Изучение солнечных фотоэлектрических элементов

Сравнение аморфных и кристаллических солнечных панелей

Аморфные (тонкопленочные) солнечные элементы бывают следующих основных типов:

  • из аморфного кремния (a-Si) или тонкопленочного кремния (TF-Si);
  • из теллурида кадмия (CdTe);
  • из деселенида галлия-меди-индия (CIS или CIGS);
  • из синтетических (dye-sensitized solar cell) материалов с ор­ганическими добавками.

Тонкопленочные солнечные элементы включают примерно шесть слоев. Прозрачное покрытие закрывает антиотражающий слой, затем идут полупроводники р- и п-типа, контактный слой и подложка. Принцип работы тонкопленочных солнечных элемен­тов такой же, как и у кристаллических солнечных элементов.

Тонкопленочные панели, в общем случае, должны быть де­шевле кристаллических за счет меньшего расхода кремния и бо­лее простой технологии изготовления. Однако на практике раз­ница в цене не очень большая, так как в последние годы стои­мость кристаллических солнечных панелей сильно снизилась. Эффективность солнечных технологий быстро растет, а различие в цене уменьшается. Более того, тонкопленочные панели обычно выполняются с использованием двух слоев стекла, поэтому они могут быть даже дороже кристаллических панелей той же мощ­ности и намного тяжелее. Есть другой тип тонкопленочных сол­нечных панелей, в которых полупроводниковый слой нанесен на гибкую основу. Такие панели легкие и их можно изгибать. Обыч­но они используются в переносных системах или на кровлях со сложной формой. В таблице 1.2 приведено очень короткое срав­нение этих двух технологий [9].

Основное отличие кристаллических и тонкопленочных пане­лей - в их КПД. Также у кристаллических элементов дольше срок службы. Расходы на установку кристаллических панелей меньше, так как для одной и той же мощности нужно устанавливать при­мерно в два раза меньше по площади панелей.

К недостаткам кристаллических панелей можно отнести вы­сокую стоимость исходного материала (кристаллического крем­ния), его хрупкость. Установка тонкопленочных панелей на гиб­кой основе требует определенных навыков у монтажников. Од­нако нужно отметить, что в реальных условиях панели из аморф­ного кремния вырабатывают больше энергии с пикового Ватта, чем моно- и поликристаллические солнечные панели.

В таблице 1.3 приведено некоторое сравнение моно- и поли- кристаллических солнечных панелей [7,8].

Однозначного ответа на вопрос, какой из типов панелей рабо­тает лучше, нет, так как:

  • Монокристаллические панели имеют наибольшую эффек­тивность и удовлетворительные температурные коэффициенты.
  • Поликристаллические панели в настоящее время наиболее популярны, поскольку имеют меньшую стоимость за 1 Ватт при почти таких же характеристиках, как и монокристаллические. Последние улучшения в технологии поликристаллических панелей привели к тому, что их параметры могут быть даже лучше, чем у монокристаллических.

 

Таблица 1.2

Сравнение тонкопленочных и кристаллических солнечных панелей

Параметр Кристаллические

панели

Т онкопленочные панели
Разновидности технологии Монокристаллический кремний (c-Si). Поликристаллический кремний (pc-Si/ mc-Si).

String Ribbon

Аморфный кремний (a-Si).

Теллурид кадмия (CdTe).

Деселенид галлия- меди-индия (СЮ/ CIGS).

Органические элементы (OPV/DSC/DYSC).

Отношение напряжения в рабочей точке к напряже­нию холостого хода (Щ Uxx) (выше - лучше, так как меньше разница между Uxx и Uv) 80%-85% 72%-78%
Температурные коэффици­енты (низкий температур­ный коэффициент лучше при работе при высоких температурах окружающей среды) выше (-0,4%/градус, -0,5%/градус) ниже (-0,1%/градус, -0,2%/градус)
Заполнение вольт-ампер- ной характеристики (идеальный элемент имеет 100%-ное заполнение) 73%-82% 60%-68%
Конструкция панели В раме из анодиро­ванного алюминия Без рамы, между 2 стеклами - цена ниже, вес больше; на гибком основании - легче, дешевле
КПД панели 13%—19% 4%—12%
Типовое применение Жилые дома; ком­мерческие объекты; генерация в сеть Жилые дома; коммер­ческие объекты; гене­рация в сеть
Требуемая площадь Около 150 Вт/м2 Может потребоваться до 50% больше площа­ди для той же мощно­сти солнечной батареи
 

 

  • Аморфные (тонкопленочные) панели используют наимень­шее количество кремния. Имеют примерно в 2 раза меньший КПД по сравнению с кристаллическими панелями. К преимущест-
Таблица 1.3

Сравнение моно- и поликристаллических солнечных панелей

Параметр Монокристаллические

панели

Поликристаллические

панели

Кристаллическая структура сол­нечного элемен­та (СЭ) Все кристаллы ориенти­рованы в одном направ­лении, зерна кристаллов параллельны Кристаллы ориентирова­ны в разных направлени­ях, зерна кристаллов не параллельны
Технология про­изводства СЭ Монокристаллические цилиндры кремния нарезаются на пласти­ны, затем пластины об­резаются до почти квад­ратной формы Поликристаллические за­готовки прямоугольной формы режутся на пла­стины
Температуры из­готовления СЭ 1400 °С 800-1000 °С
Форма СЭ Прямоугольная, с обре­занными углами (квази- прямоугольные) Прямоугольная или квад­ратная
Толщина СЭ <300 мкм 300-500 мкм
КПД СЭ 15%-23% 12%—17%
Стабильность параметров СЭ Высокая стабильность Высокая стабильность, но ниже, чем у монокри­сталлических элементов
Цена солнечной панели Относительно высокая Относительно высокая, но на 15-20% ниже, чем у монокристаллических элементов
Окупаемость по энергии 2 года 2-3 года
 

 

 

вам можно отнести низкий температурный коэффициент (т.е. при нагревании мощность таких панелей падает незначительно) и большую чувствительность при низкой освещенности.

Добавить комментарий

Изучение солнечных фотоэлектрических элементов

Выбор солнечных панелей для системы солнечного электроснабжения

При выборе солнечных панелей для системы солнечного элек­троснабжения следует обращать внимание на следующие техни­ческие характеристики [7,8]. Толеранс - это отклонение реальной мощности солнечной панели от ее номинального значения. Он может …

Ориентация солнечных панелей

Солнечный свет проходит путь от Солнца до Земли по прямой линии. Когда он достигает атмосферы, часть света преломляется, часть достигает Земли по прямой линии, а другая часть поглоща­ется атмосферой. Преломленный …

Инверторы для фотоэлектрических систем

Инверторы используются для преобразования постоянного тока от аккумуляторных батарей (АБ) или солнечных панелей в переменный, аналогичный току в сетях централизованного элек­троснабжения. В соединенных с сетью системах инверторы принимают энер­гию от …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.