%.

Poli — элементы действительно немного дешевле, так как процесс производства их не трудоемок и быстр. Но учитывая тот факт, что эффективность их на 15-25% ниже, для достижения выработки сравнимой с MONO — технологией площадь изделий должна быть больше. А значит выше расходы на изделие (стекло, коробка, корпус) и транспортные расходы. Выше становятся и расходы по монтажу изделий, затраты на крепежные элементы и коммутацию. Что будет дешевле для Вас — считайте сами, но первоначальная цена изделий это еще не солнечная электростанция.

Ресурс работы их тоже преувеличен. Поли – кристаллы солнечных элементов снижают эффективность значительно в более короткий период, по сравнению с «чистым кремнием».

Разберем теперь заблуждения, касающиеся mono — кристаллических солнечных элементов.

Солнечные батареи для дома – самой высокой эффективности!

Неоспоримы преимущества монокристаллических солнечных батарей. Но незначительные колебания в цене воспринимаются конечным покупателем не всегда правильно. Солнечные батареи для дома, типа mono, действительно немного дороже и встречается не у всех производителей и продавцов.

Панели из монокристаллического кремния имеют ряд преимуществ:

• Более компактные габаритные размеры на Ватт вырабатываемой мощности;
• Продолжительный ресурс эксплуатации с минимальной потерей эффективности кристалла (не более 20%, за 25 лет);
• Наивысшую эффективность преобразования энергии (из солнечной в электрическую).

Разве этого недостаточно, что бы сделать выбор в сторону более совершенной и эффективной технологии?

Обзор бескремниевых устройств

Некоторые солнечные панели, изготовленные с применением редких и дорогостоящих металлов, имеют КПД более 30%. Они в разы дороже своих кремниевых аналогов, но всё-таки заняли высокотехнологичную торговую нишу, благодаря своим особенным характеристикам.

Солнечные панели из редких металлов

Существует несколько типов солнечных панелей из редких металлов, и не все они имеют КПД выше, чем у монокристаллических кремниевых модулей. Однако способность работать в экстремальных условиях позволяет производителям таких солнечных панелей выпускать конкурентоспособную продукцию и проводить дальнейшие исследования.

Панели из теллурида кадмия активно используются при облицовке зданий в экваториальных и аравийских странах, где их поверхность нагревается днем до 70-80 градусов

Основными сплавами, применяемыми для изготовления фотоэлектрических элементов, являются теллурид кадмия (CdTe), селенид индия- меди-галлия (CIGS) и селенид индия-меди (CIS). Кадмий – токсический металл, а индий, галлий и теллур являются довольно редкими и дорогостоящими, поэтому массовое производство солнечных панелей на их основе даже теоретически невозможно.

КПД таких панелей находится на уровне 25-35%, хотя в исключительных случаях может доходить до 40%. Ранее их применяли в основном в космической отрасли, а сейчас появилось новое перспективное направление.

Из-за стабильной работы фотоэлементов из редких металлов при температурах 130-150°C их используют в солнечных тепловых электростанциях. При этом лучи солнца от десятков или сотен зеркал концентрируются на небольшой панели, которая одновременно генерирует электроэнергию и обеспечивает передачу тепловой энергии водяному теплообменнику.

В результате нагрева воды образуется пар, который заставляет вращаться турбину и генерировать электроэнергию. Таким образом солнечная энергия преобразуется в электрическую одновременно двумя путями с максимальной эффективностью.

Полимерные и органические аналоги

Фотоэлектрические модули на основе органических и полимерных соединений начали разрабатывать только в последнем десятилетии, но исследователи уже добились значительных успехов. Наибольший прогресс демонстрирует европейская компания Heliatek, которая уже оснастила органическими солнечными панелями несколько высотных зданий. Толщина её рулонной пленочной конструкции типа HeliaFilm составляет всего 1 мм.

При производстве полимерных панелей используются такие вещества, как углеродные фуллерены, фталоцианин меди, полифенилен и другие. КПД таких фотоэлементов уже достигает 14-15%, а стоимость производства в разы меньше, чем кристаллических солнечных панелей.

Остро стоит вопрос срока деградации органического рабочего слоя. Пока что достоверно подтвердить уровень его КПД через несколько лет эксплуатации не представляется возможным.

