Види і особливості сонячних батарей для дому

1. види
2. монокристалічні батареї
3. полікристалічні батареї
4. Батареї на основі аморфного кремнію
5. Плівкові батареї на основі телур кадмію
6. Панель з селеніду міді-індію
7. Полімерні сонячні панелі

Такі джерела електричного струму, як сонячні панелі, дозволяють позбутися залежності від загальних електричних мереж і отримувати безкоштовну електричною енергією зі стабільним напругою в 220 вольт. Багато вирішують встановити сонячні батареї.

види

1. Кремнієві.
2. Плівкові.

Кожен з них має кілька різновидів.

Кремнієві сонячні панелі для будинку можуть бути:

1. монокристалічними .
2. полікристалічними .
3. Аморфними (вони є гнучкими, і тому їх також можна відносити до плівковим).

Плівкові панелі для будинку бувають:

1. Полімерними.
2. Батареями на основі телурій кадмію.
3. Радіаторами на основі селеніду міді-індію.

Всі ці види розрізняються матеріалом, який використовують для виготовлення світлочутливих пластин. Кожен з них розрахований для використання у побутовій сфері. Вони можуть виробляти струм з напругою 12, 24 і 48 Вольт. Потужність буває різною і залежить від розмірів батареї. Малі панелі мають потужність, рівну 10 ват, більші, призначені для монтажу на дах будинку , Володіють потужністю, що дорівнює 100, 150, 200, 220, 300 і більше ват.

Щоб вибрати панель, потрібно визначити, які пристрої вона повинна живити і скільки кВт вона повинна створювати.

монокристалічні батареї

Вони являють собою найефективніші сонячні батареї. Так як на планеті є дуже великі запаси кремнію, ціна його не дуже велика.

Ціну на монокристалічні панелі, які здатні створювати струм з напругою 12 вольт і мають потужність в 200 або 220 Вт, велика. Причина цього - складна виробнича технологія.

Монокристалічна сонячна батарея з потужністю 10, 100, 150 або 200 ват являє собою набір осередків, які з'єднані між собою. Кожна комірка складається з дуже чистого кремнію. Для отримання такого матеріалу виробники використовують метод Чохральського.

Особливістю цього кремнію є те, що всі зерна його кристалів паралельні, а кристали спрямовані в одну сторону. Завдяки цьому вирізані з кремнію пластини здатні продемонструвати ККД, рівний 17-22%. З такою ефективністю не працює жодна сонячна панель.

Кожна пластина на батареї потужністю 10, 150, 200 або 100 ват є дуже тонкою. Товщина досягає 250-300 мкм. Колір пластин з чистого кремнію є чорним.

Виробництво таких фоточутливих елементів включає етапи:

1. Отримання чистого кремнію. Після цього матеріал має рідку форму.
2. Застигання матеріалу.
3. Розрізання на тонкі пластини.
4. Пронізиваніе пластин сіткою, яка складається з електродів. Ця сітка збирає і передає струм напругою 12 і більше вольт.

полікристалічні батареї

Світлочутливі пластини цих панелей складаються з того ж кремнію. Однак його структуру утворюють полікристалів, які спрямовані в різні боки. В середині кожного кристала зерна розташовані не паралельно. У деяких місцях формуються області, які мають зернисті кордону. Це призводить до того, що продуктивність панелі, яка видає 150 Вт або 0,15 квт, падає. ККД панелі становить 12-18%.

Різна спрямованість полікристалів дає можливість вловлювати світло з різних напрямків, включаючи і той, який відбивається від різних поверхонь. Тому в похмуру погоду такі панелі не сильно втрачають ККД. Для порівняння, під захованим в хмарах небом продуктивність монокристалічних панелей, що генерують струм з напругою 12 вольт, істотно падає.

Неоднорідна структура кремнію, використовуваного в полікристалічних батареях потужністю 100, 200 ват або 0,25 квт, обумовлена ​​більш простим методом виробництва.

