Видове слънчеви клетки: монокристални, поликристални, тънкослойни

В слънчевите райони на планетата, където конвенционалното захранване е невъзможно или непрактично и инсталирането на вятърна турбина по някаква причина не е подходящо, могат да се използват слънчеви панели (батерии). Комплектите от соларни панели с висока мощност се инсталират на покривите на частни къщи, в градини, на кораби, на фенери. Преносимите слънчеви батерии се използват за зареждане на джаджи и батерии по време на пътуване, за захранване на рации.

Слънчевите панели са надеждни, нямат подвижни части, не са обект на механично износване като вятърни турбини, поради което са много издръжливи и могат да служат надеждно на собственика си в продължение на десетилетия. Нека разгледаме какво представляват слънчевите панели, техните основни видове.

Монокристални слънчеви клетки

Монокристалните слънчеви панели имат традиционен черен или тъмно син оттенък. Тези панели са рамкирани от алуминиева рамка и покрити с удароустойчиво стъкло.

Монокристалните слънчеви клетки са направени само от чист силиций. Чиста силициева стопилка бавно се втвърдява при контакт със семе, като по този начин се получава цилиндрична отливка от силициев монокристал с диаметър около 20 cm и до 2 метра дължина.

Полученият слитък от чист силиций се разделя на плочи с дебелина около 300 μm всяка. Ефективността на такива елементи достига 19%, тъй като в тази мултиструктура атомите са подредени по такъв начин, че осигуряват на електроните съответно по -висока подвижност, а батериите от тях показват по -висока енергийна ефективност.

Плочите са оборудвани с метални електроди под формата на решетки. Обикновено отделните клетки на монокристални батерии са под формата на квадрати с изрязани ъгли.

Тези елементи са доста ефективни, промишлените дизайни показват реална ефективност в района на 16%, следователно елементи от този тип са по -скъпи за 1 ват от поликристалните. Техният експлоатационен живот е много дълъг, може да достигне 50 години.

Поликристални слънчеви клетки

Поликристалните слънчеви клетки в ярко синьо са много по -евтини от монокристалните. Елементите за тях не са направени от единичен кристал силиций, така че силициевите атоми са подредени тук по произволен начин.

Сега средната ефективност на поликристален панел е в района на 13-15%. Въпреки това, поради широката наличност, този тип клетки е много често срещан сред потребителите, които искат да получат достъп до слънчева енергия възможно най -евтино.

Големият недостатък на поликристалните елементи е, че те проявяват изключителна крехкост по време на транспортиране. Максималният им експлоатационен живот е 25 години. Процесът на индустриално производство на поликристални елементи се подобрява с течение на времето, така че има надежда, че в бъдеще те ще настигнат монокристалните по отношение на ефективността.

Слънчеви клетки с тънък филм

Слънчеви клетки с тънък филм по -евтин за производство от монокристален и поликристален силиций. Те се основават на полимерни филми, аморфен силиций, алуминий, кадмиев телурид и други полупроводници, които вече се използват при производството на зарядни устройства за приспособления, под формата на малки сгъваеми слънчеви клетки.

Батериите от този тип заемат 2,5 пъти по -голяма площ от кристалните при същата мощност, но те могат да работят дори при облачно време с разсеяна светлина по време на облачно време, а батериите могат да бъдат поставени не само на покрива на сградата, но дори по стените му. Следователно използването на тънкослойни батерии е оправдано при изграждането на относително големи слънчеви електроцентрали, когато има необходимата площ за тяхното поставяне.

Именно тънкослойните панели са особено популярни днес в системи, работещи в промишлен мащаб с инвертори с мрежови връзки, които доставят електричество в обществената мрежа. Тези системи изискват контролер за високо напрежение и специален инвертор, който се различава от конвенционалните домашни, които се използват с обичайните монокристални и поликристални батерии.

Въпреки че тънкослойните слънчеви клетки, направени от аморфен силиций, имат средна ефективност от 7%, те са най-евтините по отношение на производствените разходи на всички слънчеви панели. Кадмиевият телурид има среден КПД от 11% и е малко по -скъп от аморфните силициеви батерии. Слънчевите клетки на базата на мед, индий, галий и селен са най-ефективните тънкослойни батерии, тяхната ефективност достига 15%.

Вижте също:Ефективност на слънчевите клетки и модули