Солнечные батареи моно или поли кристаллические — какие лучше?

Тип солнечных элементов — монокристаллические, поликристаллические, аморфные и др.

Основные типы солнечных элементов, которые сейчас массово продаются на рынке (первые 3 — кремниевые, составляющие львиную долю рынка), следующие:

• монокристаллический. Имеют самый высокий КПД и удовлетворительные температурные коэффициенты
• поликристаллический. В настоящее время теряют популярность, хотя и имеют меньшую стоимость ватта, чем монокристаллические. Недавние достижения в технологии поликристаллических модулей известных марок привели к производительности, которая может быть даже лучше, чем у монокристаллических модулей без имени производителя/сборщика панелей.
• аморфный (тонкопленочный). Используйте как можно меньше силикона. Они имеют примерно в 2 раза меньший КПД по сравнению с кристаллическими модулями. К достоинствам можно отнести низкий температурный коэффициент (т.е при нагреве мощность таких модулей несколько снижается) и большую чувствительность при слабом освещении.

В последние 10 лет они практически вытеснены с рынка из-за низкой эффективности, сейчас используются в основном в нишевых проектах (солнечные панели, интегрированные в здания) и в мобильных устройствах.

• CIG представляют собой тонкопленочные модули из теллурида кадмия-индия-галлия. Перспективная технология, но еще не получившая массового распространения. Только несколько производителей производят модули, и их цены за ватт, как правило, выше, чем у серийно выпускаемых модулей из кристаллического кремния

В последние годы появились солнечные модули, произведенные по новым технологиям: PERC, гетероструктурные и др. они обладают большей эффективностью и улучшенным КПД. Их стоимость сейчас практически равна стоимости стандартных кристаллических модулей с токосъемными шинами, поэтому они занимают все большую долю рынка.

Технология совершенствуется и рынок постепенно переходит на новые типы модулей, цены на которые падают.

Какой из вышеперечисленных модулей работает лучше всего? В последнее время существует много мифов и необоснованных заявлений о том, что некоторые из этих типов модулей работают лучше, чем другие. Некоторые утверждают, что поликристаллические клетки лучше работают при слабом освещении и в пасмурную погоду.

Другие утверждают то же самое, но для монокристаллических элементов. Я даже слышал версию, что поликристаллические элементы лучше преобразовывают рассеянный свет, потому что кристаллы в них «повернуты в разные стороны».

Конструкция и применение

По устройству все солнечные инверторы делятся на монокристаллические и поликристаллические. Конструкция каждой панели определяет ее эффективность и стоимость.

Мировые производители этих приборов в качестве рабочих тел используют кремний, теллурид кадмия и соединения на основе меди, индия, галлия и селена. Последними достижениями в этой области являются аккумуляторы, рабочим материалом которых является арсенид галлия.

Отечественная промышленность по производству солнечных генераторов в основном использует кремниевые полупроводниковые пластины. Готовые модули, предназначенные для выработки электрического тока, сочетают в себе набор ячеек с их конструкцией.

Плоские панели устанавливаются на специальные стойки с поворотными устройствами, с помощью которых устанавливается максимально возможный угол падения солнечных лучей на полупроводник в течение дня. Более дешевой, но менее эффективной альтернативой является использование фиксированных конструкций, установленных под определенным постоянным углом.

Важным элементом любой солнечной установки являются аккумуляторы, которые накапливают электроэнергию для использования ночью или в тускло освещенное время дня. Затем оно поступает от аккумуляторов непосредственно в нагрузку, либо сначала в преобразователь 12 (24) — 220 В, а затем к потребителю в зависимости от типа.

Что такое монокристаллические модули?

Это технология, которая привела к революции солнечных батарей. Первые коммерческие монокристаллические модули появились в 1950-х годах и сегодня являются самыми первыми и наиболее «продвинутыми» модулями на рынке. Как следует из названия, солнечные элементы изготавливаются из монокристалла чистого кремния.

