4 различных типа солнечных панелей

В глобальном масштабе солнечная энергия составляет 4.4% от общего объема энергоснабжения, что оказывает значительное положительное воздействие на окружающую среду. Фотоэлектрические системы бывают разных типов и приобретают все большую популярность благодаря своей доступности и экологически чистому производству энергии. Давайте рассмотрим различные типы солнечных панелей и сравним их по эффективности, внешнему виду и стоимости.

Какие существуют типы солнечных панелей?

Они бывают монокристаллическими, поликристаллическими, моно-PERC и тонкопленочными, каждый из которых служит различным целям и местам в зависимости от конкретных требований. Взгляните на сравнение различных типов солнечных панелей и их эффективность, удовлетворяющую конкретным потребностям:

Параметры	монокристаллический	Поликристаллический	Моно-PERC	Тонкая пленка
Эффективность	Около 20% или более	15-17%	на 5% выше, чем монокристаллический	Около 7%-10%, может варьироваться в зависимости от варианта
Внешний вид	Черный/Темный цвет, восьмиугольная или круглая форма	Синий цвет с квадратными краями	Черный и закругленные края	Зависит от варианта CIGS: 13-15% CdTe: 9-11% a-Si: 6-8%
Преимущества	Энергоэффективная, термостойкая и менее дорогая альтернатива панелям PERC без пассивирующего слоя	Средний вариант по стоимости, эффективности и мощности.	Самый эффективный требует наименьшего пространства и наибольшей мощности.	Самая низкая стоимость установки и малый вес
Недостатки	Дороговизна, высокий углеродный след и низкая производительность в процессе производства	Низкая термостойкость, низкая энергоэффективность и непригодность для использования в условиях высокой температуры.	Первоначально самые дорогие, а некоторые более ранние панели страдали от деградации, вызванной светом и повышенной температурой	Более короткий срок службы, чем у кристаллических панелей, требуют больше места и менее эффективны
Стоимость	Высокий	Средний	Наивысший	Низкая

Примечание : Параметры вариантов солнечных панелей могут различаться в зависимости от качества, производственных процессов и рыночных условий.

Существует 2 способа разделения фотоэлектрических панелей, как указано ниже:

• Поколения – Эта классификация фокусируется на эффективности и материалах различных типов солнечных панелей. Она включает 1-е, 2-е или 3-е поколение.
• Развязки – Речь идет о количестве слоев на солнечных панелях, включая одно- и многопереходные.

Основные типы панелей, с которыми мы все знакомы, — это Mono-SI, Poly-SI, PERC и TFSC.

1. Монокристаллические солнечные панели (Mono-SI) – 1^st Gen

Их также называют монокристаллическими панелями, поскольку они изготовлены из одного чистого кристалла кремния , разделенного на множество пластин, что придает им глубокий черный цвет. Эта чистота способствует их большей компактности и долговечности по сравнению с другими типами солнечных панелей.

2. Поликристаллические солнечные панели (Poly-SI) – 1^st Gen

Эти панели выделяются своей формой и синим пятнистым рисунком, созданным путем плавления сырого кремния для получения разнообразных кристаллов, которые затем заливаются в квадратную форму. Этот метод уменьшает количество отходов и придает панелям уникальную форму, одновременно влияя на их энергосбережение и эффективность использования пространства за счет снижения чистоты кремния и качества изготовления.

3. Панели пассивированного эмиттера и тыльных ячеек (PERC) 

Эти панели представляют собой усовершенствованную версию стандартных монокристаллических элементов и имеют пассивирующий слой на задней поверхности, который повышает эффективность за счет отражения света обратно в элемент, улучшения поглощения солнечного излучения и минимизации рекомбинации электронов, что облегчает поток электронов.

Кроме того, это позволяет отражать свет с большей длиной волны , предотвращая нагрев металлической задней панели элемента и поддерживая его эффективность. Такие солнечные панели улавливают больше солнечного света на меньшей площади, что делает их идеальными для ограниченных пространств.

4. Тонкопленочные солнечные элементы (TFSC) – 2^nd Gen

Они изготавливаются путем послойного нанесения фотоэлектрических материалов, таких как кремний, кадмий или медь, на подложку. Благодаря своей гибкости и легкому весу, а также меньшему количеству необходимых материалов, их легко устанавливать. Однако их эффективность ниже по сравнению со стандартными кремниевыми солнечными панелями различных типов.

А. Аморфные кремниевые солнечные элементы (A-Si): Эти элементы с трехслойной конструкцией и пониженной эффективностью доступны по цене для маломощных приложений, таких как карманные калькуляторы. Аморфные кремниевые солнечные элементы толщиной всего 1 миллиметр используют гораздо меньшую толщину, чем стандартные элементы, что приводит к снижению себестоимости производства.

B. Солнечные элементы из теллурида кадмия (CdTe): Эти панели отличаются низкими производственными затратами, коротким сроком окупаемости энергии и минимальным потреблением воды для производства. Однако они вызывают опасения из-за токсичности кадмия, а его переработка увеличивает стоимость.

C. Селенид меди, индия и галлия (CIGS): состоит из тонкого слоя меди, индия, галлия и селена, нанесенного на подложку. Они обладают более высокой эффективностью по сравнению с другими типами тонкопленочных элементов, но уступают по общей эффективности кристаллическим кремниевым панелям.

Вы также можете ознакомиться с наиболее распространенными проблемами солнечных панелей и их решениями.

Если говорить о классификации по поколениям, то они выглядят следующим образом.

• 1st поколения в основном используется в обычных установках и включает в себя традиционные установки, изготовленные из монокристаллического или поликристаллического кремния.
• 2-е поколение включает в себя различные типы тонкопленочных солнечных элементов, которые обычно используются для электростанций и интеграции в здания или небольшие фотоэлектрические системы.
• 3rd Generation включает в себя множество тонкопленочных технологий, которые все еще находятся на стадии исследования или разработки. Немногие из них используют органические или неорганические вещества (CdTe) для генерации электроэнергии.

Поскольку мы рассмотрели Gen 1, 2 и CdTe из Gen 3, давайте узнаем больше о менее известных панелях 3-го поколения.

5. Биогибридный солнечный элемент

Группа экспертов из Университета Вандербильта разработала биогибридные солнечные элементы, которые все еще находятся на стадии исследования . Они созданы для использования преимуществ фотосистемы 1 и применения естественного процесса фотосинтеза.

Большинство материалов, используемых в этой ячейке, идентичны традиционным, но объединены с несколькими слоями фотосистемы 1. Это повышает эффективность преобразования, делая её до 1000 раз эффективнее панелей первого поколения.

6. Концентрированные фотоэлектрические элементы (CVP и HCVP)

Они работают аналогично традиционным системам, но имеют КПД до 41%. Концентрированные фотоэлектрические элементы могут показаться следующим лучшим вариантом, но им необходимо быть обращенными к солнцу под идеальным углом. Кроме того, для достижения максимальной эффективности их необходимо использовать в паре с солнечными трекерами.

Перекрестная ссылка: Обзор концентрированных фотоэлектрических (CPV) элементов

Мощность различных типов солнечных панелей

Прежде чем обсуждать мощность различных типов, давайте взглянем на мощность солнечной энергетики за последнее десятилетие.

Солнечные панели можно классифицировать по мощности.

1. Самая высокая мощность

• Монокристаллические панели: Они имеют самую высокую выходную мощность и мощность благодаря более высокой эффективности на квадратный фут, которая обычно составляет от От 300 до 320 Вт.
• Панели PERC: У них есть аналогичная выходная мощность монокристаллическим панелям, поскольку они по сути являются модифицированными версиями тех же материалов и производственных процессов.

2. Средняя мощность

• Поликристаллические панели: Их выходная мощность с типичной панелью из 60 ячеек варьируется от 240–300 Вт, что делает его пригодным для большинства бытовых электрических систем.

3. Самая низкая мощность

• Тонкопленочные панели: Они в основном используются на крупных электростанциях коммунального масштаба и имеют меньшая мощность, чем у кристаллических панелей из-за их более тонкой конструкции, меньшего количества полупроводниковых компонентов и отсутствия чистого кремния.

См. также: 20 ведущих мировых производителей солнечных панелей

Стоимость типов солнечных панелей

Средняя стоимость системы мощностью 6 кВт, включая только материалы, составляет от 6,000 до 9,000 долларов . Однако стоимость установки и работ может увеличить общую сумму на 2.50–3.50 доллара за ватт. Ниже приведено приблизительное распределение типов солнечных панелей по стоимости за ватт:

Примечание : Стоимость солнечных панелей варьируется в зависимости от качества и рыночной конъюнктуры.

Какой тип солнечной панели лучше всего подходит для домашнего использования?

Выбор различных типов солнечных панелей зависит от потребностей, с учетом таких факторов, как доступное пространство и бюджетные ограничения. Для домов с ограниченным пространством подходят небольшие системы, например, монокристаллические панели, которые чрезвычайно эффективны, но стоят дороже. Однако для больших помещений лучше выбрать более крупные поликристаллические панели, которые являются более экономичными. Больше информации о солнечной энергии вы найдете в соответствующем разделе.