Солнечные микроморфные модули – Отличие солнечных панелей микроморфный кремний от поли, моно кристаллического кремния и не только по размеру модулей — разные панели | | Пелинг

Плюсы и минусы использования батарей

Солнечные батареи, как и любое другое устройство, обладает как положительными, так и отрицательными сторонами.

Плюсы:

1. Обособленность. Как уже было отмечено выше – подобная система является автономной, то есть позволяет не зависеть от стандартного производителя электроэнергии. Особенно этот положительный момент заметен тогда, когда в общей системе случаются перебои.
2. Экологичность. Система, состоящая из таких элементов полностью экологична. В процессе работы не происходит выработки вредных веществ. Это значит, что конструкция полностью безопасна для человека и окружающей среды.
3. Удешевление. На фоне общей инфляции и повышения цен, стоимость батарей падает из года в год. Это связано с развитием новых технологий, увеличением темпов производства и уменьшением себестоимости данного продукта. Также на отрицательную динамику стоимости оказывает влияние конкуренция. С каждым годом компаний, занимающихся монтажом и продажей солнечных элементов, становится все больше.
4. Окупаемость. Так как сама по себе солнечная энергия бесплатна, владелец терпит материальные затраты только на начальном этапе устройства данной конструкции – на приобретение материала и оплату услуги по монтажу. Если в доме ежедневно обслуживается достаточное количество электроприборов, срок окупаемости составляет всего несколько лет.
5. Долговечность. Солнечный элемент практически не подвержен естественному износу. Конструкция не требует регулярного обслуживания со стороны специалистов, поскольку в своем составе она не содержит движущихся компонентов, которые выходили бы из строя по физическим причинам — постоянного контакта между собой, трения и т. д.

Несмотря на значительное количество плюсов, конструкция также не лишена недостатков:

1. Низкий КПД. Привести точное фиксированное значение коэффициента полезного действия (КПД) для солнечных батарей очень трудно, поскольку солнечная активность напрямую зависит от географического расположения. В среднем КПД имеет значение 15%, что гораздо ниже, чем значение этого же параметра для прочих источников электроэнергии. В среднем 1 м2 площади солнечных элементов выдает значение мощности, равное 150 Вт. На деле этого не хватит даже для того, чтобы обеспечить стабильную работу домашнего компьютера.
2. Необходимость использования дополнительного источника. Территория нашей страны никогда не отличалась повышенной солнечной активностью. Чтобы избежать перебоев в работе системы электроснабжения на основе батарей в зимний период, либо в пасмурные дни, необходимо иметь резервные источники. Это может быть бензиновый генератор с номинальной мощностью в 4-5 кВт, который сможет обеспечить работу всех электроприборов в случае малой активности солнечных элементов. Т акже в качестве дополнительного варианта можно пользоваться стандартной общей системой электроснабжения.

Виды

В данный момент на рынке представлены четыре основных типа солнечных батарей:

Элементы на основе монокристаллического кремния. Идеально подходят для тех случаев, когда площадь, на которой предполагается разместить панели, ограничена – данные элементы обладают наибольшей мощностью из расчёта на одну единицу площади по сравнению с другими видами солнечных панелей. Исходя из этого соотношения несложно сделать вывод – КПД панелей из монокристаллического кремния самое высокое по отношению к другим видам батарей.

Элементы на основе поликристаллического кремния. Применение батарей такого типа идеально в том случае, если владелец не имеет ограничений по площади. Продукция этого типа дешевле предыдущей и благодаря особой структуре кристаллов кремния способна вырабатывать небольшой объем электроэнергии даже в пасмурную погоду.

Элементы на основе аморфного кремния.

Панели на основе микроморфного кремния. Новинка среди всей линейки данной продукции. Солнечная энергия одинаково хорошо воспринимается элементами этого типа, как при попадании под прямым углом, так и под более острым значением угла. За счет того, что при производстве процент кремния не так высок, как в случае батарей остальных типов,производитель имеет возможность снизить стоимость для конечного потребителя.

