Устройство солнечной батареи. Теория

Состав и устройство солнечной батареи, ее элементов определяют эффективность выработки энергии готовым изделием. В настоящее время, для генерации электрической энергии используются солнечные панели на основе кремния (с-Si, mc-Si & кремниевые тонкопленочные батареи), теллурида кадмия CdTe, соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2, а также концентраторные батареи на основе арсенида галлия (GaAs). Ниже будут даны краткие описания каждой из них.

Солнечные батареи основе кремния

Солнечные батареи (СБ) на основе кремния составляют на сегодняшний день порядка 85% всех выпускаемых солнечных панелей. Исторически это обусловлено тем, что при производстве СБ на основе кремния использовался обширный технологический задел и инфраструктура микроэлектронной промышленности, основной «рабочей лошадкой» которой также является кремний. В результате, многие ключевые технологии микроэлектронной промышленности такие как выращивания кремния, нанесения покрытий, легирования, удалось адаптировать для производства кремниевых батарей с минимальными изменениями и инвестициями. Кроме того, кремний – один из самых распространенных элементов земной коры и составляет по разным данным 27-29% по массе. Таким образом, нет никаких физических ограничений для производства значительной доли электроэнергии Земли с имеющимися запасами Si.

Различают два основных типа кремниевых СБ – на основе монокристаллического кремния (crystalline-Si, c-Si) и на основе мультикристаллического (multicrystalline-Si, mc-Si) или поликристаллического. В первом случае используется высококачественный (и, соответственно, более дорогой) кремний выращенный по методу Чохральского, который является стандартным методом для получения кремниевых пластин-заготовок для производства микропроцессоров и микросхем. Эффективность СБ изготовленных из монокристаллического кремния составляет обычно 19-22%. Не так давно, фирма Panasonic заявила о начале промышленного выпуска СБ с эффективностью 24,5% (что вплотную приближается к максимально возможному теоретически значению ~30%).

Во втором случае для производства СБ используется более дешевый кремний произведенный по методу направленной кристаллизации в тигле (block-cast), специально разработанного для производства СБ. Получаемые в результате кремниевые пластины состоят из множества мелких разнонаправленных кристаллитов (типичные размеры 1-10мм) разделенных границами зерен. Подобные неидеальности кристаллической структуры (дефекты) приводят к снижению эффективности – типичные значения эффективности СБ из mc-Si составляют 14-18%. Снижение эффективности данных СБ компенсируется их меньшей ценой, так что цена за один ватт произведенной электроэнергии оказывается примерно одинаковой для солнечных панелей как на основе c-Siтак и mc-Si.

Тонкопленочные солнечные панели

Возникает вопрос – зачем разрабатывать другие типы модулей, если солнечные панели на основе моно- и мультикристаллического кремния уже созданы и показывают неплохие результаты? Очевидный ответ — чтобы добиться еще большего снижения стоимости и улучшения технологичности и эффективности, по сравнению с обычными c-Si и mc-Siсолнечными батареями.

Дело в том, что обычные кремниевые фотоэлектрические модули наряду с преимуществами, перечисленными выше, обладают и рядом недостатков. Кемний из-за своих особых электрофизических свойств (непрямозонный полупроводник) обладает довольно низким коэффициентом поглощения, особенно в области инфракрасных длин волн. Таким образом, толщина кремниевой пластины для эффективного поглощения солнечного излучения должна составлять довольно внушительные 100-300 мкм. Более толстые пластины означают больший расход материала, что ведет к удорожанию СБ.

В то же время, прямозонные полупроводники на вроде GaAs, CdTe, Cu(InGa)Se2, и даже некоторые модифицированные формы Si, способны поглощать требуемое количество солнечной энергии при толщине всего в несколько микрон. Открывается заманчивая перспектива сэкономить на расходных материалах, а также на электроэнергии, которой требуется значительно меньше для изготовления более тонкого слоя полупроводника. Еще одной положительной чертой СБ на основе вышеназванных полупроводников – в отличие от СБ на основе c-Si и mc-Si– является их способность не снижать эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую даже в условиях рассеянного излучения (облачный день или в тени).

Исследования СБ на основе теллурида кадмия (CdTe) начались еще в 1970х годах ввиду их потенциального использования в качестве перспективных для космических аппаратов. А первое широкое применение «на земле» подобные СБ нашли в качестве элементов питания карманных микрокалькуляторов.

Данные элементы представляют собой гетероструктуру из тонких слоев p-CdTe / n-CdS (суммарная толщина 2-8 мкм) напыленных на стеклянную подложку (основу). Эффективность современных фотоэлектрических элементов данного типа равняется 15-17%. Основным (и фактически единственным) производителем СБ на основе теллурида кадмия является американская фирма FirstSolar, которая занимает 4-5% всего рынка.

К сожалению, есть проблемы с обоими элементами входящими в состав соединения CdTe. Кадмий – это экологически вредный тяжелый метал, который требует особых методов обращения и ставит сложный вопросутилизации старых изделий. В виду этого, законодательство многих стран ограничивает свободную продажу гражданам СБ этого типа (строятся только масштабных солнечных электростанций под гарантии утилизации от фирмы производителя). Второй элемент – теллур, довольно редко встречается в земной коре. Уже в настоящее время более половины всего добываемого теллура идет на изготовление солнечных панелей, а перспективы нарастить добычу – довольно призрачны.

Солнечные батареи на основе соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2 (иногда обозначаются как CIGS) являются новичками на рынке солнечной энергетики. Несмотря на то, что начало исследований элементов этого типа было положено еще в середине 70х, в настоящее время коммерческий выпуск в боле-менее солидных масштабах ведет всего лишь фирма SolarFrontierKKиз Японии. Отчасти это связано с технически сложным и дорогим процессом изготовления, хотя в некоторых (удачных!) случаях их эффективность может достигать 20%.

Несмотря на отсутствие экологически вредных элементов в составе этого соединения, значительному расширению производства данных солнечных модулей в будущем угрожает дефицит индия. Ведутся исследования с целью заменить дорогой In на более дешевые элементы и может быть скоро появятся новые изделия на основе соединения Cu2ZnSn(S,Se)4.

Фотоэлектрические модули на основе аморфного кремния a-Si:H. Тонкопленочные солнечные батареи могут быть построены также и на основе хорошо известного кремния, если удастся каким-либо образом улучшить его способности к поглощению солнечного света. Применяются две основные методики:

— увеличить путь прохождения фотонов посредством многократного внутреннего переотражения;

— использовать аморфный кремний (a-Si), обладающий гораздо большим коэффициентом поглощения чем обычный кристаллический кремний (с-Si).

По первому пути пошла австралийская фирма CSGSolarLtd, разработавшая СБ с эффективностью 10-13% при толщине слоя кремния всего 1,5 мкм. По второму – швейцарская OerlikonSolar (которую сейчас перекупили японцы), создавшая комбинированные солнечные панели на основе слоев аморфного и кристаллического кремния a-Si / с-Si эффективность которых также составляет 11-13%. Своеобразной особенностью СБ из аморфного кремния является снижение эффективности их работы при понижении температуры окружающего воздуха (у всех остальных — наоборот). Так, фирма производитель рекомендует устанавливать данные модули в странах с жарким климатом.

Концентраторные солнечные модули

Наиболее совершенные и самые дорогие на сегодняшний день солнечные модули обладают эффективностью фотоэлектрического преобразования до 44%. Они представляют собой многослойные структуры из разных полупроводников последовательно выращенных друг на друге слой за слоем. Наиболее успешной является структура состоящая из трех слоев:  Ge (нижний полупроводник и подложка), GaAsи GaInP. Благодаря тому, что в подобной комбинации каждый отдельный полупроводниковый слой поглощает наиболее эффективно свой определенный диапазон солнечного спектра (определяемый шириной запрещенной зоны полупроводника), достигается наиболее полное поглощение солнечного света во всем диапазоне длин волн, недостижимое для СБ состоящих из одного типа полупроводника. К сожалению, процесс изготовления подобных многослойных полупроводниковых слоев очень сложен технически и, как следствие, весьма дорог.  

Если солнечные батареи стоят очень дорого, фокусировка солнечного излучения на меньшей площади СБ может применяться как эффективный способ снижения финансовых затрат. Например, собрав при помощи линзы солнечный свет с 10 см2 и сфокусировав его на 1 см2 солнечной батареи, можно получить тоже количество электроэнергии, что и от элемента площадью 10 см2 без концентратора, но экономя при этом целых 90% площади! Но при этом, набор подобных ячеек (солнечная батарея + линза) должен быть смонтирован на подвижной механической системе, которая будет ориентировать оптику в направлении солнца в то время как оно движется по небу в течении дня, что увеличивает стоимость системы.

В настоящее время экономически оправдано использовать подобные дорогие концентраторные солнечные модули только в тех странах и регионах земного шара, где круглый год имеется в достатке прямое солнечное излучение (рассеянное излучение не может быть сфокусировано линзой). Так, французская фирма-производитель концентраторных СБ SOITEC устанавливает свои СБ в Калифорнии, ЮАР, на юге Франции (Прованс), в Испании.  

Органические солнечные батареи и модули фотосенсибилизованные красителем

Но есть и новый тип тонкопленочных солнечных батарей, такой как сенсибилизированные красителем солнечные элементы, которые работают на совершенно ином принципе, чем все модули рассмотренные выше, на принципе больше напоминающем фотосинтез у растений. Но их пока нет в коммерческой продаже.

 

Трушин М.В. Ph.D

 

 

 

 

Как устроены и работают солнечные батареи

Солнечная энергетика становится все более популярной во всем мире. Вместе с коллегами из специализированного портала Elektrik мы разбирались, как устроена солнечная батарея, из чего она состоит и куда отправляется получаемая энергия.

В наше время практически каждый может собрать и получить в свое распоряжение свой независимый источник электроэнергии на солнечных батареях (в научной литературе они называются фотоэлектрическими панелями).

Дорогостоящее оборудование со временем компенсируется возможностью получать бесплатную электроэнергию. Важно, что солнечные батареи – это экологически чистый источник энергии. За последние годы цены на фотоэлектрические панели упали в десятки раз и они продолжают снижаться, что говорит о больших перспективах при их использовании.

В классическом виде такой источник электроэнергии будет состоять из следующих частей: непосредственно, солнечной батареи (генератора постоянного тока), аккумулятора с устройством контроля заряда и инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный.

Солнечные батареи состоят из набора солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей), которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую.

Большинство солнечных элементов производят из кремния, который имеет довольно высокую стоимость. Этот факт определят высокую стоимость электрической энергии, которая получается при использовании солнечных батарей.

Распространены два вида фотоэлектрических преобразователей: сделанные из монокристаллического и поликристаллического кремния. Они отличаются технологией производства. Первые имеют кпд до 17,5%, а вторые – 15%.

Наиболее важным техническим параметром солнечной батареи, которая оказывает основное влияние на экономичность всей установки, является ее полезная мощность. Она определяется напряжением и выходным током. Эти параметры зависят от интенсивности солнечного света, попадающего на батарею.

Электродвижущая сила отдельных солнечных элементов не зависит от их площади и снижается при нагревании батареи солнцем, примерно на 0,4% на 1 гр. С. Выходной ток зависит от интенсивности солнечного излучения и размера солнечных элементов. Чем ярче солнечный свет, тем больший ток генерируется солнечными элементами. Зарядный ток и отдаваемая мощность в пасмурную погоду резко снижается. Это происходит за счет уменьшения отдаваемой батареей тока.

