Solární panely: klasifikace + přehled domácích panelů

Nedávno se autonomní energetické systémy pro domácnosti zdály fantastické. Dnes s důvěrou vstupují do našich životů. Naklonění Evropané již dlouho využívají tzv. Solární panely k zásobování svých domovů elektřinou. V Rusku tyto systémy stále získávají na popularitě. Je to kvůli relativně vysokým nákladům na vybavení. Technologie její výroby se však zlepšuje a cena zařízení postupně klesá, což je činí dostupnější pro zákazníky. Jaké panely si vybrat pro soukromý dům? Pojďme to správně.

Princip solárních článků

Zařízení, která přeměňují sluneční světlo na elektřinu, fungují celkem jednoduše. Abychom tomu porozuměli, pamatujte pouze na školní fyzikální kurz. Zejména obnovte znalost toho, co je p-n křižovatka. Je to on, kdo dokáže přeměnit světelnou energii na elektrickou. Tento jev živě ilustruje zkušenost s odříznutým tranzistorem. Světlo dopadá na křižovatku pn a voltmetr s ní spojený zaznamenává nevýznamné hodnoty elektrického proudu. S nárůstem v oblasti křižovatky pn se zvýší množství vyrobené elektřiny.

Princip činnosti solárních panelů je založen na přeměně světelné energie na elektrickou energii. Velká plocha panelů umožňuje generovat více energie.

Všechny moderní fotovoltaické konvertory pracují na tomto principu. Relativně velká plocha desek s p-n křižovatkami umožňuje získat dostatek elektřiny. Materiály a konstrukce prochází neustálým zlepšováním, díky čemuž se zvyšuje koeficient fotoelektrické přeměny, je to také účinnost zařízení. Velikost napětí a výstupního proudu solární baterie přímo závisí na stupni okolního světla zařízení.

Typy fotoelektrických převodníků

Počet odrůd moderních solárních panelů je téměř deset. Každá varianta má své vlastní vlastnosti. Všechny z nich lze podmíněně rozdělit do dvou velkých skupin - křemík a polymerový film. Podívejme se podrobněji na každou z nich.

Silikonové solární panely

Zařízení generují stejnosměrný proud, který se objevuje v důsledku kontaktu s křemíkovou nebo křemíkově vodíkovou deskou slunečního záření. Charakteristiky materiálu jsou takové, že paprsky slunce dopadající na něj posunují elektrony z orbitů atomů. Uvolněné elektrony tvoří elektrický proud.Taková zařízení se vyznačují maximální účinností, ale těžko se vyrábějí, což je činí drahými. Existuje několik druhů křemíkových baterií.

Pohled # 1 - Monokrystalické převaděče

Charakteristickým rysem prvků tohoto typu je směr fotocitlivých buněk přesně v jednom směru. Na jedné straně je to velmi dobré, protože to umožňuje získat ze všech podobných systémů účinnosti nejvyšší. U monokrystalických převodníků dosahuje 22%. Pro provoz by však panel měl být vždy otočen směrem ke slunci, jinak se energetická účinnost výrazně sníží.

Rozptýlené světlo při západu nebo úsvitu za oblačných dnů přináší velmi malý výsledek, což z monokrystalických převodníků dělá dobrou volbu pro jižní oblasti, kde je mnoho slunečných dnů. Zevně mohou být takové systémy snadno rozlišeny zkosenými rohy panelů, což je způsobeno zvláštnostmi jejich výroby, a hlubokou černou barvou, kterou buňky dávají v jednom směru.

Monokrystalické moduly mají nejvyšší účinnost. Skládají se z křemíkových krystalů orientovaných přesně v jednom směru.

Pohled # 2 - Polykrystalické baterie

Všesměrové křemíkové krystaly jsou umístěny na destičkách, což poskytuje nižší účinnost ve srovnání s monokrystaly. Je to asi 18%. Vzhled panelů je také odlišný. Jsou to desky správného čtvercového tvaru v tmavě modré barvě. Heterogenita jejich struktury a barvy je vysvětlena skutečností, že obsahují heterogenní krystaly křemíku a navíc jsou přítomny určité nečistoty.

