Күн панельдерінің түрлері: сіздің қажеттіліктеріңізге дұрыс таңдауға арналған достық нұсқаулық

Күн энергиясына көшуді ойлайсыз ба? Күн панельдерінің әртүрлі түрлерін түсіну үйіңіз немесе бизнесіңіз үшін саналы шешім қабылдауға көмектеседі.

Күн энергиясы – жаңартылатын энергия көздерін пайдаланудың, электр энергиясы төлемдерін азайтудың және көміртегі ізін азайтудың тамаша тәсілі. Күн панелінің дұрыс түрін таңдау арқылы сіз тиімділікті арттырып, қажеттіліктеріңізге ең қолайлысын таба аласыз.

Бұл мақалада сіз күн панелінің әр түрі, олардың қалай салыстырылатыны және таңдау кезінде нені ескеру керектігін білесіз. Бұл білім сізге күн энергиясын толық пайдалануға мүмкіндік береді.

Күн панельдерінің үш негізгі түрі

Күн панельдері - күн сәулесін электр энергиясына айналдыратын құрылғылар. 

Күн панельдері әдетте кристалды кремнийді және фосфор мен бор сияқты элементтерді қолданатын бірнеше фотоэлектрлік элементтерден тұрады. Күн сәулесі PV жасушаларына түскенде, ол электрондарды қоздырады, тұрақты ток (тұрақты ток) электр энергиясын өндіретін электр өрісін жасайды.

Олар әдетте массивтер немесе жүйелер деп аталатын топтарға орналастырылады. Толық фотоэлектрлік жүйеге күн панельдері, тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіруге арналған инвертор және кейде контроллерлер мен батареялар сияқты басқа компоненттер кіреді.

Күн батареяларын шатырларға, күн фермаларында орнатуға немесе әртүрлі құрылымдарға біріктіруге болады. Олар жиі электр желісіне қосылады, бірақ оларды автономды жүйелерде де пайдалануға болады.

Күн панельдерінің үш негізгі түрі бар: монокристалды, поликристалды және жұқа пленкалы панельдер.

Монокристалды күн панельдