Mono ir polikristalinių fotovoltinių modulių panaudojimo saulės baterijose praktika

Straipsnyje aptariamas praktinis silicio mono ir polikristalų panaudojimas gaminant įvairių tipų šiuolaikinius saulės elementus, taip pat šių esamų saulės modulių tipų skirtumai.

Daugelis žmonių žemėje vis dar yra labai priklausomi nuo tokių energijos šaltinių kaip dujos, malkos, mazutas, žibalas ir kt., o tai dar labiau kenkia aplinkai. Todėl alternatyvių energijos šaltinių, tokių kaip vėjas, saulės spinduliuotė, hidroenergija, įdiegimas į jų gyvenimą jiems naudingas tiek ekologiniu, tiek moraliniu, tiek ekonominiu požiūriu.

Ateityje žmonijos raidoje neatsinaujinantys energijos šaltiniai greičiausiai paliks savo aprūpinimo energetikos areną ir jų vietą užims atsinaujinančių energijos šaltinių, pavyzdžiui, vėjo, vandens ir saulės energija. Kalbama apie saulės spinduliuotės energiją ir galimybę ją panaudoti žmonėms, ir šiandien su jumis kalbėsime savo straipsnyje.

Kas yra monokristaliniai ir polikristaliniai fotovoltiniai moduliai?

Šiuo metu iš visų saulės elementų tipų plačiausiai tarp gyventojų yra paplitę saulės baterijos: monokristalinės ir polikristalinės, pastarosios dažnai dar vadinamos „daugiakristalinėmis saulės baterijomis“.

Monokristalinės plokštės.

Struktūriškai monokristalinė plokštė susideda iš dešimčių silicio PV moduliaisurinkti į vieną skydelį. Šie fotovoltiniai elementai montuojami į patikimą ir patvarų stiklo pluošto korpusą, kuris gerai apsaugo šiuos fotovoltinius modulius tiek nuo dulkių, tiek nuo atmosferos drėgmės.

Toks saulės baterijų skydų dizainas leidžia joms dirbti įvairiomis sąlygomis – tiek jūroje, tiek sausumoje. Saulės šviesos energija saulės kolektoriuose paverčiama elektros energija dėl fotoelektrinio energijos konversijos efekto pačių saulės baterijų fotovoltiniuose moduliuose.

Monokristalinių saulės baterijų gamybos medžiaga yra itin grynas silicis, kuris taip pat naudojamas puslaidininkinių prietaisų gamyboje elektronikoje ir yra gerai pritaikytas šiuolaikinėje pramonėje. Silicio monokristaliniai strypai lėtai auga ir ištraukiami iš silicio lydalo, tada supjaustomi į 0,2–0,4 mm storio gabalus ir po tolesnio apdorojimo jau naudojami fotovoltinių elementų, formuojančių saulės energiją, gamybai. plokštės.

Šiuolaikinių saulės baterijų naudojimo praktika rodo, kad jau daugelį metų egzistuoja vienos populiariausių ir paklausiausių pasaulyje – monokristalinės saulės baterijos. Monokristalinių plokščių efektyvumas yra maždaug 15-17%.

Polikristalinės plokštės.

Lėtai aušinant silicio lydalą, iš jo gaunamas polikristalinis silicis, iš kurio gaminamos polikristalinės saulės baterijos.Tokiu atveju visiškai praleidžiama silicio kristalų ištraukimo iš lydalo operacija, o pats procesas yra mažiau darbo jėgos reikalaujantis. nei gaminant monokristalinį silicį ir atitinkamai tokie saulės elementai yra pigesni. Tačiau reikšmingas polikristalinio silicio trūkumas yra tas, kad jis turi sritis su granuliuotomis ribomis, kurios šiek tiek pablogina jo kokybę.

Polikristalinių saulės elementų (modulių) karkasas pagamintas iš aliuminio ir padengtas specialiu antikoroziniu mišiniu, kuris yra juodos spalvos. Aukšta tokios konstrukcijos kokybė ir ilgaamžiškumas čia pasiekiamas saugiai pritvirtinus foliją kiekvieno rėmo gale ir sandariai užsandarinus kraštus. Visi polikristalinės saulės baterijos elementai yra padengti specialiu laminatu, atspariu ekstremalioms temperatūroms, taip pat sniego ir lietaus poveikiui.