Расчет стоимости солнечных батарей для дома. Пример расчета

При выборе системы такого типа как основного источника электроэнергии необходимо произвести правильный расчет для того, чтобы понять,способна ли данная система удовлетворить потребности всех электроприборов, находящихся в здании, и какое количество требуется для обеспечения их нормального функционирования.

Мощность. Для того, чтобы выяснить значение необходимой мощности фотоэлемента,нужно определиться с потреблением энергии (высчитать среднее значение в определенный промежуток времени, например в месяц). К примеру, в месяц общее количество потребляемой всеми электроприборами электроэнергии составляет 450 кВт*ч. Поделив эту цифру на 30, узнаем потребление энергии в сутки. Оно равняется 15 кВт*ч. В год, соответственно, 5400 кВт*ч.

После того, как стало известно базовое значение энергопотребления, необходимо познакомиться с понятием «инсоляция». Этот термин показывает значение солнечной активности в зависимости от времени года и имеет важное значение при расчете, поскольку максимальное и минимальное значение инсоляции для определенного региона может отличаться в несколько раз

Чтобы произвести окончательный расчет количества панелей, не хватает последнего значения – мощности панели. Ее можно легко узнать, посмотрев в паспорт изделия. Примем мощность равной 300 Вт.

Чтобы произвести итоговый расчет, нужно норму потребления в сутки разделить на значение солнечной активности в текущем месяце, а получившийся результат еще раз разделить на мощность панели, не забывая перевести ее из Ватт в Киловатты, разделив на 1000(300/1000=0,3 кВт).

Количество панелей=15 кВт*ч/2 кВт*ч/м2/0,3кВт=25 шт.

В случае получения дробного значения необходимо округлить результат в большую сторону (25,86=26шт). В приведенном примере значение инсоляции было принято с учетом летнего периода. В зимний период значение активности солнца уменьшается и находится в пределах от 0,5 до 1,3 кВт*ч/м2. Соответственно, подставляя эти значения в общую формулу, в итоге мы получаем большее количество панелей.

Стоимость

1. Наименьшую стоимость имеют панели на основе аморфного кремния. Исходя из расчета общей стоимости системы, цена за 1 Вт составит от 0,8 до 1,0 доллара.
2. Стоимость 1 Вт при использовании панелей на основе микроморфного кремния составит 1,0-1,3 доллара.
3. Батареи на основе поликристаллического кремния будут стоить в пределах 1,1-1,4 доллара за 1 Вт.
4. Самая дорогая – продукция на основе монокристаллического кремния. В этом случае стоимость составит около 1,5 доллара за 1 Вт.

Отзывы

Отзывы владельцев, использующих панели, как источник электроэнергии – неоднозначны. С одной стороны, иметь автономную систему, не зависящую от постороннего вмешательства, довольно удобно. С другой – регионов на территории нашей страны, активности солнца которых хватило бы для того, чтобы система из батарей стала основной, очень мало.

Поэтому при устройстве подобного источника приходиться задумываться о дополнительных, резервных систем, что ведет к дополнительным расходам.

Хотя, с развитием новых технологий, нехватка лучей солнца уже не так сильно сказывается на эффективности батарей, поэтому с течением времени все большее количество людей становится потребителями полезной солнечной энергии.

Source: homehill.ru

Микроморфные солнечные модули: подключить гетероэлектрик своими руками

Современные тенденции в развитии технологий направлены на сохранение природной среды, экономию ресурсов, безопасность для окружения. В условиях постоянно повышающихся цен на основные энергоносители как никогда остро стоит вопрос о поиске дешевой и эффективной альтернативы. На таких принципах как раз и созданы микроморфные солнечные модули. Энергия солнца – это бесплатный и мощный ресурс, опираясь на который разрабатываются современные энергетические технологии.

