Фотоэлектрические панели, также известные как солнечные панели или панели pv, - это устройства, позволяющие преобразовывать солнечную энергию в электричество. В следующем тексте мы рассмотрим типы фотоэлектрических элементов и увидим, чем они отличаются.
Типы фотоэлектрических элементов
В настоящее время используются три типа фотоэлектрических элементов. Они различаются по используемому полупроводниковому материалу, но все они работают одинаково - возбужденные электроны перемещаются между слоями полупроводника.
Кристаллический
Кристаллические элементы делятся на две категории - монокристаллические и поликристаллические. В обоих случаях для производства используются кремниевые пластины, которые разрезаются и укладываются рядами. Разница между ними заключается в структуре кристалла кремния. Монокристаллические элементы производятся из одного кристалла кремния, а поликристаллические - из комбинации нескольких монокристаллов.
- Монокристаллические элементы имеют самый большой срок службы, эффективность и высокую погодоустойчивость, но при этом являются самыми дорогостоящими из всех фотоэлектрических установок.
- Поликристаллические ячейки менее эффективны, что заставляет устанавливать более крупные установки, чтобы компенсировать меньшую мощность. Однако они по-прежнему очень надежны, а цена на них ниже.
Они также отличаются визуально. Монокристаллические элементы имеют черный цвет, а поликристаллические - темно-синий. Кристаллические элементы - это первое поколение фотоэлектрических элементов, и в настоящее время они являются самыми популярными.
Тонкопленочные
Это элементы второго поколения, в них используются такие материалы, как теллурид кадмия, аморфный кремний или комбинация индия, селена, галлия и меди.
Благодаря использованию различных материалов для изготовления тонкопленочных элементов, они намного тоньше кристаллических - их толщина может быть до 350 раз меньше. Еще одним улучшением является значительное снижение стоимости производства по сравнению с первым поколением. Кроме того, тонкопленочные панели являются гибкими, что позволяет более широко применять их в зданиях, например, в установках BIPV (Building Integrated Photovoltaics).
Недостатком тонкопленочных элементов является меньший срок службы по сравнению с элементами первого поколения и, следовательно, меньший гарантийный срок. Другим недостатком является используемый в производстве теллурид кадмия - кадмий вреден для человека при вдыхании.
Новые типы фотоэлектрических панелей
Развитие фотоэлектрических панелей постоянно прогрессирует. Разрабатываются новые фотоэлектрические технологии и постоянно совершенствуются существующие, чтобы повысить их эффективность и снизить затраты на производство. Примерами новых технологий фотоэлектрических элементов являются:
- Концентрические фотоэлектрические элементы - это элементы с самым высоким КПД на сегодняшний день, более 45%. В этих панелях используются линзы и изогнутые зеркала для фокусировки солнечного света на маленькие солнечные элементы. Кроме того, эти панели вращаются, что позволяет им следовать за солнцем.
- Элементы на красителях - относятся к группе тонкопленочных панелей. Их преимущество в том, что они очень дешевы в производстве и прозрачны, что позволяет использовать их вместо стекла в зданиях.
Производительность фотоэлектрических элементов
Что касается эффективности, то каждый тип фотоэлектрических элементов производит разную мощность. Чтобы определить эффективность солнечных панелей, их тестируют в стандартных условиях испытаний (STC). То есть, при условиях 25°C и солнечном излучении в 1 000 ватт на м2 такие условия эквивалентны дню с хорошей солнечной погодой. При таких условиях солнечная панель с КПД 15% и площадью 1 м2 будет вырабатывать 150 Вт.
Самый высокий КПД имеют монокристаллические панели и составляет около 20%. Поликристаллические панели занимают второе место по эффективности - около 15%. И последнее место занимают тонкопленочные панели с эффективностью 7-10%.
Какие фотоэлектрические панели выбрать?
Однозначно ответить на этот вопрос невозможно, потому что здесь в игру вступает слишком много факторов, и, как я уже говорил в начале, все типы клеток имеют свои преимущества и недостатки.
Владельцы недвижимости с большим пространством для установки солнечных панелей могут сэкономить деньги, выбрав поликристаллические панели, которые менее эффективны, но стоят дешевле. С другой стороны, если места мало, возможно, стоит выбрать более дорогой и эффективный вариант, а именно монокристаллические панели. Что касается тонкопленочных панелей, то их чаще всего устанавливают на крышах коммерческих зданий из-за большого свободного пространства.
Также важны расположение объекта, направление, в котором будет располагаться установка, и потребление электроэнергии домом или предприятием. Но это все общие принципы. Прежде чем выбрать установку, необходимо обсудить все со специалистом и произвести соответствующие расчеты экономической эффективности установки.