Виды солнечных панелей: полный обзор типов, характеристик и применения

Какие бывают виды солнечных панелей. Чем отличаются монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные солнечные элементы. Какие панели самые эффективные и мощные. Как выбрать оптимальный тип солнечных батарей.

Основные типы солнечных панелей

На сегодняшний день существует 4 основных типа солнечных панелей:

• Монокристаллические
• Поликристаллические
• PERC (с пассивированным излучателем и задним контактом)
• Тонкопленочные

Рассмотрим особенности и характеристики каждого типа подробнее.

Монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические панели изготавливаются из одного кристалла чистого кремния. Их легко узнать по темно-черному цвету. Основные характеристики:

• КПД более 20%
• Компактные размеры
• Высокая долговечность
• Высокая стоимость из-за сложного производства

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические панели производятся из нескольких кристаллов кремния. Они имеют характерный синий цвет и квадратную форму ячеек. Ключевые особенности:

• КПД 15-17%
• Более доступная цена по сравнению с монокристаллическими
• Меньшая эффективность использования площади
• Более низкая термостойкость

Технология PERC в солнечных панелях

PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) — это усовершенствованная технология производства монокристаллических панелей. Главное отличие — наличие дополнительного пассивирующего слоя на тыльной стороне элемента.

Преимущества PERC панелей:

• Повышение КПД на 5% по сравнению с обычными монокристаллическими
• Лучшее поглощение солнечного света
• Снижение нагрева элементов
• Более высокая производительность при слабом освещении

Благодаря этим преимуществам панели PERC обеспечивают больший сбор энергии с единицы площади, что делает их оптимальным выбором при ограниченном пространстве для установки.

Тонкопленочные солнечные панели: виды и особенности

Тонкопленочные панели отличаются очень тонкими и гибкими слоями фотоэлектрического материала. Существует 3 основных типа тонкопленочных панелей:

1. Панели из теллурида кадмия (CdTe)

Особенности CdTe панелей:

• КПД 9-11%
• Низкая стоимость производства
• Наименьший углеродный след среди всех типов
• Сложности с утилизацией из-за токсичности кадмия

2. Панели из аморфного кремния (a-Si)

Характеристики a-Si панелей:

• КПД 6-8%
• Самая низкая стоимость производства
• Подходят для устройств с низким энергопотреблением
• Наименьшая эффективность среди всех типов

3. Панели CIGS (медь, индий, галлий, селен)

Ключевые особенности CIGS:

• КПД 13-15%
• Наивысшая эффективность среди тонкопленочных
• Гибкость в применении
• Более высокая стоимость по сравнению с другими тонкопленочными

Сравнение эффективности разных типов солнечных панелей

Эффективность или КПД — один из важнейших параметров солнечных панелей. Он показывает, какую часть падающей солнечной энергии панель способна преобразовать в электричество.

Рейтинг эффективности основных типов панелей (от высшего к низшему):

1. PERC панели: 20-22%
2. Монокристаллические: 18-20%
3. Поликристаллические: 15-17%
4. CIGS: 13-15%
5. CdTe: 9-11%
6. Аморфный кремний: 6-8%

Как видим, кристаллические панели значительно превосходят тонкопленочные по эффективности. Однако при выборе важно учитывать и другие факторы помимо КПД.

Мощность различных видов солнечных панелей

Мощность солнечной панели показывает, сколько электроэнергии она способна произвести в стандартных условиях. Сравним мощность разных типов панелей:

• Монокристаллические: до 300-400 Вт с панели стандартного размера
• PERC: на 5-10% выше, чем у обычных монокристаллических
• Поликристаллические: 250-300 Вт с панели аналогичного размера
• Тонкопленочные: сильно варьируется в зависимости от размера, обычно ниже кристаллических при той же площади

Важно отметить, что мощность тонкопленочных панелей сложно сравнивать напрямую с кристаллическими из-за разницы в размерах и форм-факторе.

Стоимость различных видов солнечных панелей

Стоимость — еще один ключевой фактор при выборе солнечных панелей. Рассмотрим среднюю стоимость за ватт мощности для разных типов:

• PERC: $0.32–$0.65
• Монокристаллические: $1.00–$1.50
• Поликристаллические: $0.70–$1.00
• CIGS: $0.60–$0.70
• CdTe: $0.50–$0.60
• Аморфный кремний: $0.43–$0.50

Обратите внимание, что эти цифры не включают стоимость монтажа и других компонентов системы. Полная стоимость установки может составлять $2.50-$3.50 за ватт.

Влияние температуры на эффективность солнечных панелей

Температура существенно влияет на работу солнечных панелей. С ростом температуры эффективность панелей снижается. Это снижение измеряется температурным коэффициентом.

Сравнение температурных коэффициентов:

• Кристаллические (моно- и поликристаллические): от -0.3% до -0.5% на градус Цельсия выше 25°C
• Тонкопленочные: около -0.2% на градус Цельсия

Это означает, что тонкопленочные панели лучше сохраняют эффективность при высоких температурах, что может быть преимуществом в жарком климате.

Как выбрать оптимальный тип солнечных панелей?

Выбор наиболее подходящего типа солнечных панелей зависит от конкретных условий и требований. Вот несколько рекомендаций:

Для ограниченного пространства:

Если площадь для установки ограничена, лучшим выбором будут высокоэффективные монокристаллические или PERC панели. Они позволят получить максимум энергии с доступной площади.

