Güneş panellerinin türleri: panellerin seçimi için tasarımların ve ipuçlarının karşılaştırmalı bir genel görünümü

Alternatif enerji, vaadinin sonuçlarını gösteren Avrupa'da mümkün olduğunca gelişiyor. Yeni tip güneş panelleri ortaya çıkıyor, verimlilikleri artıyor.

Endüstriyel bir binanın veya güneşin enerjisi nedeniyle tesislerin çalışmasını sağlamak istiyorsanız, önce ekipmandaki farklılıkları öğrenmeli, hangi güneş panellerinin belirli bir bölgenin iklim koşulları için uygun olduğunu anlamalısınız.

Bu sorunu anlamaya yardımcı olacağız. Makale, fotovoltaik konvertörlerin çalışma prensibini açıklar, farklı güneş panellerine ilişkin özellikleri, avantajları ve dezavantajlarını gösteren bir genel bakış sağlar. Malzemeyi okuduktan sonra, etkili bir güneş sistemi düzenlemek için doğru seçimi yapabilirsiniz.

Güneş panellerinin çalışma prensibi

Güneş panellerinin büyük çoğunluğu fiziksel olarak fotovoltaik dönüştürücülerdir. Elektrik üreten etki, yarı iletken pn bileşkesinde meydana gelir.

Güneş panellerinin maliyetinin temelini oluşturan silikon gofrettir, ancak 24 saat elektrik kaynağı olarak kullanıldığında, ek olarak pahalı piller satın almanız gerekecektir.

Panel, farklı özelliklere sahip iki silikon gofretten oluşur. Birindeki ışığın etkisi altında, elektron eksikliği ve diğerinde - fazlalıkları vardır. Her plaka voltaj dönüştürücülere bağlanan bakır iletken şeritlere sahiptir.

Endüstriyel bir güneş paneli, birbirine bağlanmış ve esnek veya sert bir alt tabaka üzerine monte edilmiş birçok lamine fotovoltaik hücreden oluşur.

Ekipmanın verimliliği büyük ölçüde silikonun saflığına ve kristallerinin yönüne bağlıdır. Mühendislerin son on yıllarda geliştirmeye çalıştıkları bu parametrelerdir.Bu durumda ana problem, silikonun saflaştırılmasının ve kristallerin panel boyunca bir yönde konumlandırılmasının altında yatan işlemlerin yüksek maliyetidir.

Her yıl, çeşitli güneş panellerinin maksimum verimliliği artmaktadır, çünkü yeni fotovoltaik malzemeleri araştırmak için milyarlarca dolar yatırım yapılmaktadır (+)

Fotoelektrik dönüştürücülerin yarı iletkenleri sadece silikondan değil, aynı zamanda diğer malzemelerden de yapılabilir - pil prensibi değişmez.

Fotoelektrik Konvertör Çeşitleri

Endüstriyel güneş panelleri tasarım özellikleri ve çalışan fotovoltaik tabakanın tipine göre sınıflandırılır.

Cihaz türüne göre bu tip piller vardır:

• esnek paneller;
• katı modüller.

Esnek ince film paneller, montaj çok yönlülüğü nedeniyle pazarda giderek daha büyük bir niş işgal etmektedir, çünkü bunları çeşitli mimari formlara sahip çoğu yüzeye monte edebilirsiniz.

Güneş panellerinin gerçek özellikleri genellikle talimatlarda belirtilenlerden daha düşüktür. Bu nedenle, onları evde kurmadan önce, benzer bir tamamlanmış projeyi kendiniz görmeniz önerilir

Çalışan fotovoltaik tabakanın tipine göre, güneş pilleri bu çeşitlere ayrılır:

1. Silikon: monokristalin, polikristalin, amorf.
2. Tellür kadmiyum.
3. İndiyum-bakır-galyum selenide dayanmaktadır.
4. Polimer.
5. Organik.
6. Galyum arsenide dayanmaktadır.
7. Kombine ve çok katmanlı.

