Наразі доступний такий вид альтернативної енергії, як сонячна. За допомогою розміщення спеціальних сонячних батарей можна отримувати електрику, яка повністю зможе покрити усі ваші енерговитрати. Але тут однієї батареї буде недостатньо, знадобиться ціла система. Кількість панелей залежить від їх потужності, типу та споживаної кількості енергії. Перед тим як придбати власну сонячну електростанцію, ознайомтеся з видами сонячних батарей і виберіть для себе оптимальний.
Що таке сонячна батарея
Головне завдання сонячної батареї – це перетворити сонячне світло на електроенергію. Тобто за рахунок встановлення кількох конструкцій можна забезпечити будинок струмом, не вдаючись до використання загальної електромережі. Сонячні панелі є екологічно чистим способом перетворення світла на струм, при цьому вони видають найвищий показник ефективності на відміну від інших альтернативних джерел енергії.
Панель представлена у вигляді прямокутника. Розмір панелі схожий на шифер. Це найпоширеніший тип. На ній розміщено 36 елементів, які вкриті фотоплівкою чи склом. За допомогою з’єднання та спеціальних тунелів вільні електрони, що утворюються під дією сонячного світла, пересуваються та накопичуються у вигляді постійного струму в акумуляторі. Коли там збирається необхідна кількість струму, він за допомогою інвертора переробляється на змінний з необхідною напругою 220В. Але щоб забезпечити будинок електроенергією повністю або частково, знадобиться кілька таких сонячних панелей. Важливим елементом системи є кріплення для сонячних панелей.
Види кремнієвих батарей
Найбільш популярними є кремнієві батареї. Вони відрізняються довговічністю та якісною роботою. Їх розрізняють два види: монокристалічні та полікристалічні.
Монокристалічні
Такий вид батарей відноситься до найдорожчих, тому що вони виготовляються з високоякісних матеріалів за дотримання складного технологічного процесу. Головним матеріалом служить шар із спеціально вирощених кристалів кремнію. Готові панелі являють собою бруски з кремнієвими ґратами темно-синього кольору із закругленими краями. У процесі виробництва модуль розрізають більш тонкі пластини.
В результаті використання якісної сировини та складного процесу виробництва кремнієві монокристалічні панелі досягають найвищих показників продуктивності (ККД до 25%), а також відрізняються тривалим терміном експлуатації з мінімальним відсотком деградації (близько 5% за 25 років). Високий показник ефективності досягається за рахунок використання всієї поверхні модуля, навіть захоплюючи розсіяне сонячне світло.
Незважаючи на дорожнечу монокристалічних конструкцій, вони швидше за себе окупають. Крім того, через високу потужність і продуктивність їх можна використовувати в меншій кількості, тим самим економлячи на площі. Однак потрібно постійно їх доглядати, оскільки найменше забруднення або затемнення призводить до істотного зниження вироблення.
Полікристалічні
У виробництві полікристалічних модулів бере участь кілька кристалів. За своїми якостями вони поступаються монокристалічними. По-перше, це пов’язано з використанням низькоякісного кремнію, а по-друге, з більш простим процесом виробництва. В їх основу закладено матеріал, отриманий при переробці непридатних монокристалічних батарей і залитий у форми, тому батареї мають неоднорідний колір синього відтінку.
Сонячні панелі з полікристалів досить тонкі, але через меншу продуктивність їх потрібно більше, щоб забезпечити себе необхідною кількістю енергії. Але, незважаючи на суттєві мінуси, полікристалічні сонячні батареї мають велику популярність. Це пов’язано з тим, що вони менш вибагливі до захоплення сонячного світла і працюють із більшою віддачею у похмуру погоду. Крім того, з кожним роком інженери працюють над підвищенням величини ККД полікристалічних модулів, що незабаром наблизить їх до показника 20-22%.
Види плівкових батарей
Тепер розглянемо види сонячних батарей плівкового типу. Плівкова панель нещодавно з’явилася у сфері отримання альтернативної сонячної енергії. На сьогоднішній день вони не користуються великою популярністю, в тому числі через високу вартість, але мають свої переваги. Вони бувають кількох типів. Розглянемо кожен із них: на основі телуриду кадмію та на основі Cigs.
На основі телуриду кадмію
Перший тип плівкової сонячної панелі виготовлений на основі телуриду кадмію. Це рішення виправдане високим рівнем поглинання кадмієм сонячного світла. Ще кілька десятків років тому кадмій активно застосовувався в космосі, але ніяк не для домашнього використання, тому що він має високий ступінь отруйності. Але при користуванні сонячними панелями він не становить загрози для людського здоров’я. Усі випари, отримані за його активації сонячної радіацією, йдуть у атмосферу.
На основі CIGS
Другим представником плівкових сонячних батарей є панелі на основі використання CIGS. Це напівпровідник, який складається з таких елементів як галій, мідь, індій та селен. Вони мають схожу структуру з кадмієвими панелями, гнучкі та відрізняються широким способом застосування. Сонячна панель на основі напівпровідника CIGS використовується в космічних супутниках, при виробництві рідкокристалічних моніторів або портативних туристичних пристроїв для отримання енергії.
Плівкова панель на основі галію – це новий напрямок у сфері джерел живлення. На відміну від кадмієвих батарей, ефективність їх роботи досить висока, від 15 до 20%, тому вони складають пряму конкуренцію монокристалічним батареям. Якщо науково-дослідним центрам вдасться знизити собівартість виробництва таких панелей, вони зможуть стати лідерами над ринком цієї продукції.
Амфорні батареї
Ще одним типом сонячних батарей є амфорні модулі. Така сонячна батарея виготовляється з амфорного кремнію та відрізняється від стандартних кремнієвих батарей способом виготовлення. Тут використовується не чиста сировина, а її гібрид, а якщо бути точніше, то гарячі пари, які беруть в облогу підкладку. Принцип більше нагадує виробництво плівкових батарей. Результатом подібної роботи стають готові сонячні панелі, проте при цьому не потрібно вирощувати кристали, що різко скорочує час і витрати на виробництво. Основним матеріалом виступає силан.
Сьогодні на ринку сонячних панелей амфорні модулі представлені трьома поколіннями. Основна різниця між панелями полягає у ефективності їх роботи. Якщо перший варіант сонячної панелі був випущений із заявленими характеристиками ККД максимум 5%, друге покоління досягло 9%, то на сьогоднішній день їхній показник уже дорівнює 12%. Вони не такі поширені, оскільки залишаються в ціні гранично дорогими, але при цьому поступаються продуктивністю кремнієвим сонячним панелям.
Особливі характеристики амфорних батарей:
- Можливість застосовувати гнучку панель на будь-яких ділянках, будовах чи архітектурних об’єктах.
- Стабільна робота за критично високих показників температури.
- Довгий термін служби – до 25 років.
- Невисокий відсоток ККД.
- Найкраща продуктивність нарівні з іншими панелями при розсіяному сонячному світлі.
Якщо звернутися до практики, то батарея з амфорного кремнію активно використовується як тонкі плівкові модулі. Це пов’язано з особливістю виробничого процесу, де в результаті виходить панель на гнучкій, а не на твердій підкладці. Як би не здавалося дивним, амфорні батареї коштують дорожче, особливо завдяки своїй еластичній структурі. Найбільший попит на них у північних районах, оскільки завдяки фізико-хімічному складу модулів їм властиво поглинати сонячну енергію навіть за слабкого розсіяного світла.
Після опису всіх видів сонячних панелей залишається тільки зробити висновок, які модулі найкраще виконують функцію вироблення електроенергії. Дати однозначну відповідь не можна, тому що необхідно відштовхуватися від фінансових можливостей та від бажаної потужності сонячної батареї. Перше місце фахівці віддають монокристалічним панелям через їхню високу ефективність і тривалий термін служби, проте цей показник не завжди є значущим. Тут важливо оцінити всі технічні характеристики роботи панелей у комплексі, а також зіставити їхню вартість.
