Вибір панелей для сонячної електростанції

Якщо ж сонячні панелі потрібні для автономного енергопостачання будинку, вони повинні бути не тільки продуктивними, але і надійними, довговічними.

Конструкція сонячних панелей

Сонячні батареї (панелі, фотоелектричні модулі) – перетворювачі, що генерують постійний електричний струм з сонячного випромінювання. Пристрої являють собою сукупність об'єднаних фотоелементів. Відрізняються один від одного призначенням, виглядом, розміром, напівпровідниковим матеріалом. Для енергозабезпечення будівель та населених пунктів найчастіше використовують каркасні кремнієві сонячні батареї.

Конструкцію фотоелектричного модуля можна порівняти з багатошаровим пирогом. На підставі сонячної панелі лежить прямокутний каркас з анодованого алюмінію. Цей матеріал відрізняється легкістю, корозестійкістю і, як наслідок, довговічністю. Сріблястий металевий каркас додає всій панелі естетичний вигляд і міцність. Він спрощує процес установки сонячної батареї. З тильного боку знаходиться клемна (розподільна) коробка зі стандартними роз'ємами. Наявні в конструкції діоди захищають фотоелементи від перегорання.

Першим шаром у каркасі розміщують тонку підкладку з непровідного матеріалу. Як правило, це плівка ПЕТ: вона відрізняється міцністю, стійкістю до вологи та ультрафіолету. Поверх підкладки кріпляться з'єднані послідовно і паралельно фотоелементи, мають вигляд квадратів з прямими або закругленими кутами. Завдяки такому розташуванню сонячна панель в підсумку набуває комірчастої (стільниковий) структуру.

Так як напівпровідникові матеріали досить крихкі, а саме від них залежить ККД всього пристрою, їх попередньо ламінують з двох сторін EVA плівкою. Полімер не тільки захищає фотоелементи, але і забезпечує усієї конструкції щільність прилягання, герметичність. Зверху заламіновані сонячні елементи покривають скляним листом. Цей шар відрізняється високою механічною міцністю, термостійкістю, прозорістю. При виготовленні фотомодулів використовують особливе загартоване текстуроване скло з низьким вмістом заліза.

Принцип роботи та види фотомодулів

У кожному фотоелементі сонячної батареї дві кремнієві пластини. Одна покрита тонким шаром фосфору, друга – бора. В результаті контакту хімічних елементів виникає два середовища – з надлишком і нестачею електронів. На стику пластин утворюється так званий p-n перехід. При попаданні сонячного світла на панель фотони бомбардують пластини. Вибиваючи надлишкові електрони фосфору до відсутнім електронам бору, вони створюють впорядкований рух частинок. Далі отриманий струм рухається по мідних жилах, покриваючим сонячну панель, а звідти в акумулятор або до електроприладу.

Різновидів фотоелектричних модулів безліч. Найбільш затребуваними на ринку є полікристалічні і монокристалічні пристрою. Обидва види батарей виготовлені з кремнію, але за різною технологією. Монокристалічні сонячні панелі виробляють за методом Чохральського: злитки кремнію вирощують на виробництві з вихідної сировини. Для отримання полікристалічних модулів застосовують менш витратну технологію. Кремнієвий розплав заливають у спеціальні форми. А коли він застигає, блоки нарізають на пластини квадратної форми.

Які сонячні панелі краще – монокристалічні або полікристалічні? Для наочності картини варто порівняти обидва види батарей.

Таким чином, і монокристалічні, і полікристалічні сонячні панелі довговічні, мають схожі показники втрати продуктивності внаслідок перегріву. Фотомодулі відрізняються один від одного зовні – кольором і текстурою. Полікристалічні батареї хоч і незначно, але повільніше деградують. Зате у монокристалічних фотомодулів вище ККД. Втім, і коштують вони дорожче в середньому на 10%.

Значущі характеристики

Не настільки важливий тип, скільки якість сонячних панелей. Кращими вважаються фотоелектричні модулі класу Grade A. Вони не мають зовнішніх вад, довго служать з мінімальною (до 5%) втратою продуктивності. У батарей Grade B є похибки, які часто видно тільки фахівцям: незначні подряпини, сліди припою. Саме низька якість у фотомодулів Grade C і D. Наявні у них виражені недоліки призводять до зниження потужності електрогенеруючих пристроїв більш ніж на 30%.

На що ще варто звернути увагу при виборі сонячних панелей?

• Потужність. В залежності від кількості фотоелементів (60, 72) батарея в середньому генерує 260-350 Вт. Заявлений показник розраховується при температурі навколишнього середовища 25 °С.
• Коефіцієнт корисної дії (ККД) сонячних батарей – показник ефективності перетворення сонячної енергії пристроєм.
• Толерантність – відхилення показника реальної потужності від паспортної. Бажано, щоб цей параметр був позитивним.
• Температурний коефіцієнт потужності вказує на втрати/зростання продуктивності фотомодулів при підвищенні/пониженні температури навколишнього середовища.
• Кількість струмопровідних доріжок. Чим більше шин у фотоелементі (технологія 4ВВ, 5ВВ), тим менш схильна панель утворення «гарячих» точок, мікротріщин.
• Габаритні розміри. Знання довжини і ширини сонячних панелей допомагає розрахувати необхідну під них площа. Вага враховують при визначенні навантаження на покрівлю.
• Гранична робоча температура. Фотомодулі з широким температурним діапазоном розраховані на функціонування в екстремальних кліматичних умовах.
• Термін експлуатації. Якісні панелі служать більше 25-30 років. Гарантійний строк становить не менше 5 років.

Огляд виробників фотомодулів

Лідерами з випуску і продажу сонячних панелей є китайські виробники. Якісні фотомодулі виробляють компанії: Amerisolar, Jinko Solar, Trina Solar, JA Solar, Yingli, Perlight Soalr . Вони входять в десятку провідних виробників за кількістю поставок в світі. Окремо варто виділити Longi Solar – корпорації, яка спеціалізується виключно на монокристалічних технологіях. Серед азіатських країн-виробників, крім Китаю, є Японія, Тайвань, В'єтнам. В Україні добре відома продукція японського бренду Sharp, яка робиться в Німеччині.

Так як ринок сонячних технологій є інвестиційно привабливим, багато фінансово-аналітичні компанії складають рейтинги перспективних виробників фотомодулів. При складанні списків враховується тривалість перебування фірми на ринку, обсяг продажів, грошових вливань в модернізацію виробництва, наукові дослідження.

Згідно з найпопулярнішою класифікації, всі виробники відносяться до трьох класів. Компанії-лідери (Tier 1) виробляють сонячні панелі більш 5 років. У них вертикально інтегроване, в основному автоматизоване виробництво. Вони постійно інвестують в розробки з метою поліпшення своєї продукції. Виробники Tier 2 – молоді, стрімко розвиваються компанії з обмеженими ресурсами. До категорії Tier 3 відносяться фірми, які збирають модулі вручну з покупних фотоелементів.

Отже, при виборі сонячних панелей важливо враховувати репутацію виробника. Значення мають і характеристики пристрою: тип, потужність, температурні показники, термін служби.

ECOTECH UKRAINE