Сразу стоит отметить, что примерно 90% общего рынка солнечных батарей и порядка 95% рынка, заточенного под частный сектор, занимают фотоэлементы из кристаллического кремния.

Тонкоплёночная солнечная батарея: купить или нет?

Тонкоплёночные панели сегодня наименее распространены из-за своего низкого КПД, который пока не превышает 9%, а чаще всего находится на уровне 5%. Они изготавливаются по различным технологиям:

• Из аморфного кремния.
• Из теллурида кадмия.
• Из меди, индия, галлия и селенида.
• Из органических элементов.

Ни одна из вышеперечисленных технологий сегодня не достигла показателей кристаллического кремния, и хотя многие производители активно наращивают объёмы производства, на сегодняшний день данная технология не является выгодной для частного дома.

Преимущества тонкоплёночных панелей

• Низкая себестоимость по сравнению с кристаллическим кремнием.
• Однородность панелей, их эстетичность.
• Возможность гибкого монтажа и покрытия большой площади цельным материалом.
• Низкие потери при нагреве, а также на непрямых солнечных лучах.

Недостатки тонкоплёночных батарей

• Более низкий КПД требует увеличения площади солнечных батарей.
• Для монтажа большей площади панелей нужны большие опорные конструкции, больше кабелей. В итоге, стоимость конечной системы возрастает, несмотря на низкие затраты на фотоэлементы.
• Производители дают меньшую гарантию, что означает меньший срок службы по сравнению с кристаллическими фотоэлементами.

Возможности

Учитывая тенденции производителей, со временем КПД тонкоплёночных панелей может возрасти вплоть до 16%, но учитывая параллельный рост КПД систем с кремниевыми кристаллами, актуальность тонкоплёночных фотоэлементов остаётся сомнительной. Наиболее востребованы среди них – из теллурида кадмия. Именно они сегодня наращивают темпы производства и работают над модификациями и повышением КПД.

Поликристаллическая солнечная батарея: купить выгодней, чем монокристалл?

Сегодня это самые популярные солнечные панели. В их производстве используется поликристаллический кремний, который не требует применения затратного метода Чохральского. Это делает производство дешевле, а технологию доступней.

Преимущества поликристаллических панелей

• Более низкая стоимость солнечной батареи.
• Распространённость на рынке, больший выбор производителей.

Недостатки поликристаллических панелей

• Устойчивость поликристаллического кремния к высоким температурам ниже, чем у монокристаллического, и при работе на жаре батареи работают хуже. Это уменьшает срок службы, хотя и незначительно.
• КПД порядка 11-14%, что несколько ниже, чем у монокристаллических фотоэлементов.
• Меньший КПД предполагает использование большей площади фотоэлементов.
• Внешний вид панели неоднородный, хотя этот недостаток современные производители успешно устраняют.

Возможности

Если Вы планируете подключение фотоэлементов к инвертору и аккумулятору без контроллера, то купить поликристаллические солнечные батареи для дома предпочтительней, так как у них меньше максимальное напряжение и напряжение холостого хода. С подключением через контроллер, что более благоразумно, данный параметр не имеет особого значения. А вот низкая по сравнению с монокристаллическими панелями способность держать номинальное напряжение при снижении уровня освещённости, подталкивает к выбору второго варианта.

Монокристаллическая солнечная батарея: купить ли, или выбрать дешевле?

Отличие монокристаллических фотоэлементов в их однородности, которая обеспечивается путём выращивания монокристалла, распилкой на пластины и обработкой. В другом случае, применяют направленный рост монокристаллов с дальнейшей обработкой. По сравнению с поликристаллическими фотоэлементами, технология более сложная и затратная, что сказывается и на цене. Однако, из-за ряда преимуществ доля монокристаллических солнечных батарей с каждым годом растёт.

Преимущества монокристаллических солнечных батарей

• КПД самый высокий среди аналогов – 15-18%. Некоторые производители уже превысили и этот порог.
• Компактность размеров. До четырёх раз меньше, чем у тонкоплёночных с той же мощностью, до полутора раз – по сравнению с поликристаллическими.
• Высокая выходная мощность.
• Самый длительный срок эксплуатации. гарантия производителей составляет до 25 лет.

Недостатки монокристаллических панелей

• Самая высокая стоимость.
• Вся энергосистема должна быть освещена одинаково. Если часть фотоэлементов будет закрыта тенью, грязью, осадками, и т.д., то вся цепь потеряет мощность. Выходом из этой ситуации может стать установка микроинверторов вместо центральных.

Возможности

При стоимости примерно на 10-20% больше, чем у поликристаллических фотоэлементов, разница в КПД может достигать 30% в одном классе качества. Экспериментируя с методами и степенью очистки кремния, производители с каждым годом увеличивают этот разрыв.

Какие солнечные батареи купить лучше?

Слева на рисунке - монокристаллические панели, справа - поликристаллические

Сравнивая фотоэлектрические модули, прежде всего опирайтесь на параметр коэффициента выработки, который рассчитывается как отношение выходной мощности к номинальной. На этот показатель больше влияет технология производства, нежели тип фотоэлемента.

Всего параметров, по которым можно проводить сравнение типов солнечных батарей, 8:

• Коэффициент выработки.
• Коэффициент фотонной деградации.
• КПД солнечной панели.
• Температурный коэффициент мощности.
• Коэффициент снижения параметра мощности в зависимости от понижения параметра освещённости.
• Коэффициент фотоэлектрического преобразования.
• Цена.

Параметр	Монокристаллические солнечные панели	Поликристаллические солнечные панели
Коэффициент выработки	Зависим от качества и технологий производства, разнится у всех моделей, и рассчитывается в индивидуальном порядке.
КПД	15-20%	11-16%
Коэффициент фотонной деградации	Зависит от уровня бора и кислорода, которые и вызывают процессы деградации. У поликристаллических пластин меньше содержание кислорода, что снижает предрасположенность к деградации, но производители монокристаллических пластин снижают содержание бора, что несколько снижает КПД по сравнению с конкурентами, но уменьшает коэффициент деградации.
Температурный коэффициент мощности	-0,4%/°С - -0,5%/°С	-0,43%/°С - -0,5%/°С
Снижение мощности при снижении интенсивности освещения	Данный параметр примерно одинаков для обоих типов фотоэлементов.
Коэффициент фотоэлектрического преобразования (максимальное значение, достигнутое в лабораториях)	24,7%	20,3%
Цена	При сравнительно одинаковом качестве у одного производителя цена на монокристаллические фотоэлементы обычно на 10-15% выше, чем на поликристаллические.

Сравним также наиболее важные характеристики на примере модулей KV-220M и KV-220P производства ПАО “Квазар”.

Тип солнечной панели	Монокристаллическая  KV-220M	Поликристаллическая  KV-220P
Размеры	1665х997х40 мм	1665х997х40 мм
Мощность максимальная, Вт	220	220
Напряжение холостого хода, В	36,7	37
Напряжение рабочее, В	29	29,3
Ток рабочий, А	7,6	7,5
Ток короткого замыкания, А	8,45	8,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эффективность серийных (массовых) монокристаллических панелей в последнее время достигает 22%, а поликристаллических – 18%. Параметры модулей, описанных в таблице, почти не различаются, так как эффективная площадь монокристаллической панели меньше, чем поликристаллической, несмотря на одинаковые габаритные размеры.

Это объясняется различиями в технологии производства кремниевых пластин. Заготовки для изделий, подобных KV-220M нарезаются из выращенных в особых условиях монокристаллов цилиндрической формы. Поэтому углы пластин оказываются “срезанными”, т.е. скругленными. Пластины для KV-220P, и других такого же типа, изготавливаются из кристаллического слитка кремния прямоугольной формы, что влечет за собой уменьшение отходов материала и большую полезную площадь готового модуля. Кроме того, технологический процесс изготовления слитка проще и дешевле классического процесса выращивания монокристалла.

Вывод

Более популярны сегодня поликристаллические солнечные батареи для дома. Если у Вас могут быть проблемы с однородностью освещённости всей площади фотоэлементов, лучше отдать предпочтение им.

Если важно максимально эффективно использовать доступную площадь, и если нужно получить максимальную производительность, лучше выбирать монокристаллические панели.

Тонкоплёночные технологии сегодня не развиты в достаточной мере для того, чтобы достойно конкурировать с кремниевыми кристаллами по КПД. Они требуют большой площади, большего числа коммуникаций, более сложной конструкции и больших расходов на материалы при более низких затратах на сами фотоэлементы.