4.Виды солнечных батарей Монокристаллический кремний. Солнечные панели аморфного кремния


Аморфные солнечные батареи, описание, характеристики

Развитие технологии производства аморфных кремниевых  солнечных батарей постепенно приводит к переориентации рынка фотоэлектрических модулей в пользу этой разновидности. Наибольшее распространение ввиду дешевизны получили устройства второго поколения. При аналогичной с кристаллическими батареями мощности для их производства требуется в 10 раз меньше кремния. Третье поколение многопереходных тонкоплёночных элементов демонстрирует эффективность работы до 12% при увеличенном сроке эксплуатации.

Преимущества аморфных тонкоплёночных солнечных батарей

Гибкие фотоэлементы на основе кремния в сравнении с кристаллическими аналогами имеют ряд преимуществ:

  • выигрыш в производительности в условиях повышенных температур. В тёплое время года кристаллические элементы снижают эффективность, в этот период более производительным оказывается аморфный кремний, солнечные батареи из которого менее подвержены влиянию нагрева;
  • способность к выработке электричества при низком уровне освещённости. Выигрывают у кристаллических конкурентов в периоды слабой активности Солнца — сумерки, пасмурная погода, дождь или снегопад;
  • возможность скрытной установки;
  • меньшая стоимость единицы произведённой энергии благодаря снижению затрат на производство оборудования;
  • простота и технологичность производственного процесса. Отсутствие соединительной пайки отдельных компонентов снижает количество бракованной продукции;
  • незначительная толщина и повышенная гибкость упрощают установку, замену и обслуживание;
  • меньшее влияние затенения. Аккумуляторы этого типа теряют незначительное количество выработки из-за затенения поверхности и попадания грязи, тогда как модули на основе кремниевых кристаллов снижают производительность на 25%.

Недостатки аморфных тонкоплёночных солнечных батарей

Основной негативной особенностью использования таких элементов, как аморфный кремний солнечные батареи является низкий показатель эффективности, в идеальных условиях КПД панелей на основе аморфного кремния в два раза ниже, чем у аналогичных поликристаллических модулей. Однако, по среднему значению КПД в условиях практического применения превосходство последних снижается.

Для защиты обеих сторон крупных модулей в большинстве случаев используется стекло. В результате некоторым ограничением для применения становится итоговая масса панелей. Однако, развитие производства модулей на гибкой основе постепенно нивелирует этот недостаток.

Сферы применения аморфных солнечных панелей

Использование рассматриваемых плёночных модулей рекомендовано при наличии следующих факторов:

  • повышенная облачность в регионе установки;
  • жаркая погода, в условиях которой панели разогреваются до 50-60 С;
  • отсутствуют ограничения по площади и массе устройства;
  • необходима интеграция модулей непосредственно в строение. Тонкоплёночные аккумуляторы отличаются от кристаллических возможностью установки в окна вместо стёкол и на фасады зданий, благодаря чему открываются новые варианты дизайна и конструкторских решений в строительстве;
  • необходим определённый процент прозрачности элементов. Для установки в оконных проёмах панели изготавливаются с показателями прозрачности от 5% до 20%. При этом теряется соответствующий процент вырабатываемой энергии.

Дополнительной областью применения аккумуляторов такого типа является швейная промышленность, благодаря гибкости элементов их используют в качестве вспомогательных материалов для пошива эксклюзивной одежды и сумок.

Уровень деградации солнечных батарей из аморфного кремния

Скорость изнашивания плёночных панелей поддерживается на уровне кристаллических аналогов. Производители гарантируют снижение производительности на 10% и менее в течение 10 лет работы, и на 20% и менее в течение 25 лет.

Рекомендуем прочесть:

www.solar-battery.com.ua

4.Виды солнечных батарей Монокристаллический кремний

Наиболее эффективными и распространенными для широкого потребления являются монокристаллические кремниевые элементы. Для изготовления таких элементов кремний очищается, плавится и кристаллизуется в слитках, от которых отрезают тонкие слои. Внешне монокристаллические элементы выглядят как однотонная поверхность темно-синего или почти черного цвета. Скозь кремний проходит сетка из металлических электродов. Эффективность такого элемента составляет от 16 до 19% в стандартных условиях тестирования (прямой солнечный свет, +25 °С).

