Рейтинг солнечные батареи – Лучшие солнечные батареи 2020 — ТОП Рейтинг солнечных батарей от магазина in-green.com.ua

Примите во внимание: не рекомендуется проводить много времени в соседстве с таким материалом, как кадмий. Впрочем, главное правильно его утилизировать после эксплуатации.

Технология, по которой создаются эти панели, называется CIGS (аббревиатура обозначает химическое соединение Cu(In,Ga)Se2). Полупроводники в них состоят из таких элементов, как:

• медь;
• галлий;
• селен;
• индий.

Существуют некоторые технические проблемы, не позволяющие достаточно удешевить производство пленочных модулей этого типа. Но, хотя они и стоят больше, чем батареи с использованием теллурида кадмия, они более эффективны. Их КПД достигает 15%.

Еще одни сравнительно новые пленочные батареи называются «полимерными». Их начала производить компания Mekoprint A/S.

Активный слой пленки состоит из полимера. Его покрывает слой алюминиевых электродов. Эти слои расположены на органической пленке. Снаружи они покрыты защитным слоем.

Цена пленочного модуля не высокая, но и эффективность сильно уступает предыдущим вариантам.

Итоги обзора

Два основных вида солнечных батарей, дающих наибольший КПД, это поликристаллические и монокристаллические батареи. Из них можно выбирать по таким признакам:

1. По виду: монокристаллическая батарея меньше поликристалличeской такой же мощности.
2. По эффективности: в монокристаллах меньше потери энергии и выше КПД.
3. По цене: монокристалл более дорогостоящий, разница в цене достигает примерно 10%.

Если приоритетнее низкая стоимость, то для дома можно выбрать аморфные батареи. К тому же, они эффективны в местах, где часто бывает пасмурная погода, потому что работают при рассеянном солнечном свете.

Еще дешевле стоят пленочные батареи, но они дают меньший КПД и их пока трудно найти в продаже, производство только началось. Их стоит использовать, если важен малый вес конструкции и возможность наклеивать панель на любую поверхность.

Самые эффективные солнечные панели — обзор 2020 года

23.12.2019

Эффективность солнечной панели — ключевая характеристика, ориентируясь на которую, покупатели делают выбор. При этом под эффективностью принято понимать КПД. Действительно ли эффективность модуля ограничивается коэффициентом полезного действия и какие факторы на нее влияют? Разберем ниже. 

Факторы, влияющие на эффективность фотомодулей

Распространенное мнение, что на КПД влияет только используемый в производстве материал и от него напрямую зависит мощность батареи, но это не совсем так. Существует несколько технологических нюансов. 

Как оценивается КПД солнечных панелей

КПД — пусть не единственный, но все же ключевой параметр. Он показывает, какой процент солнечного света панель может трансформировать в электроэнергию. КПД измеряется в лабораторных условиях при следующих параметрах:

• Объем энергии солнечного света — 1000 Вт;
• Температура — 25 градусов; 
• Рабочая площадь модуля — 1 м2
• Угол наклона панели — 30 градусов.

И если производитель указывает КПД в 17%, это значит, что при указанных выше условиях из 1000 Вт батарея демонстрирует выходную мощность в 170 Вт на м2. 

Вообще, эталоном для кремниевых элементов является 20% КПД. Некоторым производителям удалось увеличить этот показатель за счет технологических решений, но в среднем полезное действие составляет 16-18%. При этом:

• Поликристаллические панели показывают 14-16%;
• Монокристаллические дотягивают до 17-20%. 

Влияние КПД на эффективность очевидно — чем больше солнечной энергии может преобразовать модуль, тем выше мощность на выходе. Также очевидно, что при эксплуатации достичь лабораторных условий невозможно, поэтому фактический КПД часто отличается от заявленного. 

