Солнечные панели в современном мире: обзор разновидностей и области применения

Солнечные панели в современном мире: обзор разновидностей и области применения

Век высоких технологий подарил людям не только компьютеры и автомобили совершенно нового типа. Ветряные и паровые генераторы известны давно, а вот источники электричества на основе солнечного света появились только в пятидесятых годах прошлого столетия.

Это обусловлено не только желанием улучшить экологию по всему миру, но и стремлением к экономии. В России солнечные панели получили распространение в восьмидесятых годах, но их широкое использование в быту, а не в производственных целях, насчитывает не больше 10 лет.

Где используют

Самым первым распространенным применением панелей можно считать их установку на калькуляторах, фонариках и наручных часах.

В настоящее время существует огромное разнообразие солнечных панелей, в зависимости от их размеров и мощности, благодаря которым можно зарядить телефон, планшет, ноутбук или обеспечить электричеством частный дом или дачу.

Отдых на природе тоже нуждается в электрическом питании и здесь на помощь в освещении, подключении электроприборов тоже приходят солнечные источники питания. Поэтому они так охотно используются любителями туристических походов и рыбаками.

Набирает обороты применение панелей владельцами дачных участков. В таком случае дачники устанавливают целые комплексы из них, которые легко можно купить в любом городе. (Об особенностях покупки и установки готовых комплектов солнечных батарей для дачи читайте эту статью).Помимо освещения помещений панели легко справляются с нагреванием воды для душа и хозяйственных целей, а также с подключением электрического инструмента для стройки и ремонта.

Новшеством в сфере использования солнечной энергии стало производство японских автомобилей.

Несколько моделей авто, оснащенных солнечными панелями на крыше машины, с легкостью преодолевают 7-10 км пути без топлива.

Из чего делают

Любой источник питания от солнечного света имеет основу – поверхность с фотоэлектрическим преобразователем.

Несмотря на то, что в настоящее время известно уже более десяти видов различным материалов, на основе которых работают панели, все же самыми распространенными являются два вида:

  • полимерные;
  • кремниевые.

Кремниевые панели при попадании на пластину из кремния или кремневодорода солнечных лучей вырабатывают ток. Несмотря на высокое качество и эффективность, такие панели очень дорогие.

Существует несколько видов:

  • монокристаллические (Светочувствительные ячейки направлены только в одну сторону);
  • поликристаллические (ячейки направлены в разные стороны);
  • аморфные (напыление слоев кремния);
  • гибридные (сочетание аморфных и поликристаллических).

Плюс таких панелей в том, что они накапливают энергию даже при слабом солнечном свете, улавливают его в любом часовом спектре, а также наполняются не только благодаря прямому ультрафиолету, но и инфракрасным излучением.

Полимерные солнечные панели

Полимерные панели, в отличие от кремниевых, состоят из пленки, на которой находится активный полимерный слой и электроды из алюминия. Они соединены между собой и имеют гибкую подложку. Поэтому выпускаются в рулонах.

Плюс таких панелей состоит в компактности и возможности закрепить их на любой поверхности, а также меньшая стоимость.

Принцип работы

Принцип работы солнечной батареи. (Для увеличения нажмите)

Чтобы понять, как работает солнечная панель, нужно представить обычный генератор.

Только в данном случае генератором выступает поверхность, которая улавливает солнечные лучи. На этой поверхности при попадании солнца происходит фотоэлектрическая реакция, благодаря материалу, из которого изготовлена панель.

При наполнении энергией происходит нагревание тел, которые в дальнейшем электроны преобразовывают в электричество. При установке блоков панелей применяют накопитель. Им обычно выступает аккумулятор, в котором сосредотачивается весь ток, поданный с панелей.

Следующим этапом подключается распределитель, который уже напрямую обеспечивает электропитанием приборы, технику и элементы освещения.

Мощность и ВАХ

Схема работы системы на солнечных батареях. (Для увеличения нажмите)

Напрямую от количества фотоэлементов, а также от того, сколько панелей соединены в цепь для зарядки накопителя, зависит их мощность и вольт – амперные характеристики (ВАХ). По мере того как заряжается аккумулятор от солнечной панели, его напряжение растет, соответственно мощность, выдаваемая панелью должна быть максимальной для полной зарядки.

КПД панели увеличивается благодаря точке максимальной мощности, а эта мощность зависит от цепи панелей. Соответственно, если напряжение панели выдается в 12В, то для полной зарядки носителя в 24В потребуется вдвое больше подключаемых панелей.

То есть, если две панели выдают 12В, то их будет недостаточно, а их количество должно увеличиться вдвое. Стоит помнить, что максимальная зарядка происходит при температуре в 25°С. Соответственно, если панели используются в зимнее время, то их количество должно быть намного больше.

Целесообразность использования

Солнечный коллектор

Безусловно, люди, радеющие за повышение экологии на принципе использования альтернативных источников питания, высказывают только положительные отзывы в пользу их применения в разнообразных сферах жизни.

При обеспечении электричеством от панелей больших помещений (домов, дачных участков), важно знать, что без специалиста, который поможет правильно рассчитать количество солнечных источников и профессионально подключит цепь, производить работы бессмысленно.

Высокая стоимость панелей оправдывается только необходимостью их использования. Например, солнечные коллекторы или переносные зарядные устройства достаточно широко используются в быту.

Так как солнечные панели достаточно успешно используются и на производстве, то многие владельцы, вложив средства на покупку и установку панелей в масштабных проектах, рады их использованию уже не один год.

Смотрите видео, в котором подробно рассказывают, как и из чего делают солнечные панели:

Как выбрать солнечную батарею для дома — расписываем во всех подробностях

Так что же это за системы и как они работают

Фотоэлектрические системы энергоснабжения (ФСЕ) работают по принципу физического закона фотоэффекта. Не вдаваясь в подробности его можно описать как превращение солнечного света в электрические микроразряды.

Как известно, солнце это неограниченный источник энергии, но только незначительная ее часть доходит к поверхности земли. Однако и этой энергии вполне достаточно, учитывая что современные панели могут использовать до 45% от ее количества.

Разновидности солнечных батарей. На что обращать внимание, вычисляя рабочие параметры солнечной электростанции – опыт пользователей FORUMHOUSE

Солнечные батареи редко рассматриваются в качестве единственного источника электроэнергии, тем не менее, целесообразность в их установке есть. Так, в безоблачную погоду правильно рассчитанная автономная система сможет обеспечивать электроэнергией подключенные к ней электроприборы практически круглые сутки. Впрочем, грамотно скомплектованные солнечные панели, аккумуляторы и вспомогательные устройства даже в пасмурный зимний день позволят значительно снизить затраты на оплату электроэнергии по счетчику.

Использую солнечные панели из элементов уже 2-й год. Был вынужден, так как в кооперативе, где мой гараж, очень надолго отключили свет. Собрал 2 шт. по 60 Ватт, контроллер купил и инвертер на 1500 Вт. Полная независимость просто окрыляет. И свет есть, и работа ручным инструментом доставляет удовольствие.

Правильная организация автономных систем электроснабжения на основе солнечных батарей – это целая наука, но, опираясь на опыт пользователей нашего портала, мы можем рассмотреть общие принципы их создания.

Советы по выбору

Чтобы правильно выбрать солнечную панель, необходимо учесть множество факторов. Для начала следует определиться с типом батареи, а они бывают:

  1. Монокристаллические – наиболее эффективны в регионах, где солнечная активность выше.
  2. Поликристаллические – рекомендуется их использовать там, где активность Солнца не слишком высока.
  3. Гибкие – панель изготавливается их аморфного кремния и предназначается для закрепления на покатых, неровных поверхностях, например, крышах домов. Такой тип исполнения отличный вариант для регионов, где солнечные дни большая редкость. Эта разновидность самая дешевая и ее рекомендуется использовать для дачи.
  4. Солнечная батарея из микроморфного кремния – универсальная разновидность, которая одинаково эффективно работает в пасмурную и ясную погоду, не требовательна к углу наклона. Эта последняя разработка, соответственно и стоимость ее выше, чем предыдущих разновидностей.
Читайте также:
Элитная плитка в дизайне интерьера

Панель для эффективной работы должна иметь оптимальный угол наклона, чтобы улавливать солнечную энергию. Считается, что оптимальным показателем тут является угол на 15º больше географической широты. Но это рассчитать не каждый может, поэтому выбор оптимального положения осуществляется вручную, путем наблюдения за зарядкой аккумуляторов.

Выбор солнечной батареи по мощности необходимо осуществлять, исходя из потребностей в альтернативном электрическом питании. Условно это понятие можно разделить на 4 режима:

  1. Аварийное электроснабжение – необходимо обсчитывать совокупную мощность приборов, которые нужны, если отключат электроснабжение. Зачастую это 4–5 кВт/ч. Обычно такой режим делается для отопления и резервного освещения.
  2. Базовое электроснабжение – это практически полное замещение электрической энергии солнечной. Тут, чтобы правильно выбрать характеристики, нужно рассчитать суточное потребление. Необходимо учесть также среднемесячные показатели.
  3. Умеренный режим или комфортный. Когда на альтернативный источник электроэнергии садится только часть приборов. Зачастую это телевизор, чайник, вытяжка. Реже СВЧ-печи, электрические панели, духовые шкафы или холодильники.
  4. Режим полной замены электричества. Тут помимо расчетов, главное, подобрать оборудование, которое будет успевать аккумулировать необходимое количеств энергии.

Собственно выбор солнечной батареи сводится к определению необходимой ее площади при определенных потребностях в снабжении электроэнергией. Другими словами – это способность заряжать аккумуляторы. Солнечная батарея, ее мощность напрямую зависит от площади поверхности, например:

  • Батарея размером 290×350×25 обладает мощностью – 20Вт;
  • 475×513×25 – 30Вт;
  • 470×676×25 – 40Вт;
  • 1650×991×35 – 280Вт.

Существует большое количество размеров солнечных батарей, что значительно упрощает их выбор. Это также определяет большое разнообразие устройств по мощности.

На видео ниже предоставлена технология расчета мощности системы. Рекомендуем просмотреть ролик, т.к. он поможет определиться с выбором:

Рассчитываем мощность системы

Внимание! Следует учесть, что выбрать солнечную панель не достаточно, необходимо подобрать соответствующие потребностям энергоснабжения аккумуляторы. Именно они обеспечивают автономность, поэтому заряда их должно хватать на ночь и на время непогоды, когда эффективность панелей сильно снижается. Из нескольких АКБ собираются специальные блоки.

Где уже применяются и для кого актуальны

Солнечные панели на крышах частных домов

Современный мир уже давно использует ФСЕ в промышленных масштабах, особенно это актуально для стран где солнечный свет активен большую часть года. Сегодня же, благодаря снижению цен на это оборудование и росту стоимость электричества, их часть используют частные дома и дачи в качества основного или дополнительного источника энергии.

А что же с квартирами? Здесь все сложнее, во первых нет достаточной свободной площади для установки панелей. Во вторых это сложно согласовать в различными надзорными органами.

В целом, такую задачу можно решить, но обойдется установка оборудования в многоквартирном доме значительно дороже, чем в частном доме.

Обзор популярных производителей

В процессе выбора лучше рассматривать проверенных производителей, которые у всех на слуху. Какой фирмы выбрать солнечные батареи:

  • NIBE. Представитель лидеров-производителей отопительного оборудования мирового уровня. Продукция шведской компании экономична, термоэффективна и выполнена с учетом европейских стандартов. Пример выпускаемых товаров – NIBE SOLAR. Это комплект, в который входят сразу все необходимые элементы:
    • солнечные панели NIBE Solar FP215P (2-6 шт.);
    • расширительный бак;
    • насосная станция;
    • блок контроллера.
  • Sanyo. Японский производитель электроники, создавший самые энергоэффективные солнечные панели в мире под названием HIT-N230. При КПД 22,8% их толщина вдвое меньше, чем у стандартных батарей.
  • SOLBAT. Производитель солнечных батарей с 17-летним опытом работы. Компания предлагает монокристаллические солнечные модули в каркасе и облегченные бескаркасные. Возможно изготовление элементов по индивидуальным размерам. Цены батарей: МСК-30 – 2500 р., МСК-100- 5300 р., МСК-50 – 3500 р.
  • Jinko Solar. Представитель крупнейших производителей солнечных элементов в мире. Среди удачных решений компании выделяют панель Jinko Solar Eagle PERC. При цене 14000 р. показатель ее эффективности составляет до 18,02%. Модуль оснащен фотоэлементами, имеющими 5 шин, что снижает потери генерируемого тока до минимума.

Существуют плюсы и минусы использования солнечной энергии в быту. К преимуществам относят возможность обеспечить автономное энергообеспечение и экономить на счетах за электричество. Минусами считают высокую стоимость и зависимость от погоды и времени суток. Будут ли системы достойной заменой централизованному электричеству и какие солнечные батареи самые эффективные, покажет только время.

Пленочные батареи

Пленочная батарея выпускается в рулонах, которые можно расстелить на больших площадях.

В последнее время обретают популярность новые солнечные батареи, в основе которых лежит не твердая подложка из стекла или металла, а полимерная пленка.

Этот вид батарей обладает такими преимуществами:

  1. Ее можно резать на части.
  2. Подгонять под любой размер и форму.
  3. Ей можно устилать крышу с плавными изгибами.
  4. Она весит гораздо меньше, чем прочие виды солнечных батарей.

Но есть и недостатки:

  1. Батареи не столь мощные, как кремниевые.
  2. Они больше подвержены воздействиям окружающей среды.
  3. К сожалению, пока непросто найти в продаже подобную продукцию, но ее производство налаживается очень активно, и нет причин сомневаться, что в ближайшем будущем приобрести рулонную батарею сможет каждый желающий.

Пленочные батареи делятся на:

  • модули, в качестве основы которых используется теллурид кадмия;
  • панели с основой из селенида меди-индия;
  • полимерные пленочные батареи.

Батареи с основой из теллурида кадмия можно наклеивать не только на крыши домов, но и фургонов, ларьков, и даже на предметы одежды).

Эти батареи создаются путем нанесения на пленку теплурида кадмия. Вещество наносят тончайшим слоем всего в несколько десятков микрометров. Следующим слоем накладывается сеть проводников, позволяющая снимать с батареи электричество.

Батарея, созданная таким способом, по мощности не может конкурировать с модулями из кремния. Ее КПД составляет всего 10%. Но она стоит намного меньше, поэтому, несомненно, найдет свою аудиторию потребителей.

Примите во внимание: не рекомендуется проводить много времени в соседстве с таким материалом, как кадмий. Впрочем, главное правильно его утилизировать после эксплуатации.

Панели с селенидом меди индием в основе в недалеком будущем имеют все шансы стать неизменным элементом практически любого устройства, от мобильного телефона до самолета.

Технология, по которой создаются эти панели, называется CIGS (аббревиатура обозначает химическое соединение Cu(In,Ga)Se2). Полупроводники в них состоят из таких элементов, как:

  • медь;
  • галлий;
  • селен;
  • индий.

Существуют некоторые технические проблемы, не позволяющие достаточно удешевить производство пленочных модулей этого типа. Но, хотя они и стоят больше, чем батареи с использованием теллурида кадмия, они более эффективны. Их КПД достигает 15%.

Производство полимерных модулей налажено в Дании, вероятно, скоро пленка будет продаваться и в нашей стране.

Еще одни сравнительно новые пленочные батареи называются «полимерными». Их начала производить компания Mekoprint A/S.

Активный слой пленки состоит из полимера. Его покрывает слой алюминиевых электродов. Эти слои расположены на органической пленке. Снаружи они покрыты защитным слоем.

Цена пленочного модуля не высокая, но и эффективность сильно уступает предыдущим вариантам.

Итоги обзора

Солнечные батареи однозначно окупятся за 25 лет своей службы. Это нетрудно проверить, посчитав, сколько вы платите за электроэнергию государству.

Два основных вида солнечных батарей, дающих наибольший КПД, это поликристаллические и монокристаллические батареи. Из них можно выбирать по таким признакам:

  1. По виду: монокристаллическая батарея меньше поликристалличeской такой же мощности.
  2. По эффективности: в монокристаллах меньше потери энергии и выше КПД.
  3. По цене: монокристалл более дорогостоящий, разница в цене достигает примерно 10%.

Если приоритетнее низкая стоимость, то для дома можно выбрать аморфные батареи. К тому же, они эффективны в местах, где часто бывает пасмурная погода, потому что работают при рассеянном солнечном свете.

Читайте также:
Хотите испортить интерьер? Разместите в нем эти 7 вещей и готово

Еще дешевле стоят пленочные батареи, но они дают меньший КПД и их пока трудно найти в продаже, производство только началось. Их стоит использовать, если важен малый вес конструкции и возможность наклеивать панель на любую поверхность.

Какой комплект солнечных батарей выбрать для дома

Типичный комплект солнечной электростанции

Такие системы бывают всего нескольких видов, разобраться в них не сложно. Собирать комплект этого оборудования стоит исходя из ваших задач, давайте рассмотрим несколько вариантов.

  1. Для обеспечения электричеством в дневное время без доступа к внешней сети вам понадобится (это самый дешевый вариант):
  • необходимое по расчетам количество панелей,
  • автономный инвертор.
  1. Если хотите обеспечивать свой дом или дачу круглосуточно, при этом не важно есть ли доступ к сети или его нет, необходим более полный комплект оборудования:
  • солнечные панели,
  • сетевой или многофункциональный инвертор,
  • аккумуляторные батареи,
  • контроллер заряда.
  1. Если же хотите пользоваться энергией солнечных панелей только днем, а в остальное время брать электричество с сети, вам понадобится:
  • необходимое по расчетам количество панелей,
  • сетевой или многофункциональный инвертор.
  1. Для продажи выработанной от солнца электроэнергии, например по зеленому тарифу в Украине, вам понадобится:
  • солнечные панели,
  • сетевой или многофункциональный инвертор,
  • аккумуляторные батареи,
  • контроллер заряда,
  • реверсный счетчик.

Это основные комплекты солнечных электростанций, которые применяются в частных домовладениях.

Видео обзор комплектов

Немного практических расчетов цены системы

Установка солнечных батарей мощностью до 1 кВт/час = 90 000 руб (без аккумуляторная система, 8 монокристаллов и автономный инвертор). Бытовые нужды, плюс теплые полы.

Считаем рентабельность. Допустим, месяц расходуем:

  • теоретическая выработка 20 кВт в сутки, 600 кВт в месяц
  • 90 000 : 600 = 150 руб. за 1 кВт
  • Цена 1 кВт обычной электросети = 5.4 руб. за 1 кВт
  • 150 (солн.бат.) : 5,4 (обыч.сеть) = 28

Таким образом мы вычислили что солнечное электричество в 28 раз дороже обычной сети, цифра пугает, но не все так плохо. Теперь рассчитаем окупаемость:

Стоимость в год, при расхода 600 кВт = 38000 руб.

Вложили 90 000 руб, делим на годовой расход, теоретическая окупаемость наступить через 2.3 года. Однако, средне годичный световой день для Московской области составляет 34 %, это значит что наши батареи будут работать только треть времени, соответственно их срок окупаемости увеличится ровно в 3 раза, то есть до 6.9 года.


Новые технологии в производстве солнечных батарей. Будущее уже тут.

В этой статье мы расскажем о видах современных солнечных батарей и новейших технологиях производства фотоэлементов, предлагаемых ведущими производителями. Также перечислим некоторые наиболее новые популярные солнечные панели, с использованием этих инноваций, которые уже доступны к продаже.

Солнечные батареи с использованием новейших инноваций

Большинство производителей панелей предлагают ряд моделей, это могут быть монокристаллические и поликристаллические варианты продукции с различной номинальной мощностью. За последние несколько лет эффективность панелей существенно возросла благодаря многим достижениям в технологии и материалах, из которых делают солнечные батареи.

На текущий момент можно отметить 8 основных технологий, при производстве высокоэффективных солнечных батарей:

  • PERC (Passivated Emitter Rear Cell) – диэлектрический слой на обратной стороне ячейки;
  • Bifacial – Двухсторонние;
  • Multi Busbar – Многолинейные;
  • Split panels – Половинчатые;
  • Dual Glass – Безрамочные, с двойным стеклом;
  • Shingled Cells – Безразрывные элементы;
  • IBC (Interdigitated Back Contact cells) – переплетеные контакты сзади ячейки;
  • HJT (Heterojunction cells) – гетероструктурные ячейки.

Пять основных типов солнечных панелей с использованием новейших технологий солнечных фотоэлементов в 2020 году:

Применяя инновационные решения, в производстве солнечных модулей, постоянно происходят различные улучшения эффективности, уменьшения влияния затенения и повышения надежности, при этом несколько производителей в настоящее время дают гарантию производительности до 30 лет. Учитывая все новые доступные варианты выбора современных солнечных батарей, стоит провести некоторые исследования, прежде чем инвестировать в солнечную установку. В нашей полной обзорной статье о солнечных панелях мы расскажем, как выбрать надежную солнечную панель и на что обратить внимание.

Технология PERC, в чем особенность?

Профессор Мартин Грин, директор Австралийского центра передовой фотогальваники UNSW, изобрел концепцию PERC, которая в настоящее время широко используется многими ведущими производителями солнечных батарей во всем мире.

За последние два года PERC стал предпочтительной технологией для многих производителей как моно, так и поликристаллических ячеек. PERC буквально расшифровывается как «Пассивированный Эммитер Сзади Ячейки». Представляет собой более продвинутую архитектуру ячейки, использующую дополнительные слои на задней стороне ячейки для поглощения большего количества световых фотонов и увеличения «квантовой эффективности». Особенностью технологии PERC является алюминиевый задний слой Al-BSF – Local Aluminium Back Surface Field (см. Диаграмму ниже). Еще были разработаны несколько других вариантов, таких как PERT (Passivated Emitter Rear Totally Diffused) и PERL (Passivated Emitter and Rear Locally-diffused), но они пока не получили широкого применения.

LeTID – потенциальная проблема PERC

Обычные клетки PERC P-типа могут страдать от так называемого LeTID или деградации, вызванной светом и повышенной температурой. Явление LeTID похоже на хорошо известную деградацию, вызванную LID или светом, когда панель может потерять 2-3% от номинальной мощности в первый год воздействия УФ-излучения и от 0,5% до 0,8% в год после. К сожалению, потери из-за LeTID могут быть выше – до 6% в первые 2 года. Если эта потеря не будет полностью учтена производителем, это может привести к снижению производительности и потенциальным претензиям по гарантии.

К счастью, кремниевые элементы N-типа, не страдают от воздействия LeTID. Кроме того, некоторые производители поли и моно PERC ячееек P-типа, разработали процессы уменьшения или устранения LeTID. Некоторые производители заявили о применении технологии анти-LeTID на своей продукции и утверждают, что уменьшили или устранили эффекты LeTID.

Multi Busbar – Многолинейные солнечные элементы

Busbar или токоведущие шины представляют собой тонкие провода или ленты, которые проходят по каждой ячейке и переносят электроны (ток) от солнечных элементов. Поскольку фотоэлементы становятся более эффективными, они, в свою очередь, генерируют больше тока, и за последние годы большинство производителей перешли с 3 шин на 5 или 6 шин. Некоторые производители, сделали еще один шаг вперед и разработали многопроволочные системы, использующие до 12 очень тонких круглых проводов, а не плоских шин. Выгода заключается в том, что сборные шины фактически затеняют часть ячейки и поэтому могут немного снизить производительность, поэтому их необходимо тщательно проектировать. Несколько тонких шин обеспечивают более низкое сопротивление и более короткий путь перемещения электронов, что приводит к более высокой производительности.

Маленькие дорожки ( тонкие шины) на каждой ячейке передают ток на 5 ленточных шин:

Если в ячейке возникли микротрещины из-за ударов или высоких нагрузок, большее количество шин помогает снизить вероятность того, что трещина перерастет в горячую точку, поскольку они обеспечивают альтернативные пути прохождения тока.

В модулях LG Neon 2 впервые использовались 12 маленьких круглых проводных шин, LG называет свою технологию «Cello», которая означает соединение элементов, с низкими электрические потерями. Многопроволочная технология Cello снижает электрическое сопротивление, тем самым уменьшаются потери напряжения, а уменьшение площади и применение закругленных шин дает лучшее оптическое поглощение света, тем самым повышается эффективность.

Trina Solar вместе со многими другими производителями недавно начали предлагать тонкие круглые шинные ячейки под названием multi-bus (MBB) в качестве опции для ряда модулей на 2019 год. Как объяснялось ранее, еще одним преимуществом наличия большего количества шин является то, что при микротрещинах возникновение в ячейке из-за внешних напряжений, меньше вероятность того, что это создаст горячую точку, так как электроны имеют много альтернативных шин для протекания тока. Это показано на рисунке:

Читайте также:
Создание плетня своими руками

Split panels – Новые половинчатые солнечные батареи

Еще одно недавнее новшество – использование ячеек с половинным размером вместо квадратных ячеек полного размера и перемещение распределительной коробки в центр модуля. Тем самым разделяя солнечную панель на 2 меньшие панели по 50% площади, каждая из которых работает параллельно. Это имеет множество преимуществ, в том числе повышение производительности благодаря снижению резистивных потерь через шины (токосъемники). Поскольку каждая ячейка имеет половинный размер, она производит половину тока при одном и том же напряжении, что означает, что ширина шины может быть уменьшена наполовину, уменьшая затенение и потери ячейки. Снижение тока также приводит к снижению температуры в ячейке, что, в свою очередь, уменьшает потенциальное образование и серьезность горячих точек из-за локального затенения, загрязнения или повреждения ячейки.

Кроме того, более короткое расстояние до центра панели сверху и снизу повышает эффективность в целом, повышая выходную мощность панели аналогичного размера до 20 Вт. Другое преимущество заключается в том, что при частичном затенении верхней или нижней части панели, затененная часть не влияет на выработку электроэнергии от другой половины солнечной батареи.

Bifacial – Двухсторонние солнечные батареи

Технология двухсторонних солнечных батарей была известна уже нескольких лет, но сейчас начинает становиться популярной, поскольку стоимость производства монокристаллических элементов очень высокого качества продолжает снижаться. Двухсторонние элементы поглощают свет с обеих сторон панели и в таких условиях могут производить до 27% больше энергии, чем традиционные односторонние панели. В двухсторонних солнечных панелях обычно применяют стекло на передней стороне, а сзади, для герметизации ячеек – прозрачный полимерный слой. Он позволяет отраженному свету проникать с задней стороны панели. Двухсторонние модули также могут иметь стеклянный задний слой, который имеет больший срок службы и может значительно снизить риск отказа, поэтому некоторые производители теперь предлагают 30-летнюю гарантию на свою продукцию.

Традиционно двухсторонние солнечные панели использовались только в наземных установках, где солнечный свет легко отражался от окружающих поверхностей, в частности заснеженных районов. Хотя было доказано, что они хорошо работают и при монтаже на светлые поверхности, что позволяет увеличить выработку до 10%.

Двухсторонние модули поглощают отраженный солнечный свет обратной стороной панели:

Dual Glass – Солнечные батареи с двойным стеклом

Многие производители в настоящее время производят так называемые стеклянные или двойные стеклянные солнечные панели, которые не следует путать с двухсторонними. Задний традиционный белый EVA (пластиковый) слой заменяют стеклом. Таким образом получается сэндвич стекло-стекло, которое не реагирует и не портится со временем и не страдает от ультрафиолетового излучения. Из-за более длительного срока службы стеклянных панелей некоторые производители предлагают 30-летнюю гарантию производительности.

Безрамочные солнечные батареи

Многие двойные стеклянные панели являются безрамными (без алюминиевой рамы), что может усложнить монтаж панелей, так как требуются специальные системы креплений. Тем не менее, бескаркасные модули имеют ряд преимуществ, особенно в отношении очистки: отсутствует рама, которая создает ступеньку, об нее задерживается пыль и грязь. Соответственно, без ступеньки получается плоская поверхность, которую проще мыть и способствующая самоочищению с помощью дождя и ветра, что приводит к большей производительности. Однако без прочности алюминиевой рамы двойные стеклянные панели, хотя и более долговечные, не такие жесткие и могут изгибаться, особенно при горизонтальном монтаже.

Умные панели и оптимизаторы мощности

Технология, которая становится все более популярной – это добавление в солнечную панель оптимизаторов мощности постоянного тока. Оптимизаторы наряду с микроинверторами, обычно известны как MLPE (Module Level Power Electronics), которые состоят из небольших блоков преобразования энергии, прикрепленных непосредственно к солнечным батареям. Оптимизаторы предназначены для подачи оптимального напряжения для максимальной выработки электроэнергии. Если панель затенена, загрязнена или не работает, что приводит к низкому напряжению или току, оптимизаторы могут обойти или компенсировать плохую работу панели, чтобы обеспечить оптимальное напряжение для инвертора.

Оптимизаторы мощности от таких компаний, как Tigo и SolarEdge, были доступны в качестве дополнительного компонента в течение многих лет, но теперь и SolarEdge, и Tigo разрабатывают панели со встроенными оптимизаторами в распределительной коробке на задней панели. SolarEdge отличается от Tigo тем, что оптимизаторы SolarEdge должны использоваться вместе с инверторами SolarEdge, а оптимизаторы Tigo могут быть подключены к любым существующим панелям в качестве дополнительного оптимизатора.

Большим преимуществом «дополнительных» оптимизаторов, таких как Tigo и SolarEdge, является возможность контролировать производительность каждой солнечной панели в отдельности, что также может помочь выявить любые неисправности и проблемы в солнечной батарее. Микроинверторы также предлагают это преимущество перед обычными сетевыми инверторами.

Maxim Integrated пошли еще дальше и разработали чипы для оптимизации подмодулей. Эти интеллектуальные чипы от Maxim Integrated выходят за рамки традиционного дополнительного оптимизатора и разделяют панель на 3 ряда ячеек, что позволяет панели работать при оптимальном напряжении MPPT при частичном затенении или загрязнении. Стоит отметить, что некоторые установщики сообщают о том, что клиенты сталкиваются с проблемами помех RFI (ТВ и радио), используя эту новую технологию, однако чипы Maxim следующего поколения, как утверждается, решили проблему.

Shingled Cells – Безразрывные солнечные элементы

Безразрывные ячейки – это новая технология, в которой для солнечных панелей используются перекрывающиеся узкие ячейки, которые группируются горизонтально или вертикально по всему модулю. Безразрывная ячейка изготавливается путем лазерной резки нормального полноразмерного элемента на 5 или 6 полос и наслоения их друг с другом, с использованием специального клея. Небольшое перекрытие каждой полосы ячеек скрывает одну шину, которая соединяет полосы ячеек. Применение такого новшества позволяет покрывать большую площадь поверхности панели, ведь так не требуются располагать соединительные шины поверх элемента, которые частично затеняют ячейку. Таким образом увеличивается эффективность панели так же, как ячейки IBC, описанные ниже.

Другое преимущество состоит в том, что длинные безразрывные ячейки обычно соединяются параллельно, что значительно снижает эффект затенения – каждая длинная ячейка эффективно работает независимо.Кроме того, ячеистые ячейки относительно дешевы в изготовлении, поэтому они могут быть очень экономически эффективным вариантом, особенно если частичное затенение является проблемой.

Seraphim был одним из первых производителей, выпустивших ячейки с гибкой ячейкой с высокопроизводительными панелями Eclipse. Серия SunPower P – это новейшее дополнение к линейке SunPower, предлагающее более дешевый вариант, прежде всего для крупномасштабных станций. Другие производители, производящие безразрывные солнечные панели Yingli Solar и Znshine.

Прочность солнечных ячеек

Наряду с многочисленными усовершенствованиями элементов для повышения эффективности, существуют также новые технологии для повышения надежности и производительности в течение ожидаемого 25-летнего срока службы солнечного модуля. Солнечные панели могут подвергаться экстремальным нагрузкам из-за сильного ветра, вибраций, сильной жары и морозов, вызывающих расширение и сжатие. Это может привести к появлению микротрещин, горячих точек и деградации PID (Potential induced degradation) элементов, что приводит к снижению производительности и ускорению отказа.

Производители, такие как Winaico и LG energy, разработали чрезвычайно прочные алюминиевые рамы, чтобы помочь уменьшить нагрузку на элементы и модули. Win Win Technology, материнская компания Winaico, сделала еще один шаг вперед и разработала так называемую технологию «HeatCap», которая, по сути, представляет собой упрочняющую структуру элемента, которая помогает предотвращать образование микротрещин и горячих точек, когда элементы находятся в условиях экстремальных нагрузок. Эта технология также имеет дополнительное преимущество улучшенной производительности при более высоких температурах ячейки.

Солнечные элементы IBC – высокая прочность и долговечность

IBC не только более эффективны, но и прочность намного выше, чем у обычных элементов, так как задние слои укрепляют весь элемент и помогают предотвратить микротрещины, которые в конечном итоге могут привести к выходу из строя. Sunpower использует высококачественный задний слой IBC из твердой меди на своей запатентованной ячейке Maxeon вместе с высокоотражающей металлической зеркальной поверхностью, чтобы отражать любой свет, который проходит обратно в ячейку. Задняя сторона ячейки IBC Maxeon, показанная ниже, чрезвычайно устойчива к нагрузкам и изгибам, в отличие от обычных ячеек, которые по сравнению с ними относительно хрупкие.

Читайте также:
Утепление перекрытия

Высокоэффективные солнечные элементы N-типа

В то время как PERC и Bifacial появились в солнечном мире, самой эффективной и надежной технологией по-прежнему остается монокристаллическая ячейка N-типа. В первом типе солнечных элементов, разработанном в 1954 году лабораториями Bell, использовалась кремниевая пластина N-типа, но со временем более экономичный кремний P-типа стал доминирующим типом элементов: в 2017 году более 80% мирового рынка с использованием P-типа клетки. Поскольку большой объем и низкая стоимость являются основным движущим фактором, стоящим за P-типом, ожидается, что N-тип станет более популярным, так как производственные затраты снижаются, а эффективность увеличивается.

Гетероструктурная технология HJT

Технология HJT используется несколькими производителями солнечных батарей. В настоящее время и российская компания Хевел производит серийные панели с использованием гетеропереходных элементов, а так же Panasonic и ряд других компаний. Группа компаний REC недавно анонсировала новые панели серии Alpha, в которых используются ячейки HJC с 16 микро шинами для достижения впечатляющей эффективности в 21,7%. Вслед за первоначальной разработкой HJC, проделанной UNSW и Sanyo, Panasonic создала эффективную серию панелей ‘HIT’ и уже много лет является лидером в технологии ячеек HJT.