Если освещенная солнцем батарея замкнута на какую либо нагрузку с сопротивлением Rн, то в цепи появляется электрический ток I, величина которого определяется качеством фотоэлектрического преобразователя, интенсивностью освещения и сопротивлением нагрузки. Мощность Pн, которая выделяется в нагрузке определяется произведением Pн = IнUн, где Uн напряжение на зажимах батареи.

Наибольшая мощность выделяется в нагрузке при некотором оптимальном ее сопротивлении Rопт, которое соответствует наибольшему коэффициенту полезного действия (кпд) преобразования световой энергии в электрическую. Для каждого преобразователя имеется свое значение Rопт, которая зависит от качества, размера рабочей поверхности и степени освещенности.

Солнечная батарея состоит из отдельных солнечных элементов, которые соединяются последовательно и параллельно для того, чтобы увеличить выходные параметры (ток, напряжение и мощность). При последовательном соединении элементов увеличивается выходное напряжение, при параллельном – выходной ток.

Для того, чтобы увеличить и ток и напряжение комбинируют два этих способа соединения. Кроме того, при таком способе соединения выход из строя одного из солнечных элементов не приводит в выходу из строя всей цепочки, т.е. повышает надежность работы всей батареи.

Таким образом, солнечная батарея состоит из параллельно-последовательно соединенных солнечных элементов. Величина максимально возможного тока отдаваемого батареей прямо пропорциональна числу параллельно включенных, а электродвижущая сила — последовательно включенных солнечных элементов. Так, комбинируя типы соединения, собирают батарею с требуемыми параметрами.

Солнечные элементы батареи шунтируются диодами. Обычно их 4 – по одному, на каждую ¼ часть батареи. Диоды предохраняют от выхода из строя части батареи, которые по какой-то причине оказались затемненными, т. е. если в какой-то момент времени свет на них не попадает.

Батарея при этом временно генерирует на 25% меньшую выходную мощность, чем при нормальном освещении солнцем всей поверхности батареи.

При отсутствии диодов эти солнечные элементы будут перегреваться и выходить из строя, так как они на время затемнения превращаются в потребителей тока (аккумуляторы разряжаются через солнечные элементы), а при использовании диодов они шунтируются и ток через них не идет.

Получаемая электрическая энергия накапливается в аккумуляторах, а затем отдается в нагрузку. Аккумуляторы – химические источники тока. Заряд аккумулятора происходит тогда, когда к нему приложен потенциал, который больше напряжения аккумулятора.

Число последовательно и параллельно соединенных солнечных элементов должно быть таким, чтобы рабочее напряжение подводимое к аккумуляторам с учетом падения напряжения в зарядной цепи немного превышало напряжение аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи обеспечивал требуемую величину зарядного тока.

Например, для зарядки свинцовой аккумуляторной батареи 12 В необходимо иметь солнечную батарею состоящую из 36 элементов.

При слабом солнечном свете заряд аккумуляторной батареи уменьшается и батарея отдает электрическую энергию электроприемнику, т.е. аккумуляторные батареи постоянно работают в режиме разряда и подзаряда.

Это процесс контролируется специальным контроллером. При циклическом заряде требуется постоянное напряжение или постоянный ток заряда.

При хорошей освещенности аккумуляторная батарея быстро заряжается до 90% своей номинальной емкости, а затем с меньшей скоростью заряда до полной емкости. Переключение на меньшую скорость заряда производится контроллером зарядного устройства.

Наиболее эффективно использование специальных аккумуляторов – гелевых (в батарее в качестве электролита применяется серная кислота) и свинцовыех батарей, которые сделанны по AGM-технологии. Этим батареям не нужны специальные условия для установки и не требуется обслуживание. Паспортный срок службы таких батарей – 10 — 12 лет при глубине разряда не более 20%. Аккумуляторные батареи никогда не должны разряжаться ниже этого значения, иначе их срок службы резко сокращается!

Аккумулятор подсоединяется к солнечной батарее через контроллер, который контролирует ее заряд. При заряде батареи на полную мощность к солнечной батареи подключается резистор, который поглощает избыточную мощность.

Для того чтобы преобразовать постоянное напряжение от аккумуляторной батареи в переменное напряжение, которой можно использовать для питания большинства электроприемников совместно с солнечной батарей можно использовать специальные устройства – инверторы.

Без использования инвертора от солнечной батареи можно питать электроприемники, работающие на постоянном напряжении, в т.ч. различную портативную технику, энергосберегающие источники света, например, те же светодиодные лампы.

Автор текста: Андрей Повный. Текст впервые опубликован на сайте Electrik.info. Перепечатано с согласия редакции.

Солнечные элементы. Принципы работы солнечных батарей. Материалы для солнечных элементов



Основные принципы работы солнечных батарей

Рис.1. Конструкция солнечного элемента

Простейшая конструкция солнечного элемента (СЭ) – прибора для преобразования энергии солнечного излучения – на основе монокристаллического кремния показана на рис.1. На малой глубине от поверхности кремниевой пластины p-типа сформирован p-n-переход с тонким металлическим контактом. На тыльную сторону пластины нанесен сплошной металлический контакт.

Когда СЭ освещается, поглощенные фотоны генерируют неравновесные электрон-дырочные пары. Электроны, генерируемые в p-слое вблизи p-n-перехода, подходят к p-n-переходу и существующим в нем электрическим полем выносятся в n-область.

Аналогично и избыточные дырки, созданные в n-слое, частично переносятся в p-слой (рис.2а). В результате n-слой приобретает дополнительный отрицательный заряд, а p-слой – положительный. Снижается первоначальная контактная разность потенциалов между p- и n-слоями полупроводника, и во внешней цепи появляется напряжение (рис.2б).

Отрицательному полюсу источника тока соответствует n-слой, а p-слой – положительному.

Рис.2. Зонная модель разомкнутого p-n-перехода:
а) — в начальный момент освещения;
б) — изменение зонной модели под действием
постоянного освещения и возникновение фотоЭДС

Величина установившейся фотоЭДС при освещении перехода излучением постоянной интенсивности описывается уравнением вольт-амперной характеристики (ВАХ) (рис.3):

U = (kT/q)ln((Iph-I)Is/+1)

где Is– ток насыщения, а Iph – фототок.

ВАХ поясняет эквивалентная схема фотоэлемента (рис.4), включающая источник тока

Iph=SqNoQ

где S – площадь фотоэлемента, а коэффициент собирания Q – безразмерный множитель (

Рис.3. Вольт-амперная характеристика солнечного элемента

Уравнение ВАХ справедливо и при освещении фотоэлемента светом произвольного спектрального состава, изменяется лишь значение фототока Iph. Максимальная мощность отбирается в том случае, когда фотоэлемент находится в режиме, отмеченном точкой а (см. рис. 3).

Рис.4. Эквивалентная схема солнечного элемента

Максимальная мощность, снимаемая с 1 см2, равна

P = Iph*U = x*Iкз*Uхх,

где x – коэффициент формы или коэффициент заполнения вольт-амперной характеристики, Iкз – ток короткого замыкания, Uхх – напряжение холостого хода.

Материалы для солнечных элементов

Для эффективной работы солнечных элементов необходимо соблюдение ряда условий:

• оптический коэффициент поглощения (a) активного слоя полупроводника должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить поглощение существенной части энергии солнечного света в пределах толщины слоя;
• генерируемые при освещении электроны и дырки должны эффективно собираться на контактных электродах с обеих сторон активного слоя;
• солнечный элемент должен обладать значительной высотой барьера в полупроводниковом переходе;
• полное сопротивление, включенное последовательно с солнечным элементом (исключая сопротивление нагрузки), должно быть малым для того, чтобы уменьшить потери мощности (джоулево тепло) в процессе работы;
• структура тонкой пленки должна быть однородной по всей активной области солнечного элемента, чтобы исключить закорачивание и влияние шунтирующих сопротивлений на характеристики элемента.

Производство структур на основе монокристаллического кремния, удовлетворяющих данным требованиям, – процесс технологически сложный и дорогостоящий. Поэтому внимание было обращено на такие материалы, как сплавы на основе аморфного кремния (a-Si:H), арсенид галлия и поликристаллические полупроводники.

Аморфный кремний выступил в качестве более дешевой альтернативы монокристаллическому. Первые СЭ на его основе были созданы в 1975 году. Оптическое поглощение аморфного кремния в 20 раз выше, чем кристаллического. Поэтому для существенного поглощения видимого света достаточно пленки а-Si:Н толщиной 0,5–1,0 мкм вместо дорогостоящих кремниевых 300-мкм подложек. Кроме того, благодаря существующим технологиям получения тонких пленок аморфного кремния большой площади не требуется операции резки, шлифовки и полировки, необходимых для СЭ на основе монокристаллического кремния. По сравнению с поликристаллическими кремниевыми элементами изделия на основе a-Si:Н производят при более низких температурах (300°С): можно использовать дешевые стеклянные подложки, что сократит расход кремния в 20 раз.

Пока максимальный КПД экспериментальных элементов на основе а-Si:Н – 12% – несколько ниже КПД кристаллических кремниевых СЭ (~15%). Однако не исключено, что с развитием технологии КПД элементов на основе а-Si:Н достигнет теоретического потолка – 16 %.

Наиболее простые конструкции СЭ из а-Si:Н были созданы на основе структуры металл – полупроводник (диод Шотки) (рис. 6). Несмотря на видимую простоту, их реализация достаточно проблематична – металлический электрод должен быть прозрачным и равномерным по толщине, а все состояния на границе металл/а-Si:Н – стабильными во времени. чаще всего солнечные элементы на основе а-Si:Н формируют на ленте из нержавеющей стали или на стеклянных подложках, покрытых проводящим слоем.

Рис.5. Конструкция фотоэлемента с барьером Шотки

При использовании стеклянных подложек на них наносят прозрачную для света проводящую оксидную пленку (ТСО) из SnO2, In2O3 или SnO2+In2O3 (ITO), что позволяет освещать элемент через стекло. Поскольку у нелегированного слоя электронная проводимость выражена слабо, барьер Шотки создается за счет осаждения металлических пленок с высокой работой выхода (Pt, Rh, Pd), которая обуславливает образование области положительного объемного заряда (обедненного слоя) в а-Si:Н.

При нанесении аморфного кремния на металлическую подложку образуется нежелательный потенциальный барьер а-Si:Н/металлическая подложка, высоту которого необходимо уменьшать. Для этого используют подложки из металлов с малой работой выхода (Mo, Ni, Nb). Перед нанесением аморфного кремния желательно осадить на металлической подложке тонкий слой (10–30 нм) а-Si:Н, легированный фосфором. Не рекомендуется использовать в качестве материалов электродов легко диффундирующие в аморфный кремний металлы (например, Au и Al), а также Cu и Ag, поскольку а-Si:Н обладает плохой адгезией к ним. Отметим, что Uxx солнечных элементов с барьером Шотки на основе а-Si:Н обычно не превышает 0,6 В.