Його особливостями є:

1. Нагрівання вихідного кремнію до температури 800-1000 ° С (для монокристалічних панелей кремній нагрівають до 1400 ° С).
2. Повільне охолодження кремнієвого розплаву.

Завдяки таким нюансам енерговитрати на виробництво зменшуються, і полікристалічні пластини стають дешевшими. В результаті батареї з потужністю 150, 200 Вт коштують менше.

Полікристалічні панелі, які можуть генерувати струм напругою в 12 або 24 вольт, завжди мають темно-синій колір.

Батареї на основі аморфного кремнію

Виробники виготовляють їх не з самого кристалічного кремнію, а з кремневодорода або силану. Цей матеріал не має такої продуктивності, як пластини вищеназваних видів. Його ККД не більше 5-6%.

Процес виготовлення передбачає нанесення тонкого шару матеріалу на гнучку підкладку. Завдяки цьому він отримує такі переваги, як:

1. Відмінну гнучкість. Згинання не призводять до пошкодження матеріалу і падіння його продуктивності.
2. Дуже малу товщину. Вона не є більшою 1 мкм.
3. Високий рівень оптичного поглинання. Полі-і монокристалічні панелі за цим показником гірше в 20 разів.
4. Відносно мала падіння продуктивності в похмуру погоду.

Ці три види є основними представниками кремнієвих сонячних панелей. Крім них компанії навчилися створювати гібридні сонячні батареї. Вони також можуть генерувати струм напругою 12 або 24 вольт.

Один з таких варіантів виготовляють з двухфазного матеріалу, склад якого представлений аморфним кремнієм і мікро- або нанокристалами. Частка останніх є дуже малою. Цього достатньо, щоб отримати такий же ККД, який мають полікристалічні сонячні батареї потужністю 150 Вт або 0,15 квт.

Плівкові батареї на основі телур кадмію

Телур кадмій в якості основного матеріалу для світлочутливих пластин почали розглядати ще в 70-х роках. Вчені відносили його до числа кращих варіантів для створення панелей, призначених для харчування космічних апаратів.

Сьогодні не всі хочуть купувати сонячні батареї з цього матеріалу, адже кадмій - це кумулятивний отрута, і тому є думка, що він може бути небезпечним. Відповідно до проведених досліджень частка потрапляє в атмосферу кадмію дуже мала. З цієї причини він не здатний завдати шкоди.

Особливості такої панелі, яка може мати потужність в 150 ват або 0,15 квт:

1. ККД дорівнює 11%.
2. 1 квт потужності дешевше на 20-30%, ніж 1 квт потужності кремнієвих сонячних батарей.

Панель з селеніду міді-індію

Виробники для створення фоточутливої ​​пластини використовують:

1. Селенід.
2. Мідь.
3. Індій.

Деякі з компаній замінюють невелику кількість елементів індію галієм. Причиною такого підходу є часта застосовність його у виробництві плоских моніторів. Галій має схожі властивості. Однак ККД панелі з таким елементом стає менше.

Сонячна батарея на основі селеніду міді-індію здатна перетворити 15-20% падаючого на неї сонячного випромінювання в електричну енергію. За ККД цей вид мало чим відстає від монокристаллической кремнієвої батареї з потужністю 100, 150 або 200 Вт.

Полімерні сонячні панелі

При створенні таких панелей використовують можливості органічних напівпровідників. Сонячна батарея на 50 Вт і більшою потужністю (наприклад, 0,1 квт) здатна показати ККД, рівний 5-6%.

Для виробництва цих джерел струму використовують різні органічні напівпровідники:

• поліфенілен;
• вуглецеві фулерени;
• фталоціан міді і аналогів.

Завдяки цим матеріалам сонячна плівка має товщину, рівну 100 нм.

Головні переваги такої панелі:

1. Мала собівартість.
2. Легкість і доступність.
3. Неможливість завдати шкоди навколишньому середовищу.
4. Хороша механічна еластичність.