Солнечные элементы HJT используют основу из обычного кристаллического кремния с дополнительными тонкопленочными слоями аморфного кремния по обе стороны ячейки, образуя так называемый гетеропереход. В отличие от обычных P-N-соединительных ячеек, многослойные гетеропереходные ячейки могут значительно повысить эффективность. В лабораторных испытаниях достигается эффективность до 26,5% в сочетании с технологией IBC.

В Panasonic разработали ячейку HIT, с использованием высокопроизводительной кремниевой основы N-типа для производства солнечных батарей с КПД более 20,0% и превосходными характеристиками при высоких температурах. Кремниевые элементы N-типа также обеспечивают исключительную долговременную производительность, гарантирующую 90,76% остаточной мощности через 25 лет, что является вторым по величине из доступных после SunPower.

HJT лидер при высоких температурах

Наиболее впечатляющей характеристикой ячеек Panasonic HIT является невероятно низкий температурный коэффициент, который на 40% меньше, чем у обычных поли и монокристаллических ячеек. Выходная мощность панелей приводится при температуре на элементах 25 градусов Цельсия, при стандартных условиях STC (Standard Test Conditions), и каждый градус выше немного снижает выходную мощность.

Температурный коэффициент влияет на снижение мощности при увеличении температуры на солнечных элементах.

В обычных поли и моноэлементах это значение составляет от 0,38% до 0,42% на градус C, что может привести к снижению общей производительности на 20% или более в очень жаркие безветренные дни. Для сравнения, у HIT от Panasonic очень низкий температурный коэффициент 0,26% на градус, что является самым низким показателем среди всех производимых сегодня элементов.

На температуру панели и ячейки также влияют цвет крыши, угол наклона и скорость ветра, поэтому установка плоских панелей на очень темной крыше обычно снижает производительность панели по сравнению с крышами более светлого цвета.

Уникальные панели Panasonic HIT доступны только в Японии и Северной Америке и, к сожалению, в настоящее время недоступны в России, но не стоит расстраиваться на этот счет, ведь стоимость таких панелей пока очень высока и благо существуют альтернативные варианты.

Яркое будущее солнечной энергетики

Подробное и простое описание работы солнечных панелей и прогнозы на будущее


Как пьют чай в Тибете

Наш недавний обзор солнечных панелей мог оставить у вас впечатление, что сбор солнечной энергии – дело новое, однако люди эксплуатируют её уже тысячи лет. С её помощью они обогревают дома, готовят и греют воду. Некоторые из самых ранних документов, описывающих сбор солнечной энергии, восходят к древней Греции. Сам Сократ говорил, «в домах, смотрящих на юг, зимнее солнце проникает через галерею, а летом путь солнца проходит над нашей головою и прямо над крышей, из-за чего образуется тень». Он описывает то, как греческая архитектура использовала зависимость солнечных путей от времён года.

В V столетии до н.э. греки столкнулись с энергетическим кризисом. Преобладавшее топливо, древесный уголь, заканчивалось, поскольку они вырубили все леса для готовки и обогрева жилищ. Были введены квоты на лес и уголь, а оливковые рощи приходилось защищать от граждан. Греки подошли к проблеме кризиса, тщательно планируя городскую застройку, чтобы удостовериться в том, что каждый дом может воспользоваться преимуществами солнечного света, описанными Сократом. Комбинация технологий и просвещённых регуляторов сработала, и кризиса удалось избежать.

Со временем технологии сбора тепловой энергии солнца только росли. Колонисты Новой Англии позаимствовали технологии строительства домов у древних греков, чтобы согреваться в холодные зимы. Простые пассивные солнечные водонагреватели, не сложнее покрашенной в чёрный цвет бочки, продавались в США в конце XIX века. С тех пор были разработаны более сложные солнечные коллекторы, прокачивающие воду через поглощающие или фокусирующие свет панели. Горячая вода хранится в изолированном баке. В замерзающих климатах используется двухжидкостная система, в которой солнце греет смесь воды с антифризом, проходящую через спираль в баке для хранения воды, выполняющего ещё одну роль, роль теплообменника.


Солнечные коллекторы на крышах Кипра

Сегодня доступно множество сложных коммерческих систем для нагрева воды и воздуха в доме. Солнечные коллекторы устанавливаются по всему миру, и больше всего их в пересчёте на душу населения стоит в Австрии, на Кипре и в Израиле.


Солнечный коллектор на крыше в Вашингтоне D.C.

Современная история солнечных панелей начинается с 1954 года, с открытия практического способа добычи электричества из света: лаборатории Белла открыли, что из кремния можно делать фотовольтаический материал. Это открытие стало основой сегодняшних солнечных панелей (устройств, превращающих свет в электричество) и запустило новую эру солнечной энергии. С помощью интенсивных исследований сегодняшняя эра солнечной энергии продолжается, и солнце намеревается стать главным источником энергии в будущем.

Что такое солнечный элемент?

Самый распространённый тип солнечного элемента – полупроводниковое устройство из кремния – дальнего родственника твердотельного диода. Солнечные панели делаются из набора солнечных элементов, подключенных друг к другу и создающих на выходе ток с нужным напряжением и силой. Элементы окружаются защитным кожухом и накрываются оконным стеклом.

Солнечные элементы генерируют электричество благодаря фотовольтаическому эффекту, открытому совсем не в лабораториях Белла. Впервые его в 1839 году обнаружил французский физик Александр Эдмон Беккерель, сын физика Антуана Сезара Беккереля и отец физика Антуана Анри Беккереля, получившего нобелевскую премию и открывшего радиоактивность. Чуть больше чем через сто лет в лаборатории Белла был достигнут прорыв в изготовлении солнечных элементов, что и стало основой для создания самого распространённого типа солнечных батарей.

На языке физики твёрдого тела, солнечный элемент создаётся на базе p-n-перехода в кристалле кремния. Переход создаётся через добавление в разные области кристалла небольших количеств разных дефектов; интерфейс между этими областями и будет переходом. На стороне n ток переносят электроны, а на стороне p – дырками, где электроны отсутствуют. В регионах, примыкающих к интерфейсу, диффузия зарядов создаёт внутренний потенциал. Когда в кристалл попадает фотон, обладающий достаточной энергией, он может выбить электрон из атома, и создать новую пару электрон-дырка.

Читайте также:
Тегола кровля: технология монтажа

Только что освобождённый электрон притягивается к дыркам с другой стороны перехода, но из-за внутреннего потенциала он не может перейти его. Но если электронам предоставить путь через внешний контур, они пойдут по нему и осветят по пути наши дома. Дойдя до другой стороны, они рекомбинируются с дырками. Этот процесс продолжается, пока светит Солнце.

Требуемая для освобождения связанного электрона энергия называется шириной запрещённой зоны. Это ключ к пониманию того, почему у фотовольтаических элементов есть присущее им ограничение по эффективности. Ширина запрещённой зоны – постоянное свойство кристалла и его примесей. Примеси регулируются таким образом, что у солнечного элемента ширина запрещённой зоны оказывается близкой к энергии фотона из видимого диапазона спектра. Такой выбор диктуется практическими соображениями, поскольку видимый свет не поглощается атмосферой (иначе говоря, люди в результате эволюции приобрели способность видеть свет с самыми распространёнными длинами волн).

Энергия фотонов квантуется. Фотон с энергией меньшей, чем ширина запрещённой зоны (например, из инфракрасной части спектра), не сможет создать переносчик заряда. Он просто нагреет панель. Два инфракрасных фотона тоже не сработают, даже если их общей энергии будет достаточно. Фотон излишне большой энергии (допустим, из ультрафиолетового диапазона) выбьет электрон, но лишняя энергия будет потрачена зря.

Поскольку эффективность определяется как количество энергии света, падающего на панель, делённое на количество полученной электроэнергии – и поскольку значительная часть этой энергии будет потерянной – эффективность не может достичь 100%.

Ширина запрещённой зоны у кремниевого солнечного элемента равна 1,1 эВ. Как видно из диаграммы электромагнитного спектра, видимый спектр находится в области чуть повыше, поэтому любой видимый свет даст нам электроэнергию. Но также это значит, что часть энергии каждого поглощённого фотона теряется и превращается в тепло.

В результате получается, что даже у идеальной солнечной панели, произведённой в безупречных условиях, теоретический максимум эффективности составит порядка 33%. У коммерчески доступных панелей эффективность составляет обычно 20%.

Перовскиты

Большая часть коммерчески устанавливаемых солнечных панелей делается из описанных выше кремниевых ячеек. Но в лабораториях всего мира ведутся исследования других материалов и технологий.

Одна из самых многообещающих областей последнего времени – изучение материалов под названием перовскиты. Минерал перовскит, CaTiO3, был назван в 1839 году в честь русского государственного деятеля графа Л. А. Перовского (1792-1856), который был коллекционером минералов. Минерал можно найти на любом из континентов Земли и в облаках, по меньшей мере, одной экзопланеты. Перовскитами также называют синтетические материалы, имеющие ту же ромбическую структуру кристалла, что и естественный перовскит, и обладающие схожей по структуре химической формулой.

В зависимости от элементов, перовскиты демонстрируют различные полезные свойства, такие, как сверхпроводимость, гигантское магнетосопротивление, и фотовольтаические свойства. Их использование в солнечных ячейках вызвало много оптимизма, поскольку их эффективность в лабораторных исследованиях возросла за последние 7 лет с 3,8% до 20,1%. Быстрый прогресс вселяет веру в будущее, особенно в связи с тем, что ограничения эффективности становятся всё яснее.

В недавних экспериментах в Лос-Аламосе было показано, что солнечные элементы из определённых перовскитов приблизились по эффективности к кремнию, будучи при этом дешевле и проще в изготовлении. Секрет привлекательности перовскитов в возможности просто и быстро выращивать кристаллы миллиметровых размеров без дефектов на тонкой плёнке. Это очень большой размер для идеальной кристаллической решётки, которая, в свою очередь, позволяет электрону путешествовать по кристаллу без помех. Это качество частично компенсирует неидеальную ширину запрещённой зоны в 1,4 эВ, по сравнению с почти идеальным значением для кремния – 1,1 эВ.

Большая часть исследований, направленных на увеличение эффективности перовскитов, связана с поиском путей устранения дефектов в кристаллах. Конечная цель – изготовить целый слой для элемента из идеальной кристаллической решётки. Исследователи из MIT недавно добились большого прогресса в этом вопросе. Они обнаружили, как можно «заживлять» дефекты плёнки, сделанной из определённого перовскита, облучая её светом. Этот метод гораздо лучше предыдущих методов, включавших химические ванны или электрический ток, благодаря отсутствию контакта с плёнкой.

Приведут ли перовскиты к революции в стоимости или эффективности солнечных панелей, пока неясно. Изготавливать их легко, но пока что они слишком быстро распадаются.

Множество исследователей пытается решить проблему распада. Совместное исследование китайцев и швейцарцев привело к получению нового способа формирования ячейки из перовскита, избавленной от необходимости движения дырок. Поскольку деградирует именно слой с дырочной проводимостью, материал должен быть гораздо более стабильным.


Перовскитовые солнечные ячейки на оловянной основе

Недавнее сообщение из лаборатории Беркли описывает, как перовскиты однажды смогут достичь теоретического лимита эффективности в 31%, и всё равно остаться более дешёвыми в производстве, чем кремниевые. Исследователи измерили эффективность преобразования различных зернистых поверхностей при помощи атомной микроскопии, измеряющей фотопроводимость. Они обнаружили, что у разных граней сильно отличается эффективность. Теперь исследователи считают, что могут найти способ производить плёнку, на которой с электродами будут соединены только самые эффективные грани. Это может привести к достижению ячейкой эффективности в 31%. Если это сработает, то станет революционным прорывом в технологии.

Другие направления исследований

Возможно производство многослойных панелей, поскольку ширину запрещённой зоны можно настраивать, изменяя добавки. Каждый слой можно настроить на определённую длину волны. Такие ячейки теоретически могут достигать 40% эффективности, но пока остаются дорогими. В результате их проще найти на спутнике НАСА, чем на крыше дома.

В исследовании учёных из Оксфорда и Института кремниевой фотовольтаики в Берлине многослойность объединили с перовскитами. Работая над проблемой разлагаемости материала, команда открыла возможность создавать перовскит с настраиваемой шириной запрещённой зоны. Им удалось сделать версию ячейки с шириной зоны в 1,74 эВ, что практически идеально для изготовления в паре с кремниевым слоем. Это может привести к созданию недорогих ячеек с эффективностью в 30%.

Группа из Нотрдамского университета разработала фотовольтаическую краску из полупроводниковых наночастиц. Этот материал пока ещё не настолько эффективный, чтобы заменить солнечные панели, но производить его проще. Среди преимуществ – возможность нанесения на разные поверхности. В потенциале его будет проще применять, чем жёсткие панели, которые необходимо крепить на крышу.

Несколько лет назад команда из MIT достигла прогресса в создании солнечного теплового топлива. Такое вещество может хранить солнечную энергию внутри себя долгое время, а затем выдавать её по запросу при применении катализатора или нагревании. Топливо достигает это через нереактивное преобразование своих молекул. В ответ на солнечное излучение молекулы преобразуются в фотоизомеры: химическая формула та же, но форма меняется. Солнечная энергия сохраняется в виде добавочной энергии в межмолекулярных связях изомера, который можно представить, как более высокоэнергетическое состояние изначальной молекулы. После запуска реакции молекулы переходят в оригинальное состояние, преобразуя хранившуюся энергию в тепло. Тепло можно использовать напрямую или преобразовывать в электричество. Такая идея потенциально устраняет необходимость в использовании аккумуляторов. Топливо можно перевозить и использовать полученную энергию где-то ещё.

После публикации работы из MIT, в которой использовался фульвален дирутения, некоторые лаборатории пытаются решить проблемы с производством и стоимостью материалов, и разработать систему, в которой топливо будет достаточно стабильным в заряженном состоянии, и способным «перезаряжаться», чтобы его можно было использовать многократно. Всего два года назад те же учёные из MIT создали солнечное топливо, способное испытать не менее 2000 циклов зарядки/разрядки без видимого ухудшения производительности.

Инновация состояла в соединении топлива (это был азобензол) с углеродными нанотрубками. В результате его молекулы выстраивались определённым образом. Получившееся топливо обладало эффективностью в 14%, и плотностью энергии схожей со свинцово-кислотным аккумулятором.

Читайте также:
Теплая плитка для пола: плюсы и минусы


Наночастицы сульфида меди-цинка-олова

В более новых работах солнечное топливо изготовили в виде прозрачных плёнок, которые можно наклевать на лобовое стекло автомобиля. Ночью плёнки растапливают лёд за счёт энергии, набранной в течение дня. Скорость прогресса в этой области не оставляет сомнений, что солнечное тепловое топливо вскоре перенесётся из лабораторий в область привычных технологий.

Ещё один способ создания топлива напрямую из солнечного света (искусственный фотосинтез) разрабатывается исследователями из Иллинойсского университета в Чикаго. Их «искусственные листья» используют солнечный свет для превращения атмосферного углекислого газа в «синтез-газ», в смесь водорода и монооксида углерода. Синтез-газ можно сжигать или преобразовывать в более привычные виды топлива. Процесс помогает удалять лишний CO2 из атмосферы.

Команда из Стэнфорда создала прототип солнечной ячейки с использованием углеродных нанотрубок и фуллеренов вместо кремния. Их эффективность гораздо ниже коммерческих панелей, зато для их создания используется только углерод. В прототипе нет никаких токсичных материалов. Это более экологичная альтернатива кремнию, но для достижения экономической выгоды ей нужно поработать над эффективностью.

Продолжаются исследования и других материалов и технологий производства. Одна из многообещающих областей исследований включает монослои, материалы со слоем толщиной в одну молекулу (типа графена). Хотя абсолютная фотовольтаическая эффективность таких материалов невелика, их эффективность на единицу массы превышает привычные кремниевые панели в тысячи раз.

Другие исследователи пытаются изготавливать солнечные элементы с промежуточным диапазоном. Идея в том, чтобы создать материал с наноструктурой или особый сплав, в котором смогут работать фотоны с энергией, недостаточной для преодоления обычной ширины запрещённой зоны. В таком материале пара низкоэнергетических фотонов сможет выбить электрон, чего нельзя добиться в обычных твердотельных устройствах. Потенциально такие устройства будут более эффективными, так как задействуют больший диапазон длин волн.

Разнообразие областей исследования фотовольтаических элементов и материалов, и быстрый уверенный прогресс с момента изобретения кремниевого элемента в 1954 году вселяет уверенность, что энтузиазм принятия солнечной энергии не только сохранится, но и будет возрастать.

И эти исследования происходят как раз вовремя. В недавнем мета-исследовании было показано, что солнечная энергия по соотношению полученной энергии к затраченной, или по энергетической рентабельности, обогнала нефть и газ. Это существенный поворотный момент.

Мало сомнений в том, что солнечная энергия в результате превратится в значительную, если не в доминирующую, форму энергии как в промышленности, так и в частном секторе. Остаётся надеяться, что уменьшение необходимости в сжигании ископаемого топлива случится до того, как произойдёт необратимое изменение глобального климата.

Виды солнечных батарей: сравнительный обзор конструкций и советы по выбору панелей

Альтернативная энергетика максимально развивается в Европе, показывая результатами свою перспективность. Появляются новые виды солнечных батарей, повышается их КПД.

При желании обеспечить работу промышленного здания или жилого помещения за счет энергии солнца, необходимо предварительно узнать об отличиях оборудования, понять, какие солнечные панели подходят под климатические условия определенного региона.

Мы поможем разобраться в этом вопросе. В статье рассмотрен принцип работы фотоэлектрических преобразователей, приведен обзор разных видов солнечных батарей с указанием их характеристик, преимуществ и недостатков. Ознакомившись с материалом, вы сможете сделать правильный выбор для обустройства эффективной гелиосистемы.

Принцип работы солнечных панелей

Подавляющее большинство солнечных панелей являются в физическом смысле фотоэлектрическими преобразователями. Электрогенерирующий эффект возникает в месте полупроводникового p-n перехода.

Панель состоит из двух кремниевых пластин с различными свойствами. Под действием света в одной из них возникает недостаток электронов, а в другой – их избыток. Каждая пластина имеет токоотводящие полоски из меди, которые подсоединяются к преобразователям напряжения.

Промышленная солнечная панель состоит из множества ламинированных фотоэлектрических ячеек, скрепленных между собой и закрепленных на гибкой или жесткой подложке.

КПД оборудования зависит во многом от чистоты кремния и ориентации его кристаллов. Именно эти параметры пытаются улучшить инженеры последние десятилетия. Основной проблемой при этом является высокая стоимость процессов, которые лежат в основе очищения кремния и расположения кристаллов в одном направлении на всей панели.

Полупроводники фотоэлектрических преобразователей могут изготавливаться не только из кремния, но и из других материалов – принцип работы батареи при этом не изменяется.

Типы фотоэлектрических преобразователей

Классифицируют промышленные солнечные панели по их конструкционным особенностям и типу рабочего фотоэлектрического слоя.

Различают такие виды батарей по типу устройства:

Гибкие тонкопленочные панели постепенно занимают всё большую нишу на рынке благодаря своей монтажной универсальности, ведь установить их можно на большинстве поверхностей с разнообразными архитектурными формами.

По типу рабочего фотоэлектрического слоя солнечные батареи разделяются на такие разновидности:

  1. Кремниевые: монокристаллические, поликристаллические, аморфные.
  2. Теллурий-кадмиевые.
  3. На основе селенида индия- меди-галлия.
  4. Полимерные.
  5. Органические.
  6. На основе арсенида галлия.
  7. Комбинированные и многослойные.

Интерес для широкого потребителя представляют не все типы солнечных панелей, а только лишь первые два кристаллических подвида.

Хотя некоторые другие типы панелей и имеют большие КПД, но из-за высокой стоимости они не получили широкого распространения.

Кремниевые фотоэлектрические элементы довольно чувствительны к нагреву. Базовая температура для измерения электрогенерации составляет 25°C. При её повышении на один градус эффективность панелей снижается на 0,45-0,5%.

Далее будут подробно рассмотрены солнечные панели, которые представляют наибольший потребительский интерес.

Характеристики панелей на основе кремния

Кремний для солнечных батарей изготавливают из кварцевого порошка – размолотых кристаллов кварца. Богатейшие залежи сырья есть в Западной Сибири и Среднем Урале, поэтому перспективы данного направления солнечной энергетики практически безграничны.

Даже сейчас кристаллические и аморфные кремниевые панели занимают уже более 80% рынка. Поэтому стоит рассмотреть их более подробно.

Монокристаллические кремниевые панели

Современные монокристаллические кремниевые пластины (mono-Si) имеют равномерный темно-синий цвет по всей поверхности. Для их производства используется наиболее чистый кремний. Монокристаллические фотоэлементы среди всех кремниевых пластин имеют самую высокую цену, но обеспечивают и наилучший КПД.

Высокая стоимость производства обусловлена сложностью ориентации всех кристаллов кремния в одном направлении. Из-за таких физических свойств рабочего слоя максимальный КПД обеспечивается только лишь при перпендикулярном падении солнечных лучей на поверхность пластины.

Монокристаллические батареи требуют дополнительного оборудования, которое автоматически поворачивает их в течение дня, чтобы плоскость панелей была максимально перпендикулярна солнечным лучам.

Слои кремния с односторонне ориентированными кристаллами вырезаются из цилиндрического бруска металла, поэтому готовые фотоэлектрические блоки имеют вид закруглённого по углам квадрата.

К преимуществам монокристаллических кремниевых батарей относят:

  1. Высокий КПД со значением 17-25%.
  2. Компактность – меньшая площадь размещения оборудования из расчета на единицу мощности, в сравнении с поликристаллическими кремниевыми панелями.
  3. Долговечность – достаточная эффективность генерации электроэнергии обеспечивается до 25 лет.

Недостатков у таких батарей всего два:

  1. Высокая стоимость и длительная окупаемость.
  2. Чувствительность к загрязнению. Пыль рассеивает свет, поэтому у покрытых ею солнечных панелей резко снижается КПД.

Из-за потребности в прямых солнечных лучах монокристаллические солнечные панели устанавливаются в основном на открытых площадках или на высоте. Чем ближе местность к экватору и чем больше в ней солнечных дней, тем более предпочтительна установка именно этого типа фотоэлектрических элементов.

Поликристаллические солнечные батареи

Поликристаллические кремниевые панели (multi-Si) имеют неравномерный по интенсивности синий окрас из-за разносторонней ориентированности кристаллов. Чистота кремния, используемого при их производстве, несколько ниже, чем у монокристаллических аналогов.

