Какие солнечные панели лучше: монокристаллические, поликристаллические или плёночные (гибкие)

Тонкопленочные CdTe батареи

Тонкопленочные CdTe батареи

Солнечные батареи на основе теллурида кадмия (CdTe) могут стать реальной альтернативой кремниевым элементам. В настоящее время они демонстрируют эффективность преобразования, в среднем, на 20% выше аналогичных аморфных кремниевых при стоимости на 20% ниже. Достигается это за счет уникальных характеристик полупроводника, обеспечивающую оптимальную ширину запрещенной зоны.

Изготавливаются такие панели путем нанесения слоя полупроводникового материала на тонкие пленки. Технология пока доступна ограниченному кругу производителей, однако серийный выпуск таких батарей уже налажен американской компанией First Solar.

Тонкопленочные солнечные батареи на Алиэкспресс

Если вы решили лично оценить достижения в производстве солнечных батарей, обратите внимание на следующие модели:

KINCO 150

Гибкие солнечные панели на 150W и напряжение 18V. В основе – сотовый монокристаллический кремний. Размеры 56*86 см. В комплекте к батарее поставляются коннекторы MC4. Вариант для открытого пространства, загородных походов и автомобильных поездок.

KINCO 200

Модель на 200 Вт и напряжением 18 В от одного из ведущих китайских производителей. Основа – монокристаллические кремниевые ячейки. Рекомендована для зарядки автомобилей, моторных лодок, загородных походов, а также для частичного автономного энергоснабжения жилых объектов.

LEORY

Модель мощностью 120 Вт и напряжением 18 В из монокристаллических элементов. В комплекте контроллер 10/20/30/40/50A и зарядное устройство.

SOLAR

Панель мощностью 20 Вт и напряжением 12 В. Имеется USB 2,0 порт для подключения цифровых устройств.

TMddotda

Модель на 20 Вт и 5V с разъемом USB 2,0. Возможности применения – зарядка гаджетов, лодок, автомобильная зарядка, использование в походе и в кемпинге.

Особенности конструкции солнечных панелей

Современные модели состоят из семи основных компонентов. Обычным потребителям эта информация не пригодится, поэтому нет смысла разбирать каждый элемент конструкции и принцип его работы

Стоит обратить внимание на качество этих элементов. Существует три категории надёжности солнечных панелей:

• Grade A – модели с этим качеством наиболее долговечны, со временем эксплуатации их производительность снижается всего на 5% или меньше. Визуальные признаки: незначительные отличия в оттенке или полное их отсутствие, нет видимых повреждений.
• Grade B – мощность уменьшается не более чем на 30%. Явное цветовое отличие частей панели, небольшие царапины на поверхности.
• Grade C – производительность снижается более чем на 30%. Модули немонотонны, имеются большие царапины, сколы.

На мощность панели влияет количество имеющихся в ней элементов. Производители в основном устанавливают 36 или 72 элемента, но некоторые модели на 72 элемента выдают эквивалентное напряжение 36-элементым вариантам. Это означает, что в производстве использовалось вторсырье. Стоит учитывать этот факт, выбирая наиболее мощную модель.

Высокомощные солнечные панели иногда имеют встроенные соединительные кабели и герметичные разъёмы. Их легче монтировать и не придётся закупать недостающие компоненты. Маломощные же лишены таких преимуществ.

Поликристаллические кремниевые элементы

Поликристаллические кремниевые элементы

В поликристаллических батареях элемент включает множество кристаллов с хаотической ориентацией оптических осей. Для их производства не требуется сырье с высокой степенью очистки – могут использоваться вторичные источники (в частности, переработанные кремниевые батареи), отходы металлургического производства.

В результате стоимость изготовления значительно снижается. Однако при этом уменьшается и эффективность преобразования – лучшие образцы демонстрируют эффективность на уровне 15-18%.

Мнение эксперта Гребнев Вадим Савельевич Монтажник отопительных систем

Такие показатели позволили потеснить на рынке монокристаллические панели. В настоящее время на долю поликристаллов приходится более 53% продаж кремниевых батарей, против немногим более 30% у монокристаллических.

Внешне поликристаллические представляют собой правильной формы прямоугольные пластины насыщенного синего цвета. Стоимость генерации «синих» панелей составляет около 0.7-0.9: за 1 Вт. При этом они демонстрируют значительно меньшее снижение при рассеянном освещении и падении света под углами, отличными от 90 градусов.

Принцип работы солнечной батареи

Критерии выбора солнечных панелей

Прежде чем купить солнечную батарею, нужно ознакомиться с её характеристиками. К основным особенностям моделей относятся вид, мобильность и мощность.

Существует четыре вида солнечных батарей:

• Поликристаллические – экономичный вариант. Их КПД достигает 12-18%. Компенсировать малую мощность позволяет дешевизна. Если на крыше достаточно места, то можно установить сразу несколько поликристаллических панелей.
• Монокристаллические – оптимальный вариант. КПД варьируется в пределах 18-22%. Это самый распространённый вид солнечных панелей. Они выдают приличную мощность и не занимают много места. Если позволяет бюджет, то предпочтение стоит отдавать монокристаллическим моделям.
• Аморфные – почти ничем не отличаются от поликристаллических, но могут работать в пасмурную, туманную и дождливую погоду. Подходят для регионов с большим количеством осадков и немногочисленными солнечными днями.
• Плёночные – их особенность заключается в гибкости. Рулон такой панели можно адаптировать под практически любую поверхность, но значительный недостаток плёночных моделей заключается в том, что их КПД составляет всего лишь 10%. Цена не заходит за пределы разумного.

Другой важный критерий– мобильность. Солнечные батареи делятся на стационарные и переносные. Их название говорит само за себя, но всё же стоит уточнить некоторые детали:

• Стационарные солнечные панели используют, чтобы обеспечить энергией гаражи и дома. По размеру они достаточно крупные и выдают большое количество электроэнергии. Ими можно запитать несколько электрических устройств.
• Переносные солнечные панели применяются в походах. Существует два подвида переносных моделей. Одни достаточно лёгкие и малогабаритные, могут с лёгкостью поместиться в рюкзак. Ими можно зарядить электронные девайсы на природе. Крупные переносные модели используют в лагерях или палаточных городках.

Мощность тесно связана с видом солнечной панели. Её стоит выбирать только по назначению, чтобы не переплачивать за излишки или наоборот, чтобы не остаться без электричества. Добиться полной энергетической автономии на солнечной энергии сложно и дорого. Такой вид энергоснабжения можно использовать только как второстепенный.

Как понять, стоит ли ставить солнечные батареи

Тарифы на электричество для населения рассчитывают региональные энергетические комиссии на основе утверждаемых ФАС России методик расчета, а также в рамках коридора тарифов — то есть минимальных и максимальных значений.

Свой тариф можно посмотреть в платежке или на сайте энергосбытовой организации.

Для юридических лиц в России цены формируются конкурентным образом на оптовом рынке. Лишь некоторые составляющие конечной цены электроэнергии имеют установленный тариф.

Конечная цена состоит из следующих составляющих:

1. Цена электроэнергии.
2. Цена мощности.
3. Тариф на услуги по передаче электроэнергии.
4. Размер сбытовой надбавки энергосбытовой компании.
5. Тариф на услуги иных инфраструктурных организаций.

В некоторых регионах использовать солнечные панели выгоднее, чем тратиться на электроэнергию. Бывает, за киловатт-час частному лицу надо заплатить примерно 7 Р, а то же количество энергии, выработанное солнечными панелями, будет стоить 4,7 Р. В 2021 году в России было 33 региона, где солнечная энергия могла принести выгоду в деньгах.

С юрлицами все намного проще: тарифы на электричество для компаний гораздо выше, чем для физлиц, и в подавляющем большинстве случаев генерация электричества от солнца выходит дешевле, чем покупка его у энергосбытовой организации.

Но итоговую оценку целесообразности надо проводить на конкретных объектах. В одном и том же субъекте РФ есть тарифы для населения с газовыми плитами и с электрическими — и они сильно разнятся. Это существенно влияет на результат.

Эффективность фотоэлементов и модулей

Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли (AM0), составляет около 1366 ватт на квадратный метр (см. также AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D , ). В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может быть менее 100 Вт/м². С помощью наиболее распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл. По мнению Европейской Ассоциации Фотовольтаики (EPIA), к 2021 году стоимость электроэнергии, вырабатываемой «солнечными» системами, снизится до уровня менее 0,10 € за кВт·ч для промышленных установок и менее 0,15 € за кВт·ч для установок в жилых зданиях.