Как устроены батареи

Работа солнечных батарей основана на модифицировании энергии прямых солнечных лучей в электрическую. Главной составляющей являются фотоэлементы, которые и выполняют функцию преобразователя.

Для производства фотоэлементов пользуются кремнием. Это вещество находится в земных недрах и его там достаточно большое количество (около 30%). Кремний перерабатывает солнечный свет, позволяя применять его в энергоснабжении.

Гетероструктурные солнечные батареи – это технологии нового поколения. До того как стать такими, они прошли долгий путь и все продолжают совершенствоваться:

1. Первоначально панели для получения энергии из солнечных лучей изготовляли, применяя кремний в чистом виде. Такие батареи получили название монокристаллических. Чтобы получить чистый химический элемент, требуются большие трудозатраты и материальные вложения. Эти факторы отразились и на стоимости изделий. После плавления жидкого кремния и дальнейшего его отвердения материал разрезали на тонкие листы, которые оборудовали тонкими электродами, расположенными на поверхности в виде сетки. Стоимость такой гелиевой батареи высока, но ее КПД достигает 22%, и поэтому расходы на изготовление окупают себя.
2. Для поликристаллических батарей используется поликристаллический кремний. Расходы на производство их значительно меньше, но меньше и КПД таких панелей (18%).
3. Более совершенные панели стали производить с аморфным кремнием, изготавливая тончайшие пленки. В данном случае кристаллический кремний заменили силаном или кремневодородом. Их КПД измеряется 6%, но производство стоит намного дешевле предыдущих вариантов. Также эти батареи очень гибкие и хорошо работают в облачных погодных условиях.
4. Самая современная технология – это микроморфные разработки на солнечные модули. Толщина применяемого кремния составляет 1 нанометр. Он наделен редкими характеристиками прозрачности для инфракрасного и видимого спектра волн. Этого удалось достичь переменой направлений структурных элементов в кремниевой кристаллической решетке.

Читайте также:
О характеристиках солнечных батарей

Технологический процесс

Чтобы сделать гетеростуктурный солнечный модуль, используются тонкие пленочные пластины в несколько слоев. Для их получения берут разные полупроводники, у которых имеется разница по широте, там, где находится «запрещенная зона». В результате внутри двух близлежащих слоев возникают переходы. Возникновение гетеропереходов позволяет получать повышенное сосредоточение носителей, нежели это возможно в структурах с одним слоем.

Микроморфный тонкопленочный солнечный модуль состоит из двух слоев полупроводников. В этом и заключается основное отличие от предшествующих моделей, в которых был только аморфный кремний. Благодаря микроморфному кремнию появилась возможность задействовать для преобразования в электричество больший охват световых лучей, что повышает его КПД.

Другими словами, электричество будет вырабатываться солнечными батареями не только в ясную солнечную погоду, но и при рассеянных лучах при облачности неба. Это положительно сказывается на увеличении деятельности панелей. Из приятных моментов стоит отметить их небольшую стоимость и безопасность для окружающей среды. А еще эти солнечные модули являются красивым наружным элементом для отделки строений и при этом служат дополнительным источником энергии.

Выпускаются энергопреобразующие панели компанией Hevel Solar по швейцарским технологиям. При номинальной мощности в 125 Вт батарея выдает напряжение 96,2 В. Температурный режим, при котором она активна, от -40°С до +90°С. Весит модуль около 26 кг.

Как подключать батареи

При установке солнечных батарей своими руками для получения максимальной мощности нужно подготовить провод достаточной длины, чтобы соединить панели с контроллерами.

Соединение панелей друг с другом должно быть последовательным, при этом нужно следить, чтобы они были одной мощности и напряжения. Нельзя допускать скручивания и спаивания проводов, чтобы в данных точках не произошло потерь энергии. При таком виде подключения не применяют соединение панелей, имеющих разное напряжение и мощности.

При параллельном подсоединении нельзя использовать несколько панелей с разными напряжениями, но с разными мощностями разрешается.