Разнонаправленность кристаллов обеспечивает высокий КПД при рассеянном свете – 12-18%. Он ниже, чем в однонаправленных кристаллах, но в условиях пасмурной погоды такие панели оказываются более эффективны.

Читайте также:
Узоры на обоях - оригинальный декор своими руками

Неоднородность материала приводит и к снижению себестоимости производства кремния. Очищенный металл для поликристаллических солнечных панелей без особых ухищрений заливается в формы.

На производстве используются специальные технические приемы для формирования кристаллов, однако их направленность не контролируется. После остывания кремний нарезают слоями и обрабатывают по специальному алгоритму.

Поликристаллические панели не требуют постоянной ориентации в сторону солнца, поэтому для их размещения активно используются крыши домов и промышленных зданий.

К достоинствам солнечных батарей с разнонаправленными кристаллами относят:

  1. Высокая эффективность в условиях рассеянного света.
  2. Возможность стационарного монтажа на крышах зданий.
  3. Меньшая стоимость по сравнению с монокристаллическими панелями.
  4. Длительность эксплуатации – падение эффективности через 20 лет эксплуатации составляет всего 15-20%.

Недостатки у поликристаллических панелей также имеются:

  1. Пониженный КПД со значением 12-18%.
  2. Относительная громоздкость – требуется больше пространства для установки из расчета на единицу мощности в сравнении с монокристаллическими аналогами.

Поликристаллические солнечные панели завоевывают всё большую рыночную долю среди других кремниевых батарей. Это обеспечивается широкими потенциальными возможностями для удешевления стоимости их производства. Ежегодно увеличивается и КПД таких панелей, стремительно приближаясь к 20% у массовых продуктов.

Солнечные панели из аморфного кремния

Механизм производства солнечных панелей из аморфного кремния принципиально отличается от изготовления кристаллических фотоэлектрических элементов. Здесь используется не чистый неметалл, а его гидрид, горячие пары которого осаждаются на подложку.

В результате такой технологии классические кристаллы не образуются, а затраты на производство резко снижаются.

На данный момент существует уже три поколения панелей из аморфного кремния, в каждом из которых заметно повышается КПД. Если первые фотоэлектрические модули имели эффективность 4-5%, то сейчас на рынке массово продаются модели второго поколения с КПД 8-9%.

Аморфные панели последней разработки имеют эффективность до 12% и уже начинают появляться в продаже, но они пока ещё достаточно дорогие.

За счет особенностей данной производственной технологии, создать слой кремния можно как на жесткой, так и на гибкой подложке. Из-за этого модули из аморфного кремния активно используются в гибких тонкоплёночных солнечных модулях. Но варианты с эластичной подложкой стоят намного дороже.

Физико-химическая структура аморфного кремния позволяет максимально поглощать фотоны слабого рассеянного света для генерации электроэнергии. Поэтому такие панели удобны для применения в северных районах с большими свободными площадями.

Не снижается эффективность батарей на основе аморфного кремния и при высокой температуре, хотя они и уступают по этому параметру панелям из арсенида галлия.

Подытоживая, можно указать такие преимущества аморфных солнечных панелей:

  1. Универсальность – возможность изготовления гибких и тонких панелей, монтаж батарей на любые архитектурные формы.
  2. Высокий КПД при рассеянном свете.
  3. Стабильная работа при высоких температурах.
  4. Простота и надежность конструкции. Такие панели практически не ломаются.
  5. Сохранение работоспособности в сложных условиях – меньшее падение производительности при запыленности поверхности, чем у кристаллических аналогов

Срок службы таких фотоэлектрических элементов, начиная со второго поколения, составляет 20-25 лет при падении мощности в 15-20%. К недостаткам панелей из аморфного кремния можно отнести лишь потребность в бо́льших площадях для размещения оборудования требуемой мощности.

Обзор бескремниевых устройств

Некоторые солнечные панели, изготовленные с применением редких и дорогостоящих металлов, имеют КПД более 30%. Они в разы дороже своих кремниевых аналогов, но всё-таки заняли высокотехнологичную торговую нишу, благодаря своим особенным характеристикам.

Солнечные панели из редких металлов

Существует несколько типов солнечных панелей из редких металлов, и не все они имеют КПД выше, чем у монокристаллических кремниевых модулей.

Однако способность работать в экстремальных условиях позволяет производителям таких солнечных панелей выпускать конкурентоспособную продукцию и проводить дальнейшие исследования.

Основными сплавами, применяемыми для изготовления фотоэлектрических элементов, являются теллурид кадмия (CdTe), селенид индия- меди-галлия (CIGS) и селенид индия-меди (CIS).

Кадмий – токсический металл, а индий, галлий и теллур являются довольно редкими и дорогостоящими, поэтому массовое производство солнечных панелей на их основе даже теоретически невозможно.

КПД таких панелей находится на уровне 25-35%, хотя в исключительных случаях может доходить до 40%. Ранее их применяли в основном в космической отрасли, а сейчас появилось новое перспективное направление.

Из-за стабильной работы фотоэлементов из редких металлов при температурах 130-150°C их используют в солнечных тепловых электростанциях. При этом лучи солнца от десятков или сотен зеркал концентрируются на небольшой панели, которая одновременно генерирует электроэнергию и обеспечивает передачу тепловой энергии водяному теплообменнику.

В результате нагрева воды образуется пар, который заставляет вращаться турбину и генерировать электроэнергию. Таким образом солнечная энергия преобразуется в электрическую одновременно двумя путями с максимальной эффективностью.

Полимерные и органические аналоги

Фотоэлектрические модули на основе органических и полимерных соединений начали разрабатывать только в последнем десятилетии, но исследователи уже добились значительных успехов. Наибольший прогресс демонстрирует европейская компания Heliatek, которая уже оснастила органическими солнечными панелями несколько высотных зданий.

Толщина её рулонной пленочной конструкции типа HeliaFilm составляет всего 1 мм.

При производстве полимерных панелей используются такие вещества, как углеродные фуллерены, фталоцианин меди, полифенилен и другие. КПД таких фотоэлементов уже достигает 14-15%, а стоимость производства в разы меньше, чем кристаллических солнечных панелей.

Остро стоит вопрос срока деградации органического рабочего слоя. Пока что достоверно подтвердить уровень его КПД через несколько лет эксплуатации не представляется возможным.

Преимуществами органических солнечных панелей являются:

  • возможность экологически безопасной утилизации;
  • дешевизна производства;
  • гибкая конструкция.

К недостаткам таких фотоэлементов можно отнести относительно низкий КПД и отсутствие достоверной информации о сроках стабильной работы панелей. Возможно, что через 5-10 лет все минусы органических солнечных фотоэлементов исчезнут, и они станут серьезными конкурентами для кремниевых пластин.

Какую солнечную панель выбрать?

Выбор солнечных панелей для загородных домов на широте 45-60° не труден. Здесь стоит рассматривать лишь два варианта: поликристаллические и монокристаллические кремниевые панели.

При дефиците места предпочтение лучше отдать более эффективным моделям с односторонней ориентацией кристаллов, при неограниченной площади рекомендуется приобрести поликристаллические батареи.

Выбирать конкретного производителя, требуемую мощность и дополнительное оборудование лучше при участии менеджеров компаний, занимающихся продажей и установкой такого оборудования. Следует знать, что качество и цена фотоэлектрических модулей у крупнейших производителей отличаются мало.

Следует учитывать, что при заказе комплекта оборудования «под ключ», стоимость самих солнечных панелей будет составлять всего лишь 30-40% от общей суммы. Сроки окупаемости таких проектов составляют 5-10 лет, и зависят от уровня энергопотребления и возможности продажи излишков электроэнергии в городскую сеть.

Некоторые мастера предпочитают собирать солнечные батареи собственноручно. На нашем сайте есть статьи с подробным описанием технологии изготовления таких панелей, их подключению и обустройству отопительных гелиосистем .

Выводы и полезное видео по теме

Представленные видеоролики показывают работу различных солнечных панелей в реальных условиях. Также они помогут разобраться в вопросах выбора сопутствующего оборудования.

Правила выбора солнечных панелей и сопутствующего оборудования:

Виды солнечных панелей:

Тестирование монокристаллической и поликристаллической панелей:

Для населения и небольших промышленных объектов реальной альтернативы кристаллическим кремниевым панелям пока что нет. Но темпы разработки новых типов солнечных батарей позволяют надеяться, что скоро энергия солнца станет главным источником электроэнергии во многих загородных домах.

Всем заинтересованным в вопросе выбора и использования солнечных батарей предлагаем оставлять комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждениях. Форма для связи расположена в нижнем блоке.

11 лучших солнечных панелей

*Обзор лучших по мнению редакции expertology.ru. О критериях отбора. Данный материал носит субъективный характер, не является рекламой и не служит руководством к покупке. Перед покупкой необходима консультация со специалистом.

Читайте также:
Срок службы массивной доски, и от чего он зависит

Альтернативные способы получения электроэнергии все больше интересуют жителей нашей страны. Одним из наиболее перспективных направлений является превращение энергии солнца в электричество. Серьезного прогресса в этом плане удалось добиться ученым благодаря получению полупроводниковых пластин. Сегодня производителей солнечных модулей становится все больше, цены на их продукцию неизменно падают. Наряду с большими стационарными панелями покупателям предлагаются мобильные переносные батареи. Поэтому выбор становится сложнее, найти наиболее эффективный источник тока помогут рекомендации наших экспертов.

Как выбрать солнечную панель

КПД. Одним из главных критериев эффективности преобразования солнечной энергии в электричество является КПД панели. Чем он выше, тем лучше работоспособность модуля. Максимальный КПД (44,7%) демонстрируют разработки немецких ученых, он становится своеобразным маяком для остальных производителей. Для любительского использования подойдет модуль, КПД которого находится в диапазоне 10-20%.

Тип панели. Сегодня все солнечные панели можно разделить на две группы.

  1. Кремниевые батареи являются наиболее популярными, их доля в мире достигает 90%. Они имеют три подвида, которые отличаются КПД и ценой. Самыми доступными считаются поликристаллические панели. Основным элементом является кристалл, полученный охлаждением расплавленного кремния. Материал не самый чистый, его КПД достигает 15%. Монокристаллы представляют собой исключительно чистый кремниевый материал, который отличается высоким КПД (около 20%). Но цена таких панелей высока. Аморфные модули делаются из гидрида кремния (SiH4), их сильная сторона – высокая производительность в условиях ограниченной освещенности (дождь, запыленный воздух, сумерки, туман).
  2. Пленочные модули постепенно завоевывают свои позиции за счет гибкости и удобства применения. Такие модули можно резать ножом, огибать неровные основания, они тоньше и весят меньше. К недостаткам пленочных панелей специалисты относят меньшую мощность, подверженность атмосферному воздействию, высокую цену.

Назначение. Модельный ряд солнечных батарей достаточно широкий. Поэтому отталкиваться при выборе необходимо от назначения панели.

  1. Если ставится цель создания мини-электростанции, то предпочтение отдается мощным стационарным модулям с хорошей защитой от снега, дождя, мороза и т. д.
  2. Для организации освещения в турпоходе или для подпитки аккумуляторов смартфонов и планшетов требуются мобильные панели, удобные в транспортировке. Они доступны по цене, но обладают небольшой мощностью.

Качество изготовления. Каждой солнечной панели присваивается класс, который демонстрирует качество сборки.

  1. Ни одного дефекта не должны иметь модули с обозначением Grade A. Поэтому если продавец на АлиЭкспресс заявляет такой уровень качества, то при обнаружении незначительного дефекта можно открывать спор.
  2. Чаще всего в интернет-магазине АлиЭкспресс продаются солнечные батареи с маркировкой класс В. Это означает, что незначительные дефекты, не влияющие на работоспособность, допускаются.
  3. Если продукция позиционируется как класс С, то она может иметь сколы, неровные края или трещины.