Преимуществами органических солнечных панелей являются:

• возможность экологически безопасной утилизации;
• дешевизна производства;
• гибкая конструкция.

К недостаткам таких фотоэлементов можно отнести относительно низкий КПД и отсутствие достоверной информации о сроках стабильной работы панелей. Возможно, что через 5-10 лет все минусы органических солнечных фотоэлементов исчезнут, и они станут серьезными конкурентами для кремниевых пластин.

Виды

Перед осуществлением покупки необходимо ознакомиться с типами солнечных батарей, которые предлагают современные компании. От их выбора зависят работоспособность, долговечность, мощность и цена устройства. Разница заключается в материале, из которых изготавливаются фотоэлементы системы. Выделяют несколько вариантов.

Самый бюджетный вид, предназначенный для питания энергией малогабаритной техники.

Из поликристаллического кремния

Отличается невысокой ценой в отличие от батарей с фотопреобразователями из монокристаллического кремния, однако, менее эффективен в процессе получения и обработки солнечной энергии. Данный вариант рассчитан на приобретение частными лицами для энергоснабжения током небольших участков.

Из монокристаллического кремния

Самая дорогая модель, которая отличается высокой производительностью. Такие батареи, как правило, имеют компактный размер, но вместе с тем характеризуются высокой мощностью выработки электроэнергии. Главное преимущество также заключается и в высоком качестве – фотоэлементы крайне устойчивы к влаге и другим неблагоприятным условиям.

Приобретение солнечной батареи должно ориентировать не столько на бюджет, сколько на необходимость обеспечить бесперебойной подачей тока отдельную технику, помещение или предприятие. Чем качественнее выполнены фотоэлементы, тем лучше будет результат работы и долговечнее изделие. В случае если выбор стоит между приобретением панелей из монокристалла или поликристалла, лучше всего выбрать первый вариант.

Типы солнечных панелей, что такое моно и поликристалл

Типы солнечных батарей:

• кремниевые — из кристаллов Si, твердые с определенной хрупкостью плитки. Стандарт, традиционные изделия. Наиболее эффективное, а возможно, единственное высоко результативное решение, если требуется основательная система в классическом ее понимании с хорошей отдачей, окупаемостью. Чаще всего их подразумевают, используя термин «солнечные панели»;
• пленочные — КПД в 3 раза ниже, чем у кремниевых, это эластичная пленка, которую можно наклеивать. Основное преимущество в легкости использования, монтажа, возможности модификации форм. Пленочные солнечные батареи — это инновация, изделие имеет потенциал для совершенствования, но на данное время для серьезной системы их сложно рассматривать. Эластичные фотоэлектрические элементы дороже кремниевых, не окупятся за свой срок эксплуатации, который намного меньший (10–12 лет против 15–20 лет);
• арсенид-галиевые, из аморфного кремния — особо продвинутые технологии, самые производительные батареи, но чрезвычайно дорогие, на рынке встречаются редко, это не массовая продукция.

Кремниевые фотогальванические батареи разделяются на монокристаллические, поликристаллические. Плитки панелей создаются формированием массы вокруг затравки из Si — именно в этом процессе и есть различия для указанных двух вариантов. Финишные этапы одинаковые — делают p-, n-переходы, устанавливают электроконтакты, токоведущие линии, наносят антиотражающий слой.

Монокристаллические солнечные батареи

За последние годы, в соответствии с данными EPIA (European Photovoltaic Industry Association – союз производителей устройств для выработки энергии фотоэлементами) в общем числе произведенных солнечных батарей 52,9% – поликристаллические, 33,2% – монокристаллические, остальные – либо аморфные, либо с иным типом кремниевых элементов. Таким образом, по объему производства пока доминируют солнечные батареи на поликристаллах. Хорошо ли это, и столь уж необходимо ратовать за более быстрые темпы внедрения именно монокристаллических панелей?

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим конструктивные особенности последних.

Материалы, функционирование и показатели эффективности

Монокристаллические солнечные батареи представляют собой панель, собранную из нескольких отдельных силиконовых фотомодулей (обычно их не меньше десяти). Эти элементы монтируются в прочный корпус, который обеспечивает соответствующую защиту фотомодулей, как от пыли, так и от атмосферных осадков.

Внешний вид монокристаллического фотомодуля представлен на рис. 1, а самой батареи – на рис.2.

