Prax používania mono a polykryštalických fotovoltaických modulov v solárnych paneloch

Článok pojednáva o praktickom využití mono a polykryštálov kremíka pri výrobe rôznych typov moderných solárnych článkov, ako aj o rozdieloch medzi týmito existujúcimi typmi solárnych modulov.

Mnoho ľudí na Zemi je stále vo veľkej miere závislých od takých zdrojov energie, ako je plyn, palivové drevo, vykurovací olej, petrolej atď., ktoré ešte viac poškodzujú životné prostredie. Zavádzanie alternatívnych zdrojov energie do ich života, akými sú vietor, slnečné žiarenie, vodná energia, im preto prospieva z ekologického, morálneho a ekonomického hľadiska.

V budúcom vývoji ľudstva neobnoviteľné zdroje energie s najväčšou pravdepodobnosťou opustia energetickú arénu pre ich zabezpečenie a nahradia ich obnoviteľné zdroje energie, ako je veterná, vodná a slnečná energia. Reč je o energii slnečného žiarenia a možnostiach jej využitia ľuďmi a my sa s vami dnes porozprávame v našom článku.

Čo sú to monokryštalické a polykryštalické fotovoltaické moduly?

V súčasnosti sú zo všetkých typov solárnych článkov medzi obyvateľstvom najrozšírenejšie solárne panely: monokryštalické a polykryštalické, z ktorých posledné sa často nazývajú aj „multikryštalické solárne panely“.

Monokryštalické panely.

Štrukturálne monokryštalický panel pozostáva z desiatok kremíka FV modulyzhromaždené v jednom paneli. Tieto fotovoltaické články sú namontované v spoľahlivom a odolnom kryte zo sklenených vlákien, ktorý poskytuje dobrú ochranu týmto fotovoltaickým modulom pred prachom a atmosférickou vlhkosťou.

Takáto panelová konštrukcia solárnych panelov im umožňuje pracovať v rôznych podmienkach — na mori aj na súši. Transformácia solárnej svetelnej energie v solárnych paneloch na elektrickú energiu nastáva v dôsledku fotoelektrického efektu premeny energie vo fotovoltaických moduloch samotných solárnych panelov.

Materiálom na výrobu monokryštalických solárnych panelov je ultračistý kremík, ktorý sa používa aj na výrobu polovodičových súčiastok v elektronike a dobre si ho osvojil aj moderný priemysel. Tyčinky kremíkového monokryštálu pomaly rastú «a sú vyťahované z kremíkovej taveniny, následne sú narezané na kúsky s hrúbkou 0,2-0,4 mm a po ich následnom spracovaní sa už používajú na výrobu fotovoltaických článkov, ktoré tvoria slnečnú energiu panely .

Prax používania moderných solárnych panelov ukazuje, že už mnoho rokov existuje jeden z najpopulárnejších a najvyhľadávanejších na svete – monokryštalické solárne panely. Účinnosť monokryštalických panelov je približne 15-17%.

Polykryštalické panely.

Pri pomalom ochladzovaní kremíkovej taveniny sa z nej získava polykryštalický kremík, ktorý sa používa na výrobu polykryštalických solárnych panelov, v tomto prípade úplne odpadá operácia vyťahovania kremíkových kryštálov z taveniny a samotný proces je menej náročný na prácu ako pri výrobe monokryštalického kremíka a preto sú takéto solárne články lacnejšie. Významnou nevýhodou polykryštalického kremíka je však to, že má oblasti so zrnitými hranicami, ktoré mierne zhoršujú jeho kvalitu.

Rám polykryštalických solárnych článkov (modulov) je vyrobený z hliníka a potiahnutý špeciálnou antikoróznou zmesou, ktorá je čiernej farby. Vysoká kvalita a odolnosť takejto konštrukcie sa tu dosahuje bezpečným upevnením fólie na zadnej strane každého rámu a tesným utesnením okrajov. Všetky prvky polykryštalického solárneho panelu sú pokryté špeciálnym laminátom, odolným voči extrémnym teplotám, ako aj voči vplyvom snehu a dažďa.

Aby ste mohli odpovedať na otázku, čo je lepšie — „mono“ alebo „poly“ kryštály, a teda aj typy solárnych článkov, musíte najprv pochopiť ich rozdiely a podobnosti.

Hlavné rozdiely medzi «mono» a «poly» kryštalickými typmi solárnych článkov.

1. Hlavným a zásadným rozdielom medzi týmito dvoma typmi solárnych článkov je ich účinnosť pri premene slnečnej energie na elektrickú. Dnešné monokryštalické panely pri hromadnej výrobe majú účinnosť premeny solárnej energie maximálne do 22 % a tie, ktoré sa používajú v kozmickej technike, dokonca až 38 %. Je to spôsobené čistotou kremíkovej monokryštálovej suroviny, ktorá v takýchto batériách dosahuje takmer 100 %.

Pri komerčne dostupných polykryštalických paneloch je účinnosť premeny slnečnej energie na elektrickú energiu oveľa nižšia ako u monokryštalických panelov a je maximálne 18 %. Takéto nízke ukazovatele účinnosti pre tento typ batérií sú spôsobené tým, že na ich výrobu sa používa nielen čistý primárny kremík, ale aj suroviny z recyklovaných solárnych článkov atď. Ľahké, teda s rovnakým výkonom rôznych typov batérií – ich veľkosť bude menšia.

2. Čo sa týka vzhľadu - dbajte na nasledovné. Monokryštalické solárne panely majú zaoblené rohy a rovný povrch. Oblosť ich tvarov tu súvisí s tým, že monokryštalický kremík sa pri jeho výrobe získava vo valcových polotovaroch. Polykryštalické články solárnych modulov majú štvorcový tvar, pretože ich polotovary pri výrobe sú tiež štvorcové. Farba polykryštálov je svojou štruktúrou heterogénna, pretože zloženie polykryštalického kremíka je tiež heterogénne a zahŕňa veľa rôznych kryštalických kremíkov, ako aj malé množstvo nečistôt.

3. Čo sa týka cenovej politiky solárnych modulov, monokryštalické kremíkové solárne články sú o niečo drahšie (asi o 10%) ako cena polykryštalických kremíkových solárnych článkov — ak vezmeme, samozrejme, z hľadiska ich kapacity. Ako ste už pravdepodobne pochopili, vysoké náklady na monokryštalické solárne články súvisia predovšetkým s drahším procesom výroby a čistenia pôvodného monokryštalického kremíka.

Záver.

Keď zhrnieme niečo z toho, čo už bolo povedané, môžeme predpokladať, že hlavné parametre, podľa ktorých vyberáme solárne batérie do našej solárnej elektrárne, napríklad do vidieckeho domu — nezávisia od typu fotovoltických článkov, ktoré sú v nich použité. Ak chceme ekonomickejšiu verziu, potom naša voľba padne na polykryštalické solárne moduly — ktoré budú pri rovnakom výkone o niečo väčšie na ploche ako monokryštalické moduly, no sú o niečo lacnejšie. Samotná farba povrchu solárnych panelov nehrá pri ich výbere žiadnu rolu, majte na pamäti!

Povedzme si ešte pár slov o využití solárnych panelov vo svete podľa ich typov. Na prvom mieste sú tu s objemom predaja 52,9 % lacnejšie polykryštalické solárne panely, druhé miesto právom patrí z hľadiska tržieb monokryštalickým kremíkovým panelom, ktorých je na trhu asi 33,2 %. Amorfné a iné solárne panely sú z hľadiska tržieb na treťom mieste a ich pomer k celkovému predajnému trhu je 13,9 % (v článku sme ich neuvažovali).