Сообщается, что в отдельных лабораториях получены солнечные элементы с эффективностью 43 %. В январе 2011 года ожидается поступление на рынок солнечных элементов с эффективностью 39%.Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях

Тип	Коэффициент фотоэлектрического преобразования, %
Кремниевые
Si (кристаллический)	24,7
Si (поликристаллический)	20,3
Si (тонкопленочная передача)	16,6
Si (тонкопленочный субмодуль)	10,4
III-V
GaAs (кристаллический)	25,1
GaAs (тонкопленочный)	24,5
GaAs (поликристаллический)	18,2
InP (кристаллический)	21,9
Тонкие пленки халькогенидов
CIGS (фотоэлемент)	19,9
CIGS (субмодуль)	16,6
CdTe (фотоэлемент)	16,5
Аморфный/Нанокристаллический кремний
Si (аморфный)	9,5
Si (нанокристаллический)	10,1
Фотохимические
На базе органических красителей	10,4
На базе органических красителей (субмодуль)	7,9
Органические
Органический полимер	5,15
Многослойные
GaInP/GaAs/Ge	32,0
GaInP/GaAs	30,3
GaAs/CIS (тонкопленочный)	25,8
a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль)	11,7

Выбор контролирующего устройства

Данное устройство защищает аккумуляторы от перезарядки, что очень пагубно для них. Дабы избежать скорого выхода из строя аккумулирующих устройств, нужно тщательно следить за всеми показателями. Два важных фактора определяющих цену на контроллер – это напряжение и максимальная сила тока. Напряжение бывает 12 и 24 вольт, а ток начинается от 1 ампера. При выборе устройства нужно знать характеристики солнечных панелей для грамотной настройки системы. Если суммарная отдача фотоэлементов 3,5 ампера, то подойдет вариант с 12 вольт и силой тока 5 ампер. Лучше иметь запас, так как со временем может понадобиться увеличение площади солнечных панелей. Дополнительные опции в виде защиты от перегрузок и короткого замыкания являются важными.

Виды солнечных батарей

Солнечная панель состоит из компонентов, и они могут быть разными:

• монокристаллическими;
• поликристаллическими;
• пленочными.

В первом случае один фотоэлемент – это один кристалл кремния. Данные батареи имеют наибольший КПД (до 25%), но они являются очень дорогими. Пластины насыщенного синего цвета, а их края немного скругленные.

Поликристаллические фотоэлементы объединяют несколько кристаллов кремния. Они широко распространены, их КПД колеблется в районе 20-23%. Структура неоднородна, и они хуже поглощают солнечный свет, нежели монокристаллические панели. По стоимости они более доступны.

Тонкопленочные (аморфные) фотоэлементы представляют собой напыление полупроводника на подложку. Основное преимущество в том, что их можно расположить буквально на любой поверхности, они гибкие. Недостаток – небольшая производительность.

По техническому принципу электрификацию солнечными элементами делят на:

• открытые системы;
• закрытые системы (автономные);
• комбинированные.

Открытой система называется, когда солнечная панель подключена к общей электросети. В таком случае необходимость приобретения аккумулятора и контролера отпадает. Солнечные батареи подсоединяются к общей сети с помощью инвертора. Если потребляемая бытовыми приборами мощность не превышает ту, которую производят панели, то из общей электросети ток не берется. В случае, когда вы включили приборы повышенного энергопотребления, и батареи не могут их обеспечить током, электричество берется из общей сети. Особенностью является то, что если тока не будет в основной сети, то батареи работать не станут.

С автономными системами все понятно: они замкнутые и не требуют внешней сети. Энергия накапливается в аккумуляторе и расходуется по мере необходимости.

Комбинированные сети не получили широкого распространения, так как они дороги. Сложная конструкция объединяет тип открытой и закрытой системы. При излишке электроэнергии, вырабатываемой батареями, ее можно перенаправить в общую сеть.

Оборудование для частной солнечной станции

Бытовые солнечные станции бывают сетевые, автономные и гибридные. Как следует из названия, сетевые используются в тех случаях, когда объект присоединен к внешней электрической сети и работает одновременно с ней. Автономные и гибридные могут работать без подключения к внешней сети.

Сетевые дешевле всех и позволяют уменьшить счета за электроэнергию, снижая объем потребления из внешней сети. Автономные и гибридные дороже, но позволяют накапливать электроэнергию в аккумуляторах, чтобы использовать ее в темное время суток или когда подача электроэнергии прерывается. Минус первых в том, что они не могут стать резервным источником энергии: при аварии во внешней сети не получится использовать энергию панелей, так как они автоматически отключатся. Минус вторых и третьих — в дороговизне.