В чём преимущества подобной компоновки?

1. Такая панельная конструкция допускает устойчивую эксплуатацию солнечных батарей при самых различных условиях: на суше, и на море, в горной, либо равнинной местности и т.д.
2. Монокристаллические солнечные батареи комплектуются из отдельных модулей с применением кремния сверхвысокой чистоты. После «выращивания» монокристалла, который получается методом вытяжки из жидкого кремнийсодержащего расплава, он разрезается на части толщиной, не превышающей 0,4 мм. Далее следует обработка этих кристаллов с целью придания им формы, которая требуется для встраивания в фотоэлектрическую панель.
3. Наличие единой фотоэлектрической панели резко увеличивает коэффициент полезного действия монокристаллических батарей, который достигает 22% (панели, используемые в космических технологических решениях, имеют ещё более высокий КПД – до 38%, но практическое применение космических технологий в практику сдерживается высокой себестоимостью производства). Для сравнения – поликристаллические панели имеют КПД не выше 17…18%.

В чём причина высокой эффективности монокристаллических солнечных батарей?

Поликристаллические панели проигрывают монокристаллическим благодаря тому, что при их производстве применяется не только первичный, более «чистый» кремний, но также и его отходы, извлекаемые при утилизации отработанных солнечных батарей. Кроме того, недостаток поликристаллического кремния заключается в том, что, у него существуют зоны зернистых границ (см. рис. 3), на которых фотоэлектрическое преобразование энергии солнечного излучения в электрическую энергию происходит значительно хуже.

Таким образом, при одинаковой заявленной мощности габаритные размеры монокристаллических солнечных батарей будет меньше, чем поликристаллических.

Почему же производство поликристаллических панелей по-прежнему происходит в значительных масштабах?

Всё пока определяется стоимостью таких панелей, ибо монокристаллические солнечные батареи нуждаются в значительно более высококачественном кремнии. Хотя, если пересчитать на удельную мощность (соотношение цены панели к вырабатываемой ею солнечной энергии), то монокристаллические панели проигрывают поликристаллическим не более 10%. Поэтому, с усовершенствованием технологии получения высокочистых монокристаллов кремния, перспективность использования именно монокристаллических солнечных батарей станет очевидной.

Ведущие производители монокристаллических солнечных батарей

Наибольшими показателями надёжности и эффективности обладают изделия, производимые следующими фирмами:

• Elkem A/S Silicon Metal Division (Норвегия);
• Sdad Espanola de Carburos Metalicos SA (Испания);
• Eckart GmbH and Co (Германия);
• Globe Metallurgical (США);
• Dow Chemical Corporation (Южная Корея).

На отечественном рынке имеются также панели, реализуемые компанией

• “Солнечный ветер” (Краснодар), с монокремнием от Nitol Solar (Россия) и с комплектующими из Германии;
• Хевел ( Новочебоксарск);

Технические характеристики одной из лучших монокристаллических панелей SolGen 200 Вт/24 В (США) составляют:

• номинальная мощность 200 Вт;
• габаритные размеры (длина*ширина*высота) 1580*808*35 мм;
• диапазон температурной эксплуатации от -50°C до +90°C;
• гарантийный срок службы панелей не менее 30 лет;
• предоставляется 5-летняя гарантия на всю систему.

Виды кремниевых батарей

Наиболее популярными являются кремниевые батареи. Они отличаются долговечностью и качественной работой. Их различают два вида: монокристаллические и поликристаллические.

Монокристаллические

Такой вид батарей относится к самым дорогостоящим, потому что они изготавливаются из высококачественных материалов при соблюдении сложного технологического процесса. Главным материалом служит слой из специально выращенных кристаллов кремния. Готовые панели представляют собой бруски с кремниевой решеткой темно-синего цвета с закругленными краями. В процессе производства модуль разрезают на более тонкие пластины.

В результате использования качественного сырья и сложного процесса производства кремниевые монокристаллические панели достигают наивысших показателей производительности (КПД до 25%), а также отличаются длительным сроком эксплуатации с минимальным процентом деградации (около 5% за 25 лет). Высокий показатель эффективности достигается за счет использования всей поверхности модуля, даже захватывая рассеянный солнечный свет.

