Солнечные элементы: Какие солнечные модули в настоящее время предлагают лучшие технологии и максимальную производительность?

Техническое развитие солнечных батарей продолжает быстро прогрессировать. То, что вчера было ультрасовременным и инновационным, завтра часто устаревает. Технический прогресс делает системы все более стабильными и эффективными, что приводит к увеличению спроса на фотоэлектрическую электроэнергию. Вероятно, этому будет способствовать Закон о защите климата и климатическая нейтральность, к которой Германия стремится к 2045 году, поэтому в ближайшие годы можно ожидать значительного роста возобновляемых источников энергии.

Различные типы солнечных модулей играют решающую роль в эффективности фотоэлектрических технологий. В этой стране в фотоэлектрических системах преобладают четыре типа модулей. Мы познакомим вас с их преимуществами и недостатками, а также их перспективами.

Солнечные модули: какие типы существуют?

Типы фотоэлектрических модулей характеризуются порой существенными различиями в техническом исполнении. Это означает, что они дают очень разные результаты с точки зрения производительности, продолжительности использования и затрат. Ниже мы хотим рассмотреть их поближе:

• Модули стекло-стекло/двойное стекло
• Поликристаллические модули
• Монокристаллические модули
• Тонкопленочные модули
• Модули СНГ/CIGS

Благодаря стеклянному модулю с технологией двусторонних ячеек свет улавливается как на передней, так и на задней части модуля. Увеличение использования света повышает эффективность модуля.

Подходит для:

• Двухповерхностные, двусторонние или двусторонние солнечные элементы – интересная информация о солнечных модулях
• BSC - Двусторонние солнечные элементы: история двусторонних или двухповерхностных солнечных элементов.
• Солнечные модули: двусторонние/двусторонние модули для большей эффективности и увеличения светоотдачи – советы, планирование и решения

Поликристаллические фотоэлектрические модули, как и аналогичные монокристаллические модули, изготовлены из кремния. После расплавления его разливают в удлиненные квадратные формы и медленно охлаждают. Полученные кристаллические структуры разделяются на дальнейших этапах производства и разбиваются на диски, которые образуют поликристаллические солнечные элементы. Визуально они характеризуются ярким синим цветом.

Преимущество этого процесса заключается в относительной дешевизне, поэтому поликристаллические фотоэлектрические модули долгое время были одними из наиболее широко используемых солнечных элементов. Технология давно опробована в эксплуатации и поэтому является чрезвычайно надежной. Помимо низкой подверженности отказам, данная система имеет еще и длительный срок службы. Однако производственный процесс имеет тот недостаток, что происходит размытие пограничных слоев отдельных кристаллов. Это означает, что эффективность этих солнечных элементов находится только в среднем диапазоне от 12 до 16%. Это увеличивает требования к пространству и снижает эффективность.

Двумя дополнительными недостатками, общими для поликристаллических и монокристаллических модулей, являются их относительно большой вес и потеря производительности в условиях рассеянного освещения и высоких температур.

Монокристаллические модули также изготавливаются из кремния. В отличие от поликристаллической структуры, кремний плавится второй раз, образуя столбчатые монокристаллы (отсюда и «моно»). Они не страдают от потерь на трение, наблюдаемых в поликристаллических модулях. Это приводит к более высокой эффективности до 20% для солнечных элементов с мерцающим от темно-синего до черного цветом.

Помимо низкой восприимчивости к сбоям и проверенной десятилетиями реализации, монокристаллические модули характеризуются меньшими требованиями к занимаемому пространству. Однако производство этих модулей сравнительно дорого. К этому следует добавить их относительно большой вес и пониженную эффективность в условиях плохой освещенности и высоких температур.

Таким образом, обе формы кристаллических модулей работают эффективно. Однако они относительно тяжелые, хотя монокристаллические солнечные модули являются лучшим выбором в условиях ограниченного пространства из-за их более высокой эффективности. Их более высокая эффективность привела к тому, что они часто превосходили поликристаллические солнечные элементы, несмотря на их более высокую цену.

Тем не менее, более низкая цена поликристаллических модулей на треть (за кВтпик) гарантирует, что они по-прежнему будут пользоваться большой популярностью, особенно в более крупных фотоэлектрических системах без ограничений по пространству.