Мы отобрали в обзор 11 лучших солнечных панелей. Приобрести их можно в российских магазинах или на китайской площадке АлиЭкспресс. При составлении рейтинга учитывалось мнение экспертов и отзывы потребителей.

Рейтинг лучших солнечных панелей

Номинация место наименование товара цена
Лучшие солнечные панели на российском рынке 1 Goal Zero Boulder 100 Briefcase 21 500 ₽
2 Feron PS0303 150W 31 020 ₽
3 Sunways ФСМ-200F 200 ватт 24В 27 800 ₽
4 AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно 21 785 ₽
5 SilaSolar (Double glass) 360 Вт 17 900 ₽
6 Delta BST 360-24 M 16 900 ₽
Лучшие солнечные панели с АлиЭкспресс 1 DOKIO FFSP-320M 24 178 ₽
2 ECO-WORTHY L02P100-N-2 9 338 ₽
3 BOGUANG 12001 11 228 ₽
4 EPSOLAR BPS 32-100 5 723 ₽
5 DOKIO FFSP-80W 6 422 ₽

Лучшие солнечные панели на российском рынке

На российском рынке появляется все больше привлекательных по цене солнечных панелей. Отечественные производители на равных конкурируют с зарубежными компаниями. Эксперты выбрали несколько перспективных моделей.

Goal Zero Boulder 100 Briefcase

Новинкой в модельном ряду солнечных панелей американской компании Goal Zero является модель Boulder 100 Briefcase. Она представляет собой двухсоставную конструкцию на основе панелей Boulder 50. Соединены между собой элементы с помощью поворотных петель, позволяющих сложить панель пополам. Так как размер источника тока в сложенном виде сопоставим с габаритами дипломата, то его можно брать с собой в поход или на дачу. Производитель предусмотрел как стационарную, так и временную установку. С помощью специальной опоры можно регулировать угол наклона, обеспечивая приборы электроэнергией мощностью до 100 Вт.

Солнечная панель становится победителем нашего рейтинга за монокристаллическую структуру, легкость, компактность и удобство в применении. К минусам можно отнести только высокую цену.

Достоинства
  • легкость и компактность;
  • удобство пользования;
  • влагостойкость;
  • качественное изготовление.
Недостатки
  • высокая цена.

Feron PS0303 150W

Портативная солнечная панель Feron PS0303 создана для зарядки автомобильных АКБ, аккумуляторов ноутбуков и смартфонов, осветительных приборов. Источник тока обеспечивает потребителей электроэнергией с напряжением до 17,6 В и мощностью 150 Вт. Производитель выбрал жесткую складную конструкцию, в рабочем состоянии она имеет длину 1340 мм и ширину 780 мм. Модель оснащена PWM контроллером заряда, в котором есть индикация уровня заряда. Свечение видно на расстоянии 20 м. Эксперты обращают внимание на функцию защиты аккумулятора от перезаряда, перегрузки и КЗ.

Пользователи довольны качеством российской солнечной панели, компактными размерами и небольшим весом (15,1 кг). Потенциальных покупателей волнует отсутствие в продаже контроллеров заряда и аккумуляторов.

Достоинства
  • высокая мощность;
  • складная конструкция;
  • защитные функции;
  • демократичная цена.
Недостатки
  • нет в продаже аккумуляторов и контроллеров.

Sunways ФСМ-200F 200 ватт 24В

Гибкий солнечный модуль Sunways ФСМ-200F относится к премиум сегменту, что говорит о высоком качестве его изготовления. Панель попадает в призовую тройку нашего рейтинга за применение монокристаллических элементов марки Grade A. Они гарантируют длительный срок службы при неизменно высокой производительности. Эксперты выделили несколько преимуществ модели. Это автоматическая пайка монокристаллов, двойной контроль качества, высокий КПД (17,6%). Китайский производитель предусмотрел защиту своего изделия от затопления, контактные коробки залиты специальным герметиком.

Потенциальных покупателей подкупает 10-летняя гарантия производителя, высочайшее качество сборки, легкость (4 кг). Из недостатков отмечается высокая цена и низкая стойкость к механическим повреждениям.

Достоинства
  • гибкость;
  • легкость;
  • высокое качество;
  • 10-летняя гарантия.
Недостатки
  • высокая цена;
  • низкая стойкость к механическим повреждениям.

AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно

Высокоэффективные фотоэлектрические панели AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно состоят из 60 монокристаллических элементов. Источник тока имеет класс качества Grade A, что и позволило ему попасть в наш рейтинг. Эксперты по достоинству оценили большой гарантийный срок (12 лет) немецкого производителя, высокий КПД модуля (17,83%). Лицевая сторона сделана из закаленного мелкорифленного стекла толщиной 3,2 мм. С обратной стороны наклеена композитная пленка. Алюминиевая рамка обеспечивает надежность конструкции.

Пользователи в отзывах лестно высказываются по поводу высокого качества соединительных разъемов, распределительной коробки и влагозащищенности. К недостаткам можно отнести большой вес (18 кг), из-за чего ограничивается сфера применения.

Достоинства
  • большой гарантийный срок;
  • немецкое качество;
  • 12-летняя гарантия;
  • надежная алюминиевая рамка.
Недостатки
  • большой вес;
  • высокая цена.

SilaSolar (Double glass) 360 Вт

Для обеспечения автономного энергоснабжения частного дома подойдет панель SilaSolar (Double glass) 360 Вт. Она сделана из монокристаллических элементов, которые расположены между листами закаленного стекла. Благодаря такой конструкции солнечный свет беспрепятственно попадает внутрь здания. Эксперты увидели в образце ряд преимуществ, например, панель не требует заземления, в ней нет металлических рамок. Модуль попадает в наш рейтинг и за высокий КПД (20%). Китайский производитель подтверждает высокое качество (Grade A) 10-летней гарантией.

Многих потенциальных покупателей привлекают технические параметры и ценовая доступность солнечного модуля. Сдерживает их пыл большой вес панели (28 кг) и сложность подбора аккумуляторов, контроллеров и инверторов.

Читайте также:
Современный декор для кухни: идеи и примеры на 70 красивых фото
Достоинства
  • прозрачная конструкция;
  • высокий КПД;
  • демократичная цена;
  • гарантия 10 лет.
Недостатки
  • большой вес;
  • сложно купить дополнительное оборудование.

Delta BST 360-24 M

По самой доступной цене реализуется на отечественном рынке солнечная панель Delta BST 360-24 M. Эксперты объясняют низкую стоимость применением передовых технологий на производстве. Один модуль состоит из 36 моно- и поликристаллических фотоэлементов. Производитель рекомендует использовать источник тока для обеспечения электроэнергией оборудования с рабочим напряжением 250-750 В. Заявленный КПД фотоэлектрического модуля достигает 18,65%. Благодаря применению качественных материалов и инновационных технологий получился модуль, отвечающий требованиям класса качества Grade А. Китайский производитель дает гарантию 10 лет.

Панель попадает в наш рейтинг за хорошие технические параметры. Подняться выше модулю не удалось из-за недолговечных фотоэлементов и большого веса (23 кг).

Достоинства
  • низкая цена;
  • качественная сборка;
  • высокий КПД;
  • устойчивость к нагрузкам.
Недостатки
  • большой вес;
  • недолговечные кристаллы.

Лучшие солнечные панели с АлиЭкспресс

Самые вкусные цены на солнечные панели предлагают китайские производители, используя для продажи площадку АлиЭкспресс. Среди большого количества моделей можно найти действительно качественные модули. Специалисты проанализировали ассортимент солнечных панелей в популярном интернет-магазине, выбрав несколько интересных изделий.

DOKIO FFSP-320M (ru.aliexpress.com/item/Dokio-300-18-Hiqh/32878736954.html)

Гибкая складная панель DOKIO FFSP-320M предназначена для обеспечения электроэнергией приборов вдали от цивилизации. Ее мощность достигает 300 Вт, а максимальный показатель напряжения составляет 18 В. Модуль состоит из четырех частей, в развернутом положении он имеет длину 2000 мм при ширине 500 мм. Учитывая небольшой вес (7,1 кг), проблем с транспортировкой панели не будет. Качество китайской разработки подтверждено Европейским сертификатом. Эксперты отмечают монокристаллические фотоэлементы, надежно соединенные друг с другом, а также алюминиевую рамку, придающие конструкции прочность. Модель становится победителем нашего рейтинга.

Пока реальных покупателей солнечной панели не так уж много. Нареканий к качеству продукта нет, только не всем сразу понятны указанные в описании размеры.

Достоинства
  • качественное изготовление;
  • монокристаллические фотоэлементы;
  • компактные размеры;
  • небольшой вес.
Недостатки
  • высокая цена.

ECO-WORTHY L02P100-N-2

Солнечный модуль ECO-WORTHY L02P100-N-2 представляет собой двухсоставную конструкцию мощностью 200 Вт. Габаритные размеры одной панели составляют 975х665 мм. За превращение солнечного света в электричество отвечают поликристаллические фотоэлементы. Они могут работать в широком диапазоне температур (-40. +80°С). Эксперты отмечают эффективность модели при низкой освещенности, надежную конструкцию с алюминиевым обрамлением. Производитель комплектует свое изделие удлинителем и дополнительной парой разъемов MC4 для подключения. Панель занимает второе место в нашем рейтинге, уступая победителю в производительности.

Реальных покупателей солнечного модуля на АлиЭкспресс пока мало, но товар может похвастаться средним рейтингом в 5 звезд.

Достоинства
  • компактность;
  • широкий рабочий диапазон температур;
  • надежность;
  • эффективность при низкой освещенности.
Недостатки
  • высокая цена за поликристаллы.

BOGUANG 12001

Для зарядки 12-вольтных аккумуляторов подойдет солнечный модуль BOGUANG 12001. Эксперты отметили такие достоинства источника энергии, как гибкость, тонкость (3 мм), качественное соединение монокристаллических фотоэлементов. Даже в пасмурную погоду солнечная панель генерирует энергию с напряжением 15 В. Модуль состоит из двух частей, каждая из них обладает мощностью 100 Вт. Все соединения выполнены во влагозащитном исполнении, яркий светодиод сигнализирует о степени зарядки. Модель попадает в призовую тройку нашего рейтинга.

Более 200 человек приобрели солнечные панели BOGUANG 12001 на сайте АлиЭкспресс. Большинство отзывов носят положительный характер, заказ приходит быстро, редко бывают повреждения в процессе транспортировки. Только реальная мощность каждой панели меньше заявленной (75 Вт).

Достоинства
  • доступная цена;
  • гибкость;
  • малая толщина;
  • быстрая доставка.
Недостатки
  • реальная мощность ниже заявленной.

EPSOLAR BPS 32-100

По самой привлекательной цене предлагается в китайском интернет-магазине солнечная панель EPSOLAR BPS 32-100. Заказать можно как один модуль мощностью 100 Вт, так и несколько панелей. Батарея создана на базе монокристаллов, которые обеспечивают эффективное преобразование энергии солнца в электрический ток. Производитель разработал уникальную технологию PECVD получения темно-синего нитрида кремния. Использование трафаретной печати помогло добиться точных размеров, надежное соединение фотоэлементов производится с помощью лазерной сварки. И передняя, и задняя поверхность сделаны из тончайшей пленки. Такая конструкция делает модуль гибким и водонепроницаемым.

Модель останавливается в шаге от призовой тройки, т. к. покупатели жалуются на повреждения панелей при транспортировке.