Соединение и размеры пластин солнечных панелей

Солнечные панели состоят из многочисленных кремниевых пластин (36, 60, 72, 96 хотя возможно и другое количество). От размера и технологии соединения этих пластин напрямую зависит эффективность:

• Монокристаллические батареи, разделенные на 60 клеток, выдают до 19% КПД; 
• Панели, разделенные на шинглы — прямые горизонтальные линии — демонстрируют от 17% до 19% КПД;
• 120-клеточная панель, в которой размер клетки уменьшен вдвое, позволяет повысить производительность до 20%;
• Новейшие батареи с IBC-структурой на 60 или 96 клеток выдают до 22% эффективности, что пока является рекордом. 

При оценке соединения на первое место выходит количество шин или IBM. Шины — это вертикальные линии, проходящие сквозь всю панель, через которые передается выработанное электричество. Чем больше шин, тем меньше потерь при передаче. Наиболее эффективными на данный момент являются панели IBM 5 с 5-тью горизонтальными шинами. 

Хотите знать всё о солнечных электростанциях?

Мощность солнечных батарей на квадратный метр

Альтернативный способ оценки эффективности солнечной панели — измерение производственной мощности на м2 или на 1 модуль (по стандарту — 1,6 м2). В этом случае покупатель получает не абстрактные проценты, а конкретное количество вырабатываемой энергии. 

Мощность и КПД — взаимосвязанные величины и тестируются при одинаковых лабораторных условиях. Поэтому чтобы рассчитать мощность достаточно площадь умножить на КПД и на 1000 Вт (солнечное излучение при испытаниях). Например 1,6*20%*1000 = 320 Вт.

Однако производители добиваются и большей мощности при меньших КПД за счет оптимизации соединений и сокращении энергопотерь при передаче от фотомодуля непосредственно на распределительную коробку. Поэтому одинаковые по КПД панели могут на выходе давать разное количество энергии. 

Производство солнечных панелей: материалы и качество 

Вышеперечисленные факторы эффективности напрямую связаны с технологией производства панелей. От изготовителя напрямую зависит два важнейших параметра:

• Материал модуля — используется монокристалл или поликристалл, ведь КПД и степень очистки у этих материалов отличаются, что также влияет на эффективность;
• Общее качество сборки — включая целостность материала, степень его очистки, технологию соединения фотографических элементов и прозрачность защитной сборки. 

Если о моно- и поликристаллах и их влиянии на КПД мы поговорили выше, то общее качество сборки стоит рассмотреть подробнее. Различают 4 класса качества солнечных панелей: 

• Grid A — безупречное качество сборки и материалов. Как правило, это монокристаллические панели от ведущих брендов типа Solar Power, BenQ или LG. Стоят они соответственно своему качеству, но окупаются за счет высокого КПД и длительного срока эксплуатации. 
• Grid B — допускается незначительное изменение в цвете фотомодуля или несущественные повреждения корпуса, не влияющие на общую производительность — царапины, потертости. 
• Grid C — наблюдается нарушения структуры фотоэлемента (сколы, трещины) или повреждения вторичных компонентов батареи, некритичные для работы. Сюда же относятся батареи, изготовленные из отходов производства основных панелей — осколки и пластины малых размеров, которые спаиваются между собой. 
• Grid D — низкое общее качество сборки, дешевые материалы и как следствие быстрая деградация модуля с малым КПД. Класс D характерен для ноунеймов неизвестного происхождения, у которых даже технические характеристики часто отсутствуют. 

Соответственно, панели с самой высокой эффективностью изготавливаются из монокристалла кремния топовыми компаниями с многолетним опытом исследований в области солнечной энергетики. Такие компании часто разрабатывают и новые технологические решения для соединений, общей конструкции и передачи энергии, чем повышают качество и производительность своего продукта. 

В нашем интернет-магазине есть готовые решения под зеленый тариф

Обзор солнечных панелей

Чтобы читатель мог наглядно увидеть разницу между модулями различной эффективности проведем краткий обзор нескольких моделей от известных производителей. 

