Свет — это сила, которая не исчезает бесследно, а лишь превращается из одной формы в другую. Чтобы преобразовать солнечный свет в электричество, нужно специальное устройство — фотоэлектрическая панель. Ученые называют этот процесс «фотовольтаикой», что буквально означает «свет-электричество».
Солнечная панель состоит из множества небольших фотоэлементов. Чем больше света попадает на ее поверхность, тем больше электричества она может произвести.
На что обратить внимание при покупке солнечной панели
Когда вы решили обзавестись собственной солнечной электростанцией, первый же вопрос — какие характеристики учесть при выборе. Эта статья поможет сориентироваться в ключевых моментах, чтобы ваша покупка была осознанной.
Стоимость. Цена солнечной панели складывается из нескольких факторов: ее номинальной мощности в ваттах, физических размеров, срока службы, качества изготовления и целевого назначения.
Три уровня качества солнечных панелей. Помимо цены, стоит обратить внимание на технологию производства и используемые материалы. Условно все панели можно разделить на три категории:
- Уровень первый: Сюда входят ведущие производители, контролирующие каждый этап — от сырья до готового продукта. Они активно инвестируют в исследования, используют передовые технологии и высококачественный кремний. Результат — бесспорно лучшие продукты на рынке.
- Второй уровень: Это надежные компании, выпускающие добротную продукцию. Они также внедряют современные технологии и предлагают разумное соотношение цены и качества.
- Уровень третий: Самый многочисленный сегмент, где производители часто просто собирают панели из готовых компонентов, не занимаясь собственными разработками. Их продукция дешевле, но и технологии могут устареть.
Допуск мощности. У хорошей панели этот показатель должен быть положительным. Это значит, что в реальных условиях она может выдавать даже больше заявленной мощности.
Температурный коэффициент. Важный параметр, показывающий, насколько панель чувствительна к нагреву. Чем он ниже, тем стабильнее работа в жаркую погоду.
Долговечность. Надежность — показатель доверия к бренду. Серьезные производители дают гарантию до 25 лет, что говорит о уверенности в своем продукте.
Выбираем тип солнечной панели
Разнообразие моделей на рынке может поставить в тупик. Давайте разберемся, какие основные типы панелей подходят для домашнего использования:
- Монокристаллические
- Поликристаллические
- Тонкопленочные
Для начала разберемся, что такое кристаллический кремний.
Кристаллический кремний (c-Si)
Сегодня более 85% всех солнечных элементов в мире производятся из кремния, хотя и в разных формах. Исследование 2011 года показало, что свыше 95% панелей, поставленных в американские домохозяйства, были сделаны именно из кристаллического кремния. Его разновидности отличаются главным образом степенью чистоты.
Чистота кремния определяется совершенством выравнивания его молекул. Чем упорядоченнее структура, тем эффективнее панель преобразует солнечный свет в электричество.
Однако за высокую чистоту приходится платить. Главный вопрос при выборе таких панелей — не только эффективность, но и стоимость, а также необходимое для установки пространство.
Монокристаллические кремниевые солнечные элементы
Их легко узнать по однородному темному цвету и скругленным углам элементов — это свидетельство использования высокочистого кремния.
Элементы для этих панелей вырезаются из цилиндрических кремниевых слитков. Чтобы придать им форму, края слитков срезаются, из-за чего панель и приобретает свой характерный вид.
От поликристаллических собратьев монокристаллические панели отличаются именно формой ячеек — у вторых они строго прямоугольные.
Преимущества монокристаллических солнечных панелей
У этого типа есть несколько сильных сторон:
Монокристаллическая панель обладает наивысшим КПД благодаря высококачественному кремнию. Их эффективность достигает впечатляющих 15–20%.
Лидер в этой категории — компания SunPower. Ее серия E20 достигает эффективности в 20,1%, а серия X, выпущенная в 2013 году, и вовсе установила рекорд — 21,5%. Эти панели получили самые положительные отзывы на рынке США.
Экономия пространства — еще один весомый плюс. Монокристаллическая панель вырабатывает больше энергии на квадратный метр, чем другие типы. Она может быть вчетверо эффективнее тонкопленочной при одинаковой площади.
Производители уверены в долговечности своей продукции и часто дают на нее 25-летнюю гарантию.
Они также лучше работают в пасмурную погоду, что делает их фаворитами у пользователей.
Недостатки монокристаллических солнечных панелей
Есть и обратная сторона медали.
Высокая стоимость — основная причина, по которой многие выбирают другие варианты. Бюджетным покупателям стоит присмотреться к поликристаллическим или тонкопленочным моделям.
Еще одна особенность — чувствительность к затенению. Если даже небольшая часть панели оказалась в тени или под снегом, это может нарушить работу всей цепи. Решением может стать использование микроинверторов для каждого модуля вместо общего. Это гарантирует, что затемнение одной панели не скажется на остальных.
Значительное количество отходов при производстве — еще один минус. Технология Чохральского, используемая для создания монокристаллов, предполагает срезку кромок с цилиндрических заготовок, что приводит к потере исходного материала.
Монокристаллические панели чувствительны к высоким температурам. Хотя лучше всего они работают в солнечную погоду, сильная жара может снизить их производительность. Впрочем, для большинства владельцев это не является критичным недостатком.