Genel tüketiciyi ilgilendiren her tür güneş paneli değil, sadece ilk iki kristal alttürdür.

Diğer bazı panel türleri yüksek verime sahip olsa da, yüksek maliyet nedeniyle yaygın olarak kullanılmazlar.

Silikon fotovoltaik hücreler ısıya oldukça duyarlıdır. Güç üretimini ölçmek için temel sıcaklık 25 ° C'dir. Bir derece artırıldığında, panellerin verimliliği% 0,45-0,5 azalır.

Daha sonra, tüketicinin ilgisini en fazla çeken güneş panelleri detaylı olarak incelenecektir.

Silikon esaslı panellerin özellikleri

Güneş panelleri için silikon kuvars tozu ezilmiş kuvars kristallerinden yapılır. En zengin hammadde yatakları Batı Sibirya ve Orta Urallardadır, bu nedenle bu güneş enerjisi alanı için olasılıklar neredeyse sınırsızdır.

Şimdi bile, kristalin ve amorf silikon paneller zaten pazarın% 80'inden fazlasını işgal ediyor. Bu nedenle, onları daha ayrıntılı olarak ele almaya değer.

Monokristalin silikon paneller

Modern tek kristal silikon gofretler (mono-Si) tüm yüzey üzerinde tekdüze koyu mavi bir renge sahiptir. Üretimleri için en saf silikon kullanılır. Tüm silikon gofretler arasında monokristal fotoseller en yüksek fiyata sahiptir, ancak aynı zamanda en iyi verimliliği sağlar.

Döner mekanizmalı büyük monokristal güneş panelleri çöl manzaralarına mükemmel uyum sağlar. Maksimum üretkenlik için koşullar sağlar.

Yüksek üretim maliyeti, tüm silikon kristallerini bir yöne yönlendirmenin zorluğundan kaynaklanmaktadır. Çalışma tabakasının bu tür fiziksel özelliklerinden dolayı, maksimum güneş ışığı sadece güneş ışığı plakanın yüzeyine dik olduğunda sağlanır.

Monokristalli piller, panellerin düzleminin güneş ışınlarına mümkün olduğunca dik olması için gün boyunca otomatik olarak dönen ek ekipman gerektirir.

Tek taraflı yönlendirilmiş kristallere sahip silikon katmanlar silindirik bir metal çubuktan kesilir, bu nedenle bitmiş fotovoltaik bloklar yuvarlak bir kare köşe şeklindedir.

Tek kristal silikon pillerin avantajları şunları içerir:

1. Yüksek verimlilik % 17-25 değerinde.
2. yoğunluk - polikristalin silikon panellere kıyasla, birim güç başına daha küçük bir ekipman yerleştirme alanı.
3. dayanıklılık - 25 yıla kadar yeterli güç üretim verimliliği sağlanır.

Bu tür pillerin sadece iki dezavantajı vardır:

1. Yüksek maliyet ve uzun geri ödeme.
2. Kirliliğe duyarlılık. Toz ışığı saçar, bu nedenle onunla kaplı güneş panellerinin verimliliği keskin bir şekilde azalır.

Doğrudan güneş ışığı ihtiyacı nedeniyle, tek kristaller güneş panelleri monte esas olarak açık alanlarda veya yüksekliklerde. Alan ekvatora ne kadar yakınsa ve günleri ne kadar güneşli olursa, bu tür fotovoltaik hücrelerin kurulumu daha çok tercih edilir.

Polikristal Güneş Panelleri

Polikristalin silikon paneller (multi-Si), kristallerin çok yönlü oryantasyonu nedeniyle düzensiz bir mavi renge sahiptir. Üretimlerinde kullanılan silikonun saflığı, tek kristalli analoglarınkinden biraz daha düşüktür.

Kristallerin çok yönlülüğü, dağınık ışık ile yüksek verim sağlar -% 12-18. Tek yönlü kristallerden daha düşüktür, ancak bulutlu koşullarda bu paneller daha etkilidir.