Производительность таких солнечных панелей за каждые 20-25 лет службы постепенно снижается, по некоторым данным на пол-процента в год, а общий заявляемый срок службы таких панелей у хороших производителей составляет обычно 40-50 лет.Действительно ли монокристаллические солнечные панели служат так долго? На самом деле большинство солнечных панелей, используемых сегодня не работали 50 лет. В распоряжении нашей компании есть солнечная панель, которая работает свыше 10 лет и еще не показала видимого снижения мощности. Исследования компании Brightstar Solar (2009) показали, что произведенные 40 лет назад монокристаллические солнечные панели до сих пор работают и их мощность составляет около 80% от изначальной. Так что на сегодня монокристаллические солнечные панели - это самый надежный источник получения электроэнергии от солнца.

Поликристаллический кремний

Технология принципиально не отличается от монокристаллических элментов, но разница состоит в том, что для изготовления используется менее чистый и более дешевый кремний. Внешне это уже не однотонная поверхность, а узор из границ множества кристаллов. Эффективность такого элемента составляет от 14 до 15%. Тем не менее эти панели пользуются примерно такой же популярностью на рынке, что и монокристаллические, поскольку пропорционально эффективности снижается цена производства.В России перспективнее все же использовать монокристаллические панели, поскольку при неразвитости собственного производства и больших расстояниях целесообразнее ввозить и транспортировать более эффективные панели.

Ленточный кремний

Принципиально такой же как и предыдущие типы, отличается лишь тем, что кремний не нарезается от кристалла, а наращивается тонким слоем в виде ленты. Антибликовое покрытие дает радужную окраску таким панелям. Эта технология не смогла завоевать рынок, занимая на нем лишь около 2% и постепенно снижается. В России почти не встречается.

Аморфный кремний

В этом типе используются не кристаллы, а тончайшие слои кремния, напыленные в вакууме на пластик, стекло или металл. Этот тип является наиболее дешевым в производстве, но обладает серьезным недостатком. Слои кремния выгорают на свету значительно быстрее, чем у предыдущих типов. Снижение производительности на 20% может произойти уже через два месяца у худших производителей. Очень часто в России привлеченные низкой ценой люди приобретают такие панели и потом разочаровываются, поскольку уже через год-два такой элемент перестает давать энергию. Распознать такую панель на вид можно по более блеклому сероватому или темному цвету непонятных оттенков.Бывают ли качественные солнечные панели из аморфного кремния? Бывают. При этом стоят дороже и продавцы описывают их в восторженных тонах. Тем не менее по эффективности и срокам службы самые качественные панели из аморфного кремния не могут сравниться с моно или поликристаллическими. Эффективность панелей из аморфного кремния - 6-9%, то есть для получения такого же количества энергии по сравнению с монокристаллическими панелями требуется в два-три раза больше площадь. Срок службы может составлять 10-15 и более лет, но за это время мощность значительно падает. Как правило производители заявляют для панелей из аморфного кремния заниженную мощность, которая ниже чем фактическая. Но за счет деградаци и падения мощности в первые несколько месяцев эти значения постепенно выравниваются.Панели из аморфного кремния лучше всего использовать в пустынях, где много солнца и много места. Для частных проектов на ограниченной территории монокристаллические панели оказываются выгоднее, поскольку служат гораздо дольше и занимают гораздо меньше места. 

studfiles.net

аморфный кремний | Пелинг Инфо солнечные батареи

Вот тот самый долгожданный день и то самое КПД микроморфных солнечных панелей HEVEL HV135, о котором все так часто говорят, но к сожалению, это время когда панели выдают хорошие показатели на весь год не распространяются. Все дело именно в конструкции солнечных панелей. Итак, это мое мнение и мои замеры, и данные которые я получил на панелях, которые купил за свои личные деньги. Ну это для любителей всего проплаченого и сказочного. Как я и говорил, панели не работают в мороз и это доказывают все данные, что я получал на протяжении зимней эксплуатации. Ну как они не работают, работают, но выдаваемая мощность в разы ниже ожидаемой.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Кто-то скажет круто, кто-то может даже позавидует, но я откровенно скажу лично из своего опыта, это не те солнечные панели, которые  нужно ставить. Пусть кто-то рассказывает сказки про их эффективность. Или про огромную получаемую мощность с этих солнечных панелей. Лично из моего опыта, то что я с них получал и получаю – это в разы меньше ожидаемого. И как бы кто не говорил, меньше даже чем с поликристалла, а так как с моно я получал меньше чем с поли, несложно догадаться что особого выигрыша в этих панелях не будет.