Norėdami atsakyti į klausimą, kuris yra geresnis - „mono“ ar „poli“ kristalai ir atitinkamai saulės elementų tipai, pirmiausia turite suprasti jų skirtumus ir panašumus.

Pagrindiniai „mono“ ir „poli“ kristalinių saulės elementų tipų skirtumai.

1. Pagrindinis ir esminis skirtumas tarp šių dviejų tipų saulės elementų yra jų efektyvumas paverčiant saulės energiją į elektros energiją. Šių dienų monokristalinės plokštės masinės gamybos metu saulės energijos konversijos efektyvumą siekia iki 22%, o naudojamos kosmoso technologijose net iki 38%. Taip yra dėl silicio monokristalinės žaliavos grynumo, kuris tokiose baterijose siekia beveik 100%.

Parduodamų polikristalinių plokščių efektyvumas saulės energiją paverčiant elektra yra daug mažesnis nei monokristalinių plokščių ir yra ne didesnis kaip 18%. Tokie žemi šio tipo baterijų efektyvumo rodikliai atsiranda dėl to, kad jų gamybai naudojamas ne tik grynas pirminis silicis, bet ir žaliavos iš perdirbtų saulės elementų ir kt. Lengvi, todėl su vienoda galia skirtingų tipų baterijomis – jų dydis bus mažesnis.

2. Dėl išvaizdos – atkreipkite dėmesį į šiuos dalykus. Monokristalinės saulės baterijos turi užapvalintus kampus ir plokščią paviršių. Jų formų apvalumas čia susijęs su tuo, kad monokristalinis silicis jo gamybos metu gaunamas cilindriniuose ruošiniuose. Polikristaliniai saulės modulių elementai yra kvadrato formos, nes jų ruošiniai gamybos metu taip pat yra kvadratiniai. Pagal savo struktūrą polikristalų spalva yra nevienalytė, nes polikristalinio silicio sudėtis taip pat yra nevienalytė ir apima daug įvairaus kristalinio silicio, taip pat nedidelį kiekį priemaišų.

3. Kalbant apie saulės modulių kainų politiką, monokristaliniai silicio saulės elementai yra šiek tiek brangesni (apie 10%) nei polikristalinio silicio saulės elementų kaina – jei imtume, žinoma, pagal jų talpą. Kaip tikriausiai jau supratote, didelės monokristalinių saulės elementų kainos pirmiausia yra susijusios su brangesniu pirminio monokristalinio silicio gamybos ir valymo procesu.

Išvada.

Šiek tiek apibendrinant tai, kas pasakyta, galima daryti prielaidą, kad pagrindiniai parametrai, pagal kuriuos renkamės saulės baterijas mūsų saulės elektrinei, pavyzdžiui, kaimo namams, nepriklauso nuo jose naudojamų fotovoltinių elementų tipo. Jei norime ekonomiškesnio varianto, tuomet mūsų pasirinkimas teks polikristaliniams saulės moduliams – kurie, esant tokiai pačiai galiai, bus kiek didesnio ploto nei monokristaliniai moduliai, tačiau yra šiek tiek pigesni. Pati saulės kolektorių paviršiaus spalva neturi jokio vaidmens renkantis jas, turėkite tai omenyje!

Pasakykime dar keletą žodžių apie saulės baterijų panaudojimą pasaulyje pagal jų rūšis. Pirmoje vietoje čia, parduodant 52,9%, yra pigesnės polikristalinės saulės baterijos, antroje vietoje pagal pardavimus priklauso monokristalinio silicio plokštės, kurių rinkoje yra apie 33,2%. Trečioje vietoje pagal pardavimus yra amorfinės ir kitos saulės baterijos, o jų santykis su visa pardavimo rinka siekia 13,9% (straipsnyje jų nesvarstėme).