Частые отключения электричества, увеличение стоимости электроэнергии, желание улучшить комфорт и удобство на природе, растущая потребность в экологически чистой и возобновляемой энергии – несколько причин, которые подталкивают домовладельцев к переходу на солнечную электроэнергию.
Солнечные панели – отличный способ обеспечить свой дом альтернативным питанием, путешествовать на с привычным комфортом и экономить деньги. Но разнообразие солнечных панелей на рынке затрудняет выбор оптимального варианта. Из всех сегментов солнечных зарядных станций наиболее распространены устройства 3 типов: монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные. Обсудим подробно каждый из этих видов.
Что такое солнечная панель?
Солнечная панель – это автономное зарядное устройство, состоящее из фотоэлектрических элементов, поглощающих солнечные лучи с последующим преобразованием их в электрическую энергию. Типичная солнечная панель состоит из слоев кремния, бора и фосфора.
Бор обеспечивает положительный заряд, фосфор- отрицательный. Между бором и фосфором располагается кремниевый слой, который действует как полупроводник. Кремниевые элементы высвобождают электроны и создают электрический ток. Высвобожденная энергия накапливается и хранится в аккумуляторе для последующего использования различных гаджетов и приборов в поездках на природу или в качестве резервного источника питания на случай аварийного отключения электричества.
Принцип работы
Основным «топливом» для выработки энергии является солнечный свет. При падении солнечных лучей на панель, поверхность преобразует ультрафиолетовые лучи в электричество. Основной составляющей частью солнечных панелей являются ячейки, наполненные электронами. Сочетание отрицательного заряда бора и положительного заряда фосфора создают магнитное поле.
Как мы говорили ранее, движение высвобожденных, отрицательно заряженных электронов приводит к производству электричества. Однако этот электрический ток не подходит для питания бытовых приборов. На этом этапе в дело вступает солнечный инвертор. Солнечный инвертор преобразует вырабатываемую электроэнергию из постоянного тока в переменный, чтобы вы смогли безопасно и качественно зарядить любые электроприборы.
ВАЖНО!
Солнечные панели максимально эффективно работают под прямыми солнечными лучами. Чем больше интенсивного солнечного света панель получает, тем выше КПД преобразования и тем больше электричества вырабатывает устройство. Поэтому солнечную панель наиболее эффективно использовать в солнечные дни, чем в пасмурные.
Рассмотрим подробнее каждый из типов панелей:
МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ
Монокристаллические панели состоят из чистых кремниевых элементов. Ячейки представляют собой пластины восьмиугольной формы из нарезанного кремния. Солнечные панели из монокристалла построены по технологии ячеек «Half Cut». Для получения большего количества элементов квадратные ячейки разрезаются. Ячейки в двух половинах солнечных панелей соединены в две разные серии для более стабильной выработки электроэнергии даже в случае, если на половину панели не падает свет.
ОСОБЕННОСТИ:
- Наличие одного кристалла кремния обеспечивает более высокие коэффициенты преобразования по сравнению с другими панелями, доступными на рынке.
- Такие типы солнечных панелей стоят дороже других типов из-за высоких качественных характеристик и технически сложного процесса производства монокристалических кремниевых элементов.
- Солнечная панель может вырабатывать больше электроэнергии при высоких температурах благодаря более высоким показателям термостойкости.
Плюсы:
- Качество материала
- Высокая продуктивность
- Долгий срок службы
Минусы:
- Дороговизна
- Уязвимость к внешнему воздействию
ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ
Более дешевые, чем монокристаллические варианты. Это связано с тем, что в производстве используется чистый кремний, а его фрагменты. Простота технологического процесса снижает себестоимость солнечной панели. Однако, они менее эффективны в преобразовании энергии и менее термоустойчивы.
ОСОБЕННОСТИ:
- Панели состоят из нескольких кристаллов кремния, из за чего не остается места для свободного движения электронов. Этот нюанс делает панель менее эффективной.
- Интерфейс солнечной панели имеет ячейки квадратной формы и прямые края. Поскольку при производстве панелей тратится меньше кремния и сам техпроцесс достаточно прост, эти панели более доступны по цене.
Плюсы:
- Высокая эффективность в вечернее время.
- Высокая доступность
- Низкая токсичность
Минусы:
- Менее долговечны
- Габаритные
ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ
Солнечные панели из тонкой ETFE пленки имеют более низкую эффективность, в сравнении с монокристаллами и поликристаллами, поэтому обычно используются в крупномасштабных коммунальных или промышленных солнечных установках.
Пленка изготавливается путем нанесения фотогальванического покрытия на стекло. Среди материалов покрытия выделяют селенид меди, индия, галлия , аморфного кремния, или теллурида кадмия. Несмотря на то, что каждый материал применяется для разработки индивидуальных разновидностей солнечных панелей, все они относятся к тонкопленочным солнечным элементам.