Производители слитков используют метод Чохральского для постепенного выращивания кристаллов кремния из расплава. В качестве «затравки» используется небольшой кристалл чистого кремния. По мере роста кристалла вокруг «затравки» температура кремния постепенно падает, в результате чего формируется цилиндрический кристалл чистого кремния.

Монокристаллические модули можно отличить по однородному цвету и структуре, что характерно для высокочистого кремния.

Что такое поликристаллические модули?

 

Поликристаллические солнечные панели состоят из солнечных элементов с большим количеством кристаллов. Вместо медленного и очень дорогого процесса выращивания монокристалла производители просто погружают «затравку» кристалла в ванну с расплавленным кремнием и дают ему остыть. При этом образуются разнонаправленные кристаллы, они мелкие и их много.

Из такого крупного кристалла вырезают прямоугольные блоки, а затем из них вырезают плиты. Отсюда и название — мультикристаллические (или поликристаллические, что одно и то же) солнечные элементы.

Кроме того, процесс аналогичен производству монокристаллических солнечных элементов. На пластинах, электродах формируется p-n переход и наносится просветляющее покрытие.

Принцип работы солнечных панелей

Подавляющее большинство солнечных панелей в физическом смысле являются солнечными инверторами. Электрогенерирующий эффект возникает в месте расположения pn-перехода полупроводника.

Кремниевые пластины составляют основу стоимости солнечных батарей, но когда вы используете их в качестве источника питания 24/7, вам также необходимо покупать дорогие батареи

Панель состоит из двух кремниевых пластин с разными свойствами. Под действием света в одном из них возникает недостаток электронов, а в другом — их избыток. Каждая пластина имеет медные проводящие полосы, которые подключены к преобразователям напряжения.

Промышленная солнечная панель состоит из нескольких ламинированных фотоэлементов, соединенных вместе и закрепленных на гибкой или жесткой подложке.

Эффективность оборудования во многом зависит от чистоты кремния и ориентации кристаллов. Именно эти параметры инженеры пытались улучшить в последние десятилетия. Основная проблема при этом — дороговизна процессов, лежащих в основе очистки кремния и расположения кристаллов в одном направлении по всей панели.

Каждый год максимальный КПД различных солнечных панелей меняется в большую сторону, потому что в исследования новых материалов для солнечных элементов вкладываются миллиарды долларов (+)

Полупроводники фотоэлектрических преобразователей можно делать не только из кремния, но и из других материалов — принцип работы аккумулятора не меняется.

Типы фотоэлектрических преобразователей

Промышленные солнечные панели классифицируют по конструктивным особенностям и типу рабочего солнечного слоя.

Различают такие типы аккумуляторов в зависимости от типа устройства:

• гибкие панели;
• жесткие модули.

Гибкие тонкопленочные панели постепенно занимают все большую нишу на рынке благодаря своей универсальности монтажа, ведь их можно устанавливать на большинство поверхностей с разнообразными архитектурными формами.

Реальные характеристики солнечных батарей обычно ниже указанных в инструкции. Поэтому, прежде чем устанавливать их дома, желательно увидеть своими глазами аналогичный выполненный проект

По типу рабочего фотоэлектрического слоя солнечные панели делятся на следующие типы:

1. Кремний: монокристаллический, поликристаллический, аморфный.
2. Теллур-кадмий.
3. На основе селенида индия-меди-галлия.
4. Полимер.
5. экологический.
6. На основе арсенида галлия.
7. Комбинированные и многослойные.

Широкому потребителю интересны не все виды солнечных панелей, а только два первых кристаллических подвида.

Хотя некоторые другие виды панелей обладают высоким КПД, они не получили широкого распространения из-за высокой стоимости.

Монокристаллические панели легко узнать по белым квадратам в углах отдельных элементов. Поликристаллические панели рекомендуется ориентировать на восток и запад, а для южной стороны лучше покупать монокристаллический модуль.