Достоинства
  • передовые технологии изготовления;
  • точные размеры;
  • качественная сборка;
  • доступная цена.
Недостатки
  • есть случаи повреждения при транспортировке.

DOKIO FFSP-80W

Доступной и компактной солнечной панелью является модель DOKIO FFSP-80W. Она складывается пополам, образуя сумку с ручками (подобно ноутбуку), что делает транспортировку удобной и безопасной. Модуль имеет компактные размеры (550х500х5 мм), небольшой вес (3,2 кг). Он создан на базе монокристаллов, закрытых закаленным стеклом с алюминиевым обрамлением. Максимальная мощность солнечной батареи ограничена 80 Вт, в комплекте идет контроллер на 12 и 24 В. Прибор может вырабатывать энергию при температуре окружающей среды -20. +40°С. Эксперты включили панель в наш рейтинг за мобильность и удобство использования.

Пользователи хвалят магазин за оперативную доставку, надежную упаковку, четкую обратную связь. Из недостатков отмечается небольшая мощность модуля.

10 лучших солнечных панелей

Характеристика в рейтинге

Для тех, кто пользуется электричеством на даче, много путешествует, рыбачит или просто хочет иметь независимый источник электричества, отличный вариант – солнечная панель. В зависимости от мощности и назначения они способны обеспечить энергией весь дом или служить переносной батареей для гаджетов и аккумуляторов.

Солнечные панели бывают разного размера и веса, но в целом они вполне удобные и легкие. Многие имеют специальную защиту от повреждений. Не стоит путать солнечные панели с коллекторами. Первые производят электричество из света, а вторые созданы для нагрева теплопроводной жидкости и отопления помещений. Основываясь на основных характеристиках, мы подобрали лучшие модели солнечных батарей.

ТОП-10 лучших солнечных панелей

10 Goal Zero Nomad 7 plus

Отличная складная портативная модель для зарядки гаджетов и многих других USB-устройств. Ее напряжение 5 В, а мощность 7 Вт. Размер 229x38x432 мм в разложенном виде, в разложенном 165×222,3×12,7 мм. Вес – всего 363 г. Подходит для разных типов зарядных устройств. У батареи есть два выхода для зарядки: обычный USB и разъем специально для фирменного зарядника Guide 10 Plus. Модель устойчива к влаге и пыли. Все составляющие солнечной панели произведены из качественных материалов по современным технологиям.

Батарея прикрепляется к рюкзаку на ремни, а в карман с молнией на чехле можно сложить провода. Этот же карман служит подставкой для размещения чехла на различных поверхностях. На передней панели есть индикатор интенсивности. В панель также встроена функция автоматического перезапуска зарядки. Прибор складывается, мало весит, поэтому его хранение и переноска никого не затруднят. Goal Zero Nomad 7 plus значительно облегчит вашу жизнь в длительных поездках, пеших туристических походах и путешествиях на дачу.

9 Feron PS0203 32233

Переносная солнечная панель, которая используется, чтобы заряжать телефоны, планшеты, портативные аккумуляторы, светодиодные лампы и другие приборы. В комплект входит USB-адаптер 5V DC. Максимальная мощность – 5 Вт. Размеры в сложенном виде 200x250x45мм, в раскрытом – 955x250x30мм. Изделие нужно беречь от попадания влаги. Работает при температуре от -10°C до +40°C.

Батарея имеет мягкую складную конструкцию, которая очень удобна и мобильна. Весит она всего 840 г. Модуль не доставит проблем, когда нужно будет его куда-то перевезти или хранить при неиспользовании. Панель сделана из качественного пластика и текстиля, служит долго при правильной эксплуатации. В отзывах покупатели описывают отличный функционал. Это хорошее приобретение для тех, кто много путешествует, любит выезжать на отдых за город или на рыбалку. Его также можно использовать при частом отключении электричества.

Читайте также:
Стоит ли делать горизонтальный дымоход: плюсы и минусы конструкции

8 FERON PS0101

Небольшая солнечная панель, которая применяется для поддержания заряда в автомобилях и других транспортных средствах. Способна работать в температурном режиме от -10 до +40°C. В комплекте с модулем идут кабели по 30 см, адаптер и присоски для закрепления на окне. Прикрепить FERON PS0101 можно на стекло, капот или крышу машины.

Степень защиты прибора IP20 – миниатюрная солнечная панель не пропускает пыль, но боится влаги. Поэтому рекомендуется для использования только в сухих теплых условиях: на крышу ее вывешивать не стоит. Необходимо бережно обращаться с модулем. Выходное напряжение панели – 20 В. Батарея поможет в дальних поездках, на природе и на даче, на рыбалке. Цена невысокая, так что точно не станет препятствием к покупке. Вы сможете приладить ее куда угодно без особого ущерба для кошелька.

7 Delta BST 360-24 M

Поликристаллический модуль высокого класса, который вырабатывает много энергии даже при небольшом солнечном излучении. Он превосходит многие модели с похожими характеристиками. Максимальное напряжение 39,8 B. Размер – 1950х990х40 мм, а вес – 23 кг. Панель используется на автономных электростанциях для приборов от 250 до 750 В. В комплекте кабель на 950 мм. Температура, при которой модуль можно использовать от -40°C до +85°C. Прибор обеспечит нужным количеством электроэнергии и зимой, и летом.

Панель прошла проверку качества. Она производительная и долговечная. Гарантия на нее 10 лет. У модели самая высокая мощность в рейтинге – 360 Вт. Это лучший показатель в рейтинге. Ее можно использовать в комплекте с другими панелями в загородных солнечных станциях – системах, призванных обеспечить электричеством от одного дома до целого жилищного комплекса.

6 FSM 200F

Солнечный модуль премиум-класса с монокристаллическими элементами и максимальным напряжением в 36,3 В. Номинальная мощность 200 Вт. Температура, которую панель может выдержать – от -40°C до +85°C – довольно большой размах. Имеет высокую степень защиты IP 65 – ей не страшны пыль и струи воды под любым углом. Поэтому панель просто мыть из шланга. Срок гарантии от производителя – 12 лет. Прибор сохраняет 90-80% процентов своей мощности на протяжении 25 лет. Его размеры 1435х796х2,5 мм, а вес – 4 кг.

Главное преимущество модуля – его гибкая основа. Благодаря ей батарею возможно размещать на поверхностях любой формы. Это делает ее универсальной для применения во многих сферах, где требуется автономный источник электричества. Например, на крышах домов, на автомобилях, небольших судах и т.д. Длина подключаемого кабеля – 900 мм. Солнечная панель FSM 200F рекомендована к применению независимыми экспертами Америки и Европы, ею пользуются во многих странах мира.

5 Woodland Mobile Power 40W

Портативный поликристаллический модуль с расширенной комплектацией, от которого напрямую заряжаются различные гаджеты, аккумуляторы, подключается освещение. Мощность панели 40 Вт, напряжение 18 В. Максимальный ток заряда 2,2А. Вес 3 кг. Размер в сложенном виде 350х330х30 мм, в разложенном 350х1520х10 мм.

Чехол из влагонепроницаемого материала складывается, что делает удобной транспортировку устройства и его хранение. Защитная подложка из RET материала бережет фотоэлементы от повреждения в процессе эксплуатации. Повесить модуль можно в разных положениях благодаря люверсам на чехле, а в кармашек положить провода. В наборе есть зажимы для подключения напрямую и десять штекеров для стандартных разъемов ноутбуков. Mobile Power 40W – модель, к которой одновременно подсоединяются несколько мощных устройств. Поэтому ее можно смело брать с собой в туристические походы и не бояться остаться без благ цивилизации.

4 DELTA SM 150-12-M

Монокристаллическая панель на 36 ячеек мощностью до 150 Вт. Номинальное напряжение 12 В. Этого хватит (при наличии оборудования для подключения), чтобы пользоваться на даче основными благами городской жизни. Например, подключить телевизор, электродрель, насос, сделать уличное и домашнее освещение, зарядить телефон или ноутбук и т.д. Напряжение оборудования может быть от 250 до 750 Вт. Можно практически ни в чем себе не отказывать. Размер батареи 1480х670х35 мм. Вес 12 кг. Панель изготовлена в соответствии с современными стандартами.

Модуль сделан из закаленного стекла, относится к высокому классу качества и рассчитан на долгий срок службы. При создании монокристаллической панели использовались алюминий и закаленное стекло, они помогают прибору не деформироваться даже в сложных погодных условиях. Производитель дает гарантию 10 лет. Покупатели выбирают этот товар за высокую эффективность (судя по отзывам, из него можно выжать даже больше, чем обещает производитель) и относительно небольшую цену, а также за морозостойкость. Прибор занимает немного места и способен работать даже в дождь.

3 Бастион SOLAR.BATTERY 15W

Фотоэлектрический модуль, который устанавливается на улице и может работать в температурном диапазоне от -40°C до +50°C. Его мощность 15 Вт – оптимально для радиоприемника, зарядки телефонов и планшетов, подключения освещения вдали от других источников электричества и подобных незатратных задач. Максимальный ток 0,84 А. Размер модели 450х300х162 мм, вес 4,1 кг.

Степень защиты IP56 – устройство пыленепроницаемое, способно выдержать длительное погружение в воду под давлением. Желательно использовать прибор вместе с блоками питания из серии SKAT-SOLAR. С помощью кронштейна батарею поворачивают в нужную сторону как горизонтально, так и вертикально. Поэтому модуль может быть очень производительным весь день независимо от расположения солнца. Главное – не забывать поворачивать его в нужную сторону. Лучшая производительность достигается при полном солнечном свете и перпендикулярном падении лучей на панель.

2 TOPRAY Solar TPS-102-15

Солнечная батарея с максимальным напряжением в 21 В и мощностью в 15 Вт. Ею заряжают аккумуляторы в транспорте. К ней подключаются энергосберегающие лампы, ноутбуки, телефоны, радиоприемники и подобные им слаботочные приборы. Устройство защищает прочный и герметичный алюминиевый корпус. Двойное стекло передней панели способно выдержать удар града до 25 мм диаметром. Размер 970x340x20 мм, вес 5,5 кг.

В комплекте есть переходник к прикуривателю и аккумуляторные зажимы. Батарея способна собирать свет не только в солнечную погоду, но и при некоторой облачности. Ее активные элементы созданы по тонкопленочной технологии, благодаря чему и возможен такой эффект. А еще меньше потеря мощности от нагревательных элементов, которые долго находятся под солнцем. Это устройство отличается также низкой ценой, что нравится покупателям, которые оставляют положительные отзывы и рекомендуют товар знакомым.

1 Солнечная батарея поликристаллическая 60 Вт

Поликристаллическая модель высшей категории качества TPS-107S(36)-60W от бренда TOPRAY Solar. Показывает высокие результаты даже при затенении в пасмурную погоду, собирая рассеянные лучи солнца. Максимальная мощность 80 Вт, напряжение 1000 В. Имеет 36 ячеек. Рама сделана из хромированного алюминия, а сама панель – из закаленного стекла, которое выдерживает даже удары града. В комплекте есть кабель длиной 1 м. Размеры 661х628х25 мм. Вес 5,3 кг – без труда можно использовать на передвижных объектах. Температурный режим от -40°C до +85°C.

Батарее не страшны высокие ветровые и снеговые нагрузки, а также воздействие аммиака и соли. Подключается к проводам через разъемы MC4. Использовать панель можно в загородных домах, для подзарядки уличных фонарей и аккумуляторов машин, в туристическом походе и т.д. Модель допущена к постоянному применению Калифорнийской энергетической комиссией и периодически проходит проверки. Заводская гарантия – 10 лет.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: