Polikrystaliczne ogniwa słoneczne dla domu

Uszczuplanie zasobów energii wymusza poszukiwanie nowych źródeł energii. W takich okolicznościach najlepszym rozwiązaniem jest wykorzystanie odnawialnej energii słonecznej. Urządzenie do przekształcania energii świetlnej w elektryczną nazywa się baterią słoneczną. Coraz częściej ludzie, którym zależy na oszczędzaniu pieniędzy, myślą o instalowaniu paneli słonecznych w swoich domach. W artykule przyjrzymy się typom takich baterii, ich zaletom i wadom, a także, która forma najlepiej pasuje do Twojego domu.

Zakres zastosowania

Baterie słoneczne są wykorzystywane w wielu dziedzinach życia ludzkiego. Są wykorzystywane na stacjach kosmicznych i w inżynierii lotniczej. We Francji zbudowano autostradę z panelami słonecznymi, która zapewnia elektryczne oświetlenie uliczne dla małej wioski. W krajach śródziemnomorskich takie baterie instaluje się na dachach budynków, aby zaspokoić zapotrzebowanie na wodę grzewczą. Wykorzystują je w samochodach elektrycznych i lampkach ulicznych. Panele słoneczne są popularne dzięki dekoracyjnemu oświetleniu budynków, rzeźb, parków i przyległych obszarów. Takie źródła energii są wyposażone w przenośne urządzenia: latarnie, kalkulatory i odtwarzacze. W Korei Południowej wymyślili ogniwo słoneczne, które można umieścić pod ludzką skórą w celu dostarczenia energii do implantów, takich jak stymulator.


Zalety i wady

Główną zaletą paneli słonecznych jest wykorzystanie przyjazne dla środowiskaczysta, odnawialna energia słoneczna. Fotokomórki nie zanieczyszczają środowiska i nie wytwarzają hałasu. Konstrukcja baterii jest wystarczająco prosta, więc awarie występują rzadko. Ponadto można zwiększyć moc urządzenia, zwiększając liczbę paneli. Panele słoneczne są trwałe, okres ich działania to kilka dziesięcioleci. Nie wymagają szczególnej opieki, należy tylko okresowo wytrzeć je z kurzu. Wady obejmują złożoność montażu i ustawienia dużych systemów. Baterie do laptopów nie wymagają strojenia. Panele słoneczne mają niską wydajność, tylko około 20%. Aby zaspokoić potrzeby energetyczne małego domu, baterie muszą być zainstalowane na dużym obszarze. Koszt paneli słonecznych jest nadal wysoki. Wynika to z osobliwości ich produkcji.


Zasada działania

Najpopularniejszym materiałem do produkcji domowych ogniw słonecznych są kryształy krzemu. Wafel krzemowy jest półprzewodnikiem, który zamienia energię świetlną słońca na elektryczną. Kumuluje się w baterii. Panele słoneczne wytwarzają prąd stały. Nadaje się do zasilania diod LED. Jeżeli energia słoneczna jest używana do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego, projekt powinien być uzupełniony o przemiennik DC inwertera na przemiennym. Moduł słoneczny zamyka hartowane szkło, aby chronić przed zjawiskami atmosferycznymi i pyłem.

Rodzaje

Krzemowe ogniwa słoneczne mogą być trzech typów: monokrystaliczne,polikrystaliczny i bezpostaciowy. Panele monokrystaliczne wykonane są z krzemu o wysokiej czystości pod wpływem temperatury do 1400 stopni Celsjusza. Rezultatem jest kryształ o średnicy 14-20 cm i długości do 2 metrów. Kryształ pocięto na płytki o grubości 250-300 μm i ułożono na siatce z elektrodami. Sprawność takich paneli sięga 19%, moduły gospodarstwa domowego mogą pochwalić się 14-18%. Ze względu na skomplikowaną technologię produkcji panele monokrystaliczne kosztują więcej niż polikrystaliczne ogniwa słoneczne. Ponadto kryształ krzemu jest siecią, z której całkowicie wypełnia się obszar użytkowy modułu, który nie działa. Kolor pojedynczych kryształów jest czarny lub ciemnoniebieski.
Polikrystaliczne ogniwa słoneczne wytwarzają uproszczoną technologię w niższych temperaturach. Kryształy półprzewodnika mają inną orientację, dzięki czemu wydajność spada do 12-14%. Ponadto żywotność baterii polikrystalicznych wynosi 25 lat, czyli dwa razy mniej niż w przypadku monokryształów. Polikryształy mają jasnoniebieski kolor i całkowicie wypełniają moduł słoneczny. Zaletą polikrystalicznych ogniw słonecznych przed pojedynczymi kryształami jest zdolność do pochłaniania światła rozproszonego. W ten sposób akumulacja energii odbywa się nawet w pochmurną pogodę i o zmierzchu.
Amorficzne panele słoneczne wykonane są z wodoru krzemowego w oparciu o technologię filmową. Wydajność takich modułów jest raczej niska, około 5%. Jednak pochłaniają rozproszone światło 20 razy lepiej niż inne rodzaje baterii. Często występują połączenia amorficznego krzemu z poli - lub monokryształami. To pozwala ci łączyćzalety różnych typów półprzewodników.

Jak wybrać?

Dlaczego więc przestać wybierać polikrystaliczne lub monokrystaliczne ogniwa słoneczne? Należy zauważyć, że wymaganą moc można uzyskać z dowolnego typu baterii. Pytanie dotyczy dostępnej przestrzeni do ich instalacji. Jeśli przestrzeń jest niewielka, lepiej pozostać na modułach monokrystalicznych o najwyższej wydajności. Jeśli kwestia obszaru nie jest znacząca - najlepszym rozwiązaniem będą polikrystaliczne ogniwa słoneczne dla domu. Przy równej sile i biorąc pod uwagę, że polikryształy są o około 10% tańsze, całkowite koszty i farmy słoneczne będą nieco tańsze. Ponadto, polikrystaliczne ogniwa słoneczne i pochmurna pogoda pochłaniają energię. Problem wyczerpywania się skamielin energetycznych rośnie z każdym rokiem, a stopień zanieczyszczenia środowiska staje się ostrzejszy. W związku z tym wiele osób zwróciło szczególną uwagę na alternatywne źródła energii. Obiecującym kierunkiem jest uzyskanie energii elektrycznej z energii słonecznej. Panele słoneczne służą do przekształcania światła w energię elektryczną. Są trwałe, nie wytwarzają hałasu, są łatwe w obsłudze. Przy produkcji modułów słonecznych stosuje się monokryształy i krzemowe polikryształy. Panele monokrystaliczne mają wyższą wydajność, a polikrystaliczne panele słoneczne są w stanie absorbować rozproszone światło i kosztować nieco taniej.

Powiązane publikacje