No Image

Чем отличается монокристаллическая солнечная батарея от поликристаллической

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Основное различие между Монокристаллическими и Поликристаллическими солнечными панелями (батареями) состоит в том, что Монокристаллические солнечные панели имеют черный цвет и являются более эффективными и долговечными, тогда как Поликристаллические солнечные панели имеют синий цвет и менее эффективны и менее долговечны.

Принцип работы солнечных батарей

Основным компонентом элементов солнечных панелей является кремний. Однако чистый кристаллический кремний является плохим проводником электричества. Он является полупроводниковым элементом. Но при изготовлении солнечных элементов в солнечных панелях кремний смешивают с некоторыми другими компонентами, чтобы увеличить проводимость. Эти компоненты увеличивают способность кремния улавливать энергию солнечного излучения и преобразовывать ее в электричество. Есть два основных вида кристаллических солнечных панелей, первый вид это монокристаллические, а второй вид поликристаллические солнечные панели. Монокристаллические солнечные панели являются намного эффективнее в сравнении со вторым видом — Поликристаллическими солнечными панелями.

Содержание

  1. Обзор и основные отличия
  2. Определение Монокристаллических солнечных панелей
  3. Определение Поликристаллических солнечных панелей
  4. Отличие Монокристаллических солнечных батарей от Поликристаллических солнечных батарей
  5. Заключение

Определение Монокристаллических солнечных батарей?

Солнечные панели Монокристаллического типа — это солнечные батареи имеющие темно-черный цвет элемента. Эти батареи являются более эффективными, в отличие от остальных видов панелей. Этот вид панелей ещё называется монокристаллическими клетками. Эти солнечные панели содержат чистые кремниевые элементы. При установке этого типа панелей они занимают меньше места и следовательно, экономят пространство.

Данный вид панелей является самим длинным по форме среди всех типов солнечных панелей произведённых на основе кремния. Однако стоимость этих солнечных панелей высока и эти панели являются самым дорогим типом солнечных батарей. Некоторые из преимуществ монокристаллических солнечных панелей включают в себя высокий уровень эффективности (до 20%), требует меньше места для установки, имеют больший срок службы (около 25 лет) и лучшую производительность при низком уровне солнечного света. К недостаткам относятся: высокая стоимость, температура этих панелей сильно повышается при высоком уровне производительности и тем самым теряется мощность солнечного элемента примерно до 25%.

Что такое Поликристаллические солнечные батареи?

Поликристаллические солнечные батареи (панели) — это солнечные панели синего цвета, которые имеют меньший уровень эффективности. Они также состоят из кремния. Однако в процессе производства требуется вплавить вместе много фрагментов кремниевых пластин, чтобы сформировалась из множества пластин солнечная панель. Из-за этого, такой тип солнечных панелей называют многокремниевыми элементами.

Преимущества использования поликристаллических солнечных панелей включают в себя более простой и дешевый производственный процесс, меньшее количество отходов при производстве солнечных элементов. К недостаткам относятся: повышенная температура при высоком уровне производительности панели и тем самым меньшая эффективность (меньше до 16%) и более низкая производительность.

В чем разница между Монокристаллическими солнечными батареями и Поликристаллическими солнечными батареями?

Монокристаллические солнечные панели — это солнечные панели темно-черного цвета, они более эффективны, чем другие типы панелей. Поликристаллические солнечные панели — это солнечные панели синего цвета, которые имеют меньший уровень эффективности. Монокристаллические солнечные панели имеют темно-черный цвет, в то время как Поликристаллические солнечные панели имеют синий цвет.

Монокристаллический и Поликристаллический элемент в солнечных панелях

Кроме того, Монокристаллические солнечные панели хорошо известны, как панели с наибольшим сроком службы (около 25 лет), среди всех остальных типов солнечных панелей произведённых на основе кремния, и имеющие высокую производительность. Тогда как Поликристаллические солнечные панели служат намного меньше, и имеют более низкую эффективность. Монокристаллические солнечные панели дороги, тогда как Поликристаллические солнечные панели сравнительно дешевы.

Заключение — Монокристаллические солнечные батареи и Поликристаллические солнечные батареи

Существует два основных типа солнечных панелей: Монокристаллические солнечные панели и Поликристаллические солнечные панели. Разница между Монокристаллическими и Поликристаллическими солнечными панелями заключается в том, что Монокристаллические солнечные панели имеют черный цвет и имеют высокую производительность, тогда как Поликристаллические солнечные панели имеют синий цвет и имеют производительность ниже, чем у Монокристаллических панелей.

Обновлено: 13 августа 2019

Ответить на вопрос, какие солнечные батареи лучше, монокристалл или поликристалл, можно только после внимательного рассмотрения особенностей, конструкции и прочих параметров обоих разновидностей. Четкое понимание разницы между ними позволит выбрать оптимальный вариант для создания частной СЭС, сэкономить деньги, получить наиболее эффективную и долговечную систему подачи электроэнергии.

