Solceller: Vilka solmoduler erbjuder för närvarande den bästa tekniken och högsta prestanda?

Den tekniska utvecklingen inom solceller fortsätter att gå snabbt framåt. Det som var toppmodernt och innovativt igår är ofta föråldrat imorgon. Tekniska framsteg gör systemen alltmer robusta och effektiva, vilket leder till en ökande efterfrågan på solcell. Denna efterfrågan kommer sannolikt att öka ytterligare av klimatskyddslagen och Tysklands mål att uppnå klimatneutralitet senast 2045, vilket är anledningen till att en betydande ökning av förnybar energi förväntas under de kommande åren.

Effektiviteten hos PV-tekniken beror avgörande på de olika typerna av solmoduler som används. I Tyskland dominerar framför allt fyra modultyper användningen av PV-system. Vi presenterar deras fördelar och nackdelar, samt deras framtidsutsikter.

Solmoduler: Vilka typer finns det?

De olika typerna av PV-moduler kännetecknas av sina ibland betydande skillnader i teknisk design. Detta resulterar i kraftigt varierande prestanda, livslängd och kostnader. Vi kommer att undersöka dem mer i detalj nedan:

• Glas-glas / dubbelglasade moduler
• Polykristallina moduler
• Monokristallina moduler
• Tunnfilmsmoduler
• CIS/CIGS-moduler

I glasmodulen med bifacial cellteknik fångas ljuset upp både på fram- och baksidan av modulen. Att öka mängden ljus som fångas upp ökar modulens effektivitet.

Lämplig för detta:

• Två -yta, bifaciale eller bifacial solceller - intressant information om solmoduler
• BSC - Bifacial solceller: Bifacials historia eller två -Afderade solceller
• Solmoduler: Bifacial/Bifacial -moduler för mer effektivitet och ökad ljusutgång - Råd, planering och lösning

Polykristallina PV-moduler, liksom deras monokristallina motsvarigheter, är tillverkade av kisel. Efter att kiseln har smälts hälls den i avlånga, rektangulära formar och kyls långsamt. De resulterande kristallstrukturerna separeras sedan i ytterligare produktionssteg och skivas till wafers, som bildar de polykristallina solcellerna. Visuellt kännetecknas de av sin slående blå färg.

Denna process har fördelen att den är relativt billig, vilket är anledningen till att polykristallina PV-moduler länge var bland de mest använda solcellerna. Tekniken har beprövats i drift i många år och är därför extremt tillförlitlig. Förutom dess låga känslighet för funktionsfel är en lång livslängd en annan fördel med detta system. Tillverkningsprocessen har dock nackdelen att det skapas brister vid gränssnitten mellan de enskilda kristallerna. Detta resulterar i en effektivitet hos dessa solceller som bara är genomsnittlig, på 12 till 16 %. Följaktligen ökar det utrymmesbehov som krävs och effektiviteten minskar.

Två ytterligare nackdelar som polykristallina och monokristallina moduler har gemensamt är deras relativt höga vikt- och prestandaförluster under diffusa ljusförhållanden och höga temperaturer.

Monokristallina moduler är också gjorda av kisel. Till skillnad från polykristallina moduler smälts kiseln en andra gång, vilket resulterar i kolumnformade enkristaller (därav "mono"). De lider inte av de friktionsförluster som observeras i polykristallina moduler. Detta leder till en högre verkningsgrad på upp till 20 % i dessa mörkblå till svartskimrande solceller.

Förutom deras låga felkänslighet och deras beprövade design under årtionden, kännetecknas monokristallina moduler av sin mindre yta. Dessa moduler är dock jämförelsevis dyra att tillverka. Dessutom är de relativt tunga och har minskad effektivitet under dåliga ljusförhållanden och höga temperaturer.

Sammanfattningsvis erbjuder båda typerna av kristallina modul effektiv prestanda. De är dock relativt tunga, där monokristallina solmoduler är det bättre valet i trånga utrymmen på grund av deras högre effektivitet. Deras större effektivitet har lett till att de har blivit mer populära jämfört med polykristallina solceller, trots deras högre pris.

Det faktum att polykristallina moduler är upp till en tredjedel billigare (per kWp) säkerställer dock att de fortsätter att vara mycket populära, särskilt för större solcellssystem utan utrymmesbegränsningar.

Som namnet antyder kännetecknas tunnfilmsmoduler av sin extremt låga tjocklek. Traditionellt tillverkas tunnfilmsmoduler med hjälp av halvledare gjorda av amorft kisel. I detta system beläggs ett substratmaterial, vanligtvis tillverkat av glas, med ett tunt lager. Denna konstruktionsmetod resulterar i att tunnfilmssolceller är ungefär 100 gånger tunnare än två solmoduler gjorda av kiselskivor.

Inom mikroelektronik, solceller och mikrosystemteknik är wafers cirkulära eller fyrkantiga skivor som är ungefär en millimeter tjocka. De tillverkas av monokristallina eller polykristallina (halvledar)ämnen, så kallade göt, och fungerar vanligtvis som substrat (basplattor) för elektroniska komponenter, inklusive integrerade kretsar (ICs, "chips"), mikromekaniska komponenter och fotoelektriska beläggningar. Vid produktion av mikroelektroniska komponenter kombineras vanligtvis flera wafers till en sats och bearbetas antingen sekventiellt eller parallellt.

Detta är också en av de största fördelarna med tunnfilmsmoduler, eftersom deras låga vikt gör dem mycket flexibla och mångsidiga. Därför används dessa moduler inte längre bara i stora PV-system, utan även för kraftgenerering i klockor och andra små elektroniska enheter. Dessutom är tunnfilmsmoduler enkla att tillverka och billiga att producera tack vare deras låga råmaterialbehov, vilket ytterligare har ökat deras utbredda användning. Dessutom planar inte deras prestandakurva ut lika mycket under ogynnsamma ljusförhållanden som för de två kristallina modulerna som nämns ovan.

Dessa smala moduler har dock nackdelen att de har en betydligt lägre verkningsgrad än andra solceller. Denna kan vara så låg som 7 %, vilket innebär att deras användning i PV-system kräver avsevärt utrymme. För att uppnå högre verkningsgrad har tillverkare övergått till att producera tunnfilmsmoduler med kadmiumtellurid (CdTe). Denna designprincip erbjuder fördelen med en något högre verkningsgrad på upp till 8 %. Den är särskilt lämplig för användning i områden med höga halter av dis och dis, samt i diffust ljus. Användare måste dock acceptera högre priser och merkostnader för den dyrare återvinningen av kadmiumet i modulerna under avvecklingen. Trots de ökade kostnaderna ökar användningen av denna mer effektiva moduldesign nu.

Dessutom forskar många företag för närvarande på tunnfilmsmoduler tillverkade med koppar-zink-tennsulfid och svavel (CZTS). Detta halvledande material har fördelen jämfört med konventionella tunnfilmssolceller att dess konstruktion inte kräver användning av sällsynta och giftiga element. Det kommer dock sannolikt att dröja ett tag innan denna teknik är redo för massproduktion.

Dessa moduler är en speciell typ av tunnfilmssolceller och för närvarande den näst vanligaste konstruktionen inom detta område, efter CdTe-varianten. De är baserade på föreningarna kopparindiumdiselenid (CIS) eller kopparindiumgalliumdiselenid (CIGS) och leder elektricitet betydligt bättre än kiselbaserade tunnfilmsmoduler. Deras verkningsgrad ligger mellan 12 och 15 %, vilket motsvarar den högsta verkningsgraden bland tunnfilmssolceller. De lider också endast av minimala förluster i diffust ljus och höga temperaturer och är dessutom lätta och motståndskraftiga mot defekter.

Dessa fördelar uppvägs av den dyra tillverkningsprocessen och den komplexa återvinningen av selenet i modulerna. Dessutom, på grund av den relativt nya utvecklingen av dessa moduler, saknas långsiktiga data om systemets hållbarhet. Det är dock främst det höga priset som har orsakat att produktionen av dessa solceller har stagnerat i åratal.

Allt från en enda källa, speciellt utformad för sollösningar av stora parkeringsområden. Med din egen elproduktion, refinansiering eller motverkning i framtiden.

Råd och lösningar finns här 👈🏻

Rådgivning och planering inklusive uppskattning av icke -bindande kostnad. Vi förenar dig med starka partner av fotovoltaik.

Råd och lösningar finns här 👈🏻

Vi placeras över regionen över tyska -talande länder. Vi har pålitliga partners som ger dig råd och implementerar dina önskemål.

Ta kontakt med oss ​​👈🏻