Какие солнечные панели лучше монокристаллические или поликристаллические

Солнечные панели: монокристаллические или поликристаллические

Альтернативное оборудование, использующее энергию солнца, бывает разным, но в наши дни наибольшую популярность завоевали монокристаллические и поликристаллические батареи. У вторых есть также еще часто используемое название — мультикристаллические. «Солнечные панели: моно или поли?» – таким вопросом задаются все, кто стремится воспользоваться преимуществами использования альтернативных источников энергоснабжения.

Солнечные батареи – монокристалл или поликристалл

Энергоэффективность является одним из основных отличий данных двух видов оборудования, предназначенного для получения энергии альтернативными способами. У двух видов батарей эффективность преобразования солнечной энергии существенно отличается. Монокристаллическое оборудование способно обеспечивать до 22% КПД, а поликристаллическое – до 18%.

Различная производительность поверхностей кристаллов обусловлена технологическими особенностями производства. Монокристаллические изготавливают, используя исключительно кремний высокой степени очистки. При производстве поликристаллических используется и вторичное сырье – переработанные в материалы отходы. Такая технология обусловила не только более низкий КПД, но и невысокую надежность оборудования. К преимуществам поликристаллических панелей можно отнести более низкую стоимость в сравнении с монокристаллами.

Различия в способности преобразовывать солнечную энергию в электрическую обуславливают разницу в занимаемой батареями площади. При равной мощности монокристаллическим батареям понадобится меньше места, чем поликристаллическим.

Если говорить о внешнем виде батарей, монокристаллические отличаются отсутствием острых углов и однородной поверхностью. Такая особенность обусловлена тем, что для получения монокристаллического кремния используются заготовки цилиндрической формы. Структура мультикристаллических отличается неоднородностью. Это связано с тем, что в составе кремния могут примеси в незначительных количествах.

В солнечных батареях используются монокристаллы и поликристаллы, отличия которых выражаются и в стоимости. Монокристаллические обходятся приблизительно на 10% дороже, если сравнение произвести в пересчете на единицу мощности. Технология получения высокоочищенного кремния сделала батареи, изготовленные с его использованием, более дорогими.

Особенности изготовления

Сырьем для производства технического кремния высокой очистки является кварцевый песок определенных пород. Технология представляет собой этапы плавления сырья под воздействием высоких температур, а также процессы синтеза с введением разных химических веществ. Посредством такой обработки получается добиться высокого качества очищения кремния от различных примесей. Для изготовления солнечных элементов его массовое содержание должно быть не менее 99,9%.

Существуют две разновидности кремния, используемого для изготовления оборудования для получения энергии:

• мультикристаллический;
• монокристаллический.

Монокристаллическое сырье получают посредством выращивания слитков в тиглях, т.е. специальных печах при постоянном вращении. Применение затравочного монокристалла дает возможность добиться кристаллографической ориентации. При производстве мультикристаллического кремния кристаллы затвердевают после процесса химического осаждения паров. Ориентация является произвольной.

В монокристаллическом материале слитки характеризуются круглой формой сечения. Для придания необходимой формы применяется механическая обработка. Нарезка на тонкие пластины осуществляется при помощи алмазных пил.

Мульти- и монокристаллические пластины после тщательного тестирования становятся основой для создания батарей. Спайка элементов между собой производится с использованием проводников. Правильным названием такой совокупности ячеек является солнечный или фотоэлектрический модуль.

При последовательном подключении модулей возникает большее напряжение. При параллельном – увеличение возникающей силы тока. Необходимые электрические параметры модуля дают возможность получить определенную последовательность параллельных и последовательных соединений.

Энергия, которую способны получать солнечные модули, может накапливаться в аккумуляторах или питать какие-либо приборы напрямую.

Немного статистики

Монокристаллы и поликристаллы в солнечных батареях имеют практически одинаковую популярность. Если нет ограничений по площади, и есть желание сэкономить, поликристаллические являются отличным выбором. Статистика показывает, что по частоте использования поликристаллические опережают монокристаллические. Количество продаж такого оборудования составляет 52,9%.