Polykrystalické solární články se vyznačují nehomogenní strukturou a přítomností křemíkových krystalů orientovaných různými směry

Pro výrobu polykrystalických panelů lze použít nejen primární křemík, ale také připravené druhotné suroviny. To vysvětluje přítomnost určitého počtu závad v zařízení. Hlavní výhodou takových desek je jejich dobrá energetická účinnost v rozptýleném světle, což je činí nezbytnými pro oblasti, kde není neobvyklé zatažené počasí.

Pohled # 3 - amorfní křemíkové panely

Amorfní prvky jsou velmi tenké vrstvy křemíku, které se získají rozprašováním materiálu ve vakuu. Základem je fólie vyrobená z vysoce kvalitního kovu, plastu nebo skla. Účinnost takových zařízení je malá a činí pouze 6%. Důvodem je rychlejší vyhoření křemíkových vrstev než krystalických destiček pod vlivem slunečního záření. Jak ukazuje praxe, účinnost amorfních panelů po dvou měsících provozu je snížena asi o 20%. Po jednom a půl až dvou letech může baterie jednoduše selhat.

Moduly vyrobené z amorfního křemíku mají nízkou účinnost, ale fungují velmi efektivně v podmínkách rozptylu světelného toku

Jejich použití je však odůvodněné. Fotocitlivé buňky jsou orientovány náhodně, což výrazně zvyšuje účinnost zařízení v oblačném počasí a v rozptýleném světle. Kromě toho je stupeň absorpce přicházejícího světelného toku v amorfních panelech téměř dvacetkrát vyšší než u podobných zařízení konkurujících křemíku. Bezodpadová technologie výroby takových baterií může výrazně snížit jejich náklady. Externě lze amorfní desky odlišit tmavě šedou barvou.

Zobrazit # 4 - Hybridní převodníky fotografií

Takové panely kombinují mikrokrystaly a amorfní křemík. Vlastnosti hybridních převodníků světelného toku jsou velmi podobné vlastnostem polykrystalických prvků. Jediný rozdíl je v tom, že jejich výkon v podmínkách okolního světla je mnohem vyšší. Dalším charakteristickým rysem takových panelů je schopnost převádět nejen ultrafialové záření, ale také infračervené paprsky na elektrický proud.

Polymerní filmové solární konvertory

Slibná alternativa k silikonovým bateriím. Jedná se o film sestávající z polymerní aktivní vrstvy, hliníkových elektrod, organického pružného substrátu a speciální ochranné vrstvy. Filmové fotobuňky jsou vzájemně propojeny, což má za následek sluneční sluneční baterii. Taková zařízení jsou velmi flexibilní, kompaktní a lehká. Jejich cena je o něco nižší než analogy křemíku, protože drahý křemík se ve výrobě nepoužívá. Kromě toho jsou zařízení šetrnější k životnímu prostředí, protože mají menší dopad na životní prostředí.

Účinnost takových zařízení je nízká. Je to asi 6,5%. V průmyslovém měřítku se první polymerní baterie začaly vyrábět v Dánsku. Výrobní proces spočívá ve speciálním vícevrstvém tisku solárních článků na speciální flexibilní fólii. Následně může být řezán, kroucen a vyroben do solárních panelů téměř jakékoli velikosti. Cena filmových prvků je řádově nižší než u křemíku. Nalezení takových panelů na prodej je však stále velmi obtížné. Výroba je v rané fázi vývoje.