Самые мощные солнечные панели 

В этой категории панели будут размещены в порядке роста КПД: 

• LP72-375M PERC — продукт представлен LEAPTON SOLAR состоит из очищенного монокристалла, соединенного по стандарту IBM 5 и имеет КПД в 19,1%. При стандартном размере 1960 х 992 мм выдает 375 Вт энергии, что очень неплохо для батареи такого класса. Стоимость в Украине — 4000 грн*. 
• LG NeOn 340 W — одна из новейших моделей популярного производителя. Имеет 60 клеток, но при этом 12 токосъемных дорожек, то есть фактически соединение IBM 12. Размер стандартный — 1686 x 1016, а мощность на выходе 340 Вт, что несколько ниже, чем у первой модели. Зато КПД составляет 19,8%. Стоимость в Украине — 6100 грн*. 
• SunForte PM096B00 333W от BenQ — при относительно стандартных габаритах 1559 x 1046 мм модуль включает целых 96 клеток, способных выдавать на выходе 333 Вт мощности. При этом за счет технологии IBC производитель смог добиться КПД в 20,4%. Обойдется такая панель в 14 000 грн*. 
• JAM72S03-375/PR 375 от JA Solar — собрана из 144 клеток стандарта HalfCell и имеет соединение IBM 5. Производитель заявляет КПД до 19,5%, но что интересно при габаритах в 2000х991мм панель генерирует те же 375 Вт энергии, то есть фактически мощность на м2 ниже. Стоимость в Украине — 5200 грн*. 

Как можно видеть, стоимость растет пропорционально КПД и известности производителя и борьба тут идет буквально за каждую десятую процента. 

Самые дешевые солнечные панели 

Теперь рассмотрим несколько бюджетных моделей для сравнения стоимости и технологических характеристик: 

• AS-6P30 280W — модель компании Amerisolar. При стандартном размере 1640х992 выдает 280 Вт мощности и имеет соединение IBM 4. Материал — поликристалл, а коэффициент полезного действия 17,4%, что для такой модели неплохо. Интересно, что производитель дает гарантию на 2 года, хотя для панелей более характерно 4-5 лет. Зато стоит всего 2800 грн*.
• RS 280 POLY — поликристаллическая панель малоизвестного китайского производителя Runda. Состоит из 60 клеток, с четырьмя токопроводящими дорожками. Выдает на стандартном размере 280 Вт, а заявленная эффективность составляет до 17,2%. Цена — 2400 грн*. 
• RSM60-6-280P — поликристаллическая модель от Risen с пятью токопроводящими дорожками на 60 клеток. Мощность и размеры такие же, как и у предыдущих представителей. Можно купить за 2700 грн*. 
• Energy AXP120-12-156-290 от AXIOMA — пожалуй уникальная модель. Оснащена 12-тью токопроводящими шинами с мощностью на выходе в 290 Вт. Номинальный КПД — 17,5%, что тоже немало. В основе поликристалл. Уникальна тем, что при таких характеристиках в Украине стоит от 2400 грн*. Как производитель смог снизить цену настолько при сложной технологии производства, остается только догадываться. 

Таким образом на малоэффективные солнечные сетевые электростанции цена в 2-4 раза меньше, чем более производительные, однако и выдают они при этом на 25-20% меньше энергии. Если вы к примеру закупите 10 LP72, то за 40 000 грн* получите 3,7 кВт мощности, а установив на ту же сумму RSM60 (16 штук) 4,4 кВт. Однако при этом потребуется больше площади для монтажа, да и скорость деградации последних будет выше.

Хотите знать, как работают различные типы солнечных электростанций?

Лучшие солнечные панели в мире 2019

Если уже говорить о мощности, то хочется упомянуть еще одну модель — MAXEON-3 от SUNPOWER. За счет уникального параллельного соединения, чистейшего монокристалла и минимизации площади проводников на поверхности, компании удалось получить КПД в 22,1%, что можно назвать рекордом среди серийных солнечных батарей. Именно поэтому MAXEON-3 претендует на звание если не мощнейшей, то одной из мощнейших в 2019-м году. Обойдется, кстати, этот рекордсмен в 480 долларов, что дешевле, чем SunForte.

И еще в 2019-м SunPower анонсировала новые панели с увеличенными пластинами на основе производственной технологии MAXEON 3. По заявке они должны выдавать 400-415 Вт энергии, что стало бы абсолютным рекордом среди бытовых солнечных батарей. К сожалению, нам не удалось найти эту модель в онлайн-магазинах. 

