Классификация солнечных батарей и область их применения

Вернуться в список

Система солнечного энергоснабжения представляет собой универсальный комплекс соединенных между собой многочисленных фотоэлектрических преобразователей, включающую в себя батареи, аккумуляторы, инверторы и контроллеры. Каждая деталь имеет определенную значимость и выполняет важную функцию. Базой конструкции служит солнечная панель. Именно она несет ответственность за накопление и последующее преобразование энергии в электрический ток.

Разновидности солнечных панелей

sxema112.jpg
На первый взгляд все модели кажутся одинаковыми — темные элементы с полосками из металла покрытые стеклом и помещенные в алюминиевую раму. Классифицируются они по мощности вырабатываемого электричества, а также по материалам, используемым для их изготовления.
На сегодняшний день существует более 10-ти разновидностей моделей, мы остановимся на более востребованных:

Монокристаллические батареи

Самый распространенный и популярный тип. Моноэлементы — это индивидуальные ячейки из силикона. Технология изготовления солнечных модулей осуществляется по методу Чохральского. Заключается она в литье кристаллов чистого кремния. При взаимодействии с затравочным кристаллом расплав отвердевает. По мере охлаждения материал постепенно застывает в цилиндрической форме диаметром 13 - 20 см, длина монокристалла составляет около 2 м. Полученный слиток нарезают тонкими пластинами, толщина которых варьируется от 250 до 300 мкм. Сформированные заготовки оборудуют особой сеткой из металлических электродов. Такие элементы имеют наибольшую эффективность, чем элементы вырабатываемые иным методом. КПД монокристалла 22%, а у поликристалла коэффициент не превышает 17%.

Солнечные панели имеют долгий срок эксплуатации, они надежны и легко устанавливаются. Используют их в основном в местах, где обычное энергоснабжение невозможно, либо в южных районах страны (уличное освещение, зарядка аккумуляторов, снабжение электроэнергией насосов, судов, аварийной сигнализации).

Отличительные свойства: гибкость, прочность, зависимость от прямых лучей солнца, компактные размеры и небольшой вес. Минус — даже незначительная облачность приводит к прекращению выработки электрического тока.

Поликристаллические батареи

Альтернативой монокристаллической модели считаются конструкции из поликристаллического кремния. У них более низкая первоначальная стоимость. Кристаллы в них еще жидкие, разной конфигурации и уклона. Усовершенствование процесса изготовления позволяет получить элементы, электрические свойства которых не намного уступают монокристаллу.

Примеры использования солнечных модулей: освещение и обеспечение электричеством частного дома, общеобразовательных учреждений, домов отдыха, больниц и офисных помещений, освещение улиц и парковых зон, обеспечение электропитанием медицинского и телекоммуникационного оборудования, подзарядка переносного персонального компьютера и мобильных телефонов, снабжение энергией газо- и нефтепроводов.

Тонкопленочные модули

Способ изготовления тонкопленочных солнечных модулей дает возможность формировать наиболее дешевую панель. Первоначальные амфорные модули имели эффективность приблизительно 6%, показатель 3 поколения вырос уже до 12%.

Отличительные особенности:
• прекрасно справляются с возложенной на них задачей даже при рассеянном свете, по этой причине общий коэффициент формирования мощности за год в 10-15% больше, чем у кристаллических панелей;
• невысокая цена изготовления дает возможность купить этот тип по стоимости ниже, чем прочие модификации;
• демонстрируют максимальную результативность в системах с мощностью более 10кВт;
• требуют применения высоковольтных контроллеров заряда батарей и инверторов.

Область применения:

  • в районах с повышенной облачностью. Панели, изготовленные по тонкопленочной методике, лучше впитывают рассеянный свет;
  • в южных странах с высоким температурным режимом такие панели показывают большую производительность;
  • их применяют, если имеется необходимость установки панелей в помещении или требуется их использования в качестве декоративного элемента;
  • если существует потребность в моделях с прозрачностью до 25%.

К недостаткам можно отнести большие размеры конструкции.

Гибридные батареи

Уникальность таких блоков заключается в совмещении монокристаллов и амфорного кремния. По показателям гибридные солнечные модули имеют аналогичные характеристики, что и полиячейки. Особенность гибридных моделей заключается в лучшем преобразовании энергии солнечных лучей в условиях рассеянного света.