Для читателей блога скидка по промокоду BLOG в магазине Венкон

Какие солнечные панели лучше — монокристаллические или поликристаллические?

Монокристалл или поликристалл? Каждый покупатель задается данным вопросом перед покупкой. В обоих случаях, панели для электростанции изготавливаются из кремния. Ведь благодаря солнцу, в данном материале образуются свободные электроны, которые и отвечают за движение тока. Однако, несмотря на аналогичный принцип действия, солнечные панели поликристаллические или монокристаллические существенно отличаются по цене, а также своим техническим характеристикам.

Поликристаллический модуль

Название подсказывает, что панель строится из множества кристаллов. В данном случае они не выращиваются, а происходит простая переплавка уже готового кремния с дальнейшим формированием необходимых геометрических форм. В производстве поликристаллических панелей могут даже использоваться монокристаллы, которые оказались непригодны. Пластины хрупкие, ведь их толщина меньше 1 мм, поэтому они наклеиваются на специальную подложку и далее окрашиваются. Когда панель сформирована, наступает последний этап – установка рамки и надежная герметизация. Используя некондиционные монокристаллы, батареи поликристаллического типа обходятся дешевле в производстве, однако их КПД ниже – на уровне 17-18%.

Монокристаллический модуль

Панели этого вида изготавливаются сложным методом выращивания кристалла. Панель имеет однородный цвет и состоит из множества квадратов. Однородность цвета указывает на то, что в производстве был использован высококачественный кремний. После разрезания на тонкие пластины, получаются компактные и одновременно мощные конструкции. Данный тип кристаллов помогает экономить пространство, а также он не рассеивает свет. КПД высокий именно благодаря тому, что вся поверхность панели используется эффективно. Немаловажный факт – монокристаллические батареи окупаются быстрее, по сравнению с поликристаллическими.

Монокристалл и поликристалл (внешний вид первых связан с особенностями кремниевой решетки)

Серьезное сравнение значимых для потребителя характеристик

Нужно серьезно изучить характеристики панелей, прежде чем сделать выбор, ведь от этого зависит многое: окупаемость, эффективность, долговечность. Будущему владельцу стоит обратить внимание на следующие параметры:

• Деградация в процессе эксплуатации;
• Фоточувствительность;
• Температурный коэффициент;
• Стоимость;
• Суммарная годовая производительность.

Деградация кристалла

Потенциал LIDloss – это параметр характеризующий деградацию или износ панели, который спровоцирован постоянным воздействием солнечного света. Чтобы оценить данный показатель, необходимы постоянные замеры мощности солнечных батарей на протяжении многих лет. Например, за 25 лет монокристалл лишился лишь 5% мощности, а поликристалл 10%.

Фоточувствительность

Важный параметр, который характеризует способность панели эффективно захватывать солнечные лучи в пасмурную погоду и под разными углами. Местность, где много солнечных дней в году, позволяет особо не обращать внимания на данный показатель. Если же светлых дней немного, фоточувствительность – это решающий фактор. На практике хорошо себя показывают поликристаллические батареи, ведь они способны одинаково эффективно захватывать отраженные и прямые солнечные лучи.

Температурный коэффициент

Солнечный свет нагревает предметы, ведь так устроена физика. Солнечные панели также подвержены нагреванию, что в свою очередь может влиять на процесс выработки тока при помощи свободных электронов. При нежаркой погоде, поверхности панелей могут нагреваться до 65 °C, а особо знойные дни, даже до 85 °C. Большой нагрев существенно снижает КПД, что естественно ведет к понижению мощности. Зачастую производитель указывает максимальную мощность при нормальной температуре, которая составляет 25 °C. Вот в чем заключается главная особенность температурного коэффициента. Качественные монокристаллические панели имеют более темную окраску, поэтому нагреваются более интенсивно.