Стоимость тонкопленочных панелей невысока, так как они не требуют дополнительного оборудования при производстве и монтаже. Такие типы солнечных панелей популярны, просты в эксплуатации и имеют более легкую конфигурацию.
Плюсы:
- Низкая себестоимость
- Термостойкость
- Легкий вес
Минусы:
- Ограниченное количество
- Менее долговечны
ДВУСТОРОННИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ
Как можно понять из названия, ячейки могут поглощать свет с обеих сторон и преобразовывать его в электроэнергию.
Задняя сторона панели поглощает отраженный свет, благодаря чему у вас есть возможность размещения зеркала за этими ячейками для максимального производства электроэнергии.
Согласно научным исследованиям, двусторонние модели могут производить на 10-20% больше энергии, чем стандартные односторонние панели, однако за эффективность придется заплатить на 15% дороже, чем за монолитные аналоги, ввиду более высокой эффективности и мощности.
ПРОЗРАЧНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ
В сравнении со сплошными солнечными панелями, прозрачные панели изготавливаются с использованием прозрачных элементов. Они работают как обычная панель, но имеют небольшую или полную прозрачность.
Важно отметить, что эти солнечные панели в основном используются для коммерческих целей, а не для жилых помещений. Более того, они не мобильны и не портативны, что делает их менее подходящими для туризма и загородных поездок.
СОЛНЕЧНАЯ ЧЕРЕПИЦА
Солнечная черепица и солнечные панели работают по одному принципу – они преобразовывают энергию, получаемую из солнечного света в электрическую энергию. Привлекательный внешний вид – единственная причина, почему люди выбирают солнечную черепицу, а не панели.
Прежде чем Вы решите приобрести солнечную черепицу, учитывайте, что качественные товары данного типа стоят в 2 раза дороже солнечных панелей. И при этом, они менее эффективно преобразовывают солнечный свет в электричество.
Как выбрать подходящую солнечную панель?
В виду существенных отличительных особенностей солнечных панелей, несмотря на их одинаковый общий принцип работы, для простоты понимания следует выделить три критерия, по которым можно выбрать подходящее Вам устройство.
Эффективность
Монокристаллические панели имеют КПД 20% (выше, чем остальные 2 типа, КПД солнечных панелей Wattico находится на уровне 23-25%)
Коэффициент эффективности поликристаллических панелей составляет 15-17%
Эффективность тонкопленочных солнечных панелей составляет от 6 до 15%, в зависимости от используемого материала
Мощность
Монокристаллические ячейки имеют наибольшую энергоемкость благодаря своей конструкции. Вы можете рассчитывать на мощность до 300 Ватт и выше, если выберете данный тип панели.
Поликристаллические панели конкурируют по мощности с монокристаллом, располагая мощностью 240-300 Вт.
Как и в случае с эффективностью, мощность тонкопленочных солнечных панелей полностью зависит от используемого материала и размера панели. Как показывает практика, тонкопленочные панели имеют меньшую мощность, по сравнению с первыми двумя типа
Дизайн
Монокристаллические панели имеют ровный и гладкий дизайн и практически сплошной черный цвет. Идеальные и одинаковые размеры и формы солнечных элементов делают конструкцию минималистичной и единообразной, что придает дизайну батарей большую эстетичность и премиальность.
Поликристаллические панели отдаленно напоминают синий мрамор. Каждая отдельная ячейка или панель будут иметь форму, отличную от других, что вносит в дизайн хаотичность и неорганизованность.
Панели из тонкой пленки имеют полностью черный и чистый дизайн и тонкий корпус. Удобны в походах и поездках за город. Минимальное количество проводов и шин делает его лаконичным и гладким.
На что стоит обратить внимание?
Стойкость к погодным условиям
Если в Вашей местности преобладает влажный климат, часто выпадает град или снег, лучше всего поискать солнечную панель с высоким коэффициентом ударопрочности и стойкости к погодным условиям. Монокристаллические и поликристаллические панели изготавливаются из толстых и плотных материалов. Поэтому они являются надежным выбором для домовладельцев, живущих в районах с плохими погодными и климатическими условиями.
Светоиндуцированная деградация (LID)
Светоиндуцированная деградация, или LID, — это деградация солнечной панели, которая происходит в течение первых нескольких часов пребывания на солнце. Чем выше показатель LID солнечной панели, тем ниже качество. Поэтому выбор солнечной панели с LID ниже 3% предпочтительнее для максимальной мощности.
Температурный коэффициент
Преобразование электроэнергии и рабочая температура солнечных панелей тесно связаны. Перед покупкой рекомендуется обратить внимание на температурный коэффициент солнечной панели. Он должен находиться в диапазоне от -0,2 до -0,5%, чтобы получить максимальную мощность выходного тока. Солнечные панели Wattico хорошо работают как в жаркую, так и в прохладную погоду. Рабочая температура составляет -10-65 C. Каждый раз, когда температура повышается на 1С, эффективность преобразования по прежнему на 28,5% выше, чем у конкурентов на рынке.