Правильно подобранные солнечные батареи, контроллеры, аккумуляторные кислотные батареи (АКБ) для токов панелей, корректно соединенные, даже при небольшом входном напряжении (12 вольт) будут выдавать высокий КПД.

Гетероэлектрик – отечественная инновация

Российские ученые несколько лет назад сделали открытие – гетероэлектрик, который составляет основу «звездной батареи». В ней объединены гетероэлектрический конденсатор с гетероэлектрическим фотоэлементом, работают они в видимых и инфракрасных излучениях. Разница в их работе по сравнению с солнечными модулями в возможности преобразовывать энергию не только при солнечном и рассеянном свете, но и в ночной период.

Гетероэлектрик помогает при управлении магнитным полем, а также при его трансформировании для производства оборудования с различными физическими свойствами.

Модули Bekar PowerStar, 160 Вт тонкопленочные микроморфные от компании Ра-энерго

         Новое поколение ФЭ модулей, пришедшее на смену моно и поликристаллических панелей, и использующее тонкую пленку вместо кремниевых клеток, прекрасно преобразовывает солнечную энергию в электричество в плохую погоду, при недостаточной освещенности, при рассеянном свете или в жарком климате. Поэтому, для регионов со слабой солнечной активностью, для территорий с небольшим количеством солнечных дней в году, теневых и северных сторон, а также, для строительства солнечных станций в отсутствии ограничений по размещению модулей, мы рекомендуем использовать двухслойные Тандемные Фотоэлектрические Модули

         При производстве ФЭ модулей по новой тандемной технологии используется два слоя пленок – тонкая пленка из аморфного кремния и микро прозрачная кремниевая пленка, которые наносятся на стеклянное основание. Тонкая пленка нового поколения из аморфного кремния (a-Si) скомбинирована с микро прозрачной кремниевой тонкой пленкой (μc-Si) в единый тандемный модуль (a-Si / μc-Si). Слой аморфного кремния преобразует в электрическую энергию видимую часть спектра солнца, а микро прозрачная пленка преобразует энергию солнца невидимого инфракрасного спектра.

 Для пользователей солнечных систем это означает больше электроэнергии , а именно – получение больше Киловатт в час электроэнергии от Киловатта установленной мощности модулей (kWh/kWp).

ПОЧЕМУ ВЫБИРАЮТ МОДУЛИ АМОРФНОГО КРЕМНИЯ?

Модули аморфного кремния имеют более широкую область применения в отличие от других, и лучше подходят для большинства географических областей, включая теплые и тропические регионы.

Дополнительный слой микро прозрачной кремниевой пленки (μc-Si) преобразует энергию инфракрасного спектра в электричество, и увеличивает эффективность модуля.

Модули аморфного кремния способны очень хорошо поглощать различные источники света – например, легкий рассеянный, отраженный, прямой и т.д. В пасмурные дни производит энергии больше, чем моно и поли- кристаллические модули.

Ежегодно модули аморфного кремния производят на 15% — 20% энергии больше, чем моно или поли- кремниевые модули при прочих равных условиях из-за более низких температурных параметров, и лучших электрических характеристик (I-U).

Модули аморфного кремния имеют меньшую стоимость, и обладают значительными преимуществами при массовом производстве. Благодаря этим преимуществом модули могут применяться в различных отраслях промышленности.

Тонкая пленка из аморфного кремния (a-Si) более выгодна, поскольку поглощает света больше, чем другие модули.

Микро прозрачный кремниевый слой (μc-Si) обеспечивает превосходную и долгосрочную стабильность, и более высокую эффективность модуля.

Солнечные батареи — Выбрать солнечные батареи для дома?

 Какие типы солнечных батарей существуют? Какие преимущества у тех или иных типов солнечных батарей? Этими вопросами задается почти каждый, кто по тем или иным соображениям приходит к мысли использования энергии Солнца.

Давайте разберемся в этих основных моментах.

