Как выбрать солнечную батарею для дома


Каждый хозяин дома четко понимает, что такие источники электрического тока, как солнечные панели, являются очень актуальными, ведь позволяют избавиться от зависимости от общих электрических сетей и пользоваться бесплатной электрической энергией со стабильным напряжением в 220 вольт. Поэтому многие решают установить такие батареи. Однако после прихода в магазин они растерянно смотрят на витрину, на которой находятся различные виды солнечных батарей. И какую из них выбрать для дома, они не знают. Эта статья расскажет об особенностях каждого вида солнечных панелей.

Виды

Современные типы солнечных батарей делятся на две группы:

  1. Кремниевые.
  2. Пленочные.

Каждая из них представлена несколькими разновидностями.

loading...

loading...

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. Батареями на основе селенида меди-индия.

Все эти виды отличаются материалом, который используют для изготовления светочувствительных пластин. Однако каждый из них рассчитан для использования в бытовой сфере. Поэтому каждый представлен моделями, которые могут вырабатывать ток с напряжением 12, 24 и 48 Вольт. Мощность бывает очень 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 с одной из этих названных характеристик, нужно определить, какие устройства она должна питать и вообще, сколько кВт она должна создавать.

Монокристаллические батареи

Строение солнечной панелиСегодня они представляют собой самые эффективные солнечные батареи. Они вместе с другими, созданными на основе кремния, панелями занимают наибольшую рыночную нишу. Их популярность является не только заслугой высокой эффективности, но и тем, что на планете есть очень большие запасы кремния. Поэтому его цена не очень большая.

Правда, цену на монокристаллические панели, которые способны создавать ток с напряжением 12 вольт и имеют мощность в 200 или 220 Вт, малой назвать нельзя. Причиной этого является 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. Такая особенность является главным преимуществом этого вида.

Каждая пластина на батареи с 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 с напряжением 12 и более вольт.

Поликристаллические батареи

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

Правда, 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 с 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 с напряжением в 12 или 24 вольт, всегда имеют темно-синий цвет.

Батареи на основе аморфного кремния

Отечественные и иностранные 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 является большим 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.

Стоит акцентировать внимание на том, что эти три вида являются основными представителями кремниевых солнечных панелей. Кроме них компании научились создавать гибридные солнечные батареи. Они также могут генерировать ток с 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. Однако этого достаточно, чтобы получить такой же КПД, который имеют поликристаллические солнечные батареи с мощностью 150 Вт или 0,15 квт.

Пленочные батареи на основе телурия кадмия

Солнечные панели своими руками, как сделатьТеллур кадмий в качестве основного материала для светочувствительных пластин начали рассматривать еще в 70-х годах. Тогдашние 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 бытует 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, являются такими:

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

Панель с селенида меди-индия

Одно название говорит о том, что производители для создания фоточувствительной пластины используют следующие материалы:

  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 несколько 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. Как видно, по КПД этот вид мало чем отстает от монокристаллической кремниевой батареи с мощностью 100, 150 или 200 Вт.

Полимерные солнечные панели

Этот вид солнечных батарей можно назвать наиболее молодым, ведь инженеры начали разрабатывать его относительно недавно. Создавая его, они хотели использовать возможности органических полупроводников. Это им удалось сделать более-менее хорошо. 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. Список наиболее употребляемых состоит из:

  • полифенилена;
  • углеродных фуллеренов;
  • фталоциана меди и аналогов.

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

Главные преимущества такой панели заключаются в:

  1. Малой себестоимости.
  2. Легкости и доступности.
  3. Невозможности нанести вред окружающей среде.
  4. Хорошей механической эластичности.
loading...

Их всегда хотят выбрать предприятия, для которых очень важно, чтобы панель, выдающая ток с напряжением 12 вольт, могла гнуться и не разрушаться, а также при утилизации не вредила окружающей среде. Производители отмечают, что выбрать такую панель могут и активные туристы.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (2 голосов, рейтинг: 4,50 из 5)
Загрузка...
loading...