Для больших площадей:

При наличии большой площади для установки можно рассмотреть более доступные поликристаллические панели. Их меньшая эффективность компенсируется возможностью установки большего количества панелей.

Для особых условий монтажа:

Тонкопленочные панели могут быть оптимальным выбором в случаях, когда невозможна установка тяжелых кристаллических панелей. Например:

• На коммерческих зданиях с ограничениями по нагрузке на крышу
• Для мобильных применений (транспортные средства, лодки)
• Когда требуется гибкость панелей

Для жаркого климата:

В регионах с высокими температурами стоит обратить внимание на тонкопленочные панели или специальные высокотемпературные версии кристаллических панелей, которые меньше теряют в эффективности при нагреве.

При выборе важно учитывать не только начальную стоимость, но и долгосрочную эффективность, срок службы и условия эксплуатации. Оптимальное решение часто требует компромисса между этими факторами.

Основные виды солнечных батарей: обзор достоинств

Солнечные батареи – это безопасный и перспективный источник энергии. Если вы планируете или уже решили установить солнечную электростанцию на своём доме, вам будет полезно узнать, какие типы солнечных панелей существуют.

Основные виды солнечных панелей и их характеристики

Различают моно-, поликристаллические, а также панели, созданные из аморфного кремния. Рассмотрим особенности каждого из 3 типов солнечных батарей.

Монокристаллические

Для изготовления панелей выращивается кремниевый кристалл по методу Чохральского. Далее он нарезается на тонкие пластины, которые используются для сборки панели. Монокристаллические солнечные панели имеют черный оттенок.
Учитывая, что элемент состоит из одного кристалла, электроны, создающие электрический ток, располагают большим «пространством» для маневра и перемещения и демонстрируют повышенную эффективность по сравнению с поликристаллическими панелями. Таким образом, КПД монокристаллов варьируется от 18 до 24%.

Поликристаллические

В качестве основы для изготовления панелей используется полупроводниковый элемент с поликристаллической структурой. Для производства используется сырье, которое осталось после изготовления монокристаллических батарей. Сначала кремниевое сырье расплавляют, а потом охлаждают.

Учитывая неоднородность кристаллов, не удается получить полностью однотонную поверхность. Цветовая гамма поликристаллических панелей – синяя. КПД варьируется от 12 до 18%.

Солнечные панели из аморфного кремния

Аморфный кремний представляет собой гидрогенизированную форму кремния, в состав которой входит водород, меняющий свойства материала и придающий ему свойства полупроводника. В качестве подложки для нанесения кремневодорода может быть использовано стекло, полимеры, керамика, однако наиболее распространенным материалом остается нержавеющая сталь.

Аморфному кремнию присуще оптическое поглощение, в 20 раз превышающее аналогичный показатель кристаллического кремния, вот почему достаточно толщины пленки всего 0,5-1,0 мкм. КПД панелей из аморфного кремния нового поколения постепенно повышается. Если эффективность первых модулей не превышала 5%, то сегодня производятся панели, КПД которых достигает 12%.Особенностью панелей из аморфного кремния является эффективное использование рассеянного солнечного света. Это свойство делает их оптимальным вариантом для использования в северных районах. Также стоит отметить, что их эффективность при повышении температуры воздуха не снижается. Однако стоимость такого вида солнечных батарей остается высокой.

Жесткие и гибкие солнечные панели

Традиционные моно- и поликристаллические панели имеют жесткую конструкцию. В результате готовый модуль имеет значительный вес, является совсем не эластичным и к тому же хрупким. Установить его на криволинейной поверхности нельзя.

В отличие от жестких гибкие солнечные панели, созданные на основе сверхтонких лент из стали, выглядят как пленка и отличаются эластичностью и легкостью. Гибкая стальная основа обеспечивает прочность и надежность. Такие панели можно легко устанавливать на неровных поверхностях.

Какие виды солнечных батарей выбрать для дачи?

Выбор вида солнечных батарей для дома или дачи зависит от имеющихся возможностей.

При одинаковых размерах, монокристаллические батареи способны преобразовать больше энергии, чем поликристаллические. Монокристалл окупается быстрее. При наличии финансовых возможностей можно порекомендовать монокристаллическую батарею. Кроме того, этот вариант будет единственным, если площадь поверхности, пригодной для установки панелей, не велика.

При наличии достаточного пространства можно приобрести поликристаллические панели. Их стоимость не высока, поэтому можно подобрать оптимальное количество, необходимое для получения нужного объема энергии. Кроме того, поликристалл станет хорошим решением, если вашей целью является получение энергии для питания лишь небольших приборов и устройств.

Гибкие солнечные панели идеально подходят для установки на криволинейных поверхностях, а также на катерах, яхтах, автодомах, кемперах и автомобилях. Выбирайте оборудование брендов, которые давно работают и хорошо зарекомендовали себя на рынке. Не стоит покупать дешевые батареи изготовителей, о которых никто не слышал.

Возможности компании REENERGO

Если у вас есть желание собрать солнечную электростанцию для дома, но нет времени разбираться в особенностях устройства и принципах работы солнечных батарей, смело обращайтесь к специалистам компании REENERGO, которые расскажут о нюансах и подберут оптимальный комплект оборудования!

