Инновационные и энергосберегающие технологии
Поставщик качества

График работы:
Пн-Пт: с 9:30 до 17:30
Сб-Вс: выходной

Свяжитесь с нами:

+7(495) 979-44-51

+7(901) 519-44-51

пред. след. стартстоп
Главная / Полезная информация

Полезная информация

 

Солнечные батареи как они есть.

 

 Солнечные батареи являются неотъемлемым элементом альтернативного направления мировой электроэнергетики под названием фотовольтаика. В самом широком смысле этот термин стоит понимать как трансформацию условно неиссякаемого источника солнечного света в электричество. Происходит это за счет использования специальных фоточувствительных элементов – фотодиодов.

 

 Человечество уже давно по достоинству оценило все преимущества, которые предоставляет электричество, причем как в быту, так и в промышленности. Однако обратной стороной медали явились многочисленные негативные побочные эффекты, сопровождающие все ныне используемые массовые способы получения электроэнергии. Сжигая ископаемые углеводороды, человечество, загрязняет атмосферу, способствуя глобальному потеплению, гидроэнергетика так же имеет ряд минусов экологического характера. Долгое время считалось, что панацеей является развитие атомной энергетики, однако, события на японской станции Фукусима заставили в этом усомниться.

 Сегодня все больший интерес проявляется к нетрадиционной электроэнергетике – к получению электричества путем преобразования энергии ветра и солнечного света. И если «ветряки» критикуются за их громоздкость, шум и дороговизну, то фотовольтаика лишена ярко выраженных недостатков.

 Солнечная энергетика не производит вредных отходов, то есть является экологически чистой. За последние десятилетия фотовольтаика сделала огромный шаг вперед в своем развитии. Достаточно обратиться к официальной статистике, чтобы понять, насколько стремительно шел этот процесс. Еще в 1985 году все установленные мощности мира суммарно вырабатывали не более 21 МВт электроэнергии. По состоянию на 2010 год этот показатель возрос до 39778 МВт – рост без малого в 2000 раз! На сегодняшний день безоговорочным лидером в солнечной электроэнергетике является Германия (17320 МВт), за которой с большим отрывом идут Испания, Япония, Италия и США.

 Столь стремительному взлету фотовольтаика обязана, прежде всего, богатейшей ресурсной базе, ведь для производства основного инструмента, преобразующего в электричество солнечный свет, главным образом необходим кремний, а это, как известно, второй после кислорода по распространенности в земной коре химический элемент.

 Однако прежде чем стать основой солнечной батареи, кремний проходит ряд предварительных технологических процедур. Прежде всего, сырье (обычно кварцевый песок с высоким массовым содержанием двуокиси кремния) подвергается температурной обработке и очистке от примесей, в результате чего массовая доля кремния в сырье для производства солнечных батарей достигает 99,99 процента.

 Далее производственный процесс может пойти по двум направлениям: монокристаллическому и поликристаллическому (мультикристаллическому). В первом случае кремний выращивают в специальных печах – тиглях – вокруг базового монокристалла (все атомы в объеме кристалла выстраиваются в одинаковом порядке). Во втором - у растущего кремния получается много точек начала кристаллизации. В результате поликристалл состоит из множества монокристаллов, произвольно ориентированных по отношению друг к другу, в местах встречи которых образуется граница, содержащая дефекты, потенциально способные уменьшить КПД. Однако благодаря пассивированию данных участков водородными радикалами, препятствующими рекомбинации (уничтожению из-за слияния с положительными зарядами) электронов, они без проблем доходят до контактов на поверхности солнечного элемента. Существующая все же небольшая потеря КПД обусловлена невозможностью достичь стопроцентного экранирования водородом всех существующих дефектов.

 Затем полученный тем или иным способом кремний специальным образом нарезают на тонкие пластины. Так создается основа для двухслойных солнечных батареей, которые в дальнейшем спаиваются между собой в одной плоскости проводниками. Совокупность определенного количества (в зависимости от мощности) таких «спаек» и является солнечной батареей. Как правило, сверху на нее накладывается лист специального текстурированного каленого стекла, минимизирующего потери световой энергии, и одновременно обеспечивающего защиту пластин от влаги и механических повреждений.

 Последовательное (влияет на уровень напряжения), параллельное (влияет на силу тока) или последовательно-параллельное подключение панелей позволяет добиться электрических параметров сети, необходимых в каждом конкретном случае.

 

Что выбрать: монокристаллические или поликристаллические солнечные батареи?

 

                      Моно                                         Поли (мульти)

mono3  mono1

                    

 IMG_9403                    IMG_9415

 

  Стоит заметить, что с точки зрения рядового потребителя между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными батареями нет принципиальной разницы. Обе технологии имеют как преимущества, так и недостатки. Так, панели из монокристаллического кремния имеют немного больший КПД, но с другой стороны, они заметно дороже в производстве. Себестоимость изготовления поликристаллических солнечных батарей гораздо ниже, опять-таки технология изготовления базового кристалла такого кремния позволяет создать его большего, чем монокристалл размера, причем сразу правильной формы. Единственное зримое отличие – поликристаллический солнечный модуль (из-за разницы в КПД) будет немного больше монокристаллического аналогичной мощности. Учитывая, что в России нет, и не предвидится дефицита свободного места на крышах строений, незначительная прибавка в габаритах поликристаллической солнечной батареи не выглядит сколько-нибудь критично. Что касается эксплуатационных характеристик и долговечности, то и здесь, в случае их качественного изготовления, между двумя видами солнечных батарей нет принципиальных отличий. А раз так, сам собой напрашивается вопрос: если нет разницы, зачем платить больше?

IMG_9485

 Существует еще один вид солнечных батарей - на базе аморфного кремния. Они заметно дешевле вышеописанных, однако панели, в основе которых лежит некристаллический кремний отличаются невысоким сроком эксплуатации и низким КПД.

 Стоит отметить, что в последние два – три года производителям солнечных батарей на основе кристаллических кремниевых пластин удалось сократить себестоимость своей продукции, что, безусловно, дало дополнительный толчок дальнейшему развитию фотовольтаики.