Самый огромный на мой взгляд минус, это их размер, отношение ватт на сантиметр, что у пленочных панелей гораздо больше, чем обычного кремния. А значит, чтоб выжать больше мощности по сравнению с поли или моно панелями нам потребуется в 2.5 раза больше пространства чтобы выжать аналогичную мощность пленочными солнечными панелями.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Мы с вами уже привыкли, что все солнечные панели разные и уже не существует никаких гостов как по профилю, так и по самим элементам, так и по размерам полотна панели. Но пришло время двигаться дальше и запомнить еще одно отличие солнечных модулей. Мало кто знает, что солнечных панелей одинаковых не бывает и все солнечные панели даже  если имеют какие-то одинаковые показатели на стикере  на самой панели, это лишь приблизительные данные. Некоторые производители, чтоб не штамповать наклейки с разными данными, пишут, что у солнечной панели есть погрешность. Ну, а вот на солнечных панелях  HEVEL HV135 есть отличительная особенность,  в отличии пока от всех остальных солнечных панелей, что я увидел. А именно, все эти солнечные панели имеют непосредственно на самих стикерах данные, которые относятся непосредственно для конкретной солнечной панели.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

В данном коротком видео я покажу вам наглядно отличие в температурном диапазоне трех типов солнечных панелей. Для тех, кто не знает, но температура это главный враг солнечных панелей, она даже страшнее чем короткое замыкание. Именно при высоких температурах, неважно какой тип панели, деградация фото слоя происходит гораздо быстрее, и в конце концов – это приводит к падению коэффициента полезного действия солнечных панелей.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

В данном видео я вам покажу, как я приклеил солнечные панели Hevel HVL 105. А также минусы этого способа и напрасную трату денег. Вообще, пусть что кто не говорит, но трата денег в микроморфный кремний, это уже трата их на ветер и про это я расскажу как-нибудь в будущих видео. Отсюда, чем дороже конструкция и крепеж для данных солнечных панелей, тем трата денег все выше и выше. Да, панели стоят достаточно дешево, но если делать все по уму, то и цена будет дороже, чем из привычного нам кремния.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Солнечные панели из аморфного кремния Hevel HVL 105 я приобретал  в Новосибирске в розницу тут https://nsk-electro.ru/shop/159/desc/hevel-solar-hvl-105  .  Ну что, каркас с горем пополам наконец-то собран и частично усилен.  Позже еще дополнительно усилю конструкцию. В данный момент суммарный ее вес достигает 80 кг. Это считая вместе с брусом, который я использую как направляющие для укладки на них солнечных панелей.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Наконец-то, основная конструкция моей системы собрана, и пришло время приступить к сборке третьей системы из солнечных панелей из аморфного кремния, а именно Hevel HVL 105. Первым этапом я приступил к подготовке материала для сварки рамы.  Так как у меня заранее были куплены уголки именно под эти солнечные панели, то и изготавливать раму я буду под них из уголка. Солнечные панели Hevel HVL 105 , будут вклеиваться в уголки, после укладки их  внутрь коробки.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

В очередной прямой трансляции я делюсь тем, зачем я приобрел данные панели. Ну и, соответственно, подобных обзоров нет в нормальном качестве и чтоб не реклама была. В общем, теперь есть на чем проводить эксперименты и это главное. По данным панелям хочу сказать, что особой разницы у аморфного кремния нет между собой, так как технологии сильно не отличаются. Сравнивать аморфный кремний на подобие, как моно с поли смысла особого нет, дабы полученные данные, зависят только от партии или от фирмы производителя, впрочем как и всегда.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

В данном видео идет первое ознакомление с солнечными панелями, которые производят в России, но выполнены на швейцарском оборудовании. Еще продажи данных солнечных панелей в России толком нет. Единственный и первый человек, который смог договориться о поставка солнечных панелей Hevel HVL 105 в Новосибирск, является фирма nsk-electro.ru. Данная фирма находится в Новосибирске,

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

peling.ru

из аморфного кремния | Пелинг Инфо солнечные батареи

Вот тот самый долгожданный день и то самое КПД микроморфных солнечных панелей HEVEL HV135, о котором все так часто говорят, но к сожалению, это время когда панели выдают хорошие показатели на весь год не распространяются. Все дело именно в конструкции солнечных панелей. Итак, это мое мнение и мои замеры, и данные которые я получил на панелях, которые купил за свои личные деньги. Ну это для любителей всего проплаченого и сказочного. Как я и говорил, панели не работают в мороз и это доказывают все данные, что я получал на протяжении зимней эксплуатации. Ну как они не работают, работают, но выдаваемая мощность в разы ниже ожидаемой.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Внимание, не повторять без навыка супер героя, я не несу ответственности за вашу безграмотность в случае каких-то проблем, на что в видео есть предупреждения. Ролик снимается профессионалом! В данном видео я вам покажу отказ аккумулятора в моей солнечной электростанции, из-за которого в акб пропала емкость. А также, расскажу причины, следствия и как выявить проблему с акб. Так же, самое главное, я вам покажу все способы диагностики выявления проблем с АКБ, которыми я пользуюсь. 