Тонкопленочные солнечные панели популярны в производстве портативных туристических солнечных панелей Индийсодержащие солнечные панели активно используются на космических спутниках Мышьяк в солнечных панелях с арсенидом галлия становится токсичным только при прямом контакте с водой

Солнечные панели из редких металлов могут быть изготовлены любых размеров и форм.Органические солнечные панели пока недоступны массовому потребителю из-за недостаточной отработки технологий.Полимерные солнечные панели имеют низкий КПД, поэтому пока не получили распространения.

Разновидность монокристаллических солнечные фотоэлектрические элементы солнечные панели на основе поликристаллов кремния элементы индий-медь-галлий селенид арсенид галлия фотоэлемент солнечные панели со слоем теллурида кадмия производство органических солнечных панелей полиэфирный солнечный элемент

Кремниевые фотоэлементы очень чувствительны к теплу. Базовая температура для измерения выработки электроэнергии составляет 25°C. При повышении на один градус КПД панелей снижается на 0,45-0,5%.

Далее будут подробно рассмотрены солнечные батареи, представляющие наибольший потребительский интерес.

Характеристики панелей на основе кремния

Кремний для солнечных элементов изготавливается из кварцевого порошка — измельченных кристаллов кварца. Самые богатые залежи сырья находятся в Западной Сибири и на Среднем Урале, поэтому перспективы этой области солнечной энергетики практически безграничны.

Уже сейчас на панели из кристаллического и аморфного кремния приходится более 80% рынка. Поэтому стоит рассмотреть их более подробно.

Монокристаллические кремниевые панели

Современные пластины монокристаллического кремния (mono-Si) имеют равномерный темно-синий цвет по всей поверхности. Для их производства используется чистейший кремний. Монокристаллические фотоэлементы имеют самую высокую цену среди всех кремниевых пластин, но при этом обеспечивают наилучшую эффективность.

Большие монокристаллические солнечные панели с вращающимися механизмами идеально вписались в пустынные пейзажи. Есть условия для максимальной производительности

Высокие производственные затраты связаны с трудностью ориентации всех кристаллов кремния в одном направлении. Благодаря таким физическим свойствам рабочего слоя максимальная эффективность обеспечивается только при перпендикулярном к поверхности плиты солнечном свете.

Монокристаллические батареи требуют дополнительного оборудования, автоматически поворачивающего их в течение дня, чтобы план панелей был максимально перпендикулярен солнечным лучам.

Слои кремния с односторонне ориентированными кристаллами вырезаются из цилиндрического металлического стержня, так что готовые блоки солнечных элементов выглядят как квадрат со скругленными углами.

К преимуществам аккумуляторов из монокристаллического кремния относятся:

1. Высокий КПД со значением 17-25%.
2. Компактность – меньшая площадь размещения оборудования на единицу мощности, по сравнению с панелями из поликристаллического кремния.
3. Долговечность — достаточная эффективность для производства электроэнергии обеспечивается до 25 лет.

Недостатков у таких аккумуляторов всего два:

1. Высокая стоимость и долгая окупаемость.
2. Чувствительность к загрязнениям. Пыль рассеивает свет, поэтому КПД покрытых ею солнечных панелей резко падает.

Из-за необходимости прямого солнечного света монокристаллические солнечные панели в основном устанавливаются на открытом воздухе или на высоте. Чем ближе местность к экватору и чем больше в ней солнечных дней, тем предпочтительнее установка именно этого типа солнечных батарей.

Поликристаллические солнечные батареи

Панели из поликристаллического кремния (мульти-Si) имеют неравномерный синий цвет из-за разнообразной ориентации кристаллов. Чистота кремния, используемого при их производстве, несколько ниже, чем у монокристаллических аналогов.