Стоимость

Часто покупатели ориентируются исключительно на стоимость, выделяя небольшой бюджет на домашнюю электростанцию. Если рассматривать вопрос только в этой плоскости, то поликристалл более доступный вариант. Даже сравнивая цены одного производителя, разница между монокристаллом и поликристаллом будет около 20%.

Суммарная годовая выработка

Люди устраивают солнечные электростанции дома, чтобы существенно экономить бюджет за счет коммунальных платежей. Поэтому нужно знать, сколько отдельная батарея сможет выработать электрической энергии. Это также позволить вычислить срок окупаемости панелей. Для сравнения, поликристаллические батареи могут за год выдать на 30% больше энергии, чем поликристаллические. Данная цифра зависит от общего количества ясных дней и качества батарей.

Классическое устройство панели принцип работы

Какой тип солнечных панелей выбрать?

Монтаж и эксплуатация домашней солнечной электростанции связан с некоторыми сложностями и финансовыми затратами. Однако преимущества неоспоримы – экономия семейного бюджета, некоторая энергонезависимость и в какой степени забота об окружающей среде. Поликристалл и монокристалл обладают своими преимуществами и недостатками, однако в любом случае они помогут значительно снизить цифру в платежке за электроэнергию. При выборе типа солнечных батарей, нужно исходить из следующих параметров:

• Наличие свободного места;
• Бюджет;
• Личные предпочтения человека.

Бюджет проекта. Часто выбор того или иного типа солнечных панелей зависит от наличия средств у потребителя, что совсем не удивительно. Хорошая новость для тех, кто еще не определил бюджет будущей электростанции, ведь Госдума в 2019 году одобрила «Закон о микрогенерации». Теперь каждый владелец панелей, сможет отдавать свою электроэнергию в сеть, получая за это вознаграждение от государства. Если потребление будет больше собственной генерации, нужно будет оплатить только разницу. Ежемесячные счета за электроэнергию станут более скромными, а может вообще отрицательными, если домашняя электростанция будет полностью покрывать потребление. Возможно, стоит пересмотреть проект солнечных панелей – нарастить мощность, выбрать более эффективные монокристаллические.

Личные предпочтение. Некоторые владельцы домов хотят, чтобы панели идеально сочетались с экстерьером дома. Тогда нужно учитывать, что монокристаллические и поликристаллические батареи будут выглядеть совершенно по-разному. Первые вариант будет более темными, почти черными, а второй – синим. А еще нужно хорошо ознакомиться с компанией производителем, чтобы он был надежным и проверенным. От этого зависит качество исполнения и долговечность изделий.

Свободное место для установки. Важный вопрос, ведь панели требуют довольно много места для установки, к тому же, место должно быть подходящим. В противном случае, эффективность будет низкой, что неприемлемо. Когда свободного пространства практически нет, монокристалл будет наиболее предпочтительней, ведь он компактный и мощный. С их помощью получиться площадь использовать по максимуму. К тому же монокристаллическая панель позволит быстрее окупить вложения. Когда участок позволяет выделить много места под будущую электростанцию, тогда также хорошо подойдет и поликристалл. С учетом меньших затрат на приобретение батарей, данное вложение окажется не менее рациональным.

Варианты установки панелей

За альтернативной энергетикой будущее, которое наступает уже сегодня! Благодаря «Закону о микрогенерации» вопрос покупки солнечных панелей стал как никогда актуальным. Ведь можно не только хорошо экономить, но и даже зарабатывать при должных вложениях.

Полезное видео о солнечной электростанции:

Сравнение монокристаллических и поликристаллических солнечных батарей

Итак, какая солнечная батарея лучше — монокристаллическая или поликристаллическая? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала разобраться, а чем же они отличаются?

На фото ниже представлены два основных типа:

Монокристаллический элемент

Поликристаллический элемент

Первое, что бросается в глаза, это внешний вид. У монокристаллических элементов углы скругленные и поверхность однородная. Скругленные углы связаны с тем, что при производстве монокристаллического кремния получают цилиндрические заготовки. Однородность цвета и структуры монокристаллических элементов связана с тем, что это один выращенный кристалл кремния, а кристаллическая структура является однородной.

В свою очередь, поликристаллические элементы имеют квадратную форму из-за того, что при производстве получают прямоугольные заготовки. Неоднородность цвета и структуры поликристаллических элементов связана с тем, что они состоят из большого количества разнородных кристаллов кремния, а также включают в себя незначительное количество примесей.

Второе и наверное главное отличие — это эффективность преобразования солнечной энергии. Монокристаллические элементы и соответственно панели на их основе имеют на сегодняшний день наивысшую эффективность — до 22% среди серийно выпускаемых и до 38% у используемых в космической отрасли. Монокристаллический кремний производится из сырья высокой степени очистки (99,999%).

Серийно выпускаемые поликристаллические элементы имеют эффективность до 18%. Более низкая эффективность связана с тем, что при производстве поликристаллического кремния используют не только первичный кремний высокой степени очистки, но и вторичное сырье (например, переработанные солнечные панели или кремниевые отходы металлургической промышленности). Это приводит к появлению различных дефектов в поликристаллических элементах, таких как границы кристаллов, микродефекты, примеси углерода и кислорода.

Эффективность элементов в конечном счете отвечает за физический размер солнечных панелей. Чем выше эффективность, тем меньше будет площадь панели при одинаковой мощности.

Третье отличие — это цена солнечной батареи. Естественно, цена батареи из монокристаллических элементов немного выше в расчете на единицу мощности. Это связано с более дорогим процессом производства и применением кремния высокой степени очистки. Однако это различие незначительно и составляет в среднем около 10%.

Итак, перечислим основные отличия монокристаллических и поликристаллических солнечных батарей:

Как видно из этого перечня, для солнечной электростанции не имеет никакого значения, какая солнечная панель будет использоваться в ее составе. Главные параметры — напряжение и мощность солнечной панели не зависят от типа применяемых элементов и зачастую можно найти в продаже панели обоих типов одинаковой мощности. Так что окончательный выбор остается за покупателем. И если его не смущает неоднородный цвет элементов и немного большая площадь, то вероятно он выберет более дешевые поликристаллические солнечные панели. Если же эти параметры имеют для него значение, то очевидным выбором будет немного более дорогая монокристаллическая солнечная панель.

В заключении хочется отметить, что по данным Европейской ассоциации EPIA в 2010 году производство солнечных батарей по типу применяемого в них кремния распределилось следующим образом:

1. поликристаллические — 52,9%
2. монокристаллические — 33,2%
3. аморфные и пр. — 13,9%

Т.е. поликристаллические солнечные батареи по объему производства занимают лидирующие позиции в мире.

Надеемся, приведенные выше советы помогут Вам сделать выбор!

Поликристаллические и монокристаллические солнечные батареи и их отличия

На протяжении длительного времени люди пытались понять, как можно использовать энергию Солнца себе во благо. Многие ученые, в том числе и известный физик Альберт Эйнштейн, занимались изучением этого вопроса.

История создания

В средине XIX века был открыт фотоэлектрический эффект. Это процесс преобразования солнечной энергии в электрический ток. Эта находка стала настоящим прорывом, повлекшим за собой создание солнечных батарей в XX столетии. Первые солнечные панели были разработаны на основе кремния, и до сих пор данный материал является основой для производства лучших фотомодулей.

Разновидности

Современные солнечные батареи делятся на кристаллические, с использованием моно- и поли- кристаллов кремния, и тонкопленочные, изготавливаемые из диселенида индия и меди, теллурида кадмия, а также аморфного кремния. Первый вид более популярный и востребованный среди потребителей. Говоря о его разновидностях, нужно сказать, что на сегодняшний день существуют поликристаллические и монокристаллические солнечные батареи.

Основные отличия между этими видами следующие:

Монокристаллические солнечные батареи стоят дороже, чем поликристаллические, для солнечных электростанций с одинаковыми характеристиками.

Поликристаллические солнечные батареи имеют КПД 15,5%-18%, а у монокристаллических этот показатель составляет от 18,5 до 23,5%. Также, следует отметить, что КПД экспериментальных аналогов монопанелей составляет около 43,6%. Кроме того, как мы уже упоминали, существуют тонкопленочные элементы из аморфного кремния, но их коэффициент полезного действия равен всего 9-11%.

При этом производительность монокристаллических панелей на 15-20% выше, чем у поликристаллических образцов. Если взять период в 10 лет, монокристаллические солнечные панели произведут на 35-40% больше электроэнергии за счёт более низкого уровня деградации кремния, а также более высоких характеристик работы при низком уровне солнечной инсоляции.

Поскольку монокристаллические панели более эффективны, их физический размер меньше, чем у поликристаллических аналогов такой же мощности. Если вы ограничены по площади и хотите получить максимально возможный КПД, лучше использовать монокристаллические панели.

С точки зрения внешнего вида, монокристаллические панели имеют приятный однородный цвет и имеют более округлую форму. Поликристаллические клетки размещаются квадратами и имеют несоответствия в цветовой гамме, подобной граниту.

Несмотря на то, что монокристаллическая батарея может прослужить до 50 лет, большинство производителей солнечных батарей заявляют гарантийный срок на линейную производительность до 25 лет. Это, в свою очередь, уравнивает в глазах потребителей моно- и поли- кристаллические панели.

6. Особенности производства

Наверняка многие знают, что приставка «моно» означает – один, а «поли» – множество, то есть более чем один. Разница между поликристаллическими и монокристаллическими солнечными панелями начинается ещё в процессе производства.

Монокристаллические солнечные батареи изготавливаются из чистого кремния. Для этого используется кварцевый песок. Монокристаллический кремний создается путем медленного вытягивания монокристаллического затравочного кристалла кремния из расплавленного монокристаллического кремния с использованием метода Чохральского для образования слитка кремния. Затравочный кристалл представляет собой небольшой кусочек кремния, который используется в качестве основы для расплавленных молекул. Имея основу, расплавленные молекулы способны быстрее соединяться друг с другом, образуя слиток. Пока затравочный кристалл извлекается, он медленно вращается, и температура постепенно опускается. Это помогает сформировать цилиндрическую форму, пока она не будет иметь необходимый диаметр. После затвердевания кристалл разрезают на тонкие пластины. Поскольку такой процесс достаточно трудоемкий и затратный, на такие панели устанавливается более высокая цена.

Поликристаллические солнечные панели производятся по менее дорогостоящей технологии и более простым способом. Вместо того, чтобы проходить через медленный и более дорогой процесс создания монокристалла, расплавленный кремний помещается в отливку и охлаждается затравочным кристаллом. Поликристалл имеет неоднородную структуру, поскольку после осаждения молекулы застывают в свободной ориентации.

Предпочтения потребителей

Сегодня каждый человек имеет возможность приобрести поликристаллические и монокристаллические солнечные батареи. Основные отличия, как уже было сказано, состоят в цене продукции и ее продуктивности. Поскольку поликристаллические панели более доступные, их используют чаще. По статистике, 90% частных солнечных электростанций в мире применяют именно поликристаллические солнечные батареи. Выбирая нужный товар, люди также ориентируются на такое обстоятельство, как количество солнечных дней в своей местности. Чем их меньше, тем выгоднее приобретать батареи с монокристаллическим преобразователем.

Поскольку солнечные батареи пользуются спросом у населения, многие компании занимаются поставками этого товара. Выбирая необходимые изделия, следует ознакомиться с ассортиментом многолетних лидеров в этой отрасли. Ведущие производители поликристаллических и монокристаллических солнечных батарей: Jinko Solar, Trina Solar, Yingli Solar, Canadian Solar, Ja Solar, Hanwha Q CELLS. Эти предприятия являются самыми крупными создателями и поставщиками солнечных панелей в мире. Среди их продукции вы обязательно подберете тот товар, который удовлетворит все ваши требования.