Кстати, в сравнение брались только кремниевые модели, производителям комбинированных, в т.ч. и гибких модулей, удавалось добиться и эффективности и в 43%. Однако в серийное производство такие панели не пошли из-за сложной технологии изготовления и дороговизны.

Почему эффективность имеет значение 

Эффективность важна в первую очередь при ограниченной площади под установку модуля, ведь высокий КПД позволяет при малом количестве панелей получить нужную мощность на выходе. Кроме того, высокая эффективность свидетельствует об использовании качественных материалов и новых технологичных решений, что в свою очередь увеличивает эксплуатационный период и снижает скорость деградации модуля. 

Чтобы купить электростанцию на солнечных батареях нужно учитывать все эти факторы в совокупности, а также свой бюджет и ожидания от домашней СЭС. Так, если цель — заработать на зеленом тарифе, то возможно выгоднее закупить панели с меньшим КПД, а вот если нужна долговечная и надежная электростанция, стоит обратить внимание на передовые модели.

*Все цены представлены на момент написания статьи.

Самые мощные солнечные батареи: рейтинг, сравнение

С каждым днем гелиосистемы приобретают все большую популярность. Несмотря на то, что еще многие жители нашей страны не готовы переходить на солнечный тип энергопотребления, на рынке представлено огромное разнообразие солнечных панелей. Они отличаются между собой не только ценой и производителем, но и техническими характеристиками, которые напрямую скажутся на эффективности работы и количестве вырабатываемой солнечной энергии. Если вы хотите мощную солнечную станцию, которая будет покрывать все ваши расходы электричества, тогда ознакомьтесь с самыми мощными представителями панелей.

Содержание статьи

На что влияет мощность солнечных батарей

Одним из главных показателей, по которым выбирают солнечную батарею, является мощность. Соответственно, чем выше ее показатель, тем больше энергии она сможет вырабатывать при соблюдении условий размещения и климата региона. На основе мощности вычисляется, сколько она сможет обслужить электрического оборудования. То есть, если у вас большие потребности в электроэнергии и вы хотите их все покрыть при помощи солнечного света, тогда нужно будет приобретать несколько солнечных батарей с максимальной мощностью, тем более что ток нужен и в темное время суток и в пасмурные дни, а КПД работы в эти дни предельно низок.

Самые высокие показатели мощности

Сегодня на рынке представлено много как дорогих, так и более дешевых моделей солнечных панелей. Все они отличаются между собой фирмой, ценой и техническими характеристиками. Одним из самых главных показателей является мощность. Как мы уже сказали, от нее зависит количество выработанной энергии. Чем она выше – тем больше. Поэтому, если вы хотите обеспечить все электронужды вашего дома, выбирайте солнечные батареи с высоким показателем мощности. К мощным модулям можно отнести батареи, где данный показатель находится в пределах от 250-300Вт и выше. Так же важным моментом является выбор столов для солнечных панелей.

Наиболее эффективные панели

Ниже мы собрали для вас самые эффективные солнечные батареи от известных производителей, где показатель мощности составляет свыше 300Вт.

LG 315 N1C-G4 NeON™2

LG – это известная южнокорейская компания, которая помимо различных видов техники занимается и выпуском солнечных батарей. Модули отличатся высоким качеством и мощностью – 315Вт. Среди всех производителей на рынке фотовольтаики LG можно смело отнести к лидерам. Во-первых, это связано с высоким процентом эффективности, а во-вторых, с использованием передовых технологий для производства, что делает солнечные панели не только качественными, но и долговечными.

Сложность технологического процесса заключается не только в производстве, но и в сборке модуля. Каждая пластина проходит тщательный контроль и тестируется на выявление каких-либо отклонений или повреждений. После их изучения каждая ячейка проходит стадию жидкостного травления щелочью перед выпуском. Результатом становятся темно-черные модули с трехслойным покрытием EVA и отражающей пленкой.