Поликристаллические кремниевые солнечные элементы
Впервые появившись на рынке в 1981 году, эти панели не требуют сложного метода Чохральского. Их элементы имеют форму идеальных квадратов.
Процесс производства прост: сырой кремний расплавляют и разливают в квадратные формы. После остывания полученные блоки нарезают на пластины.
Преимущества поликристаллических солнечных панелей
У этого типа тоже есть свои сильные стороны:
- Производство проще и дешевле, а отходов кремния меньше, чем при изготовлении монокристаллических панелей.
- Хотя нагрев также влияет на их работу, в большинстве случаев это не становится проблемой для рядового пользователя.
Недостатки поликристаллических солнечных панелей
Минусы, однако, тоже присутствуют:
- Главный недостаток — более низкий КПД (13–16%) из-за менее чистого кремния. Они в целом уступают по эффективности монокристаллическим моделям.
- Они требуют больше места для выработки того же количества энергии, что и монокристаллические панели. Хотя это не значит, что все «моно» панели всегда лучше «поли».
- Некоторых пользователей смущает внешний вид — неоднородная, пятнистая синяя поверхность кажется им менее эстетичной.
Солнечные элементы String Ribbon
Еще одна разновидность поликристаллических панелей. Их производят, протягивая термостойкие нити через расплавленный кремний, чтобы получить тонкие кремниевые ленты. Внешне они похожи на традиционные поликристаллические модели.
К сожалению, пионер в этой технологии — компания Evergreen Solar — обанкротилась, так что будущее данного метода под вопросом.
Преимущества солнечных панелей String Ribbon
Они наследуют все плюсы поликристаллических панелей, а главное их достоинство — вдвое меньшее расходование кремния по сравнению с монокристаллическими, что снижает стоимость.
Недостатки солнечных панелей String Ribbon
Слабые стороны у технологии тоже есть:
- Производственный процесс остается энергоемким и дорогим.
- Эффективность хоть и была повышена примерно до 18,3%, но в среднем составляет 13–14%.
- Они наименее эффективны в использовании пространства среди всех кремниевых панелей.
Тонкопленочные солнечные элементы (TFSC)
Технология их изготовления кардинально иная: несколько слоев фотоэлектрического материала напыляют на подложку.
Тонкопленочные панели классифицируют по типу используемого фотоэлектрического материала:
- Аморфный кремний (a-Si)
- Селенид меди-индия-галлия (CIS/CIGS)
- Органические фотоэлементы (OPC)
- Теллурид кадмия (CdTe)
Все они, кроме органических, широко представлены на рынке.
Их эффективность колеблется в районе 7–13%, а серийные модели показывают около 9%. Ученые активно работают над увеличением этого показателя до 10–16%.
Интересно, что с 2002 по 2007 год рынок тонкопленочных фотоэлементов рос на 60% в год. По данным 2011 года, около 5% панелей, поставленных в американские домохозяйства, были тонкопленочными.
Преимущества тонкопленочных солнечных элементов
- Главный козырь — возможность массового производства, что потенциально делает их дешевле кристаллических аналогов.
- Однородная и привлекательная внешность.
- Гибкость открывает множество нестандартных применений.
- Лучшая устойчивость к высоким температурам.
- Меньшая чувствительность к частичному затенению.
- Хороший вариант, когда пространство не является лимитирующим фактором.
Недостатки тонкопленочных солнечных элементов
Но и недостатки существенны:
- Главный минус для дома — низкая удельная эффективность. Панель от SunPower того же размера выработает вчетверо больше электричества. Для равной мощности тонкопленочной системы потребуется значительно больше места.
- Большая площадь установки ведет к удорожанию сопутствующего оборудования — крепежей и кабелей.
- Как правило, они менее долговечны, и производители дают на них shorter гарантию.
Популярные модели солнечных панелей для онлайн-покупки
В сети можно найти множество вариантов, но некоторые продукты пользуются особой любовью пользователей.
Стартовый комплект Renogy Mono 100W
Его главные преимущества — простота использования, универсальность (подходит для дома и путешествий) и стильный внешний вид. В комплекте идет контроллер заряда PWM 30A и кабели-адаптеры MC4 длиной около 6 метров.
Ожидаемая производительность — до 500 Вт·ч в день. Он способен зарядить аккумулятор на 50 А·ч примерно за три часа (при условии хорошего солнца). Гарантия — 25 лет.
Гибкая монокристаллическая панель Renogy 100W
Эта панель может изгибаться до 30 градусов, что позволяет устанавливать ее на криволинейные поверхности лодок, автодомов или палаток. Она идеальна для временного использования в условиях ограниченного пространства. Монтажные отверстия позволяют быстро ее закрепить.
Распределительная коробка герметична и влагозащищена. В комплект входят кабели и коннекторы MC4. Цена весьма демократична — около 230 долларов.
Теперь вы знаете об основных характеристиках солнечных панелей. Самое время отправиться в магазин (или на торговую площадку) за моделью, которая идеально подойдет для ваших задач. Не пренебрегайте и советами друзей или соседей, которые уже пользуются солнечной энергией. Лишний практический опыт не повредит и придаст вам уверенности в выборе.