Солнечные батареи — типы и отличия, плюсы и минусы

• Главная
• Информация
• Статьи

Статьи компании «Группа Зелёные технологии»

Статьи о технических новинках, готовых решениях энергосистем на основе солнечной энергии, а также о передовых технологиях и характеристиках оборудования представленных на Российском рынке нашей компанией.

Задать вопрос

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге

Солнечные батареи, плюсы и минусы

Как известно солнечные батареи используют в альтернативной или возобновляемой энергетике для генерации электроэнергии используя солнечное излучение.

Существует несколько типов солнечных батарей — монокристаллические, поликристаллические, тонкой плёнки или аморфные и прозрачные. У каждого типа панелей разный КПД, внешний вид и характеристики при одной и той же мощности, поэтому при проектировании солнечной электростанции всегда встаёт вопрос — какие выбрать.

Рассмотрим их более подробно.

Монокристаллическая солнечная батарея

Элементы имеют ячеистую структуру.

ПЛЮСЫ
Самый высокий КПД, до 22%
Габаритные размеры меньше, чем у остальных батарей той же мощности
Длительный срок службы — более 25 лет

МИНУСЫ
Высокая цена
Чувствительны к загрязнению поверхности

Поликристаллическая солнечная батарея

Элементы имеют квадратную форму.

ПЛЮСЫ
Имеют КПД до 18%.
Цена в среднем ниже на 10%, чем на монокристаллические.
Небольшой процент брака

МИНУСЫ

Мене устойчивы к воздействию высоких температур, снижается КПД
Большие размеры, чем у монокристаллической той же мощности

Солнечные батареи нового поколения High Power

Инновационные технологии, очень высокое качество, эстетичный вид, небольшие размеры отличают эту солнечную панель от поликристаллических, монокристаллических, а так же из аморфного кремния. Отличие в том, что в них отсутствуют кремниевые ячейки и плёнки.

Солнечные батареи High Power отлично генерируют электроэнергию в плохую или пасмурную погоду, при недостаточной освещенности, при рассеянном свете или в жарком климате. Поэтому, для регионов со слабой солнечной активностью, с небольшим количеством солнечных дней в году, теневых и северных сторон рекомендуются использовать солнечные батареи на основе халькопирита CIGS [Cu (In, Ga) Se2].

Они имеют КПД почти 17%. Эффективность модулей увеличена на 50%, поэтому с одного квадратного метра батарея собирает более 150 Вт.

ПЛЮСЫ
Низкая цена
Эстетичный внешний вид
Устойчива к высоким температурам, чем больше температура, тем больше КПД
Прекрасно работает в рассеянном свете
Из-за отсутствия деградации в течение 25 лет работы вообще не изменяются характеристики в отличие от кремниевых модулей, которые в процессе старения теряют до 20% своей мощности.

МИНУСЫ
Относительно небольшая мощность — max 160 Вт
Затраты на крепёжные системы больше, так как из-за низкой мощности необходимо устанавливать большее количество батарей

ВАРИАНТЫ ПРИМЕНЕНИЯ
    

Прозрачная солнечная батарея

Прозрачная солнечная батарея состоит из тонкой пленки аморфного кремния и микро прозрачной кремниевой пленки, которые наносятся на стеклянное основание.

Она используются в промышленном и гражданском строительстве зданий для остекления фасадов зданий, в производстве окон, ограждений, парковок, рекламных щитов, навесов и многих других архитектурных проектах. Применение прозрачных солнечных панелей открывает большие возможности перед архитекторами и проектировщиками в области проектных и дизайнерских решений.
Изготавливаются в разный цвет и разный процент прозрачности под заказ.
Цена на этот тип батарей самая низкая, так как затраты на их производство постоянно падают.

ПЛЮСЫ
Низкая цена
Эстетичный вид
Возможность использования в архитектуре и остеклении зданий

МИНУСЫ
Невысокий КПД

ВАРИАНТЫ ПРИМЕНЕНИЯ
    

Поделиться ссылкой:

Вернуться к списку

Всеобъемлющее руководство по типам солнечных панелей

Стремление к использованию возобновляемых источников энергии привело к резкому увеличению использования солнечной энергии. Только за последнее десятилетие солнечная промышленность выросла почти на 50% благодаря федеральной поддержке, такой как Налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию, и высокому коммерческому и промышленному спросу на экологически чистую энергию.

Поскольку сектор солнечной энергетики продолжает расти, стоит изучить основу солнечной промышленности: солнечные панели.

В этом руководстве показаны различные типы солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, их сильные и слабые стороны, а также то, какие из них лучше всего подходят для конкретных случаев использования.

 

Что такое солнечная панель?

Солнечные панели используются для сбора солнечной энергии солнца и преобразования ее в электричество.

Типичная солнечная панель состоит из отдельных солнечных элементов, каждый из которых состоит из слоев кремния, бора и фосфора. Слой бора обеспечивает положительный заряд, слой фосфора обеспечивает отрицательный заряд, а кремниевая пластина действует как полупроводник.

Когда солнечные фотоны ударяются о поверхность панели, они выбивают электроны из кремниевого «бутерброда» в электрическое поле, создаваемое солнечными элементами. Это приводит к направленному току, который затем превращается в полезную мощность.

Весь процесс называется фотоэлектрическим эффектом, поэтому солнечные панели также известны как фотоэлектрические панели или панели PV. Типичная солнечная панель содержит 60, 72 или 90 отдельных солнечных элементов.

