Оптимизация энергопроизводства: преимущества использования моно- и поликристаллических фотомодулей в солнечных батареях

Использование солнечных батарей для производства электроэнергии является одним из наиболее экологически чистых и эффективных путей генерации энергии. Солнечная энергия считается возобновляемым источником и является ключевым компонентом для перехода к устойчивому и экологически чистому обществу. При этом, выбор типа фотомодулей, из которых состоят солнечные батареи, играет важную роль в оптимизации производства электроэнергии. Моно- и поликристаллические фотомодули являются двумя наиболее распространенными типами в солнечных батареях. Моно- и поликристаллические фотомодули являются ключевыми компонентами солнечных батарей и отличаются по производственным технологиям, структуре кристаллической решетки и производительности. Моно- и поликристаллические фотомодули имеют свои преимущества и недостатки, и выбор между ними может быть зависеть от конкретных условий использования.

Источники энергии, которые являются невозобновляемыми, по мере прогрессирования людского рода, скорее всего, покинут энергетическую арену для его производства, а их позиции будут заняты возобновляемыми источниками энергии (ветряная, водная и солнечная энергии). Предлагаю подробно рассмотреть перспективы энергии солнца.

Что такое фотоэлектрические, моно и поликристаллические модули?

Сегодня среди множества видов батарей, работающих на солнечной энергии, наиболее широким спросом среди масс пользуются солнечные панели: моно и поликристаллические (или мультикристаллические) панели.

Панели, сделанные с использованием монокристаллов

Конструкция монокристаллической панели включает в себя множество силиконовых фото модулей, которые были собраны в целую панель. Подобные фотоэлектрические части гарантируют качественный корпус, который прослужит не один год, обеспечивает достойную безопасность фото модулей от пыли и атмосферной влаги.

Подобная конструкция панелей батарей, работающих от солнца, предоставляет возможность эксплуатации устройств в самых разных условиях: среди воды и на берегу. Преобразование энергии света солнца в электричество обеспечивается благодаря фотоэлектрическому эффекту трансформации энергии в данных фото модулях солнечных панелей.

Основной материал нужный для создания монокристаллических солнечных панелей – сверхчистый кремний, который используется в том числе и для изготовления полупроводниковых приборов в сфере радиоэлектроники, а также хорошо изучен в нынешней промышленности. После роста и вытяжения стержней кремниевого монокристалла из кремниевого расплава, их разрезают на составные части общей толщиной примерно от 0,2 до 0,4 мм и в дальнейшем используют после финальной обработки для создания фотоэлектрических элементов, которые входят в состав панелей солнечной энергии.

Тенденции последних лет в сфере использованиях современных солнечных панелей демонстрирует востребованность монокристаллических панелей по всему миру. Их коэффициент полезного действия приблизительно равен 15-17%.

Панели, сделанные с использованием поликристаллов

Во время медлительного охлаждения расплава из кремния последний становится поликристаллическим. Далее он используется для создания соответствующих панелей. При данном варианте процесс вытяжения кремниевых кристаллов вовсе не нужен, а сама операция не настолько сложная, и, как следствие, подобные батареи солнечной энергии не такие дорогие. Однако здесь есть и весомый минус: у поликристаллического кремния наблюдаются зернистые границы, что незначительно портит его качество.

При изготовлении рамки поликристаллической солнечной батареи используется алюминий и на тот наносят особый состав для защиты от коррозии, который имеет характерный чёрный цвет. Достойный уровень качества и возможность длительной эксплуатации тут может быть достигнуто хорошим закреплением плёнки на противоположных сторонах каждой рамки и плотной герметизацией в районе краёв. Каждый элемент панели, сделанной из поликристалла, должен быть покрыт особым ламинатом, который обладает устойчивостью и к переменам температуры, и к влиянию снега и дождя. Для ответа на вопрос о том, что лучше: моно или поликристаллы – требуется заблаговременно разузнать их отличия и сходства.

Главные различия моно и поликристаллических видов солнечных батарей

Пожалуй, самое главное различие между этими видами солнечных батарей – эффективность перевода энергии солнечного света в электричество. Нынешние панели, сделанные из монокристалла, при их массовом производстве обладают ограничением в преобразовании энергии солнца в электричество в 22%, а в сфере космических технологий и вовсе в 38%. Это зависит от чистоты сырья монокристалла кремния, находящиеся в батареях, что равно практически 100%.

Среди поликристаллических панелей, которые выпускаются серийно, эффективность преобразования энергии солнца в электричество значительно меньше по сравнению с монокристаллическими панелями и составляет в лучшем случае 18%. Столь малые показатели эффективности у этих батарей могут быть свидетельством того, что при их создании используется сырьё с переработанных солнечных батарей, а не только первоначальный чистый кремний. Помимо этого, стоит осознавать, что эффективность преобразования света солнца в электроэнергию зависит также от размера батарей.

Как правило, монокристаллические части солнечных панелей имеют более скруглённые углы и однородную поверхность. Округлые формы являются следствием того, что монокристаллический кремний во время производства добывают в заготовках в виде цилиндров.

Части солнечных модулей, сделанные из поликристаллов, обладают квадратной формой, так как их заготовки тоже имеют квадратную форму. Цвет поликристалла можно назвать неоднородным, так как состав поликристаллического кремния в свою очередь тоже неоднородный и может включать разного рода кристаллический кремний и содержать некоторое количество примесей.

Говоря о политике ценообразования солнечных модулей, можно утверждать, что батареи солнечной энергии из монокристаллического кремния стоят несколько больше (около 10% разницы) по сравнению с ценами на солнечные батареи, сделанные из поликристаллического кремния, относительно их единиц мощности. Скорее всего, Вы уже успели понять, что высокая стоимость солнечных батарей, изготовленных из монокристаллов, в значительной степени зависит от дороговизны процесса производства и очистки первоначального монокристаллического кремния.