Saulės elementų tipai: monokristaliniai, polikristaliniai, plonasluoksniai

Saulėtuose planetos regionuose, kur įprastas elektros energijos tiekimas neįmanomas arba nepraktiškas ir vėjo turbinos įrengimas dėl kokių nors priežasčių netinka, galima naudoti saulės baterijas (baterijas). Didelės galios saulės baterijų komplektai montuojami ant privačių namų stogų, soduose, laivuose, ant žibintų. Nešiojamos saulės baterijos naudojamos įtaisams ir baterijoms įkrauti kelionės metu, maitinti racijas.

Saulės baterijos yra patikimos, neturi judančių dalių, nėra mechaniškai nusidėvėjusios kaip vėjo turbinos, todėl yra labai patvarios ir gali patikimai tarnauti savo savininkui dešimtmečius. Pažiūrėkime, kas yra saulės baterijos, pagrindiniai jų tipai.

Monokristaliniai saulės elementai

Monokristalinės saulės baterijos turi tradicinį juodą arba tamsiai mėlyną atspalvį. Šios plokštės įrėmintos aliuminio rėmu ir padengtos smūgiams atspariu stiklu.

Monokristaliniai saulės elementai gaminami tik iš gryno silicio.Grynas silicio lydalas, susilietus su sėkla, lėtai kietėja, todėl susidaro cilindrinis silicio monokristalas, kurio skersmuo yra apie 20 cm ir ilgis iki 2 metrų.

Gautas gryno silicio luitas supjaustomas į maždaug 300 μm storio plokštes. Tokių elementų naudingumo koeficientas siekia 19%, nes šioje multistruktūroje atomai išsidėstę taip, kad elektronams suteikia atitinkamai didesnį mobilumą, o baterijos iš jų rodo didesnį energinį efektyvumą.

Plokštelėse yra metaliniai elektrodai tinklelių pavidalu. Paprastai atskiri monokristalinių baterijų elementai yra kvadratų su nupjautais kampais formos.

Šie elementai yra gana efektyvūs, pramoniniai dizainai rodo realų efektyvumą apie 16%, todėl tokio tipo elementai yra brangesni už 1 vatą nei polikristaliniai. Jų tarnavimo laikas labai ilgas, gali siekti 50 metų.

Polikristaliniai saulės elementai

Ryškiai mėlyni polikristaliniai saulės elementai yra daug pigesni nei monokristaliniai. Jiems skirti elementai nėra pagaminti iš vieno silicio kristalo, todėl silicio atomai čia išsidėstę atsitiktinai.

Dabar vidutinis polikristalinės plokštės efektyvumas yra 13-15%. Tačiau dėl didelio prieinamumo tokio tipo elementai yra labai paplitę tarp vartotojų, kurie nori gauti saulės energijos kuo pigiau.

Didelis polikristalinių elementų trūkumas yra tai, kad transportuojant jie yra labai trapūs. Maksimalus jų tarnavimo laikas yra 25 metai.Polikristalinių elementų pramoninės gamybos procesas laikui bėgant tobulėja, todėl yra vilties, kad ateityje jie efektyvumu pasivys monokristalinius.

Plonos plėvelės saulės elementai

Plonos plėvelės saulės elementai pigiau pagaminti nei monokristalinį ir polikristalinį silicį. Jie pagaminti iš polimerinių plėvelių, amorfinio silicio, aliuminio, kadmio telūrido ir kitų puslaidininkių, kurie jau naudojami gaminant įtaisų įkroviklius, mažų sulankstomų saulės elementų pavidalu.

Tokio tipo baterijos užima 2,5 karto daugiau ploto nei kristalinės esant tokiai pačiai galiai, tačiau gali dirbti net ir debesuotu oru su išsklaidyta šviesa debesuotu metu, o baterijas galima dėti ne tik ant pastato stogo, bet net ir ant jos sienos. Todėl plonasluoksnių baterijų naudojimas yra pateisinamas statant palyginti dideles saulės elektrines, kai yra reikalingas plotas joms išdėstyti.

Būtent plonasluoksnės plokštės šiandien ypač populiarios pramoniniu mastu veikiančiose sistemose su prie tinklo prijungtais inverteriais, tiekiančiais elektros energiją į viešąjį tinklą. Šioms sistemoms reikalingas aukštos įtampos valdiklis ir specialus inverteris, kuris skiriasi nuo įprastų buitinių, naudojamų su įprastomis monokristalinėmis ir polikristalinėmis baterijomis.

Nors plonasluoksnių saulės elementų, pagamintų iš amorfinio silicio, vidutinis efektyvumas siekia 7%, pagal gamybos kaštus jie yra pigiausi iš visų saulės baterijų. Kadmio telurido vidutinis efektyvumas yra 11% ir yra šiek tiek brangesnis nei amorfinio silicio baterijos.Saulės elementai vario, indžio, galio ir seleno pagrindu yra efektyviausios plonasluoksnės baterijos, jų efektyvumas siekia 15%.

Taip pat žiūrėkite:Saulės elementų ir modulių efektyvumas