 

Четыре основных типа солнечных панелей

Сегодня на рынке доступны 4 основных типа солнечных панелей: монокристаллические, поликристаллические, PERC и тонкопленочные панели.

Монокристаллические солнечные панели

Также известные как монокристаллические панели, они изготавливаются из одного кристалла чистого кремния, который разрезается на несколько пластин. Поскольку они сделаны из чистого кремния, их легко узнать по темно-черному цвету. Использование чистого кремния также делает монокристаллические панели наиболее компактными и долговечными среди всех трех типов солнечных панелей.

Однако за это приходится платить — на производство одной монокристаллической ячейки тратится много кремния, иногда превышающее 50%. Это приводит к здоровенный ценник.

Поликристаллические солнечные панели

Как следует из названия, они изготавливаются из разных кристаллов кремния, а не из одного. Фрагменты кремния расплавляют и заливают в квадратную форму. Это делает поликристаллические элементы гораздо более доступными, так как почти нет отходов, и придает им характерную квадратную форму.

Однако это также делает их менее эффективными с точки зрения преобразования энергии и занимаемой площади, поскольку их чистота кремния и конструкция ниже, чем у монокристаллических панелей. Они также имеют более низкую термостойкость, что означает, что они менее эффективны в высокотемпературных средах.

Панели с пассивированным излучателем и задним элементом (PERC)

Солнечные панели PERC представляют собой усовершенствование традиционных монокристаллических элементов. Эта относительно новая технология добавляет пассивирующий слой на заднюю поверхность ячейки, что повышает эффективность несколькими способами:

• Он отражает свет обратно в клетку, увеличивая количество поглощаемой солнечной радиации.
• Уменьшает естественную склонность электронов к рекомбинации и подавляет поток электронов в системе.
• Позволяет отражать свет с большей длиной волны. Световые волны с длиной волны более 1180 нм не могут поглощаться кремниевыми пластинами и просто проходят сквозь них, поэтому в конечном итоге они нагревают металлический задний лист ячейки и снижают ее эффективность. Пассивирующий слой отражает эти более высокие длины волн и не дает им нагревать задний лист.

Панели PERC обеспечивают больший сбор солнечной энергии при меньшей занимаемой площади, что делает их идеальными для ограниченного пространства. Их производство лишь немного дороже, чем традиционные панели, из-за необходимых дополнительных материалов, но их можно производить на том же оборудовании, и в конечном итоге средняя стоимость на ватт может быть ниже из-за их эффективности.

Чтобы лучше понять преимущества панелей PERC, ознакомьтесь с нашим блогом «5 важных преимуществ солнечных панелей PERC, которые вам нужно знать».

Тонкопленочные солнечные панели

Тонкопленочные панели характеризуются очень тонкими слоями, достаточно тонкими, чтобы быть гибкими. Каждая панель не требует подложки для рамы, что делает их легче и проще в установке. В отличие от панелей из кристаллического кремния, которые имеют стандартные размеры на 60, 72 и 96 ячеек, тонкопленочные панели могут иметь разные размеры в соответствии с конкретными потребностями. Однако они менее эффективны, чем типичные кремниевые солнечные панели.

 

Варианты тонкопленочных солнечных панелей

В отличие от кристаллических панелей, в которых используется кремний, тонкопленочные солнечные панели изготавливаются из других материалов. К ним относятся:

• Теллурид кадмия (CdTe)
• Аморфный кремний (a-Si)
• Селенид меди, индия, галлия (CIGS) 

Теллурид кадмия (CdTe)

CdTe обладает тем же преимуществом низкой стоимости, что и поликристаллические элементы, при этом обладая самым низким углеродным следом, потребностью в воде и временем окупаемости энергии среди всех типов солнечных панелей. Однако токсичность кадмия делает переработку более дорогой, чем другие материалы.

Аморфный кремний (a-Si)

Панели из аморфного кремния (A-Si) получили свое название из-за их бесформенной природы. В отличие от моно- и поликристаллических солнечных элементов кремний не структурирован на молекулярном уровне.

В среднем для a-Si элемента требуется лишь часть кремния, необходимого для производства типичных кремниевых элементов. Это позволяет им иметь самые низкие производственные затраты за счет эффективности. Вот почему панели a-Si подходят для приложений, требующих очень мало энергии, таких как карманные калькуляторы.

Селенид меди, индия, галлия (CIGS) 

В панелях CIGS используется тонкий слой меди, индия, галлия и селена, нанесенный на стеклянную или пластиковую подложку. Комбинация этих элементов приводит к самой высокой эффективности среди тонкопанельных типов, хотя и не такой эффективной, как панели из кристаллического кремния.

 

Типы солнечных панелей по эффективности

Среди всех типов панелей кристаллические солнечные панели имеют самую высокую эффективность.

• Монокристаллические панели имеют КПД более 20%.
Панели
• PERC повышают эффективность на 5 % благодаря пассивирующему слою.
• Поликристаллические панели колеблются где-то между 15-17%.

Напротив, тонкопленочные панели обычно на 2-3% менее эффективны, чем кристаллический кремний. В среднем:

• Панели CIGS имеют диапазон эффективности 13-15%.
• CdTe колеблется в пределах 9-11%.
• a-Si имеют самый низкий КПД на уровне 6-8%.