LG NeON ™ 2 относятся к монокристаллическому типу батарей. Они выполнены с кремниевым покрытием с двух сторон. Благодаря специальной технологии они не просто активно вырабатывают энергию, но при помощи специального покрытия способны повышать генерацию свободных частиц, что в результате приводит к большей выработке электротока. То есть солнечную энергию вырабатывает не только одна сторона модуля с фотопокрытием, а одновременно две, тем самым повышая мощность системы.

BenQ SunForte 333 PM096B00

Еще одним достойным представителем на рынке солнечных батарей является BenQ Solar. Тайваньская фирма, которая также отличается качественной продукцией не только в мире техники, но и в области фотовольтаики. Компания специализируется на гелиевых модулях с мощностью в 333 Вт и общей эффективностью до 20,5%. Солнечная панель SunForte PM096B00 представлена в темно-черном цвете и заключена в профиль из анодированного алюминия.

По мощности представленная фирмой BenQ солнечная батарея признана одной из самых производительных. Это в первую очередь связано со специальной обратно-контактной технологией, которая повышает выработку электроэнергии даже при наличии батарей с небольшой площадью и невысокой солнечной радиации, тем самым позволяя сэкономить как на территории, так и на количестве модулей. Инженеры постоянно работают над увеличением общей эффективности и внедрят новые передовые технологии, а все потому, что в распоряжении компании имеется собственная научно-исследовательская база.

Если подробнее о солнечных батареях SunForte PM096B00, то они при своих вполне компактных размерах производят в несколько раз больше энергии, чем стандартные модульные системы. Ячейки солнечных панелей покрыты трехслойной пленкой типа EVA, а ее поверхность защищена противоударным стеклом, которое обладает антибликовым действием. Это особые преимущества, которыми наделены солнечные батареи от Тайваньской фирмы. Также стоит отметить, что в комплекс с батареями входят соединительные кабели, распределительная коробка с многофункциональным действием и байпасными диодами.

На основе проведенных исследований были зафиксированы показатели потери мощности, которые составили всего 13% за 25 лет эксплуатации. Приведенные данные говорят о высокотехнологическом процессе и использовании качественных материалов.

Рейтинг солнечных батарей по мощности

NeON™ 2 BiFacial

Еще один вариант гелиевых солнечных панелей – NeON™ 2 BiFacial от южнокорейской фирмы LG. Эту батарею можно отнести к новинкам, в которую инженеры постарались внедрить только самые последние разработки. Солнечная батарея даже была удостоена награды на выставке товаров – двухсторонних гелиевых панелей, по большей степени благодаря внедрению технологии Сello Technology™. Суть ее заключается в особой возможности перенаправлять токопроводящие пути к выходу модуля. То есть теперь генерируемая солнечная энергия распределяется на 12 тонких проводников и тем самым позволяет снизить потери тока, соответственно увеличивая эффективность работы солнечной батареи в сравнении с другими панелями, работающими по традиционной методике.

Сегодня NeON™ 2 BiFacial – это единственная солнечная батарея, в технических характеристиках которой указана номинальная мощность 375 Вт, а максимальная подтвержденная 400 Вт. Ее смело можно назвать самой мощной. Кроме того, за счет прозрачных фотоэлементов, которые активно собирают солнечный свет и генерируют его, эффективность работы панели достигает самых высоких показателей, так как в преобразовании тока участвуют не только захваченные модулем частицы, но и отраженные. Дополнительно можно получить до 30% энергии.

Как выбрать подходящую мощность

Солнечные батареи имеют разную мощность и напряжение. Выбор мощности напрямую зависит от необходимо количества затрат электроэнергии. То есть сначала вам нужно рассчитать суточную или месячную норму энергопотребления в вашем доме или на промышленном объекте. Необходимо произвести корректировку полученного значения, а именно:

• Прибавить 20% к общим затратам, так как дополнительно энергия будет тратиться на работу инвертора и аккумулятора, а также преобразование постоянного тока в переменный.
• Прибавьте еще до 20%, если в вашем регионе наблюдается недостаточное количество солнечных дней, что напрямую скажется на КПД батареи, так как максимальная ее эффективность достигается только при прямом попадании лучей на панель.
• Если в течение года вы не меняете угол наклона панелей, то эффективность их работы снижается, а соответственно это снова потери, которые требуют поправки.