Разнонаправленность кристаллов дает высокую эффективность по рассеянному свету — 12-18%. Он ниже, чем у однонаправленных кристаллов, но в пасмурную погоду такие панели более эффективны.

Неоднородность материала также приводит к снижению затрат на производство кремния. Очищенный металл для поликристаллических солнечных панелей заливается в формы без особых ухищрений.

В производстве используются специальные приемы формирования кристаллов, но их направление не контролируется. После охлаждения кремний нарезается на слои и обрабатывается по специальному алгоритму.

Поликристаллические панели не требуют постоянной ориентации на солнце; поэтому для размещения активно используются крыши жилых домов и производственных зданий.

Днем при слабой облачности преимущества солнечных панелей из аморфного кремния не будут заметны, их преимущества раскрываются только при плотной облачности или в тени (+)

К преимуществам многоходовых кристаллических солнечных панелей относятся:

1. Высокая эффективность в условиях окружающего освещения.
2. Возможность стационарной установки на крыше.
3. Более низкая стоимость по сравнению с монокристаллическими панелями.
4. Продолжительность эксплуатации — падение КПД после 20 лет эксплуатации составляет всего 15-20%.

Недостатки поликристаллических панелей также имеются:

1. Снижение эффективности со значением 12-18%.
2. Относительно громоздкий — требует больше места для установки на блок питания по сравнению с монокристаллическими аналогами.

Поликристаллические солнечные панели все больше завоевывают долю рынка среди других кремниевых батарей. Это обеспечивается широкими потенциальными возможностями снижения затрат на их производство. КПД таких панелей тоже увеличивается ежегодно, быстро приближаясь к 20% для массовых изделий.

Солнечные панели из аморфного кремния

Механизм производства солнечных панелей из аморфного кремния принципиально отличается от производства кристаллических фотоэлементов. Здесь используется не чистый неметалл, а его гидрид, горячие пары которого осаждаются на подложку.

В результате этой технологии классические кристаллы не образуются, а себестоимость продукции резко снижается.

Фотогальванические элементы из напыленного аморфного кремния могут крепиться как на гибкую полимерную подложку, так и на жесткую стеклянную пластину

В настоящее время существует уже три поколения панелей из аморфного кремния, каждое из которых значительно повышает эффективность. Если первые солнечные модули имели КПД 4-5%, то сейчас на рынке массово продаются модели второго поколения с КПД 8-9%.

Последние аморфные панели имеют КПД до 12% и уже начинают появляться на рынке, но пока еще достаточно дороги.

Благодаря особенностям данной технологии производства возможно создание слоя кремния как на жесткой, так и на гибкой подложке. Благодаря этому модули аморфного кремния активно используются в гибких тонкопленочных солнечных модулях. А вот варианты с эластичной спинкой намного дороже.

Физическая и химическая структура аморфного кремния позволяет максимально поглощать фотоны слаборассеянного света для выработки электричества. Поэтому такие панели подходят для использования в северных регионах с большими свободными площадями.

Эффективность аккумуляторов на основе аморфного кремния не снижается при высоких температурах, хотя по этому параметру они уступают панелям из арсенида галлия.

При одинаковой стоимости оборудования кремнийгидридные солнечные панели показывают большую производительность, чем их моно- и поликристаллические аналоги (+)

Резюмируя, можно указать на следующие преимущества аморфных солнечных панелей:

1. Универсальность – возможность производить гибкие и тонкие панели, устанавливать батареи на любые архитектурные формы.
2. Высокая эффективность при рассеянном свете.
3. Стабильная работа при высоких температурах.
4. Простота и надежность конструкции. Такие панели практически не ломаются.
5. Сохранение производительности в суровых условиях — меньшее падение производительности на запыленных поверхностях, чем у кристаллических аналогов

Срок службы таких солнечных элементов, начиная со второго поколения, составляет 20-25 лет при падении мощности на 15-20%. К недостаткам панелей из аморфного кремния можно отнести лишь необходимость больших площадей для размещения оборудования необходимой мощности.