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Кто-то скажет круто, кто-то может даже позавидует, но я откровенно скажу лично из своего опыта, это не те солнечные панели, которые  нужно ставить. Пусть кто-то рассказывает сказки про их эффективность. Или про огромную получаемую мощность с этих солнечных панелей. Лично из моего опыта, то что я с них получал и получаю – это в разы меньше ожидаемого. И как бы кто не говорил, меньше даже чем с поликристалла, а так как с моно я получал меньше чем с поли, несложно догадаться что особого выигрыша в этих панелях не будет.

Самый огромный на мой взгляд минус, это их размер, отношение ватт на сантиметр, что у пленочных панелей гораздо больше, чем обычного кремния. А значит, чтоб выжать больше мощности по сравнению с поли или моно панелями нам потребуется в 2.5 раза больше пространства чтобы выжать аналогичную мощность пленочными солнечными панелями.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Мы с вами уже привыкли, что все солнечные панели разные и уже не существует никаких гостов как по профилю, так и по самим элементам, так и по размерам полотна панели. Но пришло время двигаться дальше и запомнить еще одно отличие солнечных модулей. Мало кто знает, что солнечных панелей одинаковых не бывает и все солнечные панели даже  если имеют какие-то одинаковые показатели на стикере  на самой панели, это лишь приблизительные данные. Некоторые производители, чтоб не штамповать наклейки с разными данными, пишут, что у солнечной панели есть погрешность. Ну, а вот на солнечных панелях  HEVEL HV135 есть отличительная особенность,  в отличии пока от всех остальных солнечных панелей, что я увидел. А именно, все эти солнечные панели имеют непосредственно на самих стикерах данные, которые относятся непосредственно для конкретной солнечной панели.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Занимаясь делами до утра, я случайно заметил, что контроллер Синбоу мигает статусным индикатором, что идет процесс заряда. Это меня сильно удивило, так как еще были на улице сумерки и луна и то ярче светила, чем где-то там солнце, восход которого по часовому поясу должен был состоятся через 50 минут. Я взял в руки тестер и решил сделать замер, просто первый раз наблюдаю подобную картину в столь ранний час. В голове мелькала мысль контроллер наверно вышел из строя, что так не адекватно реагирует ночью на отсутствие солнечного света. Но когда я подключил

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

В данном коротком видео я покажу вам наглядно отличие в температурном диапазоне трех типов солнечных панелей. Для тех, кто не знает, но температура это главный враг солнечных панелей, она даже страшнее чем короткое замыкание. Именно при высоких температурах, неважно какой тип панели, деградация фото слоя происходит гораздо быстрее, и в конце концов – это приводит к падению коэффициента полезного действия солнечных панелей.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Солнечные панели микроморфный кремний, три панели соединенных последовательно 190-210 вольт пелинг. Напряжение, с которым я работаю и экспериментирую, постоянное, и составляет в холостом режиме до 210 вольт. Внимание: не рекомендую подобное повторять, дабы постоянное высокое напряжение опасно для вашей жизни. Данный ролик снимался с познавательной точки зрения, чтобы провести все мыслимые и немыслимые эксперименты, чтобы вам не пришлось что-то подобное делать самому, тем самым подвергать опасности вашу жизнь! 

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

В данном видео я вам покажу, как я приклеил солнечные панели Hevel HVL 105. А также минусы этого способа и напрасную трату денег. Вообще, пусть что кто не говорит, но трата денег в микроморфный кремний, это уже трата их на ветер и про это я расскажу как-нибудь в будущих видео. Отсюда, чем дороже конструкция и крепеж для данных солнечных панелей, тем трата денег все выше и выше. Да, панели стоят достаточно дешево, но если делать все по уму, то и цена будет дороже, чем из привычного нам кремния.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Солнечные панели из аморфного кремния Hevel HVL 105 я приобретал  в Новосибирске в розницу тут https://nsk-electro.ru/shop/159/desc/hevel-solar-hvl-105  .  Ну что, каркас с горем пополам наконец-то собран и частично усилен.  Позже еще дополнительно усилю конструкцию. В данный момент суммарный ее вес достигает 80 кг. Это считая вместе с брусом, который я использую как направляющие для укладки на них солнечных панелей.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Наконец-то, основная конструкция моей системы собрана, и пришло время приступить к сборке третьей системы из солнечных панелей из аморфного кремния, а именно Hevel HVL 105. Первым этапом я приступил к подготовке материала для сварки рамы.  Так как у меня заранее были куплены уголки именно под эти солнечные панели, то и изготавливать раму я буду под них из уголка. Солнечные панели Hevel HVL 105 , будут вклеиваться в уголки, после укладки их  внутрь коробки.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