На сегодняшний день рынок предлагает 2 основных типа солнечных батарей: монокристаллические  и поликристаллические.  Оба типа панелей имеют некоторые различия и преимущества.

Монокристаллические солнечные батареи характеризуются более сложным способом производства с использованием более качественного сырья, и соответственно, более высокой ценой. Эти солнечные панели используют ячейки из цельных кремниевых кристаллов, поэтому имеют более ровную и однородную поверхность. То есть вся их поверхность ячейки представляет собой срез с одного цельного кремниевого кристалла. Благодаря этому, монокристаллические панели отличаются максимальной долговечностью, срок их службы может составлять от 25 лет и выше . Основным же преимуществом монокристаллического модуля является более высокий КПД ячейки (до 22%) и как следствие, высокий КПД панели (до 18,5%), по сравнению с поликристаллическими панелями. Это дает увеличенный процент генерации электроэнергии с единицы площади панели, по сравнению с другими типами солнечных модулей, но и большую начальную стоимость.

Производство поликристаллических модулей является гораздо более простым, для их изготовления используются  различные по размерам кристалы кремния  и не требуется технологически сложная процедура выращивания более-менее одинаковых кристаллов для нарезки. Они производятся путем расплавления кремниевого сырья с последующим залитием его в специальные формы, и нарезанием полученных блоков на пластины квадратной формы. Соответственно плюсами поликристаллических модулей является более низкая цена, и небольшой процент брака при производстве. КПД поликристаллического модуля, соответственно, ниже и  колеблется около значений 15-16% (поликристаллические ячейки имеют КПД около 17-17,5%).

Однако, рынок солнечной энергетики не стоит на месте и постоянно пополняется новинками – модулями, изготовленными с использованием новых технологий, и сочетающих в себе преимущества основных типов солнечных батарей.

К примеру, микроморфные тонкопленочные модули  производства компании «Pramac»,(Швейцария) и аналогичные обладающие такими преимуществами как:

—  относительно низкая стоимость(по сравнению с кремниевыми монокристаллическими и поликристаллическими модулями), благодаря микроморфной тонкопленочной технологии,  обеспечивающей быструю окупаемость;

— возможность улавливания даже рассеянного света,  что является крайне значимым в условиях использования в средней полосе России. То есть это способность вырабатывать достаточное количество электричества в пасмурную погоду, а также в осенне-зимний период.

Либо новинка весны 2017г. от того же производителя солнечных панелей — гетероструктурные модули, изготовленные по технологии на основе гетероперехода HJT, и сочетающие преимущества тонкопленочной и кристаллической технологий (с КПД ячейки — 22%!).

Это также солнечные батареи Seraphim Eclipse, изготовленные по новой технологии (фотоэлементы скомпонованы в визуально «бесшовные» полосы на токопроводящей подложке) и характеризующиеся повышенной выработкой электроэнергии (на 15%) в сравнении с обычными солнечными батареями, повышенной прочностью и совершенным дизайном.

В заключение хотелось бы отметить следующее – все типы солнечных батарей, несомненно, обладают определенными преимуществами, но фактически Заказчика интересует получаемая мощность генерации в ваттах. То есть солнечный модуль мощностью, к примеру, 250 Вт, будь он монокристаллическим, поликристаллическим либо микроморфным,  выдаст в конечном итоге 250 Вт генерации. Значимая разница будет состоять лишь в размере панели (монокристалл физически будет компактнее солнечных модулей другого типа той же мощности), что имеет значение при ограниченной площади для монтажа солнечной установки (например, крыша небольших размеров), а также в дизайне панели.

И, наконец, массив солнечных панелей рассчитывается путем подбора соответствующим образом к силовой части системы: инверторам, контроллерам заряда и (если есть) банку аккумуляторных батарей.

Если после прочтения данной статьи  у Вас остались невыясненные вопросы, мы с удовольствием ответим на них по любому удобному способу связи.

Купить солнечные батареи в Тольятти можно по ссылке..