Тип панели	Эффективность
ПЕРК	Самый высокий (на 5 % больше, чем монокристаллический)
Монокристаллический	20% и выше
Поликристаллический	15-17%
Селенид меди, индия, галлия (CIGS)	13-15%
Теллурид кадмия (CdTe)	9-11%
Аморфный кремний (a-Si)	6-8%

 

Типы солнечных панелей по мощности

Монокристаллические элементы обладают наибольшей мощностью благодаря их монокристаллической конструкции, которая обеспечивает более высокую выходную мощность в меньшем корпусе. Большинство монокристаллических панелей могут генерировать мощность до 300 Вт.

Последние достижения в области солнечных технологий позволили поликристаллическим панелям заполнить пробел. Стандартная поликристаллическая панель с 60 ячейками теперь способна производить от 240 до 300 Вт. Тем не менее, монокристаллические панели по-прежнему превосходят поликристаллические по мощности на ячейку.

Поскольку тонкопленочные панели не имеют одинаковых размеров, не существует стандартного показателя мощности, и мощность одной тонкопленочной панели будет отличаться от другой в зависимости от ее физического размера. В целом, при одинаковых физических размерах обычные кристаллические панели выдают больше энергии, чем тонкопленочные панели того же размера.

 

Типы солнечных панелей по стоимости

Монокристаллические панели (или модули, как их технически называют) имеют высокую цену из-за энергоемкого и неэффективного производственного процесса с выходом только 50% для каждого кристалла кремния. .

Поликристаллические модули дешевле, поскольку в них используются фрагменты кристаллов, оставшиеся от производства монокристаллов, что упрощает производственный процесс и снижает производственные затраты.

Среди тонкопленочных солнечных панелей самой дорогой является CIGS, за ней следуют CdTe и аморфный кремний. Помимо более низкой стоимости приобретения, тонкопленочные модули проще в установке благодаря их меньшему весу и гибкости, что снижает стоимость рабочей силы.

В то время как общая стоимость бытовых систем снизилась более чем на 65 % за последнее десятилетие, фактическая стоимость системы выросла с 58 % от общей стоимости системы в 2014 г. до 65 % в 2020 г.

Для получения дополнительной информации о мягких затратах ознакомьтесь с нашей статьей о мягких затратах в солнечной промышленности и о том, что делается для их сокращения.

Тип панели (модуль)	Средняя стоимость за ватт
ПЕРК	0,32–0,65 $
Монокристаллический	$1 – $1,50
Поликристаллический	0,70 $ – 1 9 $0134
Селенид меди, индия, галлия (CIGS)	0,60–0,70 $
Теллурид кадмия (CdTe)	0,50–0,60 $
Аморфный кремний (a-Si)	0,43–0,50 $

Обратите внимание, что эти цифры не включают стоимость установки и работы. С учетом труда и других накладных расходов общая сумма может возрасти до 2,50-3,50 долларов за ватт.

 

Другие факторы, которые необходимо учитывать

Температура

Температура солнечной панели может влиять на ее способность генерировать энергию. Эта потеря выходной мощности отражается через температурный коэффициент, который является мерой снижения выходной мощности панели на каждый 1°C повышения температуры выше 25°C (77°F).

Монокристаллические и поликристаллические панели имеют температурный коэффициент от -0,3%/°C до -0,5%/°C, тогда как тонкопленочные панели ближе к -0,2%/°C. Это означает, что тонкопленочные панели могут быть хорошим вариантом для более жарких условий или мест, где в течение года больше солнечного света.

Класс огнестойкости

Обновленный Международный строительный кодекс 2012 года требует, чтобы солнечные панели соответствовали классу огнестойкости крыши, на которой они установлены. Это делается для того, чтобы модули не ускоряли распространение пламени в случае пожара. (Калифорния делает еще один шаг вперед, требуя, чтобы вся фотоэлектрическая система, включая систему стеллажей, имела одинаковую огнестойкость).

Таким образом, солнечные панели теперь имеют тот же рейтинг классификации, что и крыши:

Класс A

• эффективен при испытаниях на сильное возгорание
• Распространение пламени не должно превышать 6 футов
• требуется для территорий, граничащих с дикой природой и городом, или районов с высокой степенью пожароопасности и риска лесных пожаров

Класс B

• эффективен при умеренном воздействии огня
• Распространение пламени не должно превышать 8 футов

Класс C

• эффективен против воздействия светового огня
Распространение пламени
• не должно превышать 13 футов 9 дюймов.0052

 

Устойчивость к граду

Солнечные панели также испытываются на воздействие града. Стандарты

UL 1703 и UL 61703 касаются града путем сбрасывания 2-дюймовых твердых стальных сфер на солнечные панели с высоты 51 дюйм и стрельбы 1-дюймовыми ледяными шарами по фотоэлектрическим панелям из пневматической пушки для имитации ударов града.

Из-за своей более толстой конструкции кристаллические панели могут выдерживать удары градом на скорости до 50 миль в час, в то время как тонкопленочные солнечные панели имеют более низкий рейтинг из-за их тонкой и гибкой природы.

Рейтинг ураганов

Хотя официальной классификации ураганов по солнечной энергии не существует, Министерство энергетики недавно расширило рекомендуемые технические характеристики солнечных панелей для защиты от неблагоприятных погодных условий.