Malzemenin heterojenliği de silikon üretim maliyetinde bir azalmaya yol açar. Polikristalin güneş panelleri için saflaştırılmış metal, özel numaralar olmadan kalıplara dökülür.

Üretimde, kristalleri oluşturmak için özel teknikler kullanılır, ancak yönelimleri kontrol edilmez. Soğutulduktan sonra silikon katmanlar halinde kesilir ve özel bir algoritmaya göre işlenir.

Polikristal paneller güneşe karşı sürekli yönlendirme gerektirmez, bu nedenle evlerin ve endüstriyel binaların çatıları yerleştirilmeleri için aktif olarak kullanılır.

Gün boyunca hafif bulutlu, amorf silikon güneş panellerinin avantajları fark edilmeyecek, avantajları sadece yoğun bulutlar veya gölgede ortaya çıkacaktır (+)

Çok yönlü kristallere sahip güneş panellerinin avantajları şunları içerir:

1. Yüksek performans ortam ışığında.
2. Sabit kurulum imkanı binaların çatılarında.
3. Düşük maliyet monokristal panellerle karşılaştırıldığında.
4. Çalışma süresi - 20 yıllık operasyondan sonra verimlilikteki düşüş sadece% 15-20'dir.

Polikristalin panellerin dezavantajları da mevcuttur:

1. Düşük verimlilik % 12-18 değerinde.
2. Bağıl hacim - tek kristal muadillerine göre birim güç başına kurulum için daha fazla alan gerektirir.

Polikristalin güneş panelleri, diğer silikon piller arasında artan bir pazar payı kazanmaktadır. Bu, üretim maliyetlerini azaltmak için geniş potansiyel fırsatlar ile sağlanmaktadır. Bu tür panellerin verimliliği de her yıl artıyor ve seri ürünler için hızla% 20'ye yaklaşıyor.

Amorf Silikon Güneş Panelleri

Amorf silikon güneş panellerinin üretimi için mekanizma, kristalin fotovoltaik hücrelerin üretiminden temel olarak farklıdır. Burada saf metal olmayan değil, sıcak buharları substrat üzerinde biriken hidrit kullanılır.

Bu teknolojinin bir sonucu olarak, klasik kristaller oluşmaz ve üretim maliyetleri keskin bir şekilde azalır.

Çöktürülmüş amorf silikon fotoseller hem esnek bir polimer substrat üzerine hem de sert bir cam tabaka üzerine monte edilebilir

Şu anda, amorf silikondan yapılmış üç nesil panel var, bunların her birinde verimlilik önemli ölçüde arttı. İlk fotovoltaik modüller% 4-5 verimliliğe sahipse, şimdi% 8-9 verimliliğe sahip ikinci nesil modeller kitlesel olarak piyasada satılmaktadır.

En son gelişmenin amorf panelleri% 12'ye kadar bir verime sahiptir ve zaten satışa çıkmaya başlamaktadır, ancak yine de oldukça pahalıdırlar.

Bu üretim teknolojisinin özellikleri nedeniyle, hem sert hem de esnek bir alt tabaka üzerinde bir silikon tabaka oluşturmak mümkündür. Bu nedenle amorf silikon modüller esnek ince film güneş modüllerinde aktif olarak kullanılmaktadır. Ancak elastik sırtlı seçenekler çok daha pahalıdır.

Amorf silikonun fizikokimyasal yapısı, elektrik üretmek için zayıf saçılan ışığın fotonlarının maksimum emilimine izin verir. Bu nedenle, bu tür paneller geniş boş alanlara sahip kuzey bölgelerinde kullanım için uygundur.

Amorf silikon bazlı pillerin verimliliği, yüksek sıcaklıklarda bile azalmaz, ancak bu parametrede galyum arsenit panellerine göre daha düşüktür.

Aynı ekipman maliyetiyle, silikon hidrit güneş panelleri tekli ve polikristalin analoglarından daha yüksek performans gösterir (+)

Özetlemek gerekirse, amorf güneş panellerinin aşağıdaki avantajlarını gösterebiliriz:

1. çok yönlülük - Esnek ve ince paneller üretme, pilleri herhangi bir mimari forma monte etme yeteneği.
2. Yüksek verimlilik ortam ışığında.
3. Kararlı çalışma yüksek sıcaklıklarda.
4. Tasarımın sadeliği ve güvenilirliği. Bu tür paneller pratik olarak kırılmaz.
5. Zor koşullarda performansın korunması - tozlu yüzeylerde kristal analoglara göre daha az performans düşüşü

Bu tür fotovoltaik hücrelerin ikinci nesilden başlayarak hizmet ömrü% 15-20'lik bir güç düşüşüyle ​​20-25 yıldır. Amorf silikon panellerin dezavantajları, sadece gerekli gücün ekipmanını barındırmak için daha büyük alanlara olan ihtiyacı içerir.

Silikon içermeyen cihazlara genel bakış

Nadir ve pahalı metaller kullanılarak yapılan bazı güneş panellerinin verimliliği% 30'dan fazladır. Silikon muadillerinden kat kat daha pahalıdırlar, ancak yine de özel özellikleri sayesinde yüksek teknoloji ticaret nişini işgal etmişlerdir.

Nadir metal güneş panelleri

Nadir metallerden yapılmış çeşitli güneş paneli türleri vardır ve bunların hepsi tek kristalli silikon modüllerinden daha yüksek bir verime sahip değildir.

Bununla birlikte, aşırı koşullarda çalışma yeteneği, bu tür güneş panelleri üreticilerinin rekabetçi ürünler üretmesine ve daha fazla araştırma yapmasına izin verir.

Kadmiyum tellür panelleri, yüzeylerinin öğleden sonra 70-80 dereceye kadar ısındığı ekvatoral ve Arap ülkelerinde binalarla yüzleşmek için aktif olarak kullanılmaktadır.

Fotovoltaik hücrelerin üretimi için kullanılan ana alaşımlar kadmiyum tellür (CdTe), indiyum bakır galyum selenid (CIGS) ve indiyum bakır seleniddir (CIS).

Kadmiyum toksik bir metaldir ve indiyum, galyum ve tellür oldukça nadir ve pahalıdır, bu nedenle bunlara dayalı güneş panellerinin seri üretimi teorik olarak bile imkansızdır.

Bu tür panellerin verimliliği% 25-35 seviyesindedir, ancak istisnai durumlarda% 40'a kadar ulaşabilir. Daha önce, çoğunlukla uzay endüstrisinde kullanıldılar, ancak şimdi yeni bir umut verici yön ortaya çıktı.

Nadir metal güneş pillerinin 130-150 ° C sıcaklıklarda stabil çalışması nedeniyle, güneş enerjisi termik santrallerinde kullanılırlar. Bu durumda, onlarca veya yüzlerce aynadan gelen güneş ışınları, aynı anda elektrik üreten ve termal enerjinin su ısı eşanjörüne aktarılmasını sağlayan küçük bir panel üzerinde konsantre edilir.

Suyu ısıtmanın bir sonucu olarak, türbinin dönmesine ve elektrik üretmesine neden olan buhar oluşur. Böylece, güneş enerjisi maksimum verimle eşzamanlı olarak iki şekilde elektrik enerjisine dönüştürülür.

Polimer ve organik analogları

Organik ve polimer bileşiklerine dayanan fotovoltaik modüller sadece son on yılda geliştirilmeye başlandı, ancak araştırmacılar zaten önemli ilerleme kaydetti. Avrupa şirketi en ilerlemesini gösteriyor HeliatekOrganik güneş panelleri ile çok sayıda yüksek katlı binaya sahipti.

Rulo tipi film yapısının kalınlığı HeliaFilm sadece 1 mm'dir.

Polimer panellerin imalatında karbon fullerenler, bakır ftalosiyanin, polifenilen ve diğerleri gibi maddeler kullanılır. Bu tür güneş pillerinin verimliliği zaten% 14-15'e ulaşır ve üretim maliyeti kristal güneş panellerinden birkaç kat daha azdır.

Organik çalışma tabakasının bozunma periyodu sorunu akut. Şimdiye kadar, birkaç yıl çalıştıktan sonra verimlilik seviyesini güvenilir bir şekilde doğrulamak mümkün değildir.

Organik güneş panellerinin faydaları:

• çevre dostu imha olasılığı;
• düşük üretim maliyeti;
• esnek tasarım.

Bu tür fotosellerin dezavantajları, nispeten düşük verimlilik ve panellerin kararlı çalışması dönemleri hakkında güvenilir bilgi eksikliğini içerir. 5-10 yıl içinde organik güneş pillerinin tüm dezavantajlarının ortadan kalkması ve silikon gofretler için ciddi rakipler haline gelmesi mümkündür.

Hangi güneş paneli seçilir?

45-60 ° enlemdeki kır evleri için güneş panellerinin seçimi zor değildir. Burada, sadece iki seçeneği düşünmeye değer: polikristalin ve tek kristal silikon paneller.

Alan sıkıntısı varsa, kristallerin tek taraflı yönlendirmesi ile daha verimli modelleri tercih etmek daha iyidir, sınırsız bir alanla polikristalin piller satın almanız önerilir.

Güneş paneli pazarının gelişimi için analitik şirketlerin tahminlerine güvenmemelisiniz, çünkü en iyi örnekleri henüz icat edilmemiş olabilir

Belirli bir üretici, gerekli kapasite ve ek ekipmanı seçmek, bu tür ekipmanların satışı ve kurulumuna katılan şirketlerin yöneticilerinin katılımıyla daha iyidir. En büyük üreticilerdeki fotovoltaik modüllerin kalitesinin ve fiyatının çok az farklı olduğunun farkında olmalısınız.

Anahtar teslim bir ekipman seti sipariş ederken, güneş panellerinin maliyetinin toplamın sadece% 30-40'ı olacağını lütfen unutmayın. Bu tür projelerin geri ödeme süreleri 5-10 yıldır ve enerji tüketim seviyesine ve şehir şebekesine artı elektrik satma olasılığına bağlıdır.

Bazı ustalar güneş panellerini kendi elleriyle monte etmeyi tercih ediyorlar. Sitemizde, bu tür panellerin üretim teknolojisinin detaylı bir açıklaması, bağlantıları ve ısıtma güneş sistemlerinin düzenlenmesi ile ilgili makaleler bulunmaktadır.

Kendinizi tanımanızı öneririz:

1. Kendi elinizle bir güneş pili nasıl yapılır: kendi kendine montaj talimatı
2. Güneş ısıtma sistemleri: güneş sistemlerine dayalı ısıtma teknolojisinin analizi
3. Güneş panelleri için bağlantı şeması: kontrolöre, bataryaya ve servis verilen sistemlere

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Sunulan videolar, çeşitli güneş panellerinin gerçek koşullarda çalışmasını göstermektedir. Ayrıca, ilgili ekipmanı seçme konularını anlamaya yardımcı olacaklar.

Güneş panelleri ve ilgili ekipmanı seçme kuralları:

Güneş paneli türleri:

Tek kristal ve polikristalin panellerin testi:

Nüfus ve küçük sanayi tesisleri için kristalin silikon panellere gerçek bir alternatif yoktur. Ancak yeni tip güneş panellerinin gelişme hızı, yakında güneş enerjisinin birçok ülke evinde ana elektrik kaynağı olacağını ummamızı sağlar.

Yorum yapmak, soru sormak ve tartışmalara katılmak için güneş panelleri seçme ve kullanma konusuyla ilgilenen herkese sunuyoruz. İletişim formu alt blokta bulunur.