Соларне ћелије: Који соларни модули тренутно нуде најбољу технологију и највише перформансе?

Технолошки развој соларних ћелија наставља брзо да напредује. Оно што је јуче било најсавременије и иновативно, често је сутра застарело. Технолошки напредак чини системе све робуснијим и ефикаснијим, што доводи до растуће потражње за фотонапонском електричном енергијом. Ова потражња ће вероватно бити додатно подстакнута Законом о заштити климе и циљем Немачке да постигне климатску неутралност до 2045. године, због чега се очекује значајан пораст обновљиве енергије у наредним годинама.

Ефикасност фотонапонске технологије у великој мери зависи од различитих врста соларних модула који се користе. У Немачкој, четири типа модула посебно доминирају у употреби фотонапонских система. Представљамо њихове предности и мане, као и њихове будуће перспективе.

Соларни модули: Које врсте постоје?

Различите врсте фотонапонских модула карактеришу понекад значајне разлике у техничком дизајну. То резултира веома различитим перформансама, веком трајања и трошковима. У наставку ћемо их детаљније испитати:

• Модули од стакла-стакла / двоструко застакљени
• Поликристални модули
• Монокристални модули
• Танкослојни модули
• CIS/CIGS модули

У стакленом модулу са технологијом бифацијалних ћелија, светлост се хвата и на предњој и на задњој страни модула. Повећање количине хваћене светлости повећава ефикасност модула.

У вези са овим:

• Двостране соларне ћелије – Занимљиве информације о соларним модулима
• БСЦ – Двостране соларне ћелије: Историја двостраних или двоповршинских соларних ћелија
• Соларни модули: Двострани модули за већу ефикасност и повећани принос светлости – консултације, планирање и решења

Поликристални фотонапонски модули, као и њихови монокристални пандани, направљени су од силицијума. Након што се силицијум истопи, сипа се у издужене, правоугаоне калупе и полако хлади. Добијене кристалне структуре се затим раздвајају у даљим производним корацима и секу на плочице, које формирају поликристалне соларне ћелије. Визуелно се разликују по својој упечатљивој плавој боји.

Овај процес има предност што је релативно јефтин, због чега су поликристални фотонапонски модули дуго били међу најчешће коришћеним соларним ћелијама. Технологија је доказана у раду дуги низ година и стога је изузетно поуздана. Поред мале подложности кваровима, дуг век трајања је још једна предност овог система. Међутим, процес производње има ману стварања несавршености на међусобним спојевима између појединачних кристала. То резултира ефикасношћу ових соларних ћелија која је само просечна, од 12 до 16%. Сходно томе, потребан простор се повећава, а ефикасност се смањује.

Два додатна недостатка која поликристални и монокристални модули имају заједничко су њихова релативно велика тежина и губици перформанси у условима дифузног светла и високих температура.

Монокристални модули су такође направљени од силицијума. За разлику од поликристалних модула, силицијум се топи други пут, што резултира стубастим монокристалима (отуда „моно“). Они не пате од губитака трења који се примећују код поликристалних модула. То доводи до веће ефикасности до 20% код ових тамноплавих до црних светлуцавих соларних ћелија.

Поред мале подложности кваровима и провереног дизајна током деценија, монокристалне модуле карактерише мања величина. Међутим, производња ових модула је релативно скупа. Поред тога, релативно су тешки и имају смањену ефикасност у условима лошег осветљења и високих температура.

Укратко, оба типа кристалних модула нуде ефикасне перформансе. Међутим, релативно су тешки, при чему су монокристални соларни модули бољи избор у ограниченим просторима због њихове веће ефикасности. Њихова већа ефикасност довела је до њихове широке примене у односу на поликристалне соларне ћелије, упркос њиховој вишој цени.

Међутим, чињеница да су поликристални модули и до једне трећине јефтинији (по kWp) осигурава да они и даље буду веома популарни, посебно за веће фотонапонске системе без ограничења простора.

Као што и само име сугерише, танкослојни модули карактеришу се изузетно малом дебљином. Традиционално, танкослојни модули се производе коришћењем полупроводника направљених од аморфног силицијума. У овом систему, материјал подлоге, обично направљен од стакла, пресвучен је танким слојем. Овај метод конструкције резултира тиме да су танкослојне соларне ћелије приближно 100 пута тање од два соларна модула направљена од силицијумских плочица.

У микроелектроници, фотонапонској енергији и микросистемској технологији, плочице су кружни или квадратни дискови дебљине приближно једног милиметра. Производе се од монокристалних или поликристалних (полупроводничких) бланкова, познатих као инготи, и обично служе као подлоге (основне плоче) за електронске компоненте, укључујући интегрисана кола (ИЦ, „чипове“), микромеханичке компоненте и фотоелектричне премазе. У производњи микроелектронских компоненти, неколико плочица се обично комбинује у серију и обрађује секвенцијално или паралелно.

Ово је такође једна од највећих предности танкослојних модула, јер их њихова мала тежина чини веома флексибилним и свестраним. Стога се ови модули више не користе само у великим фотонапонским системима, већ и за производњу енергије у сатовима и другим малим електронским уређајима. Поред тога, танкослојни модули се лако производе и јефтини су за производњу због ниских потреба за сировинама, што је додатно подстакло њихову широку употребу. Штавише, њихова крива перформанси се не изравнава толико под неповољним условима осветљења као код два горе поменута кристална модула.

Међутим, ови уски модули имају ману знатно ниже ефикасности од других соларних ћелија. Она може бити и до 7%, што значи да њихова употреба у фотонапонским системима захтева знатну количину простора. Да би постигли већу ефикасност, произвођачи су прешли на производњу танкослојних модула са кадмијум телуридом (CdTe). Овај принцип дизајна нуди предност нешто веће ефикасности до 8%. Посебно је погодан за употребу у подручјима са високим нивоом измаглице и магле, као и при дифузном светлу. Међутим, корисници морају да прихвате више цене и додатне трошкове за скупљу рециклажу кадмијума садржаног у модулима током декомисије. Упркос повећаним трошковима, употреба овог ефикаснијег дизајна модула сада је у порасту.

Штавише, многе компаније тренутно истражују танкослојне модуле произведене коришћењем бакар-цинк-калај сулфида и сумпора (CZTS). Овај полупроводнички материјал има предност у односу на конвенционалне танкослојне соларне ћелије јер његова конструкција не захтева употребу ретких и токсичних елемената. Међутим, вероватно ће проћи неко време пре него што ова технологија буде спремна за масовну производњу.

Ови модули су посебан тип танкослојних соларних ћелија и тренутно су други најчешћи дизајн у овој области, после CdTe варијанте. Засновани су на једињењима бакар индијум диселенида (CIS) или бакар индијум галијум диселенида (CIGS) и знатно боље проводе електрицитет од танкослојних модула на бази силицијума. Њихова ефикасност се креће између 12 и 15%, што је еквивалентно највећој ефикасности међу танкослојним соларним ћелијама. Такође трпе само минималне губитке у дифузној светлости и високим температурама и такође су лагани и отпорни на дефекте.

Ове предности су надокнађене скупим производним процесом и сложеним рециклирањем селена садржаног у модулима. Штавише, због релативно скорог развоја ових модула, недостају дугорочни подаци о издржљивости система. Међутим, првенствено је висока цена узроковала стагнацију производње ових соларних ћелија годинама.

Све из једног извора, посебно дизајнирано за соларна решења за велике паркинг површине. Рефинансирајте или надокнадите своје будуће трошкове сопственом производњом електричне енергије.

Пронађите савете и решења овде 👈🏻

Консултације и планирање, укључујући необвезујућу процену трошкова. Повезујемо вас са јаким партнерима у области фотонапонске енергије.

Пронађите савете и решења овде 👈🏻

Регионално смо присутни широм немачког говорног подручја. Имамо поуздане партнере који ће вас саветовати и реализовати ваше жеље.

Контактирајте нас 👈🏻