peling.ru

Устройство солнечной батареи. Теория

Состав и устройство солнечной батареи, ее элементов определяют эффективность выработки энергии готовым изделием. В настоящее время, для генерации электрической энергии используются солнечные панели на основе кремния (с-Si, mc-Si & кремниевые тонкопленочные батареи), теллурида кадмия CdTe, соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2, а также концентраторные батареи на основе арсенида галлия (GaAs). Ниже будут даны краткие описания каждой из них.

Солнечные батареи основе кремния

Солнечные батареи (СБ) на основе кремния составляют на сегодняшний день порядка 85% всех выпускаемых солнечных панелей. Исторически это обусловлено тем, что при производстве СБ на основе кремния использовался обширный технологический задел и инфраструктура микроэлектронной промышленности, основной «рабочей лошадкой» которой также является кремний. В результате, многие ключевые технологии микроэлектронной промышленности такие как выращивания кремния, нанесения покрытий, легирования, удалось адаптировать для производства кремниевых батарей с минимальными изменениями и инвестициями. Кроме того, кремний – один из самых распространенных элементов земной коры и составляет по разным данным 27-29% по массе. Таким образом, нет никаких физических ограничений для производства значительной доли электроэнергии Земли с имеющимися запасами Si.

Различают два основных типа кремниевых СБ – на основе монокристаллического кремния (crystalline-Si, c-Si) и на основе мультикристаллического (multicrystalline-Si, mc-Si) или поликристаллического. В первом случае используется высококачественный (и, соответственно, более дорогой) кремний выращенный по методу Чохральского, который является стандартным методом для получения кремниевых пластин-заготовок для производства микропроцессоров и микросхем. Эффективность СБ изготовленных из монокристаллического кремния составляет обычно 19-22%. Не так давно, фирма Panasonic заявила о начале промышленного выпуска СБ с эффективностью 24,5% (что вплотную приближается к максимально возможному теоретически значению ~30%).

Во втором случае для производства СБ используется более дешевый кремний произведенный по методу направленной кристаллизации в тигле (block-cast), специально разработанного для производства СБ. Получаемые в результате кремниевые пластины состоят из множества мелких разнонаправленных кристаллитов (типичные размеры 1-10мм) разделенных границами зерен. Подобные неидеальности кристаллической структуры (дефекты) приводят к снижению эффективности – типичные значения эффективности СБ из mc-Si составляют 14-18%. Снижение эффективности данных СБ компенсируется их меньшей ценой, так что цена за один ватт произведенной электроэнергии оказывается примерно одинаковой для солнечных панелей как на основе c-Siтак и mc-Si.

Тонкопленочные солнечные панели

Возникает вопрос – зачем разрабатывать другие типы модулей, если солнечные панели на основе моно- и мультикристаллического кремния уже созданы и показывают неплохие результаты? Очевидный ответ - чтобы добиться еще большего снижения стоимости и улучшения технологичности и эффективности, по сравнению с обычными c-Si и mc-Siсолнечными батареями.

Дело в том, что обычные кремниевые фотоэлектрические модули наряду с преимуществами, перечисленными выше, обладают и рядом недостатков. Кемний из-за своих особых электрофизических свойств (непрямозонный полупроводник) обладает довольно низким коэффициентом поглощения, особенно в области инфракрасных длин волн. Таким образом, толщина кремниевой пластины для эффективного поглощения солнечного излучения должна составлять довольно внушительные 100-300 мкм. Более толстые пластины означают больший расход материала, что ведет к удорожанию СБ.

В то же время, прямозонные полупроводники на вроде GaAs, CdTe, Cu(InGa)Se2, и даже некоторые модифицированные формы Si, способны поглощать требуемое количество солнечной энергии при толщине всего в несколько микрон. Открывается заманчивая перспектива сэкономить на расходных материалах, а также на электроэнергии, которой требуется значительно меньше для изготовления более тонкого слоя полупроводника. Еще одной положительной чертой СБ на основе вышеназванных полупроводников – в отличие от СБ на основе c-Si и mc-Si– является их способность не снижать эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую даже в условиях рассеянного излучения (облачный день или в тени).

