Солнечная энергия за последнее десятилетие из чего-то космического и крайне дорогого перешла в разряд вполне доступного и популярного источника питания. От солнечных батарей теперь заряжают телефоны в походах, работают ландшафтные светильники, загорается иллюминация и даже снабжаются электричеством целые здания. В статье расскажем про их виды, особенности и ответим на вопрос: «Стоит ли переплачивать за монокристалл?»

Разные виды – один принцип

На данный момент на рынке присутствуют монокристаллические, поликристаллические и тонкоплёночные модели. Они отличаются по форме кремниевых кристаллов, толщине, но работают по одному принципу. Лучи солнечного света воздействуют на свободные электроны фотоэлемента и заставляют их двигаться, а образующийся при этом электрический ток по проводам поступает к нагрузке или аккумулятору. Последний присутствует практически во всех схемах, так как позволяет накапливать энергию, которая обеспечивает пользователя электричеством в ночное время суток или при низком уровне освещения днём.

Тонкоплёночные или амфорные панели обладают наибольшей устойчивостью к повышенным температурам, то есть при нагревании их мощность снижается незначительно. Также они имеют достаточно высокую чувствительность при низком уровне освещённости. Однако содержание наименьшего количества кремния практически в два раза снижает их КПД по сравнению с кристаллическими модулями. Поэтому сейчас их основной сферой применения являются нишевые проекты интегрирования в здания солнечной энергии или мобильные устройства.

Основная «борьба» разворачивается между моно- и поликристаллическими моделями. Первые сделаны из единого кристалла чистого кремния, «выращенного» по методу Чохральского и отличаются однородностью структуры и цвета. Для производства вторых производится плавка кремниевого сырья, которое после обработки разливается в формы, затем нарезается на пластины квадратной формы. При этом панель получается с неоднородностью цвета, структуру, а также с небольшим количеством примесей.

Помимо внешних отличий у солнечных батарей имеются и другие особенности, изучив которые можно принимать решение о покупке:

• КПД у монокристаллических элементов достигает от 20 до 22%, у поликристаллических модулей этот показатель составляет от 15 до 18%. Это обусловлено тем, что при производстве последних помимо чистого сырья используют солнечные панели вторичной переработки, обрезки монокристаллов или кремниевые отходы металлургической промышленности.
• Размер и производительность у них также разнятся. При одинаковых габаритах чистый кремний будет вырабатывать примерно на 30% больше электричества, чем его «оппонент» с примесями.
• Срок службы солнечных батарей, созданных на основе монокристаллов, составляет около 30 лет, у поликристалла эта цифра в районе 20 лет, у аморфного кремния 7–20 лет. Чаще всего мощность падает приблизительно на 10% за 20 лет эксплуатации. Интересно то, что сами солнечные элементы отличаются практически неограниченным временем эксплуатации, демонстрируя отсутствие деградации на протяжении десятилетий. Выработка ресурса панелей происходит преимущественно из-за постепенного разрушения задней стенки модуля и герметичной прослойки, защищающего от попадания влаги внутрь конструкции. К негативным факторам, снижающим КПД панелей, также относится уменьшение прозрачности EVA плёнки между внешним стеклом и кремниевыми элементами.
• Воздействие повышенных температур лучше переносит поликристалл, демонстрируя меньшее снижения КПД.
• Цена на модули из кремниевого сырья ниже примерно на 10%, чем на панели из чистого кремния при сравнении одинаковых мощностей.

Проанализировав приведённые данные, делаем вывод:

• Поликристалл актуален если необходимо сэкономить бюджет и на объекте имеется большая площадь, которую можно отдать под установку панелей;
• Монокристалл стоит выбирать в случаях, когда ключевыми критериями являются максимальная производительность и длительный строк эксплуатации, помноженные на ограниченную площадь установки.