Читайте также: Обзор пауэрбанков на солнечных батареях

Обзор бескремниевых устройств

Некоторые солнечные панели из редких и дорогих металлов имеют КПД более 30%. Они во много раз дороже своих кремниевых аналогов, но все же заняли высокотехнологичную торговую нишу благодаря своим особым свойствам.

Солнечные панели из редких металлов

Существует несколько типов солнечных панелей из редкометаллов, и не все они более эффективны, чем модули из монокристаллического кремния.

Однако возможность работы в экстремальных условиях позволяет производителям таких солнечных панелей выпускать конкурентоспособную продукцию и проводить дальнейшие исследования.

Панели из теллурида кадмия активно используются при облицовке зданий в экваториальных и арабских странах, где их поверхность днем ​​нагревается до 70-80 градусов

Основными сплавами, используемыми в производстве фотоэлектрических элементов, являются теллурид кадмия (CdTe), селенид индия-меди-галлия (CIGS) и селенид индия-меди (CIS).

Кадмий — токсичный металл, а индий, галлий и теллур достаточно редки и дороги, поэтому массовое производство солнечных панелей на их основе даже теоретически невозможно.

КПД таких панелей находится на уровне 25-35%, хотя в исключительных случаях может доходить до 40%. Раньше они в основном применялись в аэрокосмической отрасли, но сейчас появилось новое перспективное направление.

Благодаря стабильной работе фотоэлементов из редких металлов при температурах 130-150°С их применяют в солнечных тепловых электростанциях. При этом солнечные лучи от десятков или сотен зеркал концентрируются на небольшой панели, которая одновременно вырабатывает электроэнергию и передает тепловую энергию водяному теплообменнику.

В результате нагрева воды образуется пар, который заставляет турбину вращаться и вырабатывать электроэнергию. Таким образом, солнечная энергия преобразуется в электрическую энергию одновременно двумя способами с максимальной эффективностью.

Полимерные и органические аналоги

Фотоэлектрические модули на основе органических и полимерных соединений начали разрабатывать только в последнее десятилетие, но исследователи уже добились значительных успехов. Наибольший прогресс показывает европейская компания Heliatek, которая уже оснастила несколько многоэтажек органическими солнечными панелями.

Толщина конструкции рулонной пленки HeliaFilm составляет всего 1 мм.

При производстве полимерных панелей используются такие вещества, как углеродные фуллерены, фталоцианин меди, полифенилен и другие. КПД таких солнечных элементов уже достигает 14-15%, а себестоимость производства в несколько раз меньше, чем у кристаллических солнечных панелей.

Остро стоит вопрос о периоде распада органической рабочей силы. Достоверно подтвердить уровень эффективности после нескольких лет эксплуатации пока не удается.

Преимущества органических солнечных панелей:

• возможность экологически безопасной утилизации;
• низкие производственные затраты;
• гибкий дизайн.

К недостаткам таких фотоэлементов можно отнести относительно низкий КПД и отсутствие достоверной информации об условиях стабильной работы панелей. Не исключено, что через 5-10 лет все недостатки органических солнечных элементов исчезнут, и они станут серьезными конкурентами кремниевых пластин.

Какую солнечную панель выбрать?

Выбор солнечных батарей для загородных домов на широте 45-60° не представляет сложности. Здесь стоит рассмотреть только два варианта: поликристаллические и монокристаллические кремниевые панели.

При недостатке места лучше предпочесть более производительные модели с односторонней ориентацией кристаллов; при неограниченном радиусе действия рекомендуется покупать поликристаллические батареи.

Ориентироваться на прогнозы аналитических компаний по развитию рынка солнечных панелей не стоит, ведь их лучшие образцы, возможно, еще не придуманы

Конкретного производителя, необходимую мощность и дополнительное оборудование лучше выбрать при участии менеджеров компаний, занимающихся продажей и установкой такого оборудования. Следует знать, что качество и цена солнечных модулей от крупнейших производителей мало чем отличаются.

Следует помнить, что при заказе комплекта оборудования под ключ стоимость самих солнечных панелей составит всего 30-40% от общей суммы. Срок окупаемости таких проектов составляет 5-10 лет и зависит от уровня энергопотребления и возможности реализации излишков электроэнергии в городскую сеть.

Некоторые умельцы предпочитают устанавливать солнечные батареи своими руками. На нашем сайте есть статьи с подробным описанием технологии производства таких панелей, их подключения и обустройства систем солнечного отопления .

 

В чем же разница между монокристаллом и поликристаллом?

Разница между монокристаллическими и поликристаллическими элементами (или «ячейками», как их часто называют) определяется процессом их изготовления. Монокристаллические солнечные элементы изготавливаются из одного кристалла.

Они более однородны — как по внешнему виду, так и по техническим свойствам. Поликристаллические элементы состоят из блоков кристаллов кремния, которые можно увидеть при ближайшем рассмотрении.

Основные отличия модулей

Параметр	Монокристаллические солнечные элементы	Поликристаллические солнечные элементы
Кристальная структура	Все кристаллы ориентированы в одном направлении, кристаллические зерна параллельны	Кристаллы ориентированы в разные стороны, кристаллические зерна не параллельны
Технология производства	Цилиндры из монокристаллического кремния разрезаются на пластины, затем пластины разрезаются на почти квадратную форму	Поликристаллические заготовки прямоугольной формы разрезают на пластины.
Производственные температуры	1400°С	800~1000°К
Форма	Прямоугольная, со срезанными углами (квазипрямоугольная)	Прямоугольные или квадратные, разные формы
Толщина	<=300 мкм	300~500 мкм
Цвет1	Черный	Темно-синий
Эффективность	15% ~ 23%	12%~17%
Стабильность параметра	Высокая стабильность	Высокая стабильность, но ниже, чем у монокристаллических ячеек
Цена2	Относительно высокая	Относительно высокий, но ниже, чем для монокристаллических ячеек
Погашение энергии	2 года	2~3 года

• Ноты:
  На элементы наносится просветляющее и просветляющее покрытие, а монокристаллические элементы в солнечных панелях могут иметь темно-синий цвет. Поликристаллические элементы могут иметь разные оттенки синего и синего цвета
• Цена в последние годы значительно снижена, поэтому разница в цене на кристаллические и тонкопленочные элементы минимальна.

Итак, какой тип кристалла работает лучше всего? На этот вопрос нет простого ответа. В целом, используя монокристаллические модули, можно получить больше энергии на единицу площади за счет более высокого КПД этих элементов. Но если сравнивать модули одинаковой мощности (а именно так обычно и сравнивают модули, потому что платят за ватты, а не за площадь модулей), то однозначного ответа нет.

Многое зависит от производителя солнечных батарей – чем лучше солнечная батарея, тем лучше она будет работать и генерировать больше энергии. Выбор известного и надежного производителя элементов иногда важнее выбора производителей (установщиков) панелей.

Какие модули выбрать?

Чем крупнее и чище кристалл кремния, из которого сделаны солнечные элементы, тем они эффективнее. В результате монокристаллические модули примерно на 10-15% эффективнее поликристаллических модулей того же размера.

С другой стороны, поликристаллические модули часто рекламируются как менее эффективные. Однако цена за ватт на 10% дешевле, чем у монокристаллических солнечных панелей.

Есть мнение, что поликристаллические модули лучше работают при слабом освещении, даже проводятся сравнительные тесты, которые якобы это подтверждают. Однако все эти сравнения являются частными случаями, когда сравниваются конкретные модули конкретных производителей. В этом случае результат при сравнении других модулей может быть прямо противоположным.