Итак, моно- или поликристаллический солнечный модуль — что лучше? Рассмотрим вопрос по порядку.

Что такое монокристаллическая солнечная батарея?

Монокристаллическая солнечная батарея представляет собой срез с единого кристалла кремния, полностью однородного и монолитного. Этот вид конструкции демонстрирует максимальную эффективность и значительно превосходит все аналоги по характеристикам, стабильности и долговечности.

Внешне их легко отличить от альтернативных конструкций — панели имеют черный цвет и по всей площади оснащены металлическими пластинками, расположенными в узловых точках решетки. Монокристаллические элементы имеют срезанные углы, поскольку изготовлены из заготовки цилиндрической формы. Если не устанавливать защитные элементы, между отдельными панелями будет накапливаться пыль, попадать и замерзать вода, что приведет к разрушению модуля.

Читайте также:  Насадка для душа для экономии воды

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.

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.

Стоимость

Цена монокристаллических солнечных панелей малой мощности мало отличается от поликристаллических образцов. Например, 30-ваттный модуль стоит 2100 руб. против 1700 руб. для поликристаллической панели той же мощности.

Однако, с увеличением производительности и размера панели разница в стоимости заметно увеличивается. Учитывая необходимость приобретать несколько панелей, ценовое преимущество поликристаллов возрастает. При этом, преимущество монокристаллов по всем позициям никем не оспаривается, единственным критерием становится ценовой фактор.

Что такое поликристаллическая батарея

Поликристаллические солнечные батареи изготавливаются по другой технологии. Она значительно проще, что делает методику более предпочтительной как для производителей, так и пользователей. Несколько упрощенно, технологический процесс состоит из нескольких этапов:

  • нагрев кремния до точки плавления
  • розлив полученного расплава по формам
  • нарезка остывших брикетов на тонкие пластинки
  • шлифовка, нанесение токопроводящих дорожек
  • нанесение слоя защиты

Отсутствие длительного процесса естественного выращивания кристалла значительно ускоряет и упрощает процесс изготовления, но качество панелей получается намного ниже. Вся площадь фотоэлемента разделена на мельчайшие частицы. ориентированы в разные стороны. От этого процесс образования электронов при попадании фотонов света делается менее интенсивным.

КПД, который способны продемонстрировать поликристаллические панели, не превышает 12-18 %, что заметно ниже показателя монокристаллических компонентов.

Отличить внешне, монокристалл или поликристалл является базовым компонентом, очень легко. Если первый имеет черный цвет, то модули второго типа синие и не оснащены никакими дополнительными элементами на лицевой поверхности. В зависимости от производителя и особенностей технологии оттенок может быть более светлым или темным, но он всегда синий.

Преимущества

Если возникает вопрос — монокристаллические и поликристаллические солнечные модули, что лучше — надо детально рассмотреть их достоинства. Преимуществами поликристаллов считают:

  • более быстрый и экономичный способ изготовления
  • отставание по всем параметрам от монокристаллов не слишком значительное
  • стоимость поликристаллических модулей примерно на 20 % ниже, что при покупке больших партий создает большую экономию
Читайте также:  Кот часто кашляет причины

Необходимо учитывать, что у некоторых производителей (например, у одного из лидеров мирового рынка компании Trina Solar) более высокие показатели демонстрируют солнечные панели поликристаллические. Они превосходят монокристаллы на 2,6 % по производительности, хотя по другим параметрам они примерно равны. Однако, у других производителей такого первенства не наблюдается.

Недостатки

К недостатками поликристаллических панелей принято относить:

  • КПД этих конструкций составляет всего 12-18 %
  • уровень производительности ниже
  • долговечность поликристаллов примерно такая же, но со временем показатель производительности заметно падает
  • размер панелей на 20 % больше, чем у монокристаллических модулей той же производительности. Это играет важную роль при необходимости разместить их в условиях ограниченного пространства — на крыше или иной поверхности

Необходимо учитывать, что недостатки поликристаллических панелей не настолько существенны, чтобы пользователи в массовом порядке отказались от их применения. Наоборот, спрос на эти конструкции гораздо выше, чем на все альтернативные разновидности. Он вызван оптимальным на сегодняшний день соотношением стоимости и параметров модулей.

Стоимость

Цены на поликристаллические солнечные батареи примерно на 10-15 % ниже, чем на монокристаллические модули. Это позволяет получить заметную экономию при создании полнофункциональной СЭС с набором приборов и большим количеством панелей.

