Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Что такое монокристаллическая батарея

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Устройство солнечных пластин несложное и состоит из корпуса, фотоэлемента и проводов. Фотоэлемент чаще всего изготавливают из кремния. Под воздействием солнечного света электроды движутся, и выделяемая энергия через подключенные с обеих сторон провода поступает к подсоединенному прибору или аккумулятору. Кремний используется как в монокристаллических, так и в поликристаллических пластинах.

Внешний вид монокристаллической пластины напоминает квадрат, но имеет округленные углы. Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Такая форма получается при выращивании монокристаллов. Поверхность батареи однородная и имеет насыщенный синий цвет. За счет однородности пластины достигается очень высокий КПД, так как солнечная энергия не рассеивается, а лучи равномерно освещают всю поверхность. Попадая на поверхность батарей, они проходят через переход в полупроводниковых пластинах на большой площади.

Монокристаллические батареи лучше поликристаллических, так как намного эффективнее и имеют ряд положительных моментов:

  1. Монобатареи можно крепить на неровную поверхность, они гибкие и при волновом размещении не портятся и не теряют своих свойств.
  2. Гибкие солнечные батареи превзошли поликристаллические и по эффективности работы в непогоду, монокристаллические модели могут работать и в тени.
  3. Для зимы также лучше подойдут монокристаллические панели, они могут выдержать минусовую температуру.

К минусу солнечных батарей с монокристаллами можно отнести цену, она будет примерно на 10% выше цены батареи на поликристаллах.

Главное при покупке – тщательно осмотреть панель. Она не должна иметь повреждений, царапин или сколов.

Принцип действия солнечных батарей

Устройства, преобразующие в электроэнергию солнечный свет, работают по довольно простому принципу. Чтобы его понять, достаточно вспомнить школьный курс физики. В частности освежить знания о том, что такое p-n переход. Именно он способен преобразовывать энергию света в электрическую. Это явление ярко иллюстрирует опыт с  транзистором со спиленной крышкой. Свет падает на p-n переход, а подключенный к нему вольтметр начинает фиксировать незначительные значения электрического тока. При увеличении площади p-n перехода количество получаемой электроэнергии будет расти.

Читайте так же:  Светотехника своими руками что под запретом

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Принцип работы солнечных батарей основан на преобразовании световой энергии в электрическую. Большая площадь панелей позволяет вырабатывать больше энергии

Все современные фотоэлектрические преобразователи работают с использованием этого принципа. Относительно большие площади пластин с p-n переходами позволяют получать достаточное количество электроэнергии. Постоянному усовершенствованию подвергаются материалы и конструкция, благодаря чему растет коэффициент фотоэлектрического преобразования, он же КПД устройства. Величина напряжения и выходного тока солнечной батареи напрямую зависят от степени внешней освещенности устройства.

Сравнение монокристаллических и поликристаллических солнечных батарей

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

На фото ниже представлены два основных типа:

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

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). Это приводит к появлению различных дефектов в поликристаллических элементах, таких как границы кристаллов, микродефекты, примеси углерода и кислорода.

Читайте так же:  Светодиодный драйвер принцип работы и правила подбора

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Практика использования моно и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

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%.

Итак, перечислим основные отличия монокристаллических и поликристаллических солнечных батарей:

Как видно из этого перечня, для солнечной электростанции не имеет никакого 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.

В заключении хочется отметить, что по данным Европейской ассоциации EPIA в 2010 году производство солнечных батарей по типу применяемого в них кремния распределилось следующим образом:

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

Надеемся, приведенные выше советы помогут Вам сделать выбор!

Список источников

  • poluchi-teplo.ru
  • aqua-rmnt.com
  • lucheeotoplenie.ru
Ссылка на основную публикацию