Однозначной зависимости мощности модуля от типа кристалла нет. Чтобы получить от солнечной панели максимум энергии, нужно выбирать панель с качественными элементами от надежных производителей, а не кристаллического типа. Хотя, конечно, в теории монокристаллические модули обладают более стабильными свойствами и имеют более высокий КПД.

В настоящее время стоимость поликристаллических модулей лишь немного ниже стоимости монокристаллических модулей. С другой стороны, поликристаллические модули деградируют быстрее, чем монокристаллические. Цифры типичной деградации различных модулей приведены в статье «Срок службы фотоэлектрических модулей«.

Вот еще мнение одного из продавцов, который рекомендует поликристаллические модули. Наш комментарий под видео.

Это верно, но только для стандартных поли- и монокристаллических модулей. В 2020 и особенно в 2021 году на массовый рынок вышли новые технологии солнечных батарей (о них рассказано в нашей статье «Современные солнечные элементы и модули»), и они в корне меняют типичные представления о моно- и поликристаллических солнечных модулях.

Современные покупатели уже не охотятся за самыми дешевыми солнечными модулями, для крупных солнечных проектов важна максимальная отдача за время жизни солнечной батареи. Это заставило производителей сосредоточиться на улучшении параметров солнечных модулей, и для этого подходят именно монокристаллические элементы.

Практически все новые технологии в производстве солнечных элементов реализованы на монокристалле. И именно они массово вышли на рынок в 2020-х годах, что в свою очередь привело к значительному удешевлению монокристаллических солнечных модулей.

Сейчас разница в цене продажи моно- и поликристаллических панелей составляет от 1/10 цента (между стандартными поли- и монокристаллическими панелями) до 2-3 центов (стандартные поли- и современные высокоэффективные солнечные элементы с разницей КПД 25-30%) за штуку модуль пиковой мощности. Это сделало очевидный выбор в пользу современных монокристаллических элементов и модулей.

Итак, какие солнечные батареи лучше?

В 2021 году однозначный ответ — современный монокристалл. Хотя окончательный ответ зависит от требований вашего проекта, поликристаллические модули проигрывают монокристаллическим модулям в подавляющем большинстве случаев.

Это привело к постепенному замещению поликристаллических модулей на рынке новыми монокристаллическими модулями, особенно с элементами n-типа (см ниже диаграмму доли технологий солнечных элементов на рынке).

Даже на рынке солнечной энергии на крыше все большее значение приобретает максимальное производство солнечной энергии. Прошли те времена, когда солнечные панели устанавливались на небольшой части крыши и такой показатель, как мощность или выработка энергии на единицу площади солнечной панели, был неважен.

Сейчас потребитель старается получить максимальную мощность со всей полезной площади кровли, поэтому выбор для потребителя – самые современные модули с максимальным КПД и мощностью на установленный ватт в течение всего срока службы. И здесь однозначно выигрывают новые технологии, реализованные на основе монокристалла.

Поликристалл остался только в старых проектах с ограниченным бюджетом, его также выбирают покупатели, очень ограниченные либо в выборе, либо в деньгах. Хотя повторимся — разница в стоимости сейчас минимальна.

Монокристаллические солнечные панели (особенно PERC, гетероструктура, топкон и др.) идеально подходят для мест с ограниченным пространством — небольших крыш или ограниченного пространства, освещаемого прямыми солнечными лучами в течение дня.

Они производят больше энергии на единицу площади. Более того, эти солнечные панели имеют более низкий температурный коэффициент по сравнению с мультикристаллическими модулями (имеет смысл сравнивать модули одного производителя и одного поколения. Например, для модулей JA Solar из монокристалла температурный коэффициент составляет -0,41%/К и для поликристаллических — 0,45 %/К).

Как видно из приведенного выше графика, большая часть производства на сегодняшний день перешла от недорогих поликристаллических модулей к монокристаллическим PERC. Мы говорили об этом еще в 2016 году, когда писали первый черновик нашего Руководства покупателя солнечной энергии.