Учитывая, что долговечность поликристаллических солнечных батарей составляет около 30 лет (хотя достоверной статистики на этот счет пока никто не собрал), общий порядок цен способствует однозначному выбору этих разновидностей. Кроме того, периодически панели приходится менять, и в этом вопросе более доступная стоимость определяет выбор пользователей. 100-ваттная панель стоит около 6000 руб, а 300-ваттная — около 18000 руб. Порядок цен зависит от производителя, у некоторых компаний ценовые запросы гораздо выше.

В чём же разница?

Итак, если имеется монокристаллическая и поликристаллическая солнечная панель, разница между ними находится в плоскости себестоимости и эффективности. Изготовление монокристаллов обходится дорого и требует большого количества времени. Другой тип панелей производится намного быстрее, что делает себестоимость гораздо ниже. Соответственным образом отличаются технические характеристики модулей.

Рассматривая поликристаллические или монокристаллические солнечные батареи, следует учитывать эти факторы и принимать во внимание условия эксплуатации модулей. Монокристаллы не переносят загрязнения лицевой поверхности, тогда как поликристаллы к этому более устойчивы. Сравнение этих видов производилось в лабораторных условиях, которые на практике организовать невозможно.

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 тщательный расчет потребностей дома в электроэнергии, прибавить необходимый запас на непредвиденные ситуации и на падение производительности с увеличением срока службы.

Руководствуясь этими данными производят подбор наиболее соответствующих солнечных модулей. Приоритет монокристаллов очевиден, но, если расходы на них слишком велики, вполне можно заменить на более доступные поликристаллические модули.

Видео — инструкция по сборке

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 также:  Правильная укладка шифера на крышу

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 на солнечные 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%.

Четвертое отличие — это срок службы солнечных батарей. Солнечные батареи были испытаны в полевых условиях на многих установках. Практика показала, что срок службы солнечных батарей превышает 20 лет. Испытания показали снижение мощности модулей за 20 лет примерно на 10%. У монокристаллических солнечных батарей срок службы не менее 30 лет, в то время как у поликристаллических не менее 20 лет.Модули из аморфного кремния (тонкопленочные, или гибкие) имеют срок службы от 7 (первое поколение тонкопленочных технологий) до 20 (второе поколение тонкопленочных технологий) лет. Более того, тонкопленочные модули обычно теряют от 10 до 40% мощности в первые 2 года эксплуатации. Поэтому, около 90% рынка фотоэлектрических модулей в настоящее время составляют кристаллические кремниевые модули.Многие производители дают гарантию на свои модули на период от 10 до 25 лет. При этом они гарантируют, что мощность модулей снизится не более, чем на 10%. Гарантия на механические повреждения дается обычно на срок от 1 до 5 лет. Сами солнечные элементы, используемые в солнечных модулях, имеют практически неограниченный срок службы и показывают отсутствие деградации по прошествии десятков лет эксплуатации. Однако, выработка модулей со временем падает. Это результат 2 основных факторов — постепенное разрушение пленки, используемой для герметизации модуля (обычно используется этиленвинилацетатная пленка — ethylene vinyl acetate; EVA) и разрушение задней поверхности модуля (обычно поливинилфосфатная пленка), а также постепенное замутнение прослойки из EVA пленки, расположенной между стеклом и солнечными элементами.

Герметик модуля защищает солнечные элементы и внутренние электрические соединения от воздействия влаги. Так как практически невозможно полностью защитить элементы от влаги, модули на самом деле "дышат", но это крайне трудно заметить. Влага, попавшая внутрь, выводится наружу днем, когда температура модуля возрастает. Солнечный свет постепенно разрушает герметизирующие элементы за счет ультрафиолетового излучения, и они становятся менее эластичными и более податливыми на механические воздействия. Со временем, это приводит к ухудшению защиты модуля от влаги. Влага, попавшая внутрь модуля, ведет к коррозии электрических соединений, увеличению сопротивления в месте коррозии, перегреву и разрушению контакта или к уменьшению выходного напряжения модуля.

Второй фактор, уменьшающий выработку модуля — это постепенное уменьшение прозрачности пленки между стеклом и элементами. Это уменьшение не заметно невооруженным глазом, но ведет к снижению мощности модуля за счет того, что меньше света попадает на солнечные элементы.

Максимальное ухудшение обычно гарантируется производителями на уровне не более 20% за 25 лет. Однако испытания на реально работающих модулях показали, что их выработка за 30 лет уменьшилась не более, чем на 10%. Очень многие из этих модулей и до сих пор работают с заявленными при производстве параметрами (т.е. нет деградации). Поэтому можно смело говорить, что модули будут работать не менее 20 лет, и с высокой вероятностью обеспечат высокие показатели и через 30 лет с момента начала работы.

Итак, перечислим основные отличия монокристаллических и поликристаллических солнечных батарей:

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

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector