Praktyka stosowania mono i polikrystalicznych modułów fotowoltaicznych w panelach fotowoltaicznych

W artykule omówiono praktyczne zastosowanie mono- i polikryształów krzemu w produkcji różnego typu nowoczesnych ogniw fotowoltaicznych, a także różnice pomiędzy tymi istniejącymi typami modułów fotowoltaicznych.

Wielu ludzi na ziemi jest nadal w dużej mierze uzależnionych od takich źródeł energii, jak gaz, drewno opałowe, olej opałowy, nafta itp., które dodatkowo szkodzą środowisku. Dlatego wprowadzenie do ich życia alternatywnych źródeł energii, takich jak wiatr, promieniowanie słoneczne, energia wodna, przynosi im korzyści zarówno z ekologicznego, moralnego, jak i ekonomicznego punktu widzenia.

W przyszłym rozwoju ludzkości nieodnawialne źródła energii najprawdopodobniej opuszczą arenę energetyczną w celu ich zaopatrzenia, a ich miejsce zostanie zajęte odnawialne źródła energii, takich jak energia wiatrowa, wodna i słoneczna. Chodzi o energię promieniowania słonecznego i możliwości jej wykorzystania przez ludzi, a my porozmawiamy z Tobą dzisiaj w naszym artykule.

Co to są monokrystaliczne i polikrystaliczne moduły fotowoltaiczne?

Obecnie spośród wszystkich typów ogniw słonecznych najbardziej rozpowszechnione wśród ludności są panele fotowoltaiczne: monokrystaliczne i polikrystaliczne, z których te drugie często nazywane są również „multikrystalicznymi panelami fotowoltaicznymi”.

Panele monokrystaliczne.

Strukturalnie monokrystaliczny panel składa się z dziesiątek krzemu Moduły fotowoltaicznezebrane w jednym panelu. Te ogniwa fotowoltaiczne są zamontowane w niezawodnej i trwałej obudowie z włókna szklanego, która zapewnia dobrą ochronę tych modułów fotowoltaicznych, zarówno przed kurzem, jak i wilgocią atmosferyczną.

Taka konstrukcja paneli paneli słonecznych pozwala im pracować w różnych warunkach — zarówno na morzu, jak i na lądzie. Przekształcenie energii światła słonecznego w panelach fotowoltaicznych w energię elektryczną następuje dzięki efektowi fotoelektrycznemu konwersji energii w modułach fotowoltaicznych samych paneli fotowoltaicznych.

Materiałem do produkcji monokrystalicznych paneli słonecznych jest ultraczysty krzem, który jest również wykorzystywany do produkcji urządzeń półprzewodnikowych w elektronice i został dobrze przyjęty przez współczesny przemysł. Pręty monokrystalicznego krzemu powoli rosną i są wyciągane ze stopu krzemu, następnie cięte na kawałki o grubości 0,2-0,4 mm i już po ich późniejszej obróbce są wykorzystywane do produkcji ogniw fotowoltaicznych, które wytwarzają energię słoneczną panele .

Praktyka stosowania nowoczesnych paneli fotowoltaicznych pokazuje, że od wielu lat istnieją jedne z najbardziej popularnych i poszukiwanych na świecie paneli fotowoltaicznych monokrystalicznych. Sprawność paneli monokrystalicznych wynosi około 15-17%.

Panele polikrystaliczne.

Gdy stopiony krzem jest powoli schładzany, otrzymuje się z niego krzem polikrystaliczny, który jest używany do produkcji polikrystalicznych paneli fotowoltaicznych.W tym przypadku całkowicie pomija się operację wyciągania kryształów krzemu ze stopu, a sam proces jest mniej pracochłonny niż w produkcji krzemu monokrystalicznego, a zatem takie ogniwa słoneczne są tańsze. Jednak znaczącą wadą krzemu polikrystalicznego jest to, że ma on obszary z ziarnistymi granicami, które nieznacznie pogarszają jego jakość.

Rama polikrystalicznych ogniw słonecznych (modułów) wykonana jest z aluminium i pokryta specjalną masą antykorozyjną w kolorze czarnym. Wysoką jakość i trwałość takiej konstrukcji uzyskuje się tutaj poprzez pewne mocowanie folii z tyłu każdej ramy i szczelne uszczelnienie krawędzi. Wszystkie elementy polikrystalicznego panelu słonecznego pokryte są specjalnym laminatem, odpornym na ekstremalne temperatury, a także na działanie śniegu i deszczu.

Aby odpowiedzieć na pytanie, które są lepsze — kryształy „mono” lub „poli” i odpowiednio rodzaje ogniw słonecznych, należy najpierw zrozumieć ich różnice i podobieństwa.

Główne różnice między „mono” i „poli” krystalicznymi ogniwami słonecznymi.

1. Główną i podstawową różnicą między tymi dwoma typami ogniw słonecznych jest ich wydajność w przetwarzaniu energii słonecznej na energię elektryczną. Dzisiejsze panele monokrystaliczne podczas masowej produkcji mają sprawność konwersji energii słonecznej maksymalnie do 22%, a stosowane w technologii kosmicznej nawet do 38%. Wynika to z czystości surowca monokrystalicznego krzemu, która w takich bateriach sięga prawie 100%.

W przypadku dostępnych na rynku paneli polikrystalicznych sprawność przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną jest znacznie niższa niż w przypadku paneli monokrystalicznych i wynosi maksymalnie 18%. Tak niskie wskaźniki wydajności dla tego typu akumulatorów wynikają z faktu, że do ich produkcji wykorzystywany jest nie tylko czysty krzem pierwotny, ale także surowce z recyklingu ogniw słonecznych itp. Lekki, a więc przy tej samej mocy różnych typów akumulatorów – ich rozmiar będzie mniejszy.

2. Jeśli chodzi o wygląd - zwróć uwagę na następujące kwestie. Monokrystaliczne panele fotowoltaiczne mają zaokrąglone rogi i płaską powierzchnię. Okrągłość ich kształtów związana jest tutaj z faktem, że krzem monokrystaliczny podczas jego produkcji otrzymuje się w cylindrycznych wykrojach. Polikrystaliczne ogniwa modułów słonecznych mają kwadratowy kształt, ponieważ ich wykroje podczas produkcji są również kwadratowe. Ze względu na swoją strukturę kolor polikryształów jest niejednorodny, ponieważ skład krzemu polikrystalicznego jest również niejednorodny i zawiera wiele różnych krzemów krystalicznych, a także niewielką ilość zanieczyszczeń.

3. Jeśli chodzi o politykę cenową modułów fotowoltaicznych, ogniwa fotowoltaiczne z krzemu monokrystalicznego są nieco droższe (o ok. 10%) niż ogniwa fotowoltaiczne z krzemu polikrystalicznego — oczywiście biorąc pod uwagę ich pojemność. Jak zapewne już zrozumiałeś, wysoki koszt monokrystalicznych ogniw słonecznych jest przede wszystkim związany z droższym procesem produkcji i oczyszczania oryginalnego krzemu monokrystalicznego.

Wniosek.

Podsumowując trochę to, co zostało powiedziane, możemy założyć, że główne parametry, według których wybieramy baterie słoneczne do naszej elektrowni słonecznej, na przykład do wiejskiego domu — nie zależą od rodzaju zastosowanych w nich ogniw fotowoltaicznych. Jeśli zależy nam na bardziej ekonomicznej wersji, to nasz wybór padnie na polikrystaliczne moduły fotowoltaiczne — które przy tej samej mocy będą miały nieco większą powierzchnię niż moduły monokrystaliczne, ale są nieco tańsze. Sam kolor powierzchni paneli fotowoltaicznych nie odgrywa żadnej roli w ich doborze, pamiętaj o tym!

Powiedzmy jeszcze kilka słów o wykorzystaniu paneli fotowoltaicznych na świecie według ich rodzajów. Na pierwszym miejscu z wolumenem sprzedaży na poziomie 52,9% plasują się tańsze panele fotowoltaiczne polikrystaliczne.Drugie miejsce z prawej strony pod względem sprzedaży zajmują panele krzemowe monokrystaliczne, których udział w rynku wynosi około 33,2%. Panele fotowoltaiczne amorficzne i pozostałe plasują się na trzecim miejscu pod względem sprzedaży, a ich stosunek do całego rynku sprzedaży wynosi 13,9% (nie uwzględniliśmy ich w artykule).