Рынок выбрал монокристалл PERC, потому что чаще всего ценовое преимущество поликристалла не перевешивает преимущество большей эффективности монокристалла. В тренде современного рынка уже не только стоимость, но и эффективность солнечных батарей.

Это также объясняется тем, что цена разных технологий солнечных панелей все меньше отличается друг от друга, при этом абсолютно все технологии дешевеют из года в год. Например, поликристаллический модуль всего на 10 % дешевле, чем монокристаллический модуль PERC.

Солнечные элементы n-типа и p-типа

В последнее время на рынке все чаще стали появляться модули с элементами n-типа. Мы писали о различиях типов солнечных элементов в модулях PERC, статью про пробой и про потенциал-индуцированный пробой.

В целом солнечные элементы n-типа:

1. Имеет меньшую деградацию, вызванную потенциалом (потери ФИД)
2. Они имеют меньшую деградацию, вызванную освещением (потеря LID). Даже через 25 лет солнечные панели с n-ячейками дают тот же эффект, что и в начале эксплуатации. Это подтверждают модули, которые мы ранее продавали и производились краснодарским заводом «Солнечный ветер».
3. Более высокая производительность (т.е выработка кВтч в течение года)
4. Вы можете создавать двухсторонние модули, которые имеют более высокую удельную мощность. Задняя поверхность может обеспечить прирост мощности от 5 до 30%.

Например, модули из Краснодара имеют около 50% мощности с тыльной стороны фронта, но так как с тыльной стороны модули освещаются только отраженным светом (от снега, светлого песка, грунта и т.д.), то реальный прирост мощности для двухсторонних модулей составляет 10-15%.

Курьезы солнечной энергетики

В свете вышесказанного особенно забавно выглядят так называемые «обзоры», найденные на YouTube.

Автор сравнивает модули разных поколений. Моно — с 2 шинами, поли — с 3 шинами. При переходе от 2-х к 3-м шинам, а также при переходе на стандартные теперь 4-х токосъемные шины КПД солнечных элементов увеличивается на несколько процентов.

Следовательно, разница в мощности связана не с типом кристалла, а с генерацией и качеством солнечных элементов. Также источник солнечных элементов неизвестен бренду, который «обзорывает» автор, и от партии к партии могут использоваться элементы от разных производителей.

Иногда в интернете можно прочитать такую ​​»чушь»:

Наиболее эффективны в пасмурную погоду батареи из поликристаллического кремния, хорошо поглощающие не только прямое солнечное излучение, но и рассеянный свет, проникающий сквозь облака.

Это связано с тем, что кристаллы кремния в поликристаллических ячейках ориентированы не упорядоченно, а хаотично, что, с одной стороны, снижает эффективность батареи при прямом солнечном свете, а с другой — несколько снижает ее при рассеянном свете, что характерно для пасмурной погоды.

Разумеется, различная ориентация кристаллов не влияет на преобразование рассеянного света. Автор этих строк понятия не имеет, как работает солнечная батарея. Нет никаких доказательств того, что поликристаллические элементы лучше преобразуют рассеянный свет, чем монокристаллические.

Между работой элементов p-типа и n-типа можно увидеть больше различий, чем между одиночными и поликристаллическими. Разница в работе солнечных элементов при разном освещении в основном определяется качеством изготовления и технологии, а не типом кристалла.

Существуют определенные поликристаллические модули, которые работают лучше, чем определенные монокристаллические модули. Который, в свою очередь, может работать лучше, чем другие поликристаллы. Как обычно, чем крупнее и известнее производитель, тем предсказуемее результат и выше качество.

 

Именно поэтому мы всегда рекомендуем к покупке известные и проверенные бренды солнечных батарей. Все они перечислены в нашем интернет-магазине в разделе «Солнечные батареи», а также на нашем сайте в разделе «Солнечные батареи«.