Как следует из названия, тонкопленочные модули характеризуются очень малой глубиной. Тонкопленочные модули традиционно изготавливаются из полупроводников из аморфного кремния. В этой системе материал-носитель, обычно изготовленный из стекла, испаряется тонким слоем. Этот метод конструкции означает, что тонкопленочные солнечные элементы примерно в 100 раз тоньше, чем два солнечных модуля, изготовленные из кремниевых пластин.

В микроэлектронике, фотогальванике и микросистемной технике пластины представляют собой круглые или квадратные диски толщиной около одного миллиметра. Они изготавливаются из моно- или поликристаллических (полупроводниковых) заготовок, так называемых слитков, и обычно служат подложкой (опорной пластиной) для электронных компонентов, в том числе интегральных схем (ИС, «чип»), микромеханических компонентов или фотоэлектрических покрытий. При изготовлении микроэлектронных компонентов несколько пластин обычно объединяют в одну партию и обрабатывают непосредственно друг за другом или параллельно.

Это также одно из самых больших преимуществ тонкопленочных модулей, поскольку их малый вес означает, что их можно использовать очень гибко и универсально. Вот почему эти модули уже давно используются не только в крупных фотоэлектрических системах, но и для выработки электроэнергии в часах и других небольших электрических устройствах. Кроме того, тонкопленочные модули просты в изготовлении и недороги в производстве из-за низкой потребности в сырье, что дало дополнительный импульс их распространению. Их кривая производительности также не так сильно выравнивается при неблагоприятных условиях освещения, как у двух упомянутых выше кристаллических модулей.

Однако у узких модулей есть тот недостаток, что они имеют гораздо меньшую эффективность, чем другие солнечные элементы. Это до 7%, поэтому их использование в фотоэлектрических системах требует значительного пространства. Для достижения более высокой эффективности производители сейчас перешли на производство тонкопленочных модулей с теллуридом кадмия (CdTe). Преимущество данного конструктивного принципа заключается в несколько более высоком КПД — до 8%. Он особенно подходит для использования в местах с высоким уровнем дымки и тумана, а также с рассеянным светом. Однако пользователям приходится мириться с более высокими ценами и при демонтаже дополнительными затратами на более дорогую переработку кадмия, содержащегося в модулях. Несмотря на возросшие затраты, использование этой более эффективной модульной конструкции в настоящее время расширяется.

Кроме того, многие компании в настоящее время исследуют тонкопленочные модули, изготовленные с использованием сульфида меди, цинка, олова и серы (CZTS). Этот полупроводниковый материал имеет преимущество перед обычными тонкопленочными солнечными элементами в том, что в его конструкции не нужно использовать редкие и токсичные элементы. Однако, вероятно, пройдет некоторое время, прежде чем эта технология будет готова к массовому производству.

Эти модули представляют собой особую форму тонкопленочных солнечных элементов и в настоящее время являются вторым наиболее распространенным типом в этой области после варианта CdTe. Они основаны на соединениях медь-индий-диселенид (CIS) или медь-индий-диселенид галлия (CIGS) и проводят электричество значительно лучше, чем тонкопленочные модули на основе кремния. Их эффективность составляет от 12 до 15%, что эквивалентно самой высокой эффективности среди тонкопленочных солнечных элементов. Они также несут небольшие потери при рассеянном свете и высоких температурах, а также имеют малый вес и низкую подверженность отказам.

Эти преимущества нивелируются дороговизной производства и сложной переработкой селена, содержащегося в модулях. Кроме того, из-за относительно нового появления этих модулей нет долгосрочного опыта долговечности системы. Однако именно высокая цена привела к стагнации производства этих солнечных элементов в течение многих лет.

Все из одних рук, специально разработано для солнечных систем для больших парковок. Вы рефинансируете или контрфинансируете будущее за счет собственного производства электроэнергии.

Советы и решения можно найти здесь 👈🏻

Консультации и планирование, включая необязательную смету расходов. Мы объединяем вас с сильными партнерами в области фотоэлектрических систем.

Советы и решения можно найти здесь 👈🏻

Мы представлены в разных регионах немецкоязычных стран. У нас есть надежные партнеры, которые проконсультируют вас и реализуют ваши пожелания.

Свяжитесь с нами 👈🏻