Pro výrobu polymerních solárních modulů nepotřebujete drahý křemík, což významně snižuje výrobní náklady

Co trh nabízí - přehled výrobců

Na ruském trhu je prezentován velký sortiment poly- a monokrystalických panelů. Většina z nich se vyrábí v Číně, což není překvapivé, protože tato země je lídrem ve výrobě a prodeji různých systémů na výrobu sluneční energie. Na trhu jsou také zastoupeny německé výrobky od SCHOTT a Calixo, japonské od SHARP a výrobky od ruských společností. Ty jsou nejčastěji zapojeny do montáže solárních článků z čínských komponent.

Přesto existují podniky vyrábějící fotokonvertory. Závod Hevel se sídlem v Novocheboksarsku vyrábí hybridní panely s tenkou vrstvou. Závod Saturn v Krasnodaru se specializuje na solární panely pracující na arzenidu gallia. Ty jsou určeny především pro kosmický průmysl. Moduly pro domácnost jsou vyráběny dvěma podniky: „Závod kovokeramických zařízení“ v Ryazanu a „Telecom-STV“ v Zelenogradu.

Domácí výrobci vyrábějí různé typy křemíkových solárních článků

Závod Ryazan vyrábí dva hlavní typy zařízení:

• RZMP-130-T s výkonovým rozsahem od 105 do 145 wattů.
• RZMP-220-T s výkonovým rozsahem od 200 do 240 wattů.

Zařízení se skládají z několika prvků zapojených do série. Panel je pokryt vysoce transparentním tvrzeným sklem a umístěn do hliníkového profilu. Tato konstrukce dává baterii sílu a chrání ji před nepříznivými povětrnostními podmínkami. Náklady na taková zařízení jsou poměrně vysoké. Například model RZMP-130-T, jehož výkon je 120 wattů, bude kupujícího stát více než 16 000 rublů.

Telecom-STV vyrábí mnohem více různých modelů solárních panelů. Mezi ně patří poly- a monokrystalové moduly, specializované a speciální flexibilní baterie, jakož i monokrystalové panely se zvýšenou účinností. Výstupní napětí lze přizpůsobit jak pro vysokonapěťové systémy (34-38 V), tak pro nízké napětí (17-18,5 V).

Křemíkové moduly jsou k dispozici v hliníkovém rámu pokrytém speciálním tvarovaným sklem. Výrobce poskytuje pětiletou záruku na své baterie a certifikuje své vybavení, ačkoli to ze zákona není nutné. Panely Zelenograd jsou lehčí a celkově méně než Ryazan. Jejich cena je téměř jeden a půlkrát nižší, přestože kvalita solárních panelů je trvale vysoká.

Amorfní křemíkové solární moduly s úhlopříčkou mohou pracovat v různých klimatických podmínkách

Hevel Plant je jediný, který vyrábí moduly využívající mikromorfní technologie.Jedná se o desky vyrobené na bázi amorfního křemíku s určitým množstvím rozptýlených mikrokrystalů. Panely pracují efektivně v okolním světle a s jistotou konkurují poly- a monokrystalickým bateriím. Společnost teprve zahájila výrobu, takže zatím není možné ji najít ve všech obchodech. Náklady na takové panely jsou docela přijatelné. Zařízení s výkonem 125 W bude muset zaplatit asi 10 000 rublů, což je o něco více než u hlavního konkurenta tchajwanské zelené energetické technologie. Jejich výrobky s podobnými vlastnostmi stojí asi 7 000 rublů.

Rozsah solárních panelů je velmi široký. A pouze osoba, která se chystá získat fotokonvertor, se může rozhodnout, na které možnosti by se měla zastavit. Zároveň stojí za zvážení názor odborníků, kteří doporučují výběr polykrystalických modulů pro zajištění autonomního napájení doma. Je jasné, že jednotlivé krystaly jsou účinnější, ale nesmíme zapomenout, že se jedná o spíše svévolný ukazatel. Použití solárních panelů je stále populárnější. I přes jejich vysoké náklady se tato zařízení rychle vyplatí. A co je nejdůležitější, umožňují vám získat potřebnou elektřinu téměř „z ničeho“.