Чем отличается монокристаллическая от поликристаллической солнечной батарея

Какие солнечные батареи лучше – монокристалл или поликристалл

Если вы решили самостоятельно обеспечивать себя электроэнергией, то сделать это можно при помощи солнечной системы. Солнечная электростанция может устанавливаться на крыше дома или на свободном открытом участке и превращать солнечную радиацию в переменный ток. Однако для создания данной системы требуются специальные солнечные панели. Сегодня самыми популярными являются монокристаллические и поликристаллические. В чем их разница, и какие лучше выбрать?

Виды солнечных батарей

Что из себя представляет каждый модуль и какая между ними разница? Этим вопросом чаще всего задаются покупатели, перед тем как определиться с типом панелей для установки солнечной станции. Моно- или поликристаллические панели изготавливается из кремния. Когда на кремниевый фотоэлемент попадают солнечные лучи, возникают свободные электроны, которые при движении создают ток. Несмотря на одинаковый принцип работы, цена и технические характеристики этих солнечных батарей различаются.

Монокристаллический модуль

Монокристаллические панели изготавливаются всего из одного кристалла. Кристалл этот тщательно выращивают, на что уходит много времени, да и сам процесс достаточно трудоемкий. Сама батарея имеет цилиндрическую форму и состоит из множества квадратов, представлена в однородном цвете, что говорит об использовании кремния высокого качества. Впоследствии модуль разрезают на более тонкие пластины. Из-за наличия кремниевой решетки углы батареи слегка подрезаны. Монокристаллические конструкции довольно компактные и мощные, за счет чего можно экономить пространство и не терять на общей производительности. Высокий процент КПД связан с использованием всей поверхности кристаллической пластины, не допуская рассеивания солнечного света, который попадает на фотоэлемент. Монокристаллические батареи быстрее себя окупают, чем поликристаллические.

Поликристаллический модуль

Исходя из названия, суть поликристаллического модуля в использовании нескольких кристаллов. Более того, они не выращиваются, а просто переплавляется уже готовый кремний и из него формируются прямоугольные фигуры в виде панелей. Для производства поликристаллических конструкций для солнечной системы можно использовать непригодные монокристаллические модули, из которых выполняется нарезка. Сами пластины достаточно тонкие, не более 1 мм, так как фотоэлементы наклеиваются на специальный лист, а после закрашиваются. Последним этапом служит создание рамки и герметизация. Поликристаллические батареи обходятся намного дешевле, чем монокристаллические, но зато уступают в производительности. Показатель КПД составляет в пределах 17-18%.

Критерии сравнения

Чтобы определиться, какая солнечная панель лучше, необходимо отдельно сравнить значимые параметры работы как монокристаллических, так и поликристаллических модулей.

Температурный коэффициент

Когда на поверхность панели попадает солнечный свет, пластина нагревается. Кроме того, на температуру ее работы влияет и сам процесс преобразования свободных электронов в ток. При нормальной погоде температура на поверхности солнечной батареи достигает в среднем 65 градусов, а при жаркой может доходить до 85 градусов. И что особенно важно – чем сильнее нагреваются солнечные панели, тем ниже становится их мощность, а соответственно и выработка. В технической документации на солнечные батареи максимальная мощность указана при температуре работы 25 градусов. В этом и заключается смысл температурного коэффициента. Монокристаллические панели темно-черного цвета, они нагреваются сильнее, а соответственно более чувствительны к высокой температуре. Поэтому здесь выигрывают поликристаллические.

Монокристаллы или поликристаллы лучше для солнечных панелей

Деградация в период эксплуатации LID

Важным моментом в работе солнечных панелей является деградация, вызванная потенциалом LIDloss. Это износ, который спровоцирован регулярным воздействием солнечных лучей. В процессе эксплуатации монокристаллических батарей была зафиксирована меньшая деградация, то есть за 25 лет работы панелей их мощность снизилась всего на 5%, чего нельзя сказать о поликристаллических. Их показатель доходит до 10%.

Стоимость

Для некоторых покупателей определяющим фактором выступает стоимость, так как не все выделяют большой бюджет на солнечную систему. Если сравнивать оба варианта батарей, то монокристаллические значительно дороже. Разница в цене при выборе одного и того же производителя может доходить до 20%.

Фоточувствительность

Решающим критерием для выбора при установке солнечной системы в отдельных регионах является фоточувствительность. Данный показатель означает, насколько фотоэлементы панели могут захватывать солнечное излучение под разным углом и при пасмурной погоде. Для регионов, где солнечных дней не так уж и много, очень важна мощность батарей при плохой погоде. На практике с этой задачей лучше справляются поликристаллические пластины, а вот монокристаллические активнее обрабатывают «голубой свет». То есть, если в облачные дни будет небольшой просвет солнечных лучей, поликристаллические панели смогут захватить как прямой свет, так и отраженный.

Суммарная выработка в год

Если вы хотите получать максимум от вашей солнечной системы, тогда следует сравнить показатели общей выработки каждой из батарей. Так как солнечные панели монокристаллического типа изготавливаются из качественного сырья, то и работают они мощнее. За год разница с поликристаллическими батареями может достигать 30% в зависимости от количества единиц и солнечной радиации в регионе.

Какие батареи выбрать

После оценки всех критериев осталось определиться с выбором солнечных панелей. Однозначного ответа, какие лучше, нет. Но можно выделить определенные плюсы:

• Во-первых, у монокристаллических чище сырье, а значит, они дольше прослужат и у них выше производительность.
• Во-вторых, монокристаллические выдают одинаковую мощность, но с меньшей площадью.
• В-третьих, у монокристаллических меньше процент деградации после длительного срока эксплуатации.
• В-четвертых, поликристаллические показывают лучший результат в пасмурные дни и меньше теряют мощности при критически высоких температурах.

На первый взгляд, лучшим вариантом кажутся монокристаллические солнечные панели. Но нельзя не учесть такой фактор, как цена. Поликристаллические могут быть дешевле до 15-20%, что является существенной разницей, если вы покупаете сразу 10 или более панелей. Кроме того, несмотря на то, что поликристаллические изготавливаются из вторичного переработанного сырья, они не сильно уступают в деградации (всего 2-3%) и в суммарной эффективности. В противовес монокристаллическим панелям доказано, что при низкой освещенности поликристаллические лучше работают, то есть выработка выше. Поэтому стоит исходить из финансовых возможностей, так как для некоторых покупателей этот фактор является определяющим.

Таким образом, вы можете оценить все приведенные критерии и решить что для вас важнее. Поликристаллические системы вовсе не говорят о выборе в пользу худших. Качественная продукция от проверенных производителей станет залогом долгой службы и высокой эффективности. Выбирайте солнечные батареи с долгим сроком гарантии и соблюдайте все правила по обслуживанию и эксплуатации солнечной системы, тогда никаких нареканий не будет. Так же стоит помнить, что правильный выбор креплений для солнечных панелей обеспечит нужный угол наклона и максимальное КПД любой панели.

Источник

В чем отличие монокристаллических от поликристаллических батарей?

Первое, что бросается в глаза, это внешний вид. У монокристаллических элементов углы скругленные и поверхность однородная. Скругленные углы связаны с тем, что при производстве монокристаллического кремния получают цилиндрические заготовки. Однородность цвета и структуры монокристаллических элементов связана с тем, что это один выращенный кристалл кремния, а кристаллическая структура является однородной.

В свою очередь, поликристаллические элементы имеют квадратную форму из-за того, что при производстве получают прямоугольные заготовки. Неоднородность цвета и структуры поликристаллических элементов связана с тем, что они состоят из большого количества разнородных кристаллов кремния, а также включают в себя незначительное количество примесей.

Второе и наверное главное отличие — это эффективность преобразования солнечной энергии.Монокристаллические элементы и соответственно панели на их основе имеют на сегодняшний день наивысшую эффективность — до 22% среди серийно выпускаемых и до 38% у используемых в космической отрасли. Монокристаллический кремний производится из сырья высокой степени очистки (99,999%).

Серийно выпускаемые поликристаллические элементы имеют эффективность до 18%. Более низкая эффективность связана с тем, что при производстве поликристаллического кремния используют не только первичный кремний высокой степени очистки, но и вторичное сырье (например, переработанные солнечные панели или кремниевые отходы металлургической промышленности). Это приводит к появлению различных дефектов в поликристаллических элементах, таких как границы кристаллов, микродефекты, примеси углерода и кислорода.

Эффективность элементов в конечном счете отвечает за физический размер солнечных панелей. Чем выше эффективность, тем меньше будет площадь панели при одинаковой мощности.

Третье отличие — это цена на солнечные батареи. Естественно, цена батареи из монокристаллических элементов немного выше в расчете на единицу мощности. Это связано с более дорогим процессом производства и применением кремния высокой степени очистки. Однако это различие незначительно и составляет в среднем около 10%.

Четвертое отличие — это срок службы солнечных батарей. Солнечные батареи были испытаны в полевых условиях на многих установках. Практика показала, что срок службы солнечных батарей превышает 20 лет. Испытания показали снижение мощности модулей за 20 лет примерно на 10%. У монокристаллических солнечных батарей срок службы не менее 30 лет, в то время как у поликристаллических не менее 20 лет.Модули из аморфного кремния (тонкопленочные, или гибкие) имеют срок службы от 7 (первое поколение тонкопленочных технологий) до 20 (второе поколение тонкопленочных технологий) лет. Более того, тонкопленочные модули обычно теряют от 10 до 40% мощности в первые 2 года эксплуатации. Поэтому, около 90% рынка фотоэлектрических модулей в настоящее время составляют кристаллические кремниевые модули.Многие производители дают гарантию на свои модули на период от 10 до 25 лет. При этом они гарантируют, что мощность модулей снизится не более, чем на 10%. Гарантия на механические повреждения дается обычно на срок от 1 до 5 лет. Сами солнечные элементы, используемые в солнечных модулях, имеют практически неограниченный срок службы и показывают отсутствие деградации по прошествии десятков лет эксплуатации. Однако, выработка модулей со временем падает. Это результат 2 основных факторов — постепенное разрушение пленки, используемой для герметизации модуля (обычно используется этиленвинилацетатная пленка — ethylene vinyl acetate; EVA) и разрушение задней поверхности модуля (обычно поливинилфосфатная пленка), а также постепенное замутнение прослойки из EVA пленки, расположенной между стеклом и солнечными элементами.

Герметик модуля защищает солнечные элементы и внутренние электрические соединения от воздействия влаги. Так как практически невозможно полностью защитить элементы от влаги, модули на самом деле «дышат», но это крайне трудно заметить. Влага, попавшая внутрь, выводится наружу днем, когда температура модуля возрастает. Солнечный свет постепенно разрушает герметизирующие элементы за счет ультрафиолетового излучения, и они становятся менее эластичными и более податливыми на механические воздействия. Со временем, это приводит к ухудшению защиты модуля от влаги. Влага, попавшая внутрь модуля, ведет к коррозии электрических соединений, увеличению сопротивления в месте коррозии, перегреву и разрушению контакта или к уменьшению выходного напряжения модуля.

Второй фактор, уменьшающий выработку модуля — это постепенное уменьшение прозрачности пленки между стеклом и элементами. Это уменьшение не заметно невооруженным глазом, но ведет к снижению мощности модуля за счет того, что меньше света попадает на солнечные элементы.

Максимальное ухудшение обычно гарантируется производителями на уровне не более 20% за 25 лет. Однако испытания на реально работающих модулях показали, что их выработка за 30 лет уменьшилась не более, чем на 10%. Очень многие из этих модулей и до сих пор работают с заявленными при производстве параметрами (т.е. нет деградации). Поэтому можно смело говорить, что модули будут работать не менее 20 лет, и с высокой вероятностью обеспечат высокие показатели и через 30 лет с момента начала работы.

Итак, перечислим основные отличия монокристаллических и поликристаллических солнечных батарей:

Как видно из этого перечня, для солнечной электростанции не имеет ни какого значения, какая солнечная панель будет использоваться в ее составе. Главные параметры — напряжение и мощность солнечной панели не зависят от типа применяемых элементов и зачастую можно найти в продаже панели обоих типов одинаковой мощности. Так что окончательный выбор остается за покупателем. И если его не смущает неоднородный цвет элементов и немного большая площадь, то вероятно он выберет более дешевые поликристаллические солнечные панели. Если же эти параметры имеют для него значение, то очевидным выбором будет немного более дорогая монокристаллическая солнечная панель.

Источник

Моно или поликристалл, что выбрать?

При выборе солнечного модуля потребитель часто сталкивается с вопросом, какой модуль выбрать, монокристаллический или поликристаллический? На сегодняшний момент проведено не мало тестов относительно данного вопроса, по результатам которых получены следующие результаты:

1. Температурный коэффициент

В процессе эксплуатации в реальных условиях солнечный модуль нагревается, в результате чего номинальная мощность солнечного модуля снижается. По результатам исследований установлено, что в результате нагрева, солнечный модуль теряет от 15 до 25% от своей номинальной мощности. В среднем у моно и поликристаллических солнечных модулей температурный коэффициент составляет -0,45%. То есть при повышении температуры на 1 градус Цельсия от стандартных условия STC, каждый солнечный модуль будет терять мощность согласно коэффициенту. Этот параметр также зависит от качества солнечных элементов и производителя. У некоторых топовых производителей температурный коэффициент модулях ниже -0,43%.

2. Деградация в период эксплуатации

LID (Lighting Induced Degradation). Монокристаллические солнечные модули имеют немного большую скорость деградации в сравнении с поликристаллическими солнечными модулями в первый год. Мощность качественного поликристаллического модуля в первый год снижается в среднем на 2%, монокристаллического на 3%. В последующие годы монокристаллический модуль деградирует на 0,71%, в то время как поликристаллический деградирует на 0,67% в год. Весьма незначительная разница. Многие китайские компании имеющие дистрибьюторов в России изготавливают солнечные модули из солнечных элементов малоизвестных китайских компаний. Мы знаем случаи с китайскими солнечными модулями, когда LID достигал 20% в первый же год. Поэтому перед покупкой солнечного модуля, уточните производителя солнечных элементов.

3. Цена

Стоимость производства поликристаллического солнечного модуля ниже, чем монокристаллического. Весомый аргумент в пользу поликристаллического модуля.

4. Фото чувствительность

Этот вопрос больше относится к качеству и фото чувствительности солнечных элементов. Ниже представлено сравнение моно и поликристаллических модулей CSG PVtech при различной освещенности.

Как видно из результатов теста, моно и поликристаллические модули практически одинаково ведут себя при различном уровне освещенности и имеют одинаковую фоточувствительность, во всяком случае у данного производителя это именно так. Выработку солнечных модулей при различной освещенности Вы можете определить по коэффициенту -у 250 Вт Моно при 200 Вт/м2 и 260 Вт моно при 400 Вт/м2 они наивысшие. Но опять же, разница минимальна.

Освещенность (Вт/м2)

200 400 600 800 1000

Коэффициент

Мощность, Вт

200/1000 400/1000 240W Poly 49,896 96,981 146,446 194,785 242,238 0,20598 0,40035 255W Poly 50,336 102,533 154,760 206,205 257,152 0,19574 0,39873 250W Mono 51,773 100,260 151,333 201,336 250,567 0,20662 0,40013 260W Mono 51,878 105,748 159,035 211,609 262,965 0,19728 0,40214

5. Суммарная выработка в год.

Всемирно известная лаборатория PHOTON регулярно опубликовывает результаты своих исследований в которых принимают участие производители со всего мира. Результаты весьма противоречивые. Ниже приведено сравнение солнечных модулей мощностью 180 Вт Моно и 230 Вт Поли известного производителя солнечных модулей и элементов CSG PVtech. Тест проводился в реальных условиях в Германии в период с июля 2010 по август 2012 года. Напомним, что Германия находится практически в той же климатической зоне, что и средняя полоса РФ. Результаты впечатляют. Монокристаллический модуль мощностью 180 Ватт одержал абсолютную победу над поликристаллическим модулем мощностью 230 Ватт и это при том, что мощность монокристаллического модуля на 30% меньше, чем поликристаллического.

После таких результатов можно было бы однозначно сказать, что моно генерирует больше, чем поли в любых условиях, однако не все так просто. Ниже представлен тест солнечных модулей от различных производителей.

Как видно из результатов, поликристаллический модуль REC мощностью 230 Вт продемонстрировал наилучший результат, но обратите внимание, что модули из монокристаллического кремния от производителей CH Solar, CSG PVtech при мощности в 180 Ватт, что на 30% меньше, чем у победителя теста REC 230 Вт Поли, генерируют всего на 1-1,5% меньше энергии. Также обратите внимание, что монокристаллический модуль мощностью 230 Вт от производителя Solar World сгенерировал меньше энергии, чем 180 Вт монокристаллические модули CH Solar, CSG PVtech. В данном тесте Вы можете увидеть насколько падает выработка солнечных модулей с течением времени, модули установленные в 2005 году генерируют значительно меньше, чем модули установленные в 2009 и 2010 году. Основываясь на реальных тестах всемирно известной лаборатории PHOTON нельзя сказать однозначно, какая из технологий лучше. По результатам совершенно очевидно, что суммарная выработка поликристаллических модулей не выше, чем у монокристаллических. Многое зависит от качества солнечных элементов и их фоточувствительности, а также качества сборки и пайки.

По состоянию на 2013 год, более 70% сетевых станций собраны на основе поликристаллических солнечных модулей. Этот факт обосновывается тем, что инвесторы в первую очередь смотрят на общую стоимость проекта и сроки окупаемости, а не на максимальные показатели эффективности станций.

Сегодня некоторые российские продавцы убеждают покупателей, что никакой разницы между моно и поли кристаллическими модулями нет, кроме того, что поликристаллические модули менее эффективны и занимают немного больше площади, чем монокристаллические. Практически все российские производители, а точнее сборщики солнечных модулей, т.к. полного цикла производства в России просто не существует, перешли на поликристаллические солнечные элементы, чтобы максимально удешевить свою продукцию и остаться конкурентоспособными хотя бы на внутреннем рынке. Разница в моно и поли есть, но она весьма незначительна. Качественный монокристаллический модуль, как правило более эффективен и выдает больше мощности при тех же размерах, но поликристаллические модули изготовленные по стандартной технологии всегда дешевле.

Выбор всегда остается за Вами.

Источник