Расчет мощности напрямую зависит от того, какие задачи вы возлагаете на солнечные батареи: полное снабжение или частичное. Если вы хотите обеспечить весь дом за счет только солнечной станции, тогда придется приобрести не одну панель с высокой мощностью.

Для большего понимания, чтобы правильно подобрать панель, необходимо значение номинальной мощности умножить на количество часов, при которых наблюдается наибольший уровень солнечной радиации в конкретный месяц в году. Полученное значение и будет служить показателем продуктивности тока в сутки. Далее общие затраты электроэнергии с учетом изложенных корректирующих факторов разделите на суточную продуктивность панели. В результате вы поймете: либо вам нужно приобретать систему с повышенной мощностью, либо увеличить количество панелей.

Самые эффективные в России солнечные батареи

Приветствуем всех, кому не жаль потратить пару минут на получение интересной информации!
Итак, мы в очередной раз пополнили склад совершенно новой продукцией. Количество новинок не так велико, но зато какое!
С гордостью представляем вам линейку самых эффективных и эффектных солнечных панелей на российском рынке – линейку Eclipse от завода Seraphim, входящего в рейтинг самых надёжных производителей (Bloomberg присвоил Seraphim Solar статус TIER1 ещё в 2015 году).

К заказу доступны две модели солнечных батарей Серафим:

Первая модель выполнена в габарите стандартного монокристаллического 270 Вт модуля и при этом вырабатывает 320 экологически чистых Ватт. Вторая модель соответствует габариту 250 Вт поликристаллического модуля, но эффективность этой панели составляет 290 Ватт — выше, чем у классической монокристаллической батареи такого-же размера. Как удалось достичь такой эффективности? Очень просто и одновременно сложно! Нет никаких фокусов и махинаций: ячейки в солнечных батареях Eclipse уложены таким образом, что практически вся площадь панели занята кремнием, а эффективность всей батареи становится почти равна эффективности кремниевых ячеек, из которых она состоит. Правда ячейки в солнечных батареях Seraphim Eclipse тоже не совсем простые — они выполнены по особой технологии и фактически могут быть «склеены» друг с другом, что снижает потери на внутренних соединениях и также увеличивает итоговую мощность.

Фактически на текущий момент монокристаллическая солнечная батарея премиум класса Seraphim SRP-320-E01B является самой эффективной из имеющихся на Российском рынке.

Также в полку поставляемых нашей компанией моделей солнечных батарей произошло еще одно пополнение: инновационная «прозрачная» солнечная батарея GP Solar GPDP-265W60 мощностью 265 Ватт:

Данная модель представляет собой совершенно новую линейку солнечных батарей. Созданная из двух листов закаленного стекла, тонкая и частично прозрачная (в нашем случае на 10%) солнечная панель — однозначный тренд в мире солнечной энергетики. Предугадывая и возможно даже опережая скорый ажиотаж строителей и архитекторов, а также обычных пользователей мы представляем вам этот новый продукт. Прозрачные солнечные батареи подойдут для тех, кто заинтересован не просто в «утилитарной» составляющей солнечной электростанции, но и в реализации своих творческих, эстетических потребностей. Один — два года назад полупрозрачные панели были лишь любопытной новинкой на специализированных выставках, однако встретив взрывной интерес со стороны потребителей по всему миру Dual Glass продукты появились у каждого уважающего себя производителя. Футуристический дизайн явно намекает на необходимость применения его в архитектурных элементах – ведь находясь рядом с такой панелью будущее становится не только видимым, но и осязаемым.

Помимо стандартного своего предназначения в качестве атрибута крыш и наземных площадок, такие панели могут быть использованы, как основная поверхность стены, забора, навеса, могут стать отличной альтернативой оконным стеклам, либо сердцем архитектурной композиции — этот вопрос мы оставляем на ваше усмотрение. Отметим — прочность этих панелей достаточна для того, чтобы взрослый человек мог спокойно стоять на их поверхности (несущая способность составляет 5400 Па).

Конечно, безрамная технология, хорошо зарекомендовавшая себя ранее в микроморфных модулях Pramac и Hevel, отнюдь не новинка, однако в сравнении с аналогами эти батареи отличаются значительно большей эффективностью. Удельная мощность прозрачных солнечных батарей GPSolar GPDP-265W60 составляет 16,11%, что более чем в 2 раза выше, чем у микроморфных солнечных батарей. Это является неоспоримым преимуществом при организации солнечной электростанции на ограниченной площади крыши или навеса.
Помимо прочего, безрамная солнечная батарея с двумя слоями стекла имеет больший срок службы, поскольку в отличии от традиционных солнечных панелей с алюминиевой рамой не подвержена влиянию разницы между температурной деформацией алюминиевой рамы и стекла (что с годами приводит к повреждениям конструкции, особенно в условиях России, где солнечные батареи ежегодно подвергаются большим перепадам температуры).

Что касается крепления безрамных солнечных батарей — с этим также нет никаких трудностей. Наша компания уже много лет поставляет качественные крепления для тонких безрамных солнечных модулей, о чём давно знают установщики такого типа батарей по всей стране.

Самые эффективные солнечные батареи

В последнее время солнечная энергетика развивается столь бурными темпами

В последнее время солнечная энергетика развивается столь бурными темпами, что за 10 лет доля солнечного электричества в мировой годовой выработке электроэнергии увеличилась с 0.02% в 2006 году до почти одного процента в 2016 году.

Dam Solar Park — самая большая СЭС в мире. Мощность 850 мегаватт. 

Основным материалом для солнечных электростанций является кремний, запасы которого на Земле практически неистощимы. Одна беда – эффективность кремниевых солнечных батарей оставляет желать лучшего. Самые эффективные солнечные батареи имеют коэффициент полезного действия, не превышающий 23%. А средний показатель эффективности колеблется от 16% до 18%. Поэтому исследователи всего мира, занятые в области солнечной фотовольтаики, работают на тем, чтобы освободить солнечные фотопреобразователи от имиджа поставщика дорогого электричества.

Развернулась настоящая борьба за создание солнечной суперячейки. Основные критерии – высокая эффективность и низкая стоимость. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) в США даже выпускает периодически бюллетень, в котором отражаются промежуточные результаты этой борьбы. И в каждом выпуске показываются победители и проигравшие, аутсайдеры и выскочки, случайно ввязавшиеся в эту гонку.

Лидер: солнечная многослойная ячейка

Эти гелиевые преобразователи напоминают сэндвич из разных материалов, в том числе из перовскита, кремния и тонких пленок. При этом каждый слой поглощает свет только определенной длины волны. В результате эти при равной площади рабочей поверхности многослойные гелиевые ячейки вырабатывают значительно больше энергии, чем другие.

Рекордное значение эффективности многослойных фотопреобразователей было достигнуто в конце 2014 года совместной немецко-французской группой исследователей под руководством доктора Франка Димрота во Фраунгоферовском институте систем солнечной энергии. Была достигнута эффективность в 46%. Такое фантастическое значение эффективности было подтверждено независимым исследованием в NMIJ/AIST — крупнейшем метрологическом центре Японии.

Многослойная солнечная ячейка. Эффективность – 46%

Эти ячейки состоят из четырех слоев и линзы, которая концентрирует на них солнечный свет. К недостаткам следует отнести наличие в структуре субстрата германия, который несколько увеличивает стоимость солнечного модуля. Но все недостатки многослойных ячеек в конечном счете устранимы, и исследователи уверены, что в самом ближайшем будущем их разработка выйдет из стен лабораторий в большой мир.

Новичок года — перовскит

Совершенно неожиданно в гонку лидеров вмешался новичок – перовскит. Перовскит – это общее название всех материалов, имеющих определенную кубическую структуру кристаллов. Хотя перовскиты известны давно, исследование солнечных ячеек, изготовленных из этих материалов, началось только в период с 2006 по 2008 годы. Первоначальные результаты были разочаровывающими: эффективность перовскитных фотопреобразователей не превышала 2%. При этом расчеты показывали, что этот показатель может быть на порядок выше. И действительно, после ряда успешных экспериментов корейские исследователи в марте 2016 года получили подтвержденную эффективность 22%, что само по себе уже стало сенсацией.