Несмотря на дороговизну монокристаллических конструкций, они быстрее себя окупают. Кроме того, из-за высокой мощности и производительности их можно использовать в меньшем количестве, тем самым экономя на площади. Однако нужно постоянно за ними ухаживать, так как малейшее загрязнение или затемнение приводит к существенному снижению выработки.

Поликристаллические

В производстве поликристаллических модулей участвует несколько кристаллов. По своим качествам они уступают монокристаллическим. Во-первых, это связано с использованием низкокачественного кремния, а во-вторых, с более простым процессом производства. В их основу заложен материал, который получен при переработке непригодных монокристаллических батарей и залит в формы, поэтому батареи имеют неоднородный цвет синего оттенка.

В результате использования более дешевого сырья цена на поликристаллическую батарею ниже на 15-20%, но это сказывается и на общей эффективности. КПД поликристаллических модулей при соблюдении правил эксплуатации не превышает 18%.

Солнечные панели из поликристаллов довольно тонкие, но ввиду меньшей производительности их потребуется больше, чтобы обеспечить себя необходимым количеством энергии. Но, несмотря на существенные минусы, поликристаллические солнечные батареи пользуются большой популярностью. Это связано с тем, что они менее прихотливы к захватыванию солнечного света и работают с большей отдачей в пасмурную погоду. Кроме того, с каждым годом инженеры работают над повышением величины КПД поликристаллических модулей, что в скором времени приблизит их к показателю 20-22%.

Солнечные батареи, работающие ночью

7.1. Гибкие солнечные батареи

Как не парадоксально это звучит, но на сегодняшний день существуют солнечные батареи, которые работают ночью. Это массивы очень маленьких антенн, способных воспринимать инфракрасный спектр солнечного излучения.

Исследования показывают, что данные антенны могут воспринимать до 84% фотонов. При этом ученые провели расчеты уровня КПД, который в данном случае составил 46%, что является крайне высоким показателем.

Принцип работы таких массивов заключается в том, что электромагнитные волны возбуждают антенны. Это в свою очередь порождает переменный ток, который впоследствии может использоваться для питания электроприборов.

Главный недостаток этой технологии заключается в том, что сами антенны должны иметь крайне маленькие размеры – от нескольких миллиметров, до пары сотен нанометров. Еще один недостаток технологии – это слишком высокая частота переменного тока, которую необходимо выпрямить. Проблема состоит в том, что современные диоды не способны работать с такими частотами. Однако на сегодняшний день эти проблемы решены, хоть и остаются все еще не доступными для простых пользователей.

Монокристаллические батареи

Именно с появления в 1950 годах технологии для создания монокристаллов кремния началась революция в солнечной энергетике. По сегодняшний день метод не просто эффективный и актуальный, но единственный для создания наиболее эффективных солнечных монопанелей как массового товара.

Монокристаллические солнечные батареи (mono — один), как видно из названия, состоят из одного, цельного кристалла кремния.

Технология изготовления моно- и поли- фотоэлектрических плиток отличается, отсюда разные их свойства. В первом случае используется метод Чохральского — кристалл выращивается постепенно из расплавленного Si. Вокруг затравки из частички указанного элемента разрастается готовый продукт. По мере остывания образуется окончательный кремниевый элемент с цилиндрической геометрией.

Характерный признак монокристаллических солнечных панелей — однородность оттенка и структуры, что также свидетельствует о кремнии высокочистого состава. Цена, КПД — основное, в чем отличаются поли и моно гелио панели, если характеризовать их в общем и поверхностно, но эти критерии, как правило, главные для среднестатистической процедуры выбора.

Плюсы и минусы монокристаллических гелио панелей

Монокристаллические солнечные панели обладают такими достоинствами:

• самый высокий КПД среди подобных изделий — 15–23 %;
• требуется меньше панелей для аналогичной производительности по сравнению с поликристаллами, что также экономит место, трудозатраты, дополнительные устройства материалы (контроллеры, стабилизаторы, крепления) при установке;
• долговечнее — обычно гарантия производителя около 25 лет;
• кремний в таком виде не «стареет», не утрачивает с течением времени свойства, хорошо сохраняет производительность. Изнашиваются покрытия, пленки, контакты, но не сама плитка. Монокристалл имеет стабильные качества на протяжении всего срока службы.

Недостаток у монокристаллов только один — высокая цена.