Как выбрать солнечную батарею для дома

Такие источники электрического тока, как солнечные панели, позволяют избавиться от зависимости от общих электрических сетей и пользоваться бесплатной электрической энергией со стабильным напряжением в 220 вольт. Многие решают установить солнечные батареи.

Виды

  1. Кремниевые.
  2. Пленочные.

Каждый из них имеет несколько разновидностей.

Кремниевые солнечные панели для дома могут быть:

  1. Монокристаллическими.
  2. Поликристаллическими.
  3. Аморфными (они являются гибкими, и поэтому их также можно относить к пленочным).

Пленочные панели для дома бывают:

  1. Полимерными.
  2. Батареями на основе теллурий кадмия.
  3. Радиаторами на основе селенида меди-индия.

Все эти виды различаются материалом, который используют для изготовления светочувствительных пластин. Каждый из них рассчитан для использования в бытовой сфере. Они могут вырабатывать ток с напряжением 12, 24 и 48 Вольт. Мощность бывает  разной и зависит от размеров батареи. Малые панели имеют мощность, равную 10 ватт, более крупные, предназначенные для монтажа на крышу дома, обладают мощностью, равной 100, 150, 200, 220, 300 и более ватт.

Виды панелей

Чтобы выбрать панель, нужно определить, какие устройства она должна питать и сколько кВт она должна создавать.

Монокристаллические батареи

Строение солнечной панели

Они представляют собой самые эффективные солнечные батареи. Так как на планете есть очень большие запасы кремния, цена его не очень большая.

Цену на монокристаллические панели, которые способны создавать ток с напряжением 12 вольт и имеют мощность в 200 или 220 Вт, большая. Причина этого – сложная производственная технология.

Монокристаллическая солнечная батарея с мощностью 10, 100, 150 или 200 ватт представляет собой набор ячеек, которые соединены между собой. Каждая ячейка состоит из очень чистого кремния. Для получения такого материала производители используют метод Чохральского.

Особенностью этого кремния является то, что все зерна его кристаллов параллельны, а кристаллы направлены в одну сторону. Благодаря этому вырезанные из кремния пластины способны продемонстрировать КПД, равный 17-22%. С такой эффективностью не работает ни одна солнечная панель.

Каждая пластина на батарее мощностью 10, 150, 200 или 100 ватт является очень тонкой. Толщина достигает 250-300 мкм. Цвет пластин из чистого кремния является черным.

Производство таких фоточувствительных элементов включает этапы:

  1. Получение чистого кремния. После этого материал имеет жидкую форму.
  2. Застывание материала.
  3. Разрезание на тонкие пластины.
  4. Пронизывание пластин сеткой, которая состоит из электродов. Эта сетка собирает и передает ток напряжением 12 и более вольт.

Поликристаллические батареи

Поликристаллические панели

Светочувствительные пластины этих панелей состоят из того же кремния. Однако его структуру образуют поликристаллы, которые направлены в разные стороны. В середине каждого кристалла зерна расположены не параллельно. В некоторых местах формируются области, которые имеют зернистые границы. Это приводит к тому, что производительность панели, которая выдает 150 Вт или 0,15 квт, падает. КПД панели составляет 12-18%.

Разная направленность поликристаллов дает возможность улавливать свет с разных направлений, включая и тот, который отражается от различных поверхностей. Поэтому в пасмурную погоду такие панели не сильно теряют КПД. Для сравнения, под спрятанным в тучах небом производительность монокристаллических панелей, генерирующих ток с напряжением 12 вольт, существенно падает.

Неоднородная структура кремния, применяемого в поликристаллических батареях мощностью 100, 200 ватт или 0,25 квт, обусловлена более простым методом производства.

Его особенностями являются:

  1. Нагрев исходного кремния до температуры 800-1000 °С (для монокристаллических панелей кремний нагревают до 1400 °С).
  2. Медленное охлаждение кремниевого расплава.

Благодаря таким нюансам энергозатраты на производство уменьшаются, и поликристаллические пластины становятся дешевле. В итоге батареи с мощностью 150, 200 Вт стоят меньше.

Поликристаллические панели, которые могут генерировать ток напряжением в 12 или 24 вольт, всегда имеют темно-синий цвет.

Батареи на основе аморфного кремния

Производители изготавливают их не из самого кристаллического кремния, а из кремневодорода или силана. Этот материал не имеет такой производительности, как пластины вышеназванных видов. Его КПД не больше 5-6%.

Аморфная панель

Процесс изготовления предусматривает нанесение тонкого слоя материала на гибкую подложку. Благодаря этому он получает такие преимущества, как:

  1. Отличную гибкость. Сгибание не приводят к повреждению материала и падению его производительности.
  2. Очень малую толщину. Она не является большей 1 мкм.
  3. Высокий уровень оптического поглощения. Поли- и монокристаллические панели по этому показателю хуже в 20 раз.
  4. Относительно малое падение производительности в пасмурную погоду.

Эти три вида являются основными представителями кремниевых солнечных панелей. Кроме них компании научились создавать гибридные солнечные батареи. Они также могут генерировать ток напряжением 12 или 24 вольт.

Один из таких вариантов изготавливают из двухфазного материала, состав которого представлен аморфным кремнием и микро- или нанокристаллами. Доля последних является очень малой. Этого достаточно, чтобы получить такой же КПД, который имеют поликристаллические солнечные батареи мощностью 150 Вт или 0,15 квт.

Пленочные батареи на основе телурия кадмия

Солнечные панели своими руками, как сделать

Теллур кадмий в качестве основного материала для светочувствительных пластин начали рассматривать еще в 70-х годах. Ученые относили его к числу лучших вариантов для создания панелей, предназначенных для питания космических аппаратов.

Сегодня не все хотят покупать солнечные батареи из этого материала, ведь кадмий – это кумулятивный яд, и поэтому есть мнение, что он может быть опасным. Согласно проведенным исследованиям доля попадающего в атмосферу кадмия очень малая. По этой причине он не способен нанести вред.

Особенности такой панели, которая может иметь мощность в 150 ватт или 0,15 квт:

  1. КПД равняется 11%.
  2. 1 квт мощности дешевле на 20-30%, чем 1 квт мощности кремниевых солнечных батарей.

Панель из селенида меди-индия

Производители для создания фоточувствительной пластины используют:

  1. Селенид.
  2. Медь.
  3. Индий.

Некоторые из компаний заменяют небольшое количество элементов индия галлием. Причиной такого подхода является частая применяемость его в производстве плоских мониторов. Галлий имеет похожие свойства. Однако КПД панели с таким элементом становится меньше.

Солнечная батарея на основе селенида меди-индия способна превратить 15-20% падающего на нее солнечного излучения в электрическую энергию. По КПД этот вид мало чем отстает от монокристаллической кремниевой батареи с мощностью 100, 150 или 200 Вт.

Полимерные солнечные панели

При создании таких панелей используют возможности органических полупроводников. Солнечная батарея на 50 Вт и большей мощностью (например, 0,1 квт) способна показать КПД, равный 5-6%.

Для производства этих источников тока используют различные органические полупроводники:

  • полифенилен;
  • углеродные фуллерены;
  • фталоциан меди и аналогов.

Благодаря этим материалам солнечная пленка имеет толщину, равную 100 нм.

Главные преимущества такой панели:

  1. Малая себестоимость.
  2. Легкость и доступность.
  3. Невозможность нанести вред окружающей среде.
  4. Хорошая механическая эластичность.

 

Поделиться:

Adblock detector
Закрыть рекламу
Закрыть рекламу