Исследования СБ на основе теллурида кадмия (CdTe) начались еще в 1970х годах ввиду их потенциального использования в качестве перспективных для космических аппаратов. А первое широкое применение «на земле» подобные СБ нашли в качестве элементов питания карманных микрокалькуляторов.

Данные элементы представляют собой гетероструктуру из тонких слоев p-CdTe / n-CdS (суммарная толщина 2-8 мкм) напыленных на стеклянную подложку (основу). Эффективность современных фотоэлектрических элементов данного типа равняется 15-17%. Основным (и фактически единственным) производителем СБ на основе теллурида кадмия является американская фирма FirstSolar, которая занимает 4-5% всего рынка.

К сожалению, есть проблемы с обоими элементами входящими в состав соединения CdTe. Кадмий – это экологически вредный тяжелый метал, который требует особых методов обращения и ставит сложный вопросутилизации старых изделий. В виду этого, законодательство многих стран ограничивает свободную продажу гражданам СБ этого типа (строятся только масштабных солнечных электростанций под гарантии утилизации от фирмы производителя). Второй элемент – теллур, довольно редко встречается в земной коре. Уже в настоящее время более половины всего добываемого теллура идет на изготовление солнечных панелей, а перспективы нарастить добычу – довольно призрачны.

Солнечные батареи на основе соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2 (иногда обозначаются как CIGS) являются новичками на рынке солнечной энергетики. Несмотря на то, что начало исследований элементов этого типа было положено еще в середине 70х, в настоящее время коммерческий выпуск в боле-менее солидных масштабах ведет всего лишь фирма SolarFrontierKKиз Японии. Отчасти это связано с технически сложным и дорогим процессом изготовления, хотя в некоторых (удачных!) случаях их эффективность может достигать 20%.

Несмотря на отсутствие экологически вредных элементов в составе этого соединения, значительному расширению производства данных солнечных модулей в будущем угрожает дефицит индия. Ведутся исследования с целью заменить дорогой In на более дешевые элементы и может быть скоро появятся новые изделия на основе соединения Cu2ZnSn(S,Se)4.

Фотоэлектрические модули на основе аморфного кремния a-Si:H. Тонкопленочные солнечные батареи могут быть построены также и на основе хорошо известного кремния, если удастся каким-либо образом улучшить его способности к поглощению солнечного света. Применяются две основные методики:

- увеличить путь прохождения фотонов посредством многократного внутреннего переотражения;

- использовать аморфный кремний (a-Si), обладающий гораздо большим коэффициентом поглощения чем обычный кристаллический кремний (с-Si).

По первому пути пошла австралийская фирма CSGSolarLtd, разработавшая СБ с эффективностью 10-13% при толщине слоя кремния всего 1,5 мкм. По второму – швейцарская OerlikonSolar (которую сейчас перекупили японцы), создавшая комбинированные солнечные панели на основе слоев аморфного и кристаллического кремния a-Si / с-Si эффективность которых также составляет 11-13%. Своеобразной особенностью СБ из аморфного кремния является снижение эффективности их работы при понижении температуры окружающего воздуха (у всех остальных - наоборот). Так, фирма производитель рекомендует устанавливать данные модули в странах с жарким климатом.

Концентраторные солнечные модули

Наиболее совершенные и самые дорогие на сегодняшний день солнечные модули обладают эффективностью фотоэлектрического преобразования до 44%. Они представляют собой многослойные структуры из разных полупроводников последовательно выращенных друг на друге слой за слоем. Наиболее успешной является структура состоящая из трех слоев:  Ge (нижний полупроводник и подложка), GaAsи GaInP. Благодаря тому, что в подобной комбинации каждый отдельный полупроводниковый слой поглощает наиболее эффективно свой определенный диапазон солнечного спектра (определяемый шириной запрещенной зоны полупроводника), достигается наиболее полное поглощение солнечного света во всем диапазоне длин волн, недостижимое для СБ состоящих из одного типа полупроводника. К сожалению, процесс изготовления подобных многослойных полупроводниковых слоев очень сложен технически и, как следствие, весьма дорог.  

Если солнечные батареи стоят очень дорого, фокусировка солнечного излучения на меньшей площади СБ может применяться как эффективный способ снижения финансовых затрат. Например, собрав при помощи линзы солнечный свет с 10 см2 и сфокусировав его на 1 см2 солнечной батареи, можно получить тоже количество электроэнергии, что и от элемента площадью 10 см2 без концентратора, но экономя при этом целых 90% площади! Но при этом, набор подобных ячеек (солнечная батарея + линза) должен быть смонтирован на подвижной механической системе, которая будет ориентировать оптику в направлении солнца в то время как оно движется по небу в течении дня, что увеличивает стоимость системы.

В настоящее время экономически оправдано использовать подобные дорогие концентраторные солнечные модули только в тех странах и регионах земного шара, где круглый год имеется в достатке прямое солнечное излучение (рассеянное излучение не может быть сфокусировано линзой). Так, французская фирма-производитель концентраторных СБ SOITEC устанавливает свои СБ в Калифорнии, ЮАР, на юге Франции (Прованс), в Испании.  

Органические солнечные батареи и модули фотосенсибилизованные красителем

Но есть и новый тип тонкопленочных солнечных батарей, такой как сенсибилизированные красителем солнечные элементы, которые работают на совершенно ином принципе, чем все модули рассмотренные выше, на принципе больше напоминающем фотосинтез у растений. Но их пока нет в коммерческой продаже.

 

Трушин М.В. Ph.D

 

 

 

 

www.helios-house.ru

Солнечные панели микроморфный кремний и поли кристалл, где выше КПД проверим 4 утра пелинг | Пелинг Инфо солнечные батареи

Занимаясь делами до утра, я случайно заметил, что контроллер Синбоу мигает статусным индикатором, что идет процесс заряда. Это меня сильно удивило, так как еще были на улице сумерки и луна и то ярче светила, чем где-то там солнце, восход которого по часовому поясу должен был состоятся через 50 минут. Я взял в руки тестер и решил сделать замер, просто первый раз наблюдаю подобную картину в столь ранний час. В голове мелькала мысль контроллер наверно вышел из строя, что так не адекватно реагирует ночью на отсутствие солнечного света. Но когда я подключил измерительный прибор на вход контроллера, я был приятно удивлен, подобного напряжения до этого я не наблюдал ни на одних поли/моно кристаллических панелях. На приборе красовалась цифра 14 вольт.  Сделав замер по входу второго МРРТ контроллера, я обнаружил напряжение менее 1 вольта. О чем это говорит, что КПД солнечных панелей по типу микроморфного кремния находится на достаточно высоком уровне, нежели обычных солнечных панелей. Да это и немудрено. Микроморфные солнечные панели на 100 ватт имеют площадь равную двум солнечным панелям из поли/моно кремния. А если учесть их вес и сложность монтажа немудрено что, за что-то полезное должны платится деньги .

С аморфным кремнием, как и микроморфным кремнием тянется своя череда плюсов и минусов, наряду того, что солнечные панели из микроморфного кремния при напряжении более 100 вольт стартуют раньше чем поли/моно кремний соединенный последовательно тоже более 100 вольт. Плюсы на этом почти заканчиваются. На погоду: тучи, яркое солнце, переменную облачность так же есть существенное отличие в работе этих панелей. Сказать конкретно кто тут лидер, если не считать, что монтаж микроморфного кремния более сложен,  чем ретро монтаж солнечных панелей с алюминиевым профилем, ничего не сказать. Дабы все равно если у микроморфного есть минус по этому пункту, значит будет плюс по второму.

Но как бы кто не прыгал и не рвал на себе рубашку, что лучше этих панелей в мире нет, для этих людей сразу один ответ, эти панели хуже чем поли / моно солнечные панели и это только из-за того, что обычно такие люди не могут привести конкретики кроме как большое КПД панелей, и мы уже знаем почему оно большое, либо второе по популярности утверждение, что панели выдают высокое напряжение значит меньше потерь на проводах.

По поводу высокого напряжения и потерь на проводах, тут надо снимать отдельное видео и как-то к нему подготовится морально. Дабы те, кто это говорят даже не в курсе, что я уже второй год намекаю на то, что если где-то убудет, значит потом что-то прибудет.  И тут речь идет именно о солнечных панелях, если будут потери на проводах, значит Контроллер будет меньше энергии отдавать в АКБ, а это значит солнечная панель будет меньше нагреваться из-за более слабого запроса с нее всей мошности. А это приведет к тому, что солнечная панель будет меньше нагреваться, что приведет к ее меньшему выгоранию, а значит более длинному сроку жизни. Вот такой круговорот слов, и там где вы выжимаете все до мА, это лишние градусы на панели. А это ни очень то хорошо в плане срока ее службы.

Опять таки срок службы солнечной панели – это десятилетия, так что правда это или нет многие только узнают только через пол века.

В общем, я заснял маленький ролик с демонстрацией как времени, так и напряжений с двух разных типов солнечных панелей, качество съемки не очень из-за того что на улице ночь:

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Похожее

peling.ru

Аморфные солнечные батареи – уникальные источники добычи электрического тока

Содержание:

  • Противоречивые мнения в области освоения аморфных модулей
  • Фактическое применение гибких панелей
  • Неприятные моменты уникальных разработок
  • Будущие лидеры автономной энергетики

Словосочетание солнечные батареи давно перестало удивлять своей новизной и уникальностью. Без труда можно найти в любом дачном поселке хотя бы один дом с установленными на поверхность крыши световыми панелями. Но прогресс и инженерная мысль не стоит на месте, постоянно совершенствуясь и рождая что-то новое и необычное. К таким уникальным изобретениям на сегодняшний день можно отнести аморфные солнечные автономные батареи.

Противоречивые мнения в области освоения аморфных модулей

Батареи на основе аморфного кремния имеют ряд преимуществ, но в связи с тем вызывают много споров среди специалистов в этом направлении энергетики. Аморфные солнечные модули представляют собой микроскопически малый слой напыленного химического элемента на абсолютно любую поверхность. Благодаря этому преимуществу подобная батарея может располагаться на самых привычных для человека конструкциях. К примеру, очень популярно напыление на обычное стекло. В современной архитектуре городов стекло занимает не просто огромное место, можно сказать, что оно является основой большинства построек.

По-этому, площадь использования световых панелей в масштабах города может быть просто колоссальна. Взять, к примеру, любые высотные здания. Площадь внешнего остекления не соизмерима с размерами крыши, поэтому размещение на всей этой поверхности энерговырабатывающих элементов - очень прогрессивная идея. Эта мысль, при правильном воплощении, поможет сэкономить значительное пространство, что в городских условиях современных мегаполисов наиважнейшая задача.

Фактическое применение гибких панелей

Аморфные батареи напыленные на поверхность стекла, выглядят как обычное тонированное стекло, которое не только задерживает солнечные лучи, но и вырабатывает электрический ток. Фактически нанести слой фотокристаллов подобного типа возможно на любую поверхность, даже на ту, которая двигается и изгибается. Причем место под нанесение не обязательно должно быть ровным, как стекло. Так, к примеру, имеется опыт нанесения и достойной работы на поверхности черепицы жилого дома.

Структуру и рельеф такого основания описывать излишне. Но результат, такого варианта оказался вполне достойным. Не маловажным фактором является мобильность гибких панелей и удобство их хранения. В сезонных строений, после летнего применения, можно просто скатать батареи в рулон и поставить в комнату, где они будут занимать мало места.

Читайте также:

Неприятные моменты уникальных разработок

Уникальность и востребованность подобного вида источников неоспорима, но есть один неприятный нюанс, который в свою очередь является основным препятствием более широкому распространению именно этого устройства по всей планете. Аморфные автономные батареи имеют очень ограниченный срок службы. Вплоть до того, что каждый год производительность устройства снижается на 20 %.

Произведя нехитрые подсчеты наглядно видно, что солнечные элементы перестанут полностью функционировать уже через 5-6 лет. Такой значительный минус не может перекрыть преимущества по экономии свободного пространства. Низкий срок службы не единственный серьезный аргумент в сторону отказа от гибких элементов. Второй значительный минус - низкая производительность. Первые солнечные панели такого типа имели производительность 5-8 %. Такие показатели никак не смогут серьезно помочь в экономии электроэнергии.

Читайте также:

Будущие лидеры автономной энергетики

На сегодняшний день работы по усовершенствованию вышеупомянутого типа батареи не останавливаются. Многие ученые считают, что солнечные элементы аморфного типа в будущем будут основным источникам энергии в световой энергетике, но пока их производительность остановилась на отметке в 12%, что также очень мало для серьезного участия в жизни человечества. Тем не менее, неоспоримый плюс в экономии огромного количества площади в тесных городских застройках может сыграть на руку сторонникам новейших устройств и дать стимул на ускоренное развитие и доработку новых и существующих образцов.

Похожие публикации:

Подписаться на рассылку

Подписаться

ekobatarei.ru