Более высокой эффективностью обладают СЭ на основе аморфного кремния с p-i-n-структурой (рис.6). В этом “заслуга” широкой нелегированной i-области a-Si:H, поглощающей существенную долю света. Но возникает проблема – диффузионная длина дырок в a-Si:H очень мала (~100 нм), поэтому в солнечных элементах на основе a-Si:H носители заряда достигают электродов в основном только благодаря внутреннему электрическому полю, т.е. за счет дрейфа носителей заряда. В СЭ на основе кристаллических полупроводников носители заряда, имея большую диффузионную длину (100 – 200 мкм), достигают электродов и в отсутствие электрического поля. Поскольку в простом p-n-переходе в a-Si:H область сильного электрического поля очень узка и диффузионная длина носителей заряда мала, в большей части СЭ не происходит эффективного разделения носителей заряда, генерируемых при поглощении света.

Следовательно, для получения эффективных СЭ на основе p-i-n-сруктуры аморфного гидрогенизированного кремния необходимо добиться во всей i-области однородного мощного внутреннего электрического поля, достаточного для достижения длины дрейфа носителей, соизмеримого с размерами области поглощения (см. рис.6).

Рис.6. Энергетическая зонная диаграмма p-i-n-структуры (а)
и расчетное распределение электрического поля (б)

Данная задача решается, если при изготовлении p-i-n-структуры первым формировать p-слой (рис.7). Для его создания необходимо небольшое количество бора (

Рис.7. р-i-n-Структура на стеклянной (а) и стальной (б) подложке

В то же время, если первым осаждать n-слой, то наличие остаточного фосфора изменяет свойства i-слоя. Формирование p-слоя на поверхности прозрачного проводящего электрода обеспечивает с ним хороший электрический контакт. Однако толщина p-слоя должна быть мала (10 нм), чтобы основная часть света поглощалась в i-области.

Используется и другая p-i-n-структура СЭ на основе a-Si:H с подложкой из металлической фольги, в частности из нержавеющей стали. Свет попадает со стороны прозрачного электрода, контактирующего с n-областью. В результате возрастает плотность тока короткого замыкания благодаря отражающей способности металлической подложки и меньшему оптическому поглощению света легированными фосфором пленками a-Si:H (n-область) по сравнению с легированными бором р-слоями.

Рис.8. Солнечная батарея с поперечным переходом

Проблема с применением рассмотренных p-i-n-элементов в том, что их можно оптимизировать только в одном измерении. Значительно больше возможностей в этом плане предоставляет СЭ с поперечным переходом [4]: на изолирующей подложке перпендикулярно к поверхности формируется p-i-n-структура a-Si:H (рис.8). Такой СЭ не требует прозрачного проводящего оксида в качестве контакта и широкозонного p-слоя для создания прозрачного оконного слоя, его можно изготовить посредством стандартных технологий микроэлектроники.

Один из наиболее перспективных материалов для создания высокоэффективных солнечных батарей — арсенид галлия. Это объясняется таким его особенностями, как:

• почти идеальная для однопереходных солнечных элементов ширина запрещенной зоны 1,43 эВ;
• повышенная способность к поглощению солнечного излучения: требуется слой толщиной всего в несколько микрон;
• высокая радиационная стойкость, что совместно с высокой эффективностью делает этот материал чрезвычайно привлекательным для использования в космических аппаратах;
• относительная нечувствительность к нагреву батарей на основе GaAs;
• характеристики сплавов GaAs с алюминием, мышьяком, фосфором или индием дополняют характеристики GaAs, что расширяет возможности при проектировании СЭ

Главное достоинство арсенида галлия и сплавов на его основе —широкий диапазон возможностей для дизайна СЭ. Фотоэлемент на основе GaAs может состоять из нескольких слоев различного состава. Это позволяет разработчику с большой точностью управлять генерацией носителей заряда, что в кремниевых СЭ ограничено допустимым уровнем легирования. Типичный СЭ на основе GaAs состоит из очень тонкого слоя AlGaAs в качестве окна.

Основной недостаток арсенида галлия – высокая стоимость. Для удешевления производства предлагается формировать СЭ на более дешевых подложках; выращивать слои GaAs на удаляемых подложках или подложках многократного использования.

Поликристаллические тонкие пленки также весьма перспективны для солнечной энергетики.

Чрезвычайно высока способность к поглощению солнечного излучения у диселенида меди и индия (CuInSe2) – 99 % света поглощается в первом микроне этого материала (ширина запрещенной зоны – 1,0 эВ) [2,5]. Наиболее распространенным материалом для изготовления окна солнечной батареи на основе CuInSe2 является CdS. Иногда для улучшения прозрачности окна в сульфид кадмия добавляют цинк. Немного галлия в слое CuInSe2 увеличивает ширину запрещенной зоны, что приводит к росту напряжения холостого хода и, следовательно, повышению эффективности устройства. Один из основных способов получения CuInSe2 — электрохимическое осаждение из растворов CuSO4, In2(SO4)3 и SeO2 в деионизованной воде при соотношении компонентов Cu:In:Se как 1:5:3 и pH 1,2–2,0.

Рис.9. Структура солнечного элемента на основе CdTe

Еще один перспективный материал для фотовольтаики — теллурид кадмия (CdTe). У него почти идеальная ширина запрещенной зоны (1,44 эВ) и очень высокая способность к поглощению излучения. Пленки CdTe достаточно дешевы в изготовлении. Кроме того, технологически несложно получать разнообразные сплавы CdTe c Zn, Hg и другими элементами для создания слоев с заданными свойствами.

Подобно CuInSe2, наилучшие элементы на основе CdTe включают гетеропереход с CdS в качестве оконного слоя. Оксид олова используется как позрачный контакт и просветляющее покрытие. Серьезная проблема на пути применения CdTe – высокое сопротивление слоя p-CdTe, что приводит к большим внутренним потерям. Но она решена в p-i-n-структуре с гетеропереходом CdTe/ZnTe (рис.9).

Наиболее ответственный этап формирования СЭ на основе CdS/CdTe – осаждение поглощающего слоя CdTe толщиной 1,5–6 мкм. Для этого используют различные способы: сублимацию/конденсацию, электрохимическое осаждение, трафаретную печать, химическое осаждение из газовой фазы и распыление. Пленки CdTe, полученные данными методами, обладают высокой подвижностью носителей заряда, а СЭ на их основе – высокими значениями КПД, от 10 до 16%.

CuGaSe2 также весьма интересен как тонкопленочный элемент солнечных батарей. Благодаря запрещенной зоне шириной 1,68 эВ он используется как верхний элемент тандемной солнечной батареи с нижним элементом из CuInSe2. Слои CuGaSe2 формируют путем последовательного осаждения термическим испарением тонких слоев Ga, Se и Cu на поверхность стеклянной подложки, покрытой слоем молибдена толщиной 1 мкм (рис.10). Далее из полученной структуры в установке быстрого термического отжига в течение пяти минут при температуре 550°С получают соединение CuGaSe2.

Рис.10. Получение пленок CuGaSe2

Одним из перспективных материалов для дешевых солнечных батарей благодаря приемлемой ширине запрещенной зоны (1,4–1,5 эВ) и большому коэффициенту поглощения 104 см-1 является Cu2ZnSnS4. Его главное достоинство в том, что входящие в него компоненты широко распространены в природе и нетоксичны. Однако пока достигнута эффективность преобразования всего в 2,3% при использовании гетероперехода Cu2ZnSnS4 и CdS/ZnO.

Среди СЭ особое место занимают батареи, использующие органические материалы. В частности, КПД СЭ на основе диоксида титана, покрытого органическим красителем, весьма высок – ~11 %. Немаловажно, что подложками в таких элементах могут выступать полимерные пленки.

Основа СЭ данного типа – широкозонный полупроводник, обычно TiO2, покрытый монослоем органического красителя, как правило – цис-(NCS)2бис(4,4’-дикарбокси-2,2’бипиридин)-рутением (II) (рис.11). Фотоэлектрод такого устройства представляет собой нанопористую пленку TiO2 толщиной 1 мкм, осажденную на ТСО на стекле. Отражающим электродом служит тонкий слой Pt, осажденный на TCO на стекле. Пространство между двумя электродами заполняют электролитом, обычно содержащим иодид/трииодид (I-/I3-).

Принцип работы элемента основан на фотовозбуждении красителя и быстрой инжекции электрона в зону проводимости TiO2. При этом молекула красителя окисляется, через элемент идет электрический ток и на платиновом электроде происходит восстановление трииодида до иодида. Затем иодид проходит через электролит к фотоэлектроду, где восстанавливает окисленный краситель.

Для солнечной батареи на эффекте Шотки используют фталоцианин – органический полупроводник p-типа. В нем наиболее привлекают высокая фотопроводимость в видимой области спектра и термическая стабильность. Основной недостаток – низкое время жизни носителей вследствие большого числа ловушек. Для повышения времени жизни фталоцианин легируют фуллеренами или 2-, 4-, 7-тринитрофлуореноном, создающими акцепторные уровни.

Рис.11. Солнечная батарея на основе органических материалов

Фуллерены (С60) также весьма перспективны для органических солнечных батарей на основе гетероструктур С60/p-Si в связи с их способностью к сильному поглощению в коротковолновой области солнечного спектра. Поликристаллический фуллерен С60 толщиной ~1 мкм осаждают на кремниевую подложку в глубоком вакууме. Далее на слой С60 наносят алюминиевые контакты. В качестве заднего контакта используется сплав GaxIny на позолоченной подложке.

Рис.12. Схема термофотоэлектрического солнечного элемента

Термофотовольтаическое производство электроэнергии, т.е. преобразование длинноволнового (теплового) излучения посредством фотовольтаических ячеек было открыто в 1960 году и вызывает все больший интерес, особенно в связи с современными достижениями в области создания узкозонных полупроводников.

В термофотовольтаической ячейке (рис.12) тепло преобразуется в электроэнергию посредством селективных эмиттеров из оксидов редкоземельных элементов – эрбия и иттербия. Эти вещества поглощают инфракрасное излучение и вновь излучают его в узком энергетическом диапазоне. Излучение может быть эффективно преобразовано с помощью фотовольтаической ячейки с соответствующей шириной запрещенной зоны. В качестве материала для фотоэлектрической ячейки более всего подходит InxGa1-xAs, поскольку он позволяет добиться необходимой ширины запрещенной зоны.

Проблемы нахождения и использования конструкций и материалов для солнечных элементов

Большинство современных СЭ обладают одним p-n-переходом. В таком элементе свободные носители заряда создаются только теми фотонами, энергия которых больше или равна ширине запрещенной зоны. Другими словами, фотоэлектрический отклик однопереходного элемента ограничен частью солнечного спектра, энергия которого выше ширины запрещенной зоны, а фотоны меньшей энергии не используются. Преодолеть это ограничение позвляют многослойные структуры из двух и более СЭ с различной шириной запрещенной зоны. Такие элементы называются многопереходными, каскадными или тандемными. Поскольку они работают со значительно большей частью солнечного спектра, эффективность фотоэлектрического преобразования у них выше.

В типичном многопереходном солнечном элементе (рис.13) одиночные фотоэлементы расположены друг за другом таким образом, что солнечный свет сначала попадает на элемент с наибольшей шириной запрещенной зоны, при этом поглощаются фотоны с наибольшей энергией. Пропущенные верхним слоем фотоны проникают в следующий элемент с меньшей шириной запрещенной зоны и т.д.

Рис.13. Принцип построения многопереходного солнечного элемента

Основное направление исследований в области каскадных элементов связано с использованием арсенида галлия в качестве одного или нескольких компонентов. Эффективность преобразования подобных СЭ достигает 35 %. Кроме того в каскадных элементах широко применяются аморфный кремний, сплавы на его основе (a-Si1-xCx:H, a-Si1-xGex:H), а также CuInSe2.

Рис.14. Каскадный элемент

На рис.14 изображена каскадная батарея, в которой верхним элементом служит структура на основе GaInP c n-AlInP в качестве окна, далее следует туннельный диод на GaAs для прохождения носителей между элементами и нижний элемент из GaAs.

Рис.15. Трехкаскадный солнечный элемент на основе сплавов a-SiGe:H

Весьма перспективны каскадные батареи, состоящие из трех элементов с различной шириной запрещенной зоны (рис.15). Верхний слой, поглощающий коротковолновую область солнечного спектра, сформирован из сплава на основе a-Si:H с шириной оптической щели 1,8 эВ. Для серединного элемента в качестве слоя i-типа использован сплав a-SiGe:H с содержанием германия ~10–15%. Ширина оптической щели данного слоя (1,6 эВ) идеальна для поглощения зеленой области солнечного спектра. Нижняя часть СЭ поглощает длинноволновую часть спектра, для этого используется i-слой a-SiGe:H с концентрацией германия 40–50%. Непоглощенный свет отражается от заднего контакта на основе Ag/ZnO. Все три элемента каскадной солнечной батареи связаны между собой сильнолегированными слоями, образующими туннельные переходы между соседними элементами.



Солнечные панели (модули) г. Москва ООО Солнечная корона

 

Солнечные  модули

 

   

Поймать солнце в сети

 Солнечные панели, или как их еще нередко называют в быту – солнечные батареи – неотъемлемый элемент гелиоэнергетики – составной части альтернативной энергетики, основанной на непосредственном использовании солнечного света для получения электричества. Одно ее направление специализируется на нагреве материала-теплоносителя посредством солнечных коллекторов. В особых случаях и при должном масштабе, мощности таких установок хватает для того, чтобы привести в действие, например, паровую турбину. Подобные системы носят названия гелиоэлектростанций. Однако в виду своей громоздкости и сложности, применение такого рода установок достаточно ограниченно.

 

Как это работает?

 

 Мы же предлагаем поговорить о, так сказать, прямом переходе солнечного света в электричество, минуя теплоносители, турбины и электростанции. Точнее – об инструменте, благодаря которому стало возможным само преобразование энергии нашего светила в электрический ток.

 

 Маленький повод для гордости: первый в мире электронный прибор, который перевел энергию фотонов в электрический ток, создал еще в конце XIX века наш соотечественник – выдающийся русский ученый, один из основоположников квантовой физики, многие годы отдавший работе в Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова – Александр Григорьевич Столетов.

 

 За прошедшие 100 с лишним лет фотовольтаика, конечно, ушла далеко вперед, однако принцип ее действия остался прежним: превращение солнечной энергии в электричество. Сегодня наиболее эффективно с этой задачей справляются полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи, действие которых в свою очередь основано на фотоэффекте, первый закон которого открыл именно Александр Столетов: «Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока». Коэффициент полезного действия (КПД) производимых в промышленных масштабах фотоэлементов колеблется в диапазоне от 12 до 16 процентов. Лучшие образцы способны эффективно перерабатывать до четверти попадающей на них солнечной энергии. В лабораторных условиях весной 2011 года в Калифорнии удалось получить фотоэлемент с КПД равным 43,5 процента.

 

 К чему такое длинное вступление? К тому, что солнечная панель – это ни что иное как совокупность некоторого количества полупроводниковых фотоэлементов. Солнечные панели бывают монокристаллическими, поликристаллическими.

              моно                                                                              поли (мульти)

 

 

                              

 Вся разница заключается в том, кремниевые пластины какого происхождения легли в ее основу. И те и другие обладают рядом преимуществ и недостатков. Монокристаллические обладают несколько большим КПД, но заметно дороже, поликристаллические, соответственно, чуть менее эффективны, но ощутимо дешевле. Наш многолетний опыт работы на рынке подсказывает, что в настоящее время в России не наблюдается дефицита свободных площадей, так что меньший КПД поликристаллических модулей можно легко и без ущерба для кошелька компенсировать установкой дополнительной солнечной панели.

 

Почему только ТСМ?

 На нашем сайте вы не обнаружите потрясающего воображение ассортимента солнечных модулей. Несколько лет назад мы свой выбор уже сделали. Советуем и вам последовать нашему примеру. Почему мы предлагаем только модули ТСМ производства зеленоградского ЗАО «ТЕЛЕКОМ-СТВ»? Все очень просто. Политика нашей компании подразумевает долгосрочное присутствие на рынке, а не получение сиюминутной прибыли. Соответственно мы просто не можем позволить себе предлагать нашим клиентам не то что некондиционный, даже просто не обладающий достаточно высокими характеристиками товар. Поэтому вы никогда не обнаружите в наших каталогах изготовленных в Поднебесной солнечных панелей, китайских контроллеров или силового оборудования. Нам важно, чтобы наши клиенты рекомендовали нас знакомым и друзьям, а не приходили с рекламациями.

 

 Начавшая свою деятельность в 1991 году компания «Телеком-СТВ» на сегодняшний день является главным отечественным производителем солнечных модулей. За 22 года работы специалистам зеленоградского предприятия удалось создать широкую номенклатуру панелей, в полной мере соответствующих нашим географическим и погодным реалиям.

 

 Модули серии ТСМ – это моно или поликристаллические односторонние модули с повышенным по сравнению с аналогами КПД (от 14 до 20 процентов). Далеко не в последнюю очередь этот результат достигается благодаря применению специального текстурированного каленого стекла, которое сводит к минимуму потери световой энергии и позволяет без лишних ухищрений получить 15-процентный прирост мощности, что серьезно.

 Что касается качества изготовления и гарантии (5 лет) на свою продукцию, то тут «Телеком-СТВ» вне конкуренции. На панели в алюминиевой рамке под стеклом дается дополнительная декларативная гарантия на выработку через 10 лет 90 процентов от номинальной мощности, а через 20 – 80 процентов.

 Солнечные панели стоят не мало, но и рассчитаны они не на год и даже не на 5 лет службы. Да, модули серии ТСМ являются не самым привлекательным с экономической точки зрения предложением на рынке. Некоторые производители, главным образом азиатские, в настоящее время готовы делать гораздо более заманчивые предложения, однако относиться к ним нужно с большой настороженностью.

 Совершенно не хочется мазать всех одной краской, однако наш многолетний опыт работы говорит о том, что бич китайского производства – нестабильный уровень качества. Учитывая, что сегодня едва ли не половина всех солнечных модулей имеет китайское происхождение, а количество фирм, занимающихся этой деятельностью, не поддается исчислению, обезопасить себя от некондиционного товара достаточно непросто. Естественно, есть в тех далеких землях более чем ответственные компании, которые и технологию соблюдают, и за качеством следят, создавая себе тем самым хорошую репутацию. Правда, такая продукция если и дешевле российской, то максимуму на 10 – 20 процентов.

 

 Что самое неприятное, и что следует иметь в виду, среди азиатских производителей, немало тех, кто несильно заботится о качестве. Несоответствие заявленной мощности реальной, быстрая деградация, использование второсортных материалов и как следствие – преждевременный выход модулей из строя, — вот какова оборотная сторона привлекательной цены. Однако все эти прелести всплывают уже в процессе эксплуатации. При покупке же ушлые продавцы будут делать упор именно на низкую стоимость. Но даже с ее учетом никакой экономической целесообразности в таком приобретении нет. Купить модули и менять их каждые пять лет не в пример накладнее, чем один раз приобрести хорошие и эксплуатировать их в течение 25 – 30 лет.

 

 Еще один немаловажный вопрос – обеспечение гарантии. Случись что, кому предъявлять претензии? С «Телеком-СТВ» в этом смысле все понятно – вы имеете полное право рассчитывать на оперативную замену или ремонт. А что делать с зачастую безымянными азиатскими производителями, которые не имеют собственных сервисных центров на территории нашей страны? Единственный вариант – обращаться к продавцу, который при наиболее благоприятном для вас развитии событий поменяет вышедшую из строя панель на точно такую же. Соответственно никто не может гарантировать, что она прослужит хотя бы на день дольше предыдущей.

 

Часто задаваемый вопрос

 

 Далее следует сделать важное уточнение. Нередко приходится отвечать на один и тот же вопрос, периодически возникающий у многих наших клиентов. Почему в паспорте солнечной панели указана одна мощность, а в процессе реальной эксплуатации дотянуть до заявленных величин почти никогда не получается? Сразу хотим сказать, это ни в коем случае не неисправность. Приобретенное вами оборудование работает как надо, просто здесь мы сталкиваемся с определенным лукавством всех без исключения производителей. Дело в том, что характеристики, указанные в паспорте, получают в лабораторных, идеальных, заметно отличающихся от условий реальной ежедневной эксплуатации условиях.

ВА характеристики для модулей с разностью P и U различны

 Во-первых, за основу принимается поток солнечного излучения мощностью 1000 ватт на квадратный метр. Однако следует понимать, что среднесуточное значение этого показателя как минимум раза в три меньше (ночью все-таки темно, да и днем условия освещенности не всегда идеальны). Зимой в умеренных широтах ситуация усугубляется заметным удлинением ночи. Во-вторых, в лабораторных условиях модуль воспринимает лишь вспышку – очень непродолжительное по времени воздействие и соответственно, не успевает нагреться. А, как известно, в реальных условиях работы модуль нередко достигает температуры в 60 и даже 70 градусов Цельсия, что снижает рабочее напряжение.

 

Модули и не только.

 

 Резюмируя все вышесказанное, мы с полным правом можем утверждать, что солнечные панели – это основа основ фотовольтаики. Без них невозможно само построение ни системы резервного, ни автономного энергоснабжения. Однако стоит помнить, что солнечные модули генерируют постоянный ток для дальнейшего преобразования и использования которого нужны совсем другие устройства.

 

 Солнечные панели – это, конечно, краеугольный камень всей фотоэлектрической системы, но далеко не единственный. Для накопления выработанной электроэнергии нужны аккумуляторные батареи. Для управления зарядом/разрядом АКБ необходим контроллер. Для подключения привычных нам электроприборов не обойтись без инвертора, который превратит постоянный ток в переменный с чистым или приведенным синусом.

 

 Но самое главное – это правильный, грамотно просчитанный проект вашей системы, который, естественно, будет гораздо проще создать, используя наши знания, умения и опыт. Мы с удовольствием поможем вам создать надежно работающую фотоэлектрическую систему, подобрать оборудование под ваши конкретные нужды, а затем качественно и профессионально ее смонтировать.

 

+7-495-380-27-50    +7(495)74-102-74 

 

 

Солнечные батареи | Солнечные панели

Обзор современных солнечных батарей

Абсолютно все солнечные панели, или солнечные батареи, как их еще принято называть, состоят из фотоэлементов-преобразователей, которые собираются в электрические цепи и в результате работают как объединенный источник электричества. Отсюда следует, что если одну панель рассматривать как источник тока, то несколько панелей образуют уже целую автономную электростанцию, мощность которой зависит от количества панелей.

К самым важным параметры солнечных батарей можно отнести:

• Мощность
• КПД
• Температурный коэффициент панелей

Обычно количество элементов в солнечной панели кратно 12, то есть панель может содержать от 12 до 144 элементов. Для домашних или промышленных или автономных солнечных электростанций используются панели с количеством ячеек-элементов от 60 до 144 шт. Соответственно мощность такой панели находится в пределах 300 — 600 Вт. Чем больше фотоэлементов в панели, тем больше ее размер и ее вес, а значит, увеличивается мощность панели.

На сегодняшний момент реальный коэффициент полезного действия фотомодулей находится в пределах 18 – 25%.

Температурный коэффициент – это параметр, который отвечает за снижение фактической мощности панели в зависимости от ее перегрева. Перегревом считается температура свыше 25°C, которая с легкостью достигается в солнечный летний день. Температурный коэффициент современных солнечных панелей колеблется в пределах 0.3-0.4%/°C. Т.е. производительность солнечных батарей уменьшается на 0.3-0.4% при повышении температуры на каждый 1 градус по Цельсию.

Основные типы солнечных панелей

Существуют два основных типа солнечных панелей – монокристаллические и поликристаллические. В настоящее время все панели изготовляются из кремния. А теперь подробнее о каждом типе.

Ячейки монокристаллических солнечных батарей производят из цельного куска кремния, который выращивается в специальных условиях в форме цилиндра. После этого они разрезаются на тонкие пластины, из которых и формируется в дальнейшем панель. Такого рода процесс получения монокристаллической пластины требует больших энергозатрат, зато это с лихвой окупается свойствами, которыми обладают монокристаллические панели. А именно они более устойчивы к ударным воздействиям, что безусловно важно при длительном сроке эксплуатации. Ведь самым главным преимуществом монокристаллических панелей являются линейная гарантия 25 лет (прогнозируемый срок службы), а также более низкая деградация мощности солнечных батарей с течением времени. Коэффициент полезного действия таких панелей будет существенно выше аналогичных панелей, основанных на поликристаллической технологии.

Кроме всего перечисленного солнечные батареи на монокристаллах более устойчивы к воздействию высоких температур и обладают более высоким температурным коэффициентом.

Технология производства поликристаллических солнечных панелей основана на том, что мелкие фрагменты кремния сплавляются в более крупные в прямоугольных формах, из которых и формируют в дальнейшем поликристаллические ячейки. Пластины на поликристаллах, конечно, из-за такой технологии более дешёвые, и допускается больше брака при их изготовлении. Производительность таких панелей ниже монокристаллических аналогов.

Для выработки такого же количества энергии, которую дают монокристаллы, поликристаллическим батареям требуется 15-20% больше площади, что в свою очередь увеличивает стоимость монтажа и креплений. И, к сожалению, поликристаллические панели хуже переносят воздействие высоких температур. Увы, но жаркое лето может пагубно повлиять на поликристаллические фотомодули, снизив срок их эксплуатации.

Итог можно подвести следующий: монокристаллические панели – дороже, но мощнее и долговечнее, а поликристаллические панели — дешевле и быстрее окупаются. Хотя и разница-то не слишком существенная — в пределах 5-10%. Начиная с конца 2020 года поликристаллические панели отошли на второй план и практически не производиться крупными мировыми производителями.

Несколько слов про BLOOMBERG, и почему компания SolarENERGO ежеквартально ориентируется на информацию этой авторитетной компании

Блумберг – это американская компания, являющаяся крупнейшим мировым поставщиком финансовой информации. Благодаря ее ежеквартальным сводкам, мы можем теперь легко оценить лучших производителей солнечных батарей. И для этого нам в помощь рейтинг Tier1, куда входят самые достойные, надежные и современные производители солнечных батарей с наибольшей капитализацией. Именно солнечные панели этих производителей предлагаются в магазине компании SolarENERGO, и именно эти панели рекомендуется приобретать. Премиальными являются бренды SunPower и LG, поскольку продукция этих компаний обладает самым высоким КПД, эффективностью, долговечностью и гарантией соответственно.

Размеры солнечных панелей

Среди солнечных панелей, которые используются для частных домохозяйств и в промышленных солнечных электростанциях существуют два основных формата фотомодулей, отличающихся по размерам:

• 1600 мм х 1000 мм
• 2000 мм х 1000 мм

В зависимости от производителя панелей и их модели размеры могут быть чуть больше или чуть меньше.

Понятно, что размер солнечной панели влияют параметры ячеек, т.е. длина и ширина, и количество ячеек, а главное мощность. Многие производители для того, чтобы панель имела большее значение мощности чем у конкурентов немного увеличивают площадь панели.

Солнечные панели двухметрового формата в основном устанавливают на наземные конструкции, на крышу их помещать не рекомендуется.  На крышу частного дома намного проще разместить панели полуторного формата, т.к. их совокупная мощность оказывается выше.

Про Half-Cell — технологию

Эта технология обладает рядом достоинств по сравнению со стандартной технологией. В переводе Half-Cell означает «разделенную на две части ячейку». При использовании такой технологии создания фотомодулей увеличивается КПД солнечной батареи, а следовательно, увеличивается мощность всей системы на выходе. Повышается ее производительность, что в конечном итоге увеличивает срок службы устройства.

Какие плюсы применения ячеек Half-Cell:

• Снижение неуправляемых потерь за счет уменьшения фотоэлементов. В результате это снижение потерь вдвое уменьшает генерируемый этими ячейками ток.
• Увеличение эффективности при частичном затенении солнечной панели. Обычные солнечные элементы проигрывают в сравнении с элементами, созданными по технологии Half-Cell, которая придает гораздо большую устойчивость к воздействию затенения. Причина заключается в методах разводки, используемых с целью соединения двух половинок ячеек в фотомодуле. Построенные таким образом панели теряют меньше энергии, даже если в затенении находится хотя бы одна ячейка.

Деградация солнечных панелей с течением времени

Современные солнечные батареи изготавливаются из кремния и являются еще одним дополнительным источником электричества. Срок их реальной службы достигает 25 и более лет. Но за время эксплуатации кремниевые фотоэлементы начинают деградировать, в результате чего снижается получаемая при незатененном освещении мощность. В среднем для монокристаллических панелей потеря мощности составляет 15% за 25 лет. Для поликристаллических 20% за тот же период. Единственным исключением являются панели американской компании SunPOWER, у которых деградация за 25 лет не превышает 8%.

Созданы солнечные батареи с максимальным КПД — Российская газета

Ученые Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии (США) разработали солнечные батареи с максимальным на сегодняшний момент КПД. Он составляет 39,2 процента при естественной освещенности солнцем, и при концентрированном солнечном свете — более 47 процентов. Оба показателя побили мировой рекорд для солнечных батарей. Сообщение об этом появилось в издании Nature Energy.

Такого эффекта разработчикам удалось достигнуть за счет инновационной конструкции пластин. Фотоэлемент представляет собой слоеный пирог из шести слоев, каждый их которых изготовлен из отдельного материала. Это фосфид алюминия-галлия-индия, арсенид алюминия-галлия, арсенид галлия и три разновидности арсенидов галлия-индия. Подобное разнообразие материалов позволяет использовать для выработки электричества фотоны с самой разной энергией.

Помимо этого, между слоями размещены прослойки вспомогательных веществ. В итоге всего в «слоеном пироге» 140 уровней. Любопытно, что сама батарея при этом втрое тоньше человеческого волоса.

Подобные фотоэлементы имеют высокую стоимость из-за сложности их производства. Однако авторы разработки имеют ответ и на этот вопрос. Стоимость, считают они, можно существенно снизить, если уменьшить площадь фотоэлемента. Сделать это можно, фокусируя свет с помощью вогнутых зеркал.

Подобная разработка имеет перспективное значение как для энергетики в целом, так и для космической промышленности. Сейчас в космических аппаратах используются кремниевые фотоэлементы, КПД которых составляет всего около 20 процентов. Поэтому на спутниках для выработки энергии применяются фотопанели большой площади. Новые компактные и эффективные батареи — будущее космической отрасли.

Кстати, уже изобретен фотоэлемент, устойчивый к космической радиации. КПД у него невысокий, 24,1 процента, но состав — перовскит, соединения меди, индия, галлия и селена придает устойчивость перед протонным облучением, что важно в условиях космоса для межпланетных зондов, не защищенным магнитным полем Земли.

Солнечные батареи для лодок и катеров

Солнечная энергия для яхт и катеров — это хороший способ пополнить мощность постоянного тока в аккумуляторной системе вашей лодки. Солнечные батареи поддерживают или заряжают аккумуляторы яхты, когда вы отключены от береговой сети. Большие панели также заряжают батареи и производят достаточное количество энергии для электроприборов, например, инвертор, используемый для производства электроэнергии переменного тока.

Какой тип лодок может использовать солнечные панели?

• Маленькие лодки:
  

Солнечная панель может полностью заряжать батарею, когда лодка находится на швартовке. Все батареи саморазряжаются, а небольшая панель может устранить все проблемы жизнедеятельности судна. Поскольку солнечные батареи производят чистую энергию постоянного тока, они являются отличными зарядными устройствами.

• Крейсерские и гоночные яхты:
  

Они могут использовать солнечные батареи для увеличения или замены других источников заряда. Многие парусники, которые ходят по долгу, должны использовать свой двигатель в течение 1-2 часов в день для зарядки батарей и замены потребляемой энергии. С установкой пары солнечных батарей эти лодки часто могут продлевать свое время между использованием двигателя на день или более. По-настоящему эффективные лодки, оборудованные солнечной батареей, возможно, не должны использовать двигатель для зарядки вообще.

Сколько энергии вы хотите создать?

Панели солнечных батарей заряжают батареи 12V, сами могут иметь напряжение 20V. Измеряются либо в ваттах, либо в амперах. Мы оцениваем их в амперах, так как у большинства яхтсменов есть представление о том, сколько в ампер-часах их емкость батареи, или сколько ампер-часов они используют за один день во время круиза. Мы также используем упрощающее предположение, что панель будет выводить максимальную производительность в течение пяти часов в день.

Мы достигаем этих значений, усредняя количество часов, которые панель проводит на полном солнце (определяется как 1000 Вт энергии на квадратный метр, большинство мест получают не более 80-85% полного солнца).

                                                                   

Проблема с поломками ячеек (затенение)

Неработающие (теневые) ячейки, покрывающие даже небольшую часть панели, оказывают огромное влияние на выходную мощность. Теневые ячейки показывают большое падение напряжения, которое выступает в качестве барьера для полезного производства энергии. Поломка двух или более ячеек отключает панель, пока проблема не будет удалена.

Этот дефект несколько корректируется за счет использования байпасных диодов на каждой ячейке, что позволяет модулю генерировать мощность даже при частичном затенении.

Чем холоднее температура на поверхности панели, тем выше выход энергии. Производительность в ясное холодное зимнее утро может быть на 30-40% выше номинальной.

Калибровка панелей для аккумулятора

Возьмите выход солнечной панели (в миллиамперах) и разделите значение на два. Это размер батареи, которую он может поддерживать. Солнечная панель 150 мА может поддерживать аккумулятор примерно до 75 Ач. Панель 1500 мА может обеспечить достаточную мощность, чтобы поддерживать батареи, при условии, что на аккумуляторах не будет нагрузки, кроме саморазряда.

Вам нужен контроллер заряда?

Как правило, панели, которые производят менее 1,5% номинальной емкости батареи в ампер-часах, не требуют регулирования. Это означает, что панель 1.5A является самой большой, которую вы должны использовать без регулятора на 100-часовом аккумуляторе. Регуляторы обычно должны использоваться, когда у вас есть две или более панели, подключенные к вашим батареям.

Если вы обеспокоены повреждением новых гелевых AGM из-за чрезмерной зарядки, вы можете добавить небольшой недорогой контроллер заряда. Эти контроллеры, также называемые регуляторами, рассчитаны на максимальное количество усилителей в вашей солнечной батарее, и мы предлагаем варианты обработки между 7А и 50А.

Постоянно монтируется или временно?

Большие жесткие панели могут быть постоянно смонтированы в специальном кронштейне, особенно при использовании на борту крейсерского судна. Сальниковые панели изготовлены для морской среды и могут устанавливаться на постоянной основе с помощью угловых прокладок. Их также очень легко удалить и хранить компактно. Складные панели обычно изготавливаются для временного использования, поскольку они менее защищены от атмосферных воздействий, чем другие типы.

Типы солнечных батарей

Существует два типа панелей, которые в основе используют:

• кремниевые кристаллы;
  
• тонкие химические пленки; 

                                                                                           
Монокристаллические и многокристаллические (c-Si) панели являются самой старой технологией, а также самой мощной. При правильном размере и согласовании с соответствующими батареями это панели служат для использования при больших нагрузках постоянного тока, таких как освещение, телевизор, радио или видеомагнитофон.

В кристаллических панелях кремний, выращивается в кристаллы, очищается (дорогостоящий процесс), нарезается на тонкие пластины и «легируется» с добавлением химических веществ. Солнечные элементы создают электрический ток, количество определяется размером и эффективностью ячейки, а также количеством света. Солнечные модули создаются путем соединения ячеек параллельно с увеличением силы тока и последовательно для увеличения напряжения. Типичные солнечные модули имеют 30 или 36 ячеек (генерирующих от 14 до 18 В постоянного тока).

                                                                                                   

Аморфные тонкопленочные панели Silicon (a-Si) имеют примерно 50% эффективности многокристаллических, но могут быть изготовлены в гибких формах, чтобы они могли огибать предметы или складываться. Они более эффективны при низких или рассеянных условиях освещения и менее подвержены падениям напряжения при нагревании. Это панели чаще всего используются для низкого заряда и поддержания заряда батареи. Обычно они не имеют достаточной мощности для серьезного пополнения энергии.

Тонкопленочные панели и их производительность при различных уровнях освещенности

Вот реальный пример того, как панели работают под разными уровнями света. В следующей таблице показана энергия, доступная от аморфных панелей PowerFilm, таких как их гибкие солнечные панели, при различных условиях освещения относительно полного состояния солнца:

                                      

Простые правила для лучшего производства энергии

Держите панели как можно перпендикулярно лучам входящего солнца. Мы понимаем, что, если вы устанавливаете панели на лодке при швартовке – то не сможете гарантировать, перпендикулярное расположение, но все панели будут получать больше энергии, если они получат прямой солнечный свет. Это убедительная причина для монтажа панелей на крейсерских лодках, чтобы их можно было направлять в соответствующем направлении, независимо от того, какой сезон, курс или широта.

Избегайте теней: выход панели (особенно кристаллической панели) резко падает при затенении, даже если только 10% панели находится в тени. Небольшая тень может уменьшить выход на 50% и более.

Держите свои панели прохладными. Выход панели падает, когда температура повышается, поэтому, если вы можете обеспечить некоторую вентиляцию — непременно сделайте это.

Магазин Солнечные панели | Solarplate Etching

Обработка
Смолы Solarplate отличаются гибкостью. Вследствие этого неэкспонированная поверхность пластины становится мягкой и может быть повреждена при обращении с пластиной или посторонними предметами на пленке. С пластинами следует обращаться осторожно, чтобы не повредить поверхность пластины. Солнечные панели аккуратно упаковываются в прокладочную бумагу и помещаются в гофрокороб. При получении упаковки необходимо проверить на предмет повреждений во время транспортировки. О любых повреждениях следует незамедлительно сообщать грузоотправителю и компании Hampton Editions Ltd.по адресу, указанному в разделе «Свяжитесь с нами». Работать с пластинами следует в защитных перчатках. Удалите масло с солнечных батарей в хорошо проветриваемом помещении, используя каплю средства для мытья посуды Dawn и щетку для солнечных батарей с небольшим количеством воды. Масло легче всего очищается растворителем (уайт-спиритом). Чернила Akua и чернила Calico Water Wash прекрасны… однако…. Если вы смываете чернила с солнечных пластин с помощью средства для мытья посуды Dawn и воды, (рекомендуется), вы должны промокнуть пластины насухо и СНОВА после экспонирования.При мытье водой постройте воздействие, иначе ваши тарелки испортятся и потрескаются.

Хранение
Необработанные солнечные панели следует хранить в оригинальном транспортном контейнере в сухом месте при стандартной комнатной температуре (68 * -72 * F), защищенном от воздействия света и вдали от локальных источников тепла, таких как радиаторы, вентиляционные отверстия или трубы. . Ни при каких обстоятельствах температура хранения солнечных батарей не должна превышать 80 ° F. Влажность складского помещения не должна превышать 60% относительной влажности. Солнечные панели чувствительны к ультрафиолетовому свету.Окна и комнатное освещение в зонах изготовления и хранения тарелок должны быть закрыты пленкой с защитой от ультрафиолета. Пластины следует использовать в течение 9 месяцев с момента получения.

Custom Cut
Мы предоставляем индивидуальные размеры для ваших солнечных панелей. Чтобы воспользоваться этой услугой, сообщите нам размер (а) и количество (а) ваших индивидуальных солнечных панелей с помощью «Формы запроса на индивидуальную резку», подпункта подменю в разделе «Магазин солнечных панелей» в главном меню этого сайта. С вами свяжутся по электронной почте для уточнения стоимости и выставления счетов с дальнейшими инструкциями по обработке вашего заказа.

НОВЫЙ РАЗМЕР СОЛНЕЧНЫХ ПЛАСТИН!
Мы рады сообщить, что теперь доступны наши новые солнечные панели размером 8 на 8 дюймов. Спасибо за отзывы и предложения! Мы всегда рады служить вам на высшем уровне.

Устранение неисправностей | Solarplate Etching

Проблема: При промывании пластины все смыло.
Причина: Недостаточная подверженность
Решение: Увеличить подверженность

Проблема: При промывании пластины смыло недостаточно
Причина: Слишком большая экспозиция
Решение: 1) Уменьшите экспозицию.2) Увеличьте время стирки. 3) Мойте в местах без дневного света.

Проблема: Пластина липкая
Причина: Недостаточная постэкспозиция.
Решение: Повторное экспонирование.

Проблема: Недостаточно деталей при печати
Причина: Прозрачность недостаточно непрозрачна; Прозрачность в обратном порядке.
Раствор: 1) Используйте более непрозрачные материалы для создания изображений 2) Превратите эмульсию прозрачности в эмульсию.

Проблема: Эффект «открытого прикуса»
Причина: Изображение слишком плотное.
Решение: 1) Более длительная выдержка. 2) Более короткая смывка и промокание тканью перед стиркой до нижней части полимерного слоя. 3) Используйте технику двойной экспозиции с экраном

Проблема: Царапины на пластине
Причина: Промывочная щетка может быть слишком грубой.
Решение: Используйте более мягкую щетину.

Проблема: Пятна воды на пластине
Причина: Остатки воды не высыхают быстро.
Раствор: Немедленно промокните и высушите феном после смывания.

Проблема: Белые пятна на пластине
Причина: Характеристики ацетата и фотокопии
Решение: 1) Может помочь лучший контакт с вакуумом; однако решения может и не быть. 2) Попробуйте более тяжелый ацетат. 3) Обсыпать эмульсию стороны пленки тальком. 4) Сменить марку ацетата.

Проблема: Черные пятна на пластине
Причина: Пыль или грязь.
Раствор: Очистите прозрачное стекло или очистите стекло экспонирования.

Проблема: Материал для рисования переносится на пластину
Причина: Индийские чернила, некоторые карандаши в сочетании с давлением и нагревом.
Раствор: Нанесение пыли тальком или детской присыпкой.

Проблема: Окружность пластины показывает неравномерность тона
Причина: Экспозиционный блок с вакуумной рамкой
Решение: 1) Используйте немного меньшую прозрачность и обрежьте солнечную пластину 2) уменьшите утечку в вакууме

Проблема: Детали пластины нечеткие или нечеткие
Причина: Контакт между пластиной и прозрачной пленкой слишком плотный или слишком жесткий, или могло произойти смещение
Решение: 1) Используйте более эффективные зажимы или вакуум или используйте другие прозрачность.2) Используйте пенопласт или ткань.

Проблема: Пластина скручивается при хранении
Причина: Неправильное хранение
Решение: Хранить пластину с тонким слоем масла / керосина в пластике; с книгами и т. д.

Проблема: При промывании на пластине нет видимого рисунка
Причина: Экран настолько хорош, что может быть не виден
Решение: Промокните газетной бумагой и проверьте еще раз.

Проблема: При промывании был открытый прикус
Причина: Экран не экспонировался достаточно долго или не помещался эмульсионной стороной вниз
Решение: Экспонировать экран дольше

Проблема: Отпечаток был слишком светлым
Причина: работа была переэкспонирована: экран мог быть перевернут
Решение: Сделайте еще одну экспозицию с более коротким временем, поместите эмульсию экрана в эмульсию

Проблема: Отпечаток был слишком темным
Причина: работа была недодержана
Решение: сделать еще одну экспозицию с более длительным интервалом

Рекомендации по двойной экспозиции и устранение неисправностей:

Поскольку метод двойной экспозиции требует гораздо больше экспериментов, важно понимать принцип действия экрана акватинты.При экспонировании пластины на экране каждая единица экспозиции отличается, как и солнце. Поэтому ПЕРВЫЙ ТЕСТ! Поднесите небольшую пластину к экрану в ступенчатом масштабе с разным временем. Вымойте пластину и распечатайте ее. Если вы обнаружите, например, что он работает с 90 секундами, вы можете попробовать выставить свои работы в течение того же времени. Если у вас плотное произведение искусства, дайте ему больше; тонкое произведение искусства потребовало бы более короткого

Двойная экспозиция | Гравировка на солнечных пластинах

Техника двойной экспозиции для создания гравюр на солнечных пластинах

Полин Мьюир

Использование двойной экспозиции с экраном цвета морской волны позволяет сохранить обширные области глубокого насыщенного черного цвета на глубоком изображении.Этот метод устраняет проблему вымывания полимера, создавая открытую область, которая не собирает чернила. Это то, что граверы называют «открытым прикусом» в традиционном процессе травления.

Регулируя время экспозиции, вы можете изменять глубину и насыщенность черного цвета в изображении и устранять проблемы, связанные с глубокими канавками, в которых находится слишком много чернил, вызывающих кровотечение во время печати. Этот метод особенно полезен для рисования карандашом, углем и другими материалами.Использование техники двойной экспозиции с рисунками позволит создать более четкое изображение, увеличив тональный диапазон и качество вашего отпечатка.

Перед тем, как закончить финальную пластину, рекомендуется сделать несколько тестовых полосок и распечатать их, чтобы при необходимости можно было отрегулировать время экспонирования.

Сначала экспонируйте солнечную пластину с экраном из акватинты, закрывающим ее, на 1 минуту. Экран Aquatint имеет блестящую поверхность и менее блестящую, полуматовую поверхность. Эта полуматовая поверхность является эмульсионной стороной.Убедитесь, что вы поместили эту эмульсионную поверхность экрана лицом к поверхности пластины для первого экспонирования. Снимите экран и поместите позитивную пленку на пластину на 1 минуту. Когда вы завершите вторую экспозицию, удалите позитивную прозрачную пленку и приступите к проявлению пластины в воде, просушите, постэкспонируйте и распечатайте.

Чтобы увеличить насыщенность черного, сделать изображение темнее и сохранить больше деталей, вы можете попробовать сократить время каждой экспозиции. Если у вас есть проблемы с канавками, в которых находится слишком много чернил, или если смывается слишком много полимера, или вы хотите осветлить изображение, попробуйте увеличить время экспозиции.

Экраны доступны для покупки через Hampton Editions, Ltd.

Полин Мьюир разработала технику двойной экспозиции с помощью Solarplate, используя случайный точечный экран, который является усовершенствованием оригинального процесса. Она является соавтором с Дэном Уэлденом книги «Печать на солнце» . Она живет в Аделаиде, Австралия, где выставляет свои работы, проводит семинары, пишет и печатает.

Что такое солнечная панель? Как работает солнечная панель?

Солнечная энергия начинается с солнца.Солнечные панели (также известные как «фотоэлектрические панели») используются для преобразования солнечного света, состоящего из частиц энергии, называемых «фотонами», в электричество, которое можно использовать для питания электрических нагрузок.

Солнечные панели могут использоваться для самых разных целей, включая удаленные системы электропитания для кабин, телекоммуникационное оборудование, дистанционное зондирование и, конечно же, для производства электроэнергии в жилых и коммерческих солнечных электрических системах.

На этой странице мы обсудим историю, технологию и преимущества солнечных панелей.Мы узнаем, как работают солнечные панели, как они производятся, как они производят электричество и где вы можете купить солнечные панели.

Краткая история солнечных панелей

История развития солнечной энергетики насчитывает более 100 лет. Раньше солнечная энергия использовалась в основном для производства пара, который затем можно было использовать для привода механизмов. Но только после открытия Эдмондом Беккерелем «фотоэлектрического эффекта», который позволил преобразовывать солнечную энергию в солнечную электрическую энергию.Затем открытие Беккереля привело к изобретению Чарльзом Фриттсом в 1893 году первого настоящего солнечного элемента, который был образован путем покрытия листов селена тонким слоем золота. И из этого скромного начала возникло устройство, которое мы знаем сегодня как солнечная панель .

Рассел Ол, американский изобретатель, работающий в Bell Laboratories, запатентовал первый в мире кремниевый солнечный элемент в 1941 году. Изобретение Ола привело к производству первой солнечной панели в 1954 году той же компанией.Солнечные панели нашли свое первое широкое применение в космических спутниках. Для большинства людей первая солнечная панель в их жизни, вероятно, была встроена в их новый калькулятор — примерно в 1970-х годах!

Сегодня солнечные панели и полные системы солнечных панелей используются для питания самых разных приложений. Да, солнечные панели в виде солнечных батарей все еще используются в калькуляторах. Однако они также используются для обеспечения солнечной энергией целых домов и коммерческих зданий, таких как штаб-квартира Google в Калифорнии.

Как работают солнечные панели?

Солнечные панели собирают чистую возобновляемую энергию в виде солнечного света и преобразуют этот свет в электричество, которое затем можно использовать для обеспечения питания электрических нагрузок. Солнечные панели состоят из нескольких отдельных солнечных элементов, которые сами состоят из слоев кремния, фосфора (который обеспечивает отрицательный заряд) и бора (который обеспечивает положительный заряд). Солнечные панели поглощают фотоны и при этом инициируют электрический ток.Результирующая энергия, генерируемая фотонами, ударяющими по поверхности солнечной панели, позволяет электронам сбиваться с их атомных орбит и превращаться в электрическое поле, создаваемое солнечными элементами, которые затем тянут эти свободные электроны в направленный ток. Весь этот процесс известен как фотоэлектрический эффект. В среднем доме более чем достаточно площади на крыше для необходимого количества солнечных панелей для производства солнечной электроэнергии, достаточной для удовлетворения всех его потребностей в электроэнергии. Избыточная выработка электроэнергии поступает в основную энергосистему, окупаясь за счет использования электроэнергии в ночное время.

В хорошо сбалансированной конфигурации с подключением к сети солнечная батарея вырабатывает энергию в течение дня, которая затем используется дома в ночное время. Программы чистых измерений позволяют владельцам солнечных генераторов получать деньги, если их система производит больше энергии, чем требуется в доме. В автономных солнечных приложениях необходимыми компонентами являются аккумуляторный блок, контроллер заряда и, в большинстве случаев, инвертор. Солнечная батарея отправляет электричество постоянного тока (DC) через контроллер заряда в аккумуляторную батарею.Затем энергия поступает из аккумуляторной батареи в инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный (AC), который может использоваться для устройств, не работающих на постоянном токе. С помощью инвертора размеры панелей солнечных батарей могут быть изменены в соответствии с самыми высокими требованиями к электрической нагрузке. Переменный ток можно использовать для питания нагрузок в домах или коммерческих зданиях, транспортных средствах для отдыха и лодках, удаленных каютах, коттеджах или домах, удаленном управлении движением, телекоммуникационном оборудовании, мониторинге потока нефти и газа, RTU, SCADA и многом другом.

Преимущества солнечных панелей

Использование солнечных батарей — очень практичный способ производства электроэнергии для многих приложений. Очевидное — это автономная жизнь. Проживание вне сети означает проживание в месте, которое не обслуживается основной электрической сетью. Отдаленные дома и коттеджи хорошо извлекают выгоду из систем солнечной энергии. Больше не нужно платить огромные сборы за установку опор электроснабжения и прокладку кабелей от ближайшей точки доступа к основной сети. Солнечная электрическая система потенциально дешевле и может обеспечивать электроэнергию более трех десятилетий при правильном обслуживании.

Помимо того факта, что солнечные панели позволяют жить вне сети, возможно, самое большое преимущество, которое вы получите от использования солнечной энергии, заключается в том, что это одновременно чистый и возобновляемый источник энергии. С наступлением глобального изменения климата стало более важным, чтобы мы делали все возможное, чтобы уменьшить давление на нашу атмосферу из-за выбросов парниковых газов. Солнечные панели не имеют движущихся частей и не требуют значительного обслуживания. Они прочны и служат десятилетиями при надлежащем уходе.

И последнее, но не менее важное, из преимуществ солнечных панелей и солнечной энергии заключается в том, что после того, как система окупила свои первоначальные затраты на установку, электричество, которое она производит на оставшийся срок службы системы, который может достигать 15%. 20 лет в зависимости от качества системы, абсолютно бесплатно! Для владельцев солнечных энергосистем, подключенных к сети, преимущества начинаются с момента, когда система вводится в эксплуатацию, что потенциально устраняет ежемесячные счета за электроэнергию или, и это лучшая часть, фактически приносит владельцу системы дополнительный доход от электрической компании.Как? Если вы потребляете меньше энергии, чем производит ваша солнечная электрическая система, эту избыточную мощность можно продать, иногда с наценкой, вашей электроэнергетической компании!

Есть много других применений и преимуществ использования солнечных панелей для выработки электроэнергии — их слишком много, чтобы перечислять здесь. Но, просматривая наш веб-сайт, вы получите хорошее общее представление о том, насколько универсальной и удобной может быть солнечная энергия.

Сколько стоят солнечные панели?

Цены на солнечные панели существенно снизились за последние пару лет.Это здорово, потому что в сочетании с федеральным налоговым кредитом на инвестиции в солнечную энергетику в размере 30 долларов и другими применимыми льготами СЕЙЧАС — лучшее время для инвестиций в солнечную энергетическую систему. И учтите: солнечная энергетическая установка стоит примерно столько же, сколько автомобиль среднего размера!

Где я могу купить солнечные батареи?

Ну, прямо здесь, на этом сайте, конечно!

В число наших брендов солнечных панелей входят самые уважаемые производители солнечных панелей. Эти бренды включают, среди прочего, такие названия, как BP Solar, General Electric и Sharp.Мы предлагаем солнечные панели только высочайшего качества от производителей, зарекомендовавших себя в области производства солнечных панелей. Имея более чем 30-летний опыт работы в сфере солнечных панелей, вы можете быть уверены, что на MrSolar.com мы знаем о солнечных батареях!

Сохранить

Сохранить

Панели солнечных батарей на продажу | Купить солнечные панели напрямую и сэкономить

тысяч Главная »Купить солнечные панели

Посмотреть все солнечные панели

Лучшее для домашних мастеров Солнечная энергия

Лучшее для коммерческого / наземного использования

Панели солнечных батарей на 60 элементов

Сравните напряжение, цену и стоимость за ватт для нашего лучшего выбора солнечных панелей на 60/120 ячеек.

Размеры:

ок. 66 x 40 x 1,4 дюйма

Вес

ок. 40 фунтов

Панели солнечных батарей на 72 элемента

Сравните напряжение, цену и стоимость ватта для нашего лучшего выбора солнечных панелей на 72/144 элемента.

Размеры:

ок. 80 x 40 x 1,4 дюйма

Вес

ок. 54 фунтов

Солнечный калькулятор

Воспользуйтесь нашим простым калькулятором солнечных батарей, чтобы быстро оценить, сколько солнечных панелей вам понадобится для вашего дома.

Размер моей солнечной системы

Найдите лучшие солнечные панели для вашего дома

Вот что нужно учитывать при покупке солнечных батарей.

Размеры панели солнечных батарей

Солнечные панели бывают двух размеров: 60/120 ячеек или 72/144 ячеек.

Панели с 60 ячейками имеют размеры около 40 дюймов x 66 дюймов, а панели с 72 ячейками имеют размеры около 40 дюймов x 78 дюймов. Панель с 72 ячейками содержит на 12 ячеек больше, чем панель с 60 ячейками.

Оба размера подходят для крыш домов, хотя большинство клиентов выбирают панели с 60 ячейками для жилых проектов и панели с 72 ячейками для более крупных коммерческих проектов или наземных массивов солнечных панелей

Чтобы выбрать правильное количество ячеек для ваших солнечных панелей, выберите вариант с наилучшей стоимостью ватт, который подходит для вашей конфигурации крыши или земли.

Типы солнечных панелей

Поли- и монокристаллическая композиция

Солнечные панели состоят из элементов из монокристаллического или поликристаллического кремния . Сегодня большинство солнечных панелей монокристаллические.

Монохромные солнечные панели можно отличить по темной ровной окраске, а поли-солнечные панели текстурированы и напоминают гранитную столешницу.

Панели солнечных батарей

Mono популярны благодаря более высокой эффективности; однако у поли-панелей более низкая цена за ватт.Моно-солнечные панели также лучше работают в условиях низкой освещенности по сравнению с поли-солнечными панелями.

Половинчатые солнечные элементы

Половинные солнечные элементы — одно из последних достижений в солнечной технологии. Это традиционные солнечные элементы, разделенные пополам лазерным резаком, предназначенные для предотвращения потерь энергии и повышения производительности.

Когда электрические токи проходят по проводам и ячейкам, теряется некоторая энергия, известная как резистивные потери. Ячейка с половинным разрезом снижает резистивные потери, тем самым улучшая выходную мощность солнечной панели.

Половинные солнечные элементы также более эффективны в тени. Панели с половинными ячейками требуют двойной проводки, поэтому затененная ячейка с более низким выходом с меньшей вероятностью повлияет на общие производственные возможности панели.

Эффективность панели солнечных батарей

Солнечные панели преобразуют солнечную энергию в энергию для вашего дома.

Средний КПД солнечных панелей составляет от 17 до 20%. Например, солнечная панель с КПД 19% может преобразовывать 19% солнечной энергии в электричество.

Мощность солнечных панелей составляет от 310 до 420 Вт, при средней цене от 68 до 75 центов за ватт. Количество ватт показывает, сколько энергии производит солнечная панель.

Если у вас есть панель мощностью 320 Вт и вы получаете 5 часов солнечного света в день, панель будет производить 1600 ватт-часов, или 1,6 кВт-ч в день (320 Вт x 5 часов). За один год каждая панель будет производить от 550 до 600 кВтч.

Высокая выходная мощность не обязательно означает лучшее качество или производительность.Выберите более высокую эффективность, если вы работаете с ограниченным пространством и для выполнения работы вам нужно меньше панелей. В остальном панели стандартной эффективности работают так же хорошо — с меньшими затратами.

Цены на солнечные панели

Цены на солнечные панели сильно различаются: от 200 до 600 долларов и более за панель. Цены зависят от типа панели (монокристаллическая или поликристаллическая), производителя, размера ячейки и выходной мощности.

Поскольку каждый дом индивидуален, общее количество солнечных панелей, необходимых для вашего дома, также будет разным.Не забудьте учесть цену инвертора. Вам также может потребоваться включить затраты на установку (по крайней мере, от 5000 до 10000 долларов США), если вы решите нанять подрядчика или установщика солнечных батарей.

В GoGreenSolar мы будем работать с вами, чтобы определить конфигурацию солнечной панели, которая соответствует вашему бюджету и потребностям в энергии. Когда вы покупаете солнечные панели у нас, вы также получаете поддержку в установке от нашей собственной команды, поэтому вам не придется тратить тысячи долларов на найм профессионала.

Гарантии на солнечные панели

Solar — это значительные инвестиции, поэтому очень важно понимать, как работают гарантии на солнечные панели.

Гарантия на продукцию

Гарантия на продукт распространяется на физические дефекты или производственные браки. Большинство брендов солнечных панелей предлагают как минимум 10-летнюю гарантию на продукцию, в то время как некоторые известные бренды предоставляют от 20 до 25 лет.

Гарантия производительности

Гарантия производительности гарантирует, что ваша солнечная панель будет продолжать работать с выходной мощностью, близкой к предполагаемой в течение всего гарантийного периода. Все панели, независимо от марки или мощности, со временем снижают производительность, но обычно не теряют более 10-20% за 25 лет.

Пример

Наша монохромная 60-элементная панель Phono Solar 310 Вт, например, имеет гарантию на выходную мощность 90% в течение 12 лет и гарантию на выходную мощность 80% в течение 25 лет.

Если ваши панели выходят из строя быстрее, чем предполагалось, вы можете обратиться к производителю для ремонта или замены по гарантии.

• Сэкономьте тысячи долларов

  Покупайте солнечные панели напрямую и сэкономьте тысячи по сравнению с наймом профессионального установщика!

• Получите экспертную поддержку

  GoGreenSolar — единственный дистрибьютор солнечных панелей, который предлагает квалифицированную поддержку по телефону или электронной почте в дополнение к доступным оптовым ценам.

• Опыт, которому можно доверять

  Наша команда имеет многолетний опыт проектирования фотоэлектрических систем для домов и предприятий, поэтому мы можем гарантировать, что вы правильно установите солнечные панели с первого раза.

Солнечный калькулятор

Сколько стоят солнечные панели? Воспользуйтесь нашим простым калькулятором солнечных батарей, чтобы быстро оценить, сколько солнечных панелей вам понадобится для вашего дома.

Размер моей солнечной системы

Свободная планировка солнечной крыши

Наши инженеры используют современное программное обеспечение для проведения анализа фотоэлектрических модулей и бесплатного проектирования схемы солнечных батарей на вашей крыше, включенной в наше бесплатное предложение.

Получите мой бесплатный макет

Начало работы

с солнечной батареей

Мы поможем вам разобраться в ваших потребностях в солнечной энергии!

Заполните форму для бесплатного предложения солнечных панелей, которое включает индивидуальную схему расположения солнечных панелей с использованием спутниковой технологии и разбивку производства солнечной энергии, федеральный налоговый кредит и компенсацию за энергию.

Используйте стрелки влево / вправо для навигации по слайд-шоу или проведите пальцем влево / вправо при использовании мобильного устройства

самых эффективных домашних солнечных панелей в наличии

Сколько солнечных панелей мне понадобится для дома?

Количество панелей, которые вам понадобятся для вашего дома, будет зависеть от нескольких факторов. Проще всего посмотреть на счет за электроэнергию, чтобы узнать о почасовом потреблении энергии в вашем доме, умножить это значение на количество часов пикового солнечного света для вашего дома (в среднем от 3 до 4 часов) и разделить на 300, что является средней мощностью для солнечные батареи (правда, их может быть от 150 до 370).

Часовое потребление энергии x пиковые часы солнечного света / 300 = количество панелей. Обычно это 17-42 панели.

Один простой способ ответить на вопрос «Сколько солнечных панелей мне нужно?» — позволить местному установщику солнечных батарей проверить ваш дом и дать вам расценки на размер системы (включая количество и мощность панелей), стоимость, а также расчетный годовой год и срок службы. экономия. Позвольте нашим консультантам по солнечной энергии подобрать для вас идеального установщика SunPower в вашем регионе. Подробнее об определении количества панелей читайте в нашем блоге.

Какая солнечная панель лучше всего?

Существует несколько типов солнечных батарей, но почти все домашние солнечные панели используют кристаллический кремний (монокристаллический или поликристаллический). Основное отличие — чистота кремния.

Монокристаллический кремний получают из монокристалла, а поликристаллический кремний получают путем плавления фрагментов кремния вместе. В монокристаллических панелях меньше примесей, поэтому электроны с меньшей вероятностью заблокируются перед тем, как уйти в электричество, поэтому эти панели «более эффективны» или лучше при превращении солнечного света в электричество.

SunPower производит монокристаллические солнечные панели с наивысшей эффективностью. Наш X22 имеет рекордную эффективность до 22,8 процента, что делает его самой производительной панелью на рынке сегодня. Эффективность поликристаллических панелей обычно составляет от 15 до 17 процентов.

Подробнее о типах солнечных батарей читайте в нашем блоге.

Почему важны высокоэффективные солнечные панели?

Больше мощности при меньшем пространстве. Высокий рейтинг эффективности гарантирует, что ваша солнечная система будет вырабатывать больше электроэнергии с меньшим количеством панелей на вашей крыше.Меньшее количество панелей при большей мощности отлично подходят для крыш меньшего размера, а также для сохранения привлекательности бордюра на крышах большего размера. Кроме того, с меньшим количеством высокоэффективных панелей у вас будет место для расширения солнечной системы, если вы приобретете электромобиль или добавите к своему дому. Прямо сейчас SunPower производит солнечные панели с эффективностью более 22 процентов, что является самой высокой эффективностью на сегодняшний день.

Использование меньшего количества материалов на ватт также отлично подходит для поддержания жизни нашей планеты. Фактически, это двойная выгода, потому что для построения системы требуется меньше энергии, а больше солнечной энергии вырабатывается более быстрыми темпами.

Подробнее об эффективности солнечных батарей читайте в нашем блоге.

Изнашиваются ли солнечные панели со временем?

Короче да. Ваша крыша — не очень гостеприимное место, поэтому обычные солнечные батареи со временем теряют мощность из-за коррозии и поломки. Для экономии средств эти солнечные панели обычно изготавливаются из менее прочной конструкции и материалов. В наших запатентованных солнечных элементах Maxeon® используется металлический фундамент для поддержки кремниевых и резервных соединений, что делает их почти непроницаемыми для коррозии и поломок.

Plus, всесторонние сторонние исследования оценивают панели SunPower №1 по долговечности и доказывают, что они разрушаются медленнее, чем обычные солнечные батареи. Вот почему мы предлагаем лучшую в отрасли гарантию и прогнозируем, что срок службы наших панелей составит более 40 лет.

Не отказывайтесь от слов. Наши солнечные элементы используются в суровых условиях, например, на солнечном вездеходе НАСА, путешествующем по полярной ледяной шапке, и могут выдерживать воздействие соленой воды на лодках, работающих на солнечной энергии. Кроме того, они привели в действие единственный самолет на солнечных батареях, который летал по всему миру.

Панели солнечных батарей | SunPower

Выберите страну * Выберите CountryAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAscension IslandAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChannel IslandsChileChinaChristmas IslandCocos & Amp; Килинг IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuracaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова & амп; MalvinasFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly См / Ватикан CityHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsraelItalyIvory CoastJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKiribatiKoreaKorea, Корейская Народно-Демократическая & # 39; s RepKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinian AuthorityPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandsPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRo манияРоссийская ФедерацияРуандаСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСербияСейшельские островаСьерра-ЛеонеСингапурСловакияСловенияСоломоновы островаСомалиЮжная АфрикаЮжная Грузия / Южный бутерброд ИспанияШри-ЛанкаSt.Елена Китс и Невис LuciaSt. Пьер и Микелон Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян Майен IslandsSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUnited Штаты AmericaUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (США) Уоллис и Футуна IslandsWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe

Выберите штат * Выберите StateAlabamaAlaskaArizonaArkansasCaliforniaColoradoConnecticutDelawareDistrict из ColumbiaFloridaGeorgiaHawaiiIdahoIllinoisIndianaIowaKansasKentuckyLouisianaMaineMarylandMassachusettsMichiganMinnesotaMississippiMissouriMontanaNebraskaNevadaNew HampshireNew JerseyNew MexicoNew YorkNorth CarolinaNorth DakotaOhioOklahomaOregonPennsylvaniaRhode IslandSouth CarolinaSouth DakotaTennesseeTexasUtahVermontVirginiaWashingtonWest VirginiaWisconsinWyoming

Какой у вас средний ежемесячный счет за электроэнергию? * Каков ваш средний ежемесячный счет за электроэнергию? Менее 75 долларов США 75–150 долларов США 151–200 долларов США 201–250 долларов США 251–300 долларов США Более 300 долларов США

Нажимая «СВЯЗАТЬСЯ со мной», я разрешаю SunPower передавать мою информацию своим авторизованным дилерам, чтобы они могли предоставить мне информацию о продуктах SunPower.