Все солнечные станции состоят из солнечных панелей, коннекторов, то есть соединителей, проводов и инверторов, которые преобразуют постоянный ток от солнечных панелей в переменный и позволяют управлять всеми потоками электроэнергии. Аккумуляторы используются только в автономных и гибридных станциях.

Есть множество производителей оборудования, в том числе российских. Станцию можно скомпоновать из оборудования от разных производителей.

Для нашего анализа возьмем уже скомпонованные станции разных типов и мощности от разных поставщиков и посчитаем их среднюю розничную стоимость. Рассчитаем среднюю стоимость производства электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла и выберем наиболее подходящий вариант, чтобы на его основе оценить целесообразность установки солнечных станций в разных субъектах РФ.

Для расчета возьмем средний срок службы панелей — 25 лет. Среднегодовой объем выработки электроэнергии посчитаем по инсоляции Челябинской области: там средний для РФ показатель, 1101 кВт·ч в год на 1 кВт мощности. Также учтем стоимость денег — возьмем среднюю ставку между банковским вкладом и кредитом, 8%, на срок службы панелей. Полную стоимость оборудования рассчитаем с помощью кредитного калькулятора.

Расчет верен для 2021 года. В 2022 году стоимость оборудования для энергоснабжения от солнца возросла, а некоторые иностранные производители прекратили поставки в Россию. Но общий принцип остается неизменным: чем выше мощность станции, тем дешевле энергия. Есть станции и большей мощности, чем 15 кВт, но мы ограничились средним объемом присоединенной мощности домохозяйств.

Мощность станции необходимо подбирать так, чтобы выработка электроэнергии не превышала средний объем вашего потребления. Даже если дом имеет присоединенную мощность 15 кВт, это совершенно не значит, что вам нужны панели такой мощности. 15 кВт в этом случае — ваш максимум, при превышении которого сработает автоматика и электричество отключится. А средняя потребляемая мощность может составлять только 1—5 кВт — на это значение и нужно ориентироваться, чтобы использование солнечной станции было экономически целесообразным.

В статье мы рассматриваем солнечные станции с точки зрения экономии, а не как резервный или автономный источник энергии. Поэтому мы не будем использовать автономные и гибридные станции: они сильно дороже. И у аккумуляторов гораздо меньший срок службы, чем у солнечных панелей, — а это негативно влияет на сроки окупаемости.

Для анализа мы возьмем сетевую солнечную станцию без аккумуляторов средней мощностью 5 кВт. Держим в голове, что выработка всех станций мощностью ниже 5 кВт будет дороже, а выше 5 кВт — дешевле.

А есть ли разница?

Покупатели, впервые услышавшие о гибких солнечных батареях, с опаской относятся к новому изобретению. Почему-то они полагают, что здесь скрывается какой-то подвох, и тонкопленочные модели слабы и неэффективны. Однако такое мнение не соответствует действительности. В обычных солнечных батареях используются кремниевые кристаллы, отличающиеся хрупкостью и чувствительностью к внешним условиям. Пластины, наклеенные на стеклянное основание, часто растрескиваются или отходят от основы, что делает конструкцию непригодной для дальнейшей эксплуатации.

В свою очередь тонкопленочные солнечные батареи изготавливаются по иному принципу. В их основе — гибкая стальная лента, на которую методом напыления наносится несколько слоев кремния или иного вещества, обладающего способностью улавливать солнечные лучи. Это может быть теллурид кадмия, селенид или меди-индий, доказавшие свое право выступать в роли аналогов кремниевых панелей. В результате получается солнечная батарея в виде пленки, которую можно гнуть в любом направлении и даже сворачивать в рулон.

Учитывая широкие возможности практического применения солнечных панелей в закрытых помещениях и на открытом пространстве, перечисленные выше способности оказываются как нельзя более кстати. Гибкую батарею можно брать с собой в дорогу, перевозить на любые расстояния, монтировать на кровле или на земельном участке, не опасаясь ее порчи и ухудшения рабочих параметров. Прочная стальная основа позаботится, чтобы случайное падение или удар не нарушили целостность конструкции, а напыленный слой отлично справится с задачей «сбора» солнечной энергии.

Виды солнечных батарей

Такие аккумуляторы постоянно видоизменяются. Эта область модифицируется и подвергается инновационным решениям.

Именно поэтому существует много видов солнечных панелей.

Монокристаллические

Данные батареи обладают хорошим КПД. Каждая ячейка являет собой отдельный кристалл кремния. Поверхность батареи слегка выпуклая, насыщенного синего цвета. Фотоэлектрические панели этого типа имеют самую высокую цену, которая обуславливается сложностью технологии. Ведь все кристаллы развернуты в одном направлении.

Необходимо будет дополнительное оборудование, которое будет разворачивать комплекс панелей в зависимости от положения Солнца на горизонте. Из-за необходимости прямых лучей такие элементы устанавливают на хорошо освещенных участках или возвышенностях.

Средний срок эксплуатации – 25 лет.

Поликристаллические (multi-Si)

Солнечные модули данного вида обладают неравномерно насыщенным синим цветом из-за разной направленности кристаллов кремния. Они дешевле монокристаллических аналогов, обладают хорошим КПД, их не нужно разворачивать к солнцу. В пасмурную погоду или облачность они показывают лучшие результаты, нежели вышеописанный вид.

Средний срок эксплуатации без потери качеств – 15-20 лет.

Аморфные (полимерные солнечные батареи)

В данном случае используются не цельные кристаллы, а гидрид кремния. Его наносят на твердую или гибкую подложку. Преимуществами является низкая стоимость. К тому же, полимерный солнечный элемент можно нанести на любую гибкую подложку. Значит, вы можете по максимуму использовать скат крыши, неровные поверхности.

Фотоэлектрическая структура полимерного кремния позволяет поглощать свет даже рассеянный. Аморфные солнечные батареи выгодно ставить в условиях севера, короткого светового дня, в областях с агрессивными атмосферными условиями.

Существуют и другие, более редкие разновидности.

Органические

Эти солнечные батареи только изучаются. Активные разработки появились в последнем десятилетии, поэтому достоверных данных насчет гарантированного срока эксплуатации у производителей нет. Солнечный элемент использует органическую основу – соединения углерода.

Некоторые виды солнечных панелей данного строения обладают хорошим КПД, они пластичны, экологичны, просты в утилизации и значительно дешевле кремниевых аналогов.

Безкремниевые

Изготовлены на основе редких металлов. Вместо кремния применяются соединения теллура, селена, меди, индия. Данные металлы редкие и дорогие, поэтому стоимость батарей очень высокая. Однако панели этого типа могут работать в широком температурном диапазоне.

Сравнение КПД батарей разного типа

Разновидность панели	Максимальное значение КПД
Монокристаллические	20-25%
Поликристаллические	15-20%
Аморфные	6-7% (в некоторых случаях до 15%)
Органические	12-15%
На основе редких металлов	10-20%, в зависимости от применяемого металла. Некоторые панели могут выдавать до 40%

Тонкопленочные CdTe батареи

Тонкопленочные CdTe батареи

Солнечные батареи на основе теллурида кадмия (CdTe) могут стать реальной альтернативой кремниевым элементам. В настоящее время они демонстрируют эффективность преобразования, в среднем, на 20% выше аналогичных аморфных кремниевых при стоимости на 20% ниже. Достигается это за счет уникальных характеристик полупроводника, обеспечивающую оптимальную ширину запрещенной зоны.

Изготавливаются такие панели путем нанесения слоя полупроводникового материала на тонкие пленки. Технология пока доступна ограниченному кругу производителей, однако серийный выпуск таких батарей уже налажен американской компанией First Solar.

Критерии выбора

Определяющим фактором служат климатические условия: длина солнечных дней, их количество. Жителям регионов с малой освещенностью подойдут панели из микроморфного кремния – они не нуждаются в точном ориентировании, по суммарной годовой мощности опережают прочие тонкопленочные вариации. В северных районах востребовано текстурированное стекло.

Критерием выбора гибких солнечных панелей является длина солнечных дней

Важно, чтобы мощность модуля соответствовала потребностям используемых электроприборов. Необходимо найти не только оптимальный участок для размещения изделий, но и резервную площадку, позволяющую впоследствии нарастить мощность. Качество и длительность эксплуатации, а также стоимость продукции зависят от базового материала, номинальной производительности, типа конструкции и параметров фотоэлемента

На профильном рынке востребованы как иностранные, так и заслужившие доверие отечественные бренды – последние оптимально приспособлены к климатическим условиям региона

Качество и длительность эксплуатации, а также стоимость продукции зависят от базового материала, номинальной производительности, типа конструкции и параметров фотоэлемента. На профильном рынке востребованы как иностранные, так и заслужившие доверие отечественные бренды – последние оптимально приспособлены к климатическим условиям региона.

Заслуживают внимания гибридные панели, генерирующие электрическую и тепловую энергию.

Опасные материалы, используемые на солнечных панелях

Некоторые из материалов, используемых для изготовления солнечных панелей, могут быть опасными как для нашего здоровья, так и для окружающей среды. Хотя это и не идеально, токсичные вещества иногда используются для повышения эффективности и долговечности систем солнечной энергии. В следующей таблице подробно описаны некоторые опасные материалы, которые могут быть обнаружены на солнечных батареях.

Таблица 1: Опасные материалы, обнаруженные на солнечных батареях.

Материал / соединение	Назначение / использование
Теллурид кадмия	Используется в качестве ключевого соединения в технологии тонких пленок кадмия. Считается безопасным после использования, но может создавать проблемы при производстве и утилизации кадмиевых солнечных элементов.
Селенид меди, индия, галлия (CIGS)	Это химическое вещество токсично для легких, но используется в качестве основного соединения в тонкопленочных солнечных элементах CIGS.
Антифриз	Иногда встречается в солнечных тепловых системах, чтобы избежать замерзания жидкостей в более холодном климате.

Как вы увидите, большинство из вышеперечисленного касается только тонкопленочных солнечных технологий. Традиционные кремниевые солнечные элементы считаются безопасными, но при их производстве образуется тетрахлорид кремния — высокотоксичный побочный продукт, вредный для растений и животных. Производители должны принять меры для уменьшения количества тетрахлорида кремния, выделяемого в окружающую среду.

Хотя нельзя отрицать, что солнечные панели имеют собственные проблемы с окружающей средой, использование солнца в качестве источника энергии по-прежнему является одним из лучших способов, которые мы можем сделать для окружающей среды.

История развития

Свое развитие батареи солнечные начали еще в далеком XIX веке. Предпосылкой этому стали революционные исследования о преобразовании энергии Солнца в более материальную составляющую.

Первые солнечные панели имели КПД всего 1%, а их химической основой являлся селен. Первый вклад в развитие таких элементов питания внесли А. Беккерель, У. Смит, Ч. Фриттс.

Но использование всего 1% от всей энергии, поступающей на солнечную панель – это очень мало. Данные элементы не могли обеспечить бесперебойное питание техники, поэтому исследования продолжались.

В 1954 году трое ученых – Гордон Пирсон, Дэррил Чапин и Кэл Фуллер – изобрели батарею уже с КПД 4%. Она работала на кремнии, а впоследствии ее КПД было увеличено до 20%.

На данный момент солнечные батареи продуцируют только 1% от всей энергии в мире. Их в основном проводят в места труднодоступные для электрификации. Широко применяют этот источник питания в космической промышленности. Специалисты считают, что такому аккумулятору открыты все пути, ведь с каждым годом солнечная активность возрастает.

В наших широтах данные элементы питания устанавливают в частных домах при экономии энергопотребления и заботе об окружающей среде.

Солнечная энергия – начало

Как бы банально это не звучало, но будущее именно за использованием солнечной энергии. Ученые подсчитали, что человечество нуждается в десяти миллиардах тонн топлива ежегодно. Солнце же поставляет около ста триллионов тонн. Но как их получить?

Солнечная батарея – вот выход. Точкой отсчета в развитии этой технологии считается 1839 год, когда А.Э. Беккерелем был открыт фотогальванический эффект – преобразование солнечной энергии в электрическую. Первый модуль для превращения энергии солнца был создан в 1883 году Ч. Фриттсом. Он использовал сочетание селена с золотом. КПД, правда, составлял лишь около 1%. Но это было только начало.

Срок службы солнечных батарей

Эксплуатационные характеристики солнечных панелей

Аморфные кремниевые батареи

Изготавливаются из аморфного (некристаллического) кремния a-Si, путем осаждения на гибкую подложку паров гидрида кремния. В результате образуется добиться стабильного фотоэлектрического эффекта получается уже при толщине пленки в несколько микрон.

Эффективность преобразования составляет порядка 8-11%, стоимость генерации лежит в пределах 0.5-0.7% за 1 Вт. Главный недостаток таких батарей – низкий КПД преобразования, что требует значительной площади для обеспечения необходимой мощности. Однако он с лихвой компенсируется возможностью установки на любые поверхности – гибкая подложка не требует ровных оснований и специальных конструкций для монтажа.

Кроме того, современные полиморфные модули могут работать с инфракрасным диапазоном, что существенно уменьшает потери эффективности при рассеянном освещении. В результате на долю аморфных элементов сегодня приходится порядка 10% мирового рынка.