Перовскитный солнечный элемент

Преимуществом перовскитных элементов является то, что с ними более удобно работать, их легче производить, чем аналогичные кремниевые элементы. При массовом производстве перовскитных фотопреобразователей цена одного ватта электроэнергии могла бы достигнуть $0.10. Но специалисты считают, что до тех пор, пока перовскитные гелиевые ячейки достигнут максимальной эффективности и начнут выпускаться в промышленном количестве, стоимость «кремниевого» ватта электричества может быть существенно снижена и достигнуть того же уровня в $0.10.

Экспериментально: квантовые точки и органические солнечные ячейки

Эта разновидность солнечных фотопреобразователей пока находится на ранней стадии развития и пока не может рассматриваться как серьезный конкурент существующим гелиевым ячейкам. Тем не менее разработчик – Университет Торонто – утверждает, что согласно теоретическим расчетам, эффективность солнечных батарей на базе наночастиц – квантовых точек ‒ будет выше 40%. Суть изобретения канадских ученых состоит в том, что наночастицы – квантовые точки ‒ могут поглощать свет в различных диапазонах спектра. Изменяя размеры этих квантовых точек, можно будет выбрать оптимальный диапазон работы фотопреобразователя.

Солнечная ячейка на базе квантовых точек

А учитывая, что этот нанослой может наноситься методом распыления на любую, в том числе и прозрачную основу, то в практическом применении этого открытия просматриваются многообещающие перспективы. И хотя на сегодняшний день в лабораториях при работе с квантовыми точками достигнут показатель эффективности, равный всего11.5%, сомнений в перспективности этого направления нет ни у кого. И работы продолжаются.

Solar Window – новые солнечные ячейки с эффективностью 50%

Компания Solar Window из штата Мэриленд (США) представила революционную технологию «солнечного стекла», которая в корне меняет традиционные представления о солнечных батареях.

Ранее уже были сообщения о прозрачных гелиевых технологиях, а также о том, что эта компания обещает увеличить в разы эффективность солнечных модулей. И, как показали последние события, это были не просто обещания, а эффективность 50% — уже не только теоретические изыски исследователей компании. В то время как другие производители только выходят на рынок с более скромными результатами, Solar Window уже представила свои поистине революционные высокотехнологичные разработки в области гелиевой фотовольтаики.

Эти разработки открывают дорогу к выпуску прозрачных солнечных батарей, имеющих значительно более высокую эффективность по сравнению с традиционными. Но это не единственный плюс новых солнечных модулей из Мэриленда. Новые гелиевые элементы могут легко крепиться к любым прозрачным поверхностям (например, к окнам), могут работать в тени или при искусственном освещении. Благодаря своей дешевизне инвестиции в оснащение здания такими модулями могут окупиться в течение года. Для сравнения следует отметить, что срок окупаемости традиционных солнечных батарей колеблется от пяти до десяти лет, а это – огромная разница.

Солнечные ячейки от компании Solar Window

Компания Solar Window озвучила некоторые детали новой технологии получения солнечных батарей, имеющих столь высокую эффективность. Разумеется, главные know how остались за скобками. Все гелиевые элементы изготовлены, в основном, из органического материала. Слои элементов состоят из прозрачных проводников, углерода, водорода, азота и кислорода. По данным компании, производство этих солнечных модулей настолько безвредно, что оно оказывает в 12 раз меньшее воздействие на окружающую среду, чем производство традиционных гелиевых модулей. В течение ближайших 28 месяцев первые прозрачные солнечные батареи будут установлены в некоторых зданиях, школах, офисах, а также в небоскребах.

Если говорить о перспективах развития гелиевой фотовольтаики, то очень похоже, что традиционные кремниевые солнечные батареи могут отойти в прошлое, уступив место высокоэффективным, легким, многофункциональным элементам, открывающим самые широкие горизонты гелиевой энергетике. опубликовано econet.ru 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet