Typy solárnych článkov: monokryštalické, polykryštalické, tenkovrstvové

V slnečných oblastiach planéty, kde je konvenčné napájanie nemožné alebo nepraktické a inštalácia veternej turbíny z nejakého dôvodu nie je vhodná, možno použiť solárne panely (batérie). Súpravy vysokovýkonných solárnych panelov sú inštalované na strechách súkromných domov, v záhradách, na lodiach, na lucernách. Prenosné solárne batérie sa používajú na nabíjanie prístrojov a batérií počas cestovania, na napájanie vysielačiek.

Solárne panely sú spoľahlivé, nemajú žiadne pohyblivé časti, nepodliehajú mechanickému opotrebovaniu ako veterné turbíny, preto sú veľmi odolné a môžu svojmu majiteľovi spoľahlivo slúžiť desiatky rokov. Pozrime sa, čo sú solárne panely, ich hlavné typy.

Monokryštalické solárne články

Monokryštalické solárne panely majú tradičný čierny alebo tmavomodrý odtieň. Tieto panely sú orámované hliníkovým rámom a pokryté nárazuvzdorným sklom.

Monokryštalické solárne články sú vyrobené iba z čistého kremíka.Čistá kremíková tavenina pri kontakte so zárodkom pomaly tuhne, čím vzniká valcový kremíkový monokryštálový odliatok s priemerom asi 20 cm a dĺžkou až 2 metre.

Výsledný ingot čistého kremíka sa rozreže na platne s hrúbkou asi 300 μm, každá. Účinnosť takýchto prvkov dosahuje 19 %, pretože v tejto multištruktúre sú atómy usporiadané tak, že poskytujú elektrónom príslušne vyššiu mobilitu a batérie z nich vykazujú vyššiu energetickú účinnosť.

Dosky sú vybavené kovovými elektródami vo forme mriežok. Zvyčajne sú jednotlivé články monokryštalických batérií vo forme štvorcov so zrezanými rohmi.

Tieto prvky sú pomerne účinné, priemyselné vzory vykazujú skutočnú účinnosť okolo 16%, preto sú prvky tohto typu drahšie na 1 watt ako polykryštalické. Ich životnosť je veľmi dlhá, môže dosiahnuť 50 rokov.

Polykryštalické solárne články

Žiarivo modré polykryštalické solárne články sú oveľa lacnejšie ako monokryštalické. Prvky pre ne nie sú vyrobené z jediného kryštálu kremíka, takže atómy kremíka sú tu usporiadané náhodne.

Teraz je priemerná účinnosť polykryštalického panelu v oblasti 13-15%. Tento typ článkov je však vďaka svojej širokej dostupnosti veľmi rozšírený medzi spotrebiteľmi, ktorí chcú získať solárnu energiu čo najlacnejšie.

Veľkou nevýhodou polykryštalických prvkov je ich extrémna krehkosť počas prepravy. Ich maximálna životnosť je 25 rokov.Proces priemyselnej výroby polykryštalických prvkov sa postupom času zlepšuje, a tak je nádej, že v budúcnosti dobehnú z hľadiska účinnosti monokryštalické prvky.

Tenkovrstvové solárne články

Tenkovrstvové solárne články lacnejšie na výrobu ako monokryštalický a polykryštalický kremík. Ich základom sú polymérové ​​filmy, amorfný kremík, hliník, telurid kadmia a ďalšie polovodiče, ktoré sa už používajú pri výrobe nabíjačiek pre prístroje, vo forme malých skladacích solárnych článkov.

Batérie tohto typu zaberajú pri rovnakom výkone 2,5-krát väčšiu plochu ako kryštalické, ale dokážu pracovať aj v zamračenom počasí s rozptýleným svetlom pri zamračenom počasí a batérie je možné umiestniť nielen na strechu budovy, ale aj na jeho steny. Preto je použitie tenkovrstvových batérií opodstatnené pri výstavbe pomerne veľkých solárnych elektrární, keď je potrebná plocha na ich umiestnenie.

Práve tenkovrstvové panely sú dnes obzvlášť populárne v systémoch fungujúcich v priemyselnom meradle so sieťovými meničmi, ktoré dodávajú elektrinu do verejnej siete. Tieto systémy vyžadujú vysokonapäťový regulátor a špeciálny invertor, ktorý sa líši od bežných domácich, ktoré sa používajú s bežnými monokryštalickými a polykryštalickými batériami.

Tenkovrstvové solárne články z amorfného kremíka majú síce priemernú účinnosť 7 %, no z hľadiska výrobných nákladov sú zo všetkých solárnych panelov najlacnejšie. Telurid kadmia má priemernú účinnosť 11 % a je o niečo drahší ako batérie z amorfného kremíka.Solárne články na báze medi, india, gália a selénu sú najúčinnejšie tenkovrstvové batérie, ich účinnosť dosahuje 15%.

Pozri tiež:Účinnosť solárnych článkov a modulov