Новые рекомендации включают: 

• Модули с наивысшим рейтингом ASTM E1830-15 по снеговой и ветровой нагрузке как спереди, так и сзади.
• Крепежные детали с надежной блокировкой в ​​соответствии со стандартом DIN 65151
• Использование сквозных болтовых модулей с замковыми креплениями вместо зажимных креплений
• Использование трехрамных рельсовых систем для повышения жесткости и защиты от скручивания
• Трубчатые рамы над открытыми С-образными швеллерами
• Ограждение по периметру фотоэлектрических систем для замедления ветра

Светоиндуцированная деградация (LID)

LID — это потеря характеристик, обычно наблюдаемая в кристаллических панелях в течение первых нескольких часов пребывания на солнце. Это происходит, когда солнечный свет вступает в реакцию со следами кислорода, оставшимися после производственного процесса, что влияет на структуру решетки кремния.

Потери LID напрямую связаны с качеством изготовления и могут составлять от 1 до 3%.

 

Обзор: Сравнение типов солнечных панелей

	ПЕРК	Монокристаллический	Поликристаллический	Тонкопленочный
Первоначальная стоимость	Самый высокий	Высокий	Средний	От высшего к низшему: СИГС CdTe а-Си
Эффективность	Самый высокий (на 5 % больше, чем монокристаллический)	20% и выше	15-17%	CIGS: 13-15% CdTe: 9-11% a-Si: 6-8%
Внешний вид	Черный с закругленными краями	Черный с закругленными краями	Синий с квадратными краями	В зависимости от тонкопленочного варианта
Преимущества	Требуется минимум места Самый эффективный Максимальная мощность	Менее дорогая альтернатива панелям PERC без пассивирующего слоя	Средний вариант по стоимости, эффективности и мощности	Самая низкая стоимость Проще установить
Недостатки	Самый дорогой изначально Некоторые более ранние панели пострадали от деградации, вызванной светом и повышенной температурой	Высокая начальная стоимость Низкий выход в производственном процессе	Низкая термостойкость, не подходит для жарких сред	Срок службы короче, чем у кристаллических панелей, требуется больше места Наименее эффективный

 

Итак, какой тип солнечной панели выбрать?

Поскольку у кристаллических и тонкопленочных панелей есть свои плюсы и минусы, выбор солнечной панели в конечном итоге зависит от ваших конкретных свойств и параметров состояния .

Ограниченное пространство

Тем, кто живет в густонаселенных районах с ограниченным пространством, следует выбирать высокоэффективные монокристаллические модули, чтобы максимально эффективно использовать физическое пространство и максимально экономить на коммунальных услугах. Если позволяет бюджет, переход на панели PERC может еще больше снизить затраты на производство энергии в долгосрочной перспективе.

Крупные объекты недвижимости

Те, у кого есть достаточно большая недвижимость, могут сэкономить на первоначальных затратах, используя поликристаллические солнечные панели, где большая площадь панели может компенсировать более низкую эффективность панели. Тем не менее, большая занимаемая площадь также может означать дополнительные затраты на рабочую силу, поэтому приобретение большего количества менее дорогих панелей не обязательно обходится дешевле. Хотя первоначальные затраты могут быть низкими, в конечном итоге они могут быть компенсированы снижением эффективности и более высокими операционными расходами в долгосрочной перспективе.

Что касается тонкопленочных солнечных панелей, то они лучше всего подходят для мест, где невозможна тяжелая и трудоемкая установка кристаллического кремния. Такие места могут включать коммерческие здания с ограниченным пространством или тонкими крышами; компактные пространства, такие как транспортные средства для отдыха и плавсредства; и области, которые требуют гибкой установки вместо жестких панелей.

Имейте в виду, что солнечные панели рассчитаны на долгосрочную установку, которая может достигать 25 лет. Поэтому, какой бы тип вы ни выбрали, обязательно сделайте домашнее задание, чтобы убедиться, что это лучший вариант для ваших нужд.

Чтобы узнать больше об основах солнечной энергетики, подпишитесь на наш блог.

 

 

Типы солнечных панелей (Руководство на 2023 г.)

Если вы думаете о переводе вашего дома на солнечную энергию, наш обзор типов солнечных панелей, доступных для жилых систем, поможет вам узнать больше о преимуществах и недостатки каждого вида.

Возможно, решение перевести ваш дом на солнечную энергию далось вам легко. Солнечная энергия полезна не только для планеты — она снижает нашу зависимость от ископаемого топлива, но и полезна для вашего кошелька, поскольку вы экономите на счетах за электроэнергию в долгосрочной перспективе.

В этой статье более подробно рассматриваются эти типы солнечных панелей и рассказывается о конструкции солнечных панелей, материалах и рейтингах эффективности для каждого из них, чтобы помочь вам выбрать лучшие солнечные панели для вашего дома и бюджета.

Материалы для солнечных панелей

Хотя переход на солнечную энергию может быть простым, навигация по процессу установки может показаться немного сложной. Выбор панелей сам по себе требует некоторых исследований и понимания науки, лежащей в основе солнечной энергии для жилых помещений.

Солнечные панели состоят из десятков фотоэлектрических элементов (также называемых фотоэлементами), которые поглощают солнечный свет, падающий на крышу дома, и преобразуют эту энергию в электричество постоянного тока. Большинство домашних солнечных систем включают в себя инвертор, который преобразует электричество постоянного тока в электричество переменного тока (AC), которое затем может питать дом. Резервные батареи могут хранить неиспользованную солнечную энергию для использования ночью или во время отключения электроэнергии.

Несмотря на множество брендов и стилей солнечных панелей, хорошая новость заключается в том, что в настоящее время в жилых солнечных системах используются только три основных типа солнечных панелей: монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные.

Монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические солнечные панели — монопанели, как их часто называют солнечные компании — получили такое название, потому что они сделаны из одного чистого кремния. Монокристаллические панели чаще всего используются на крышах жилых солнечных систем, потому что они лучше всего подходят для небольших помещений и служат дольше, чем поликристаллические и тонкопленочные панели.

Существует два различных типа монокристаллических панелей: пассивированные эмиттерно-задний контакт (PERC) и двусторонние. Панели PERC имеют проводящий слой, добавленный к задней стороне ячеек для увеличения поглощения энергии. Панели PERC чаще всего используются в солнечных системах на крыше.

Точно так же двусторонние панели могут поглощать свет с обеих сторон, но с большей скоростью, чем панели PERC. По этой причине двусторонние панели обычно зарезервированы для наземных систем, которые оставляют открытыми обе стороны панелей.

Конструкция монокристаллической солнечной панели

Монокристаллические панели в основном сплошного черного цвета, но с некоторыми пробелами. Черный дизайн делает их менее заметными на крыше. Однако они не такие гладкие, как тонкопленочные панели, которые полностью черного цвета и ровно лежат на крышах.

Материалы для монокристаллических солнечных панелей

Солнечные элементы из монокристаллического кремния изготавливаются с использованием метода Чохральского, в котором затравочный кристалл кремния помещается в расплавленный чан с чистым кремнием при высокой температуре. Это создает один кристалл кремния или слиток, который затем делится на более тонкие пластины. Эти пластины составляют солнечные батареи.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические панели представляют собой более раннюю технологию солнечных панелей и поэтому могут быть более доступными, чем более новая монокристаллическая разновидность. Однако, поскольку технология устарела, поликристаллические панели не так эффективны, как их более современные аналоги. Они также плохо выдерживают высокие температуры, поэтому не рекомендуются для использования в более жарком климате круглый год.

Конструкция поликристаллической солнечной панели

Поликристаллические панели имеют синий оттенок из-за производственного процесса. Синий цвет на самом деле несколько мраморный, поэтому есть некоторые различия в цвете и консистенции от панели к панели. Домовладельцы, заинтересованные в создании тонкой системы солнечных панелей, должны выбирать монокристаллические панели, а не поликристаллические разновидности.

Поликристаллические материалы для солнечных панелей

Поликристаллические панели изготавливаются из кремниевых солнечных элементов, как и монокристаллические панели. Разница заключается в процессе охлаждения поликристаллических панелей, который создает несколько кристаллов, а не один.

Поликристаллические панели, используемые в домашних солнечных системах, обычно имеют 60 солнечных элементов, которые производят от 240 до 300 Вт мощности. Для сравнения, средняя жилая солнечная панель содержит 72 элемента и вырабатывает от 300 до 400 Вт электроэнергии.

Тонкопленочные солнечные панели

Из-за их более низкой эффективности тонкопленочные солнечные элементы чаще используются в крупных промышленных солнечных установках, в которых пространство не является ограничением. И наоборот, тонкопленочные панели могут быть хорошим вариантом для небольших солнечных проектов, например, для питания лодок, и небольших коммерческих зданий, таких как склады, с тонкими металлическими крышами.

Конструкция тонкопленочных солнечных панелей

Тонкопленочные панели имеют самый гладкий вид среди трехпанельных типов. Поскольку они полностью черные, плоские и гибкие по форме и размеру, они легко вписываются в крышу дома и не требуют строительных лесов, которые часто делают монокристаллические и поликристаллические панели.

Однако тонкопленочные панели неэффективны, поэтому вам потребуется гораздо больше — возможно, даже достаточно, чтобы покрыть всю крышу — для выработки электроэнергии для дома. Это может привести к более высоким общим затратам и увеличению случаев проблем с панелями, сбоев и общей деградации с течением времени.

Тонкопленочные материалы для солнечных панелей

Тонкий слой фотогальванического вещества, такого как аморфный кремний или теллурид кадмия, помещают на твердую поверхность, часто стекло, для создания тонкопленочной панели. Выбор фотогальванического вещества, используемого в производственном процессе, позволит создать различные тонкопленочные панели, в том числе очень гибкие.

Сравнение основных типов солнечных панелей

Тип солнечной панели	Плюсы	Cons
Монокристаллический	✔ Имеет срок службы более 25 лет; ✔ Изготовлен из силикона высшего сорта; ✔ Обеспечивает наибольшую производительность и, следовательно, требует наименьшего пространства на крыше	✘ Обычно дороже двух других типов панелей; ✘ Может быть немного менее эффективным в холодную погоду
Поликристаллический	✔ Предлагает более экономичное решение для солнечной энергии; ✔ Производит меньше отходов в процессе производства, чем монокристаллические и тонкопленочные панели; ✔ Обеспечивает максимальную производительность и, следовательно, требует наименьшего пространства на крыше	✘ На долговечность и производительность легче воздействуют высокие температуры; ✘ Имеет более низкий рейтинг эффективности, чем монокристаллические панели
Тонкопленочные	✔ Может выдерживать высокие температуры; ✔ Является наименее дорогим вариантом панели; ✔ Весит меньше монокристаллических и поликристаллических панелей	✘ Имеет самый низкий рейтинг эффективности среди трех типов панелей; ✘ Менее долговечны, чем монокристаллические и поликристаллические панели

Как работают солнечные панели

Если вы ищете дополнительную информацию о том, как работают солнечные панели, в приведенном ниже видеоролике описывается процесс преобразования солнечной энергии солнечными панелями в энергию и обеспечение электроснабжения, отопления и охлаждения вашего дома:

Солнечная энергия Стоимость панелей

В расчете на одну панель монокристаллические панели являются наиболее эффективными и, следовательно, самыми дорогими. Поликристаллические панели могут быть изготовлены путем использования фрагментов кристаллов, оставшихся от производства монокристаллических панелей. Поскольку производственные затраты ниже, а производственный процесс проще, поликристаллические панели намного дешевле, чем монокристаллические панели. Тонкопленочные панели, как правило, являются самым дешевым типом солнечных панелей из-за их сверхлегкой и тонкой конструкции.

Ниже приведены средние затраты на ватт для каждого типа панелей, которые важно учитывать при определении того, что вы можете ожидать за свои солнечные панели.

Средняя стоимость ватта

• Тонкопленочные: 0,43 доллара – 0,70 доллара
• Монокристаллический: $ 0,32 – 1,50 $
• Поликристаллический: 0,70 долл. США – 1,50 долл. США

Получите предложение Solar уже сегодня.

Эффективность солнечной панели

Чем больше электроэнергии может генерировать солнечная панель, тем выше рейтинг эффективности. Это также означает, что наиболее эффективные панели будут занимать наименьшее количество места, и для функционирующей домашней солнечной системы потребуется меньше.

На эффективность влияет изменение солнечного света в течение дня, поскольку пасмурное небо, очевидно, снижает количество солнечной энергии, которую могут поглотить панели. Высокий уровень нагрева также может негативно сказаться на энергоэффективности. Панели накапливают тепло в течение дня, и это может снизить выходную мощность до 25% в это время.

Как монокристаллические, так и поликристаллические панели подходят для большинства мест со средним количеством солнечного света и сезонными колебаниями температуры. Тонкопленочные панели имеют более низкий температурный коэффициент, чем два других типа панелей, поэтому они могут быть хорошим вариантом для людей, которые живут в более жарком климате или в районах, которые получают больше солнечного света в год.

Несмотря на то, что эти небольшие вариации затрагивают все распространенные типы панелей, наиболее эффективные варианты учитывают колебания и компенсируют их с точки зрения общей выходной мощности.

Ниже приведена разбивка рейтингов эффективности и мощности каждого из различных типов солнечных панелей.

Монокристаллические панели

• Эффективность — более 20%
• Мощность — до 300 Вт

Поликристаллические панели

• Эффективность — 15–17%
• Мощность — 240 – 300 Вт

Тонкопленочные панели

• Эффективность — 6 – 15%
• Мощность — нет стандартной меры, поскольку тонкопленочные панели неодинаковы по размеру, но, как правило, имеют меньшую мощность, чем кристаллические панели

Факторы, которые необходимо учитывать при выборе типа панели

Помимо воздействия солнечного света и тепла, существует несколько других факторов, которые могут повлиять на работу солнечной панели.

Степень защиты от града

Солнечные панели испытывают на воздействие града, сбрасывая с определенной высоты небольшие стальные шарики или запуская ледяные шарики прямо на панели для имитации града.

Монокристаллические и поликристаллические панели изготовлены из более толстых материалов и поэтому могут выдерживать удары града со скоростью до 50 миль в час. С другой стороны, тонкопленочные солнечные панели менее способны противостоять граду, потому что они более легкие и гибкие.

Рейтинг ураганов

 Министерство энергетики США ведет список рекомендуемых характеристик солнечных панелей с точки зрения их способности противостоять сильным штормам, таким как ураганы. Панели, соответствующие этим спецификациям, будут оснащены механизмом блокировки или крепления, чтобы предотвратить их перенос ветром. Опять же, монокристаллические и поликристаллические панели по своей конструкции тяжелее и лучше поддаются модификации с помощью крепежных устройств, чем тонкопленочные панели.

Для большинства жилых солнечных систем наилучшим вариантом являются монокристаллические солнечные панели. Хотя они дороже, чем поликристаллические панели, монокристаллические панели более производительны и долговечны. Это означает, что, несмотря на более высокую стоимость, повышенная эффективность и выходная мощность монокристаллических панелей могут фактически сэкономить вам деньги с точки зрения счетов за электроэнергию.

Тем не менее, поликристаллические панели по-прежнему являются практичным вариантом для тех, кто хочет перейти на солнечную энергию, но не может позволить себе стоимость монокристаллических панелей. Имейте в виду, что если для вас важна эстетика, поликристаллические панели являются наиболее заметными и, возможно, устаревшими из трех типов солнечных панелей.

Мы не рекомендуем использовать тонкопленочные панели в вашей домашней солнечной системе из-за их неэффективности и недостаточной долговечности. Однако, если вы хотите питать сарай, мастерскую, лодку или транспортное средство для отдыха, тонкопленочные панели могут быть экономичным вариантом в утонченном дизайне.

Понимание различий между типами солнечных панелей, не говоря уже об опциях, доступных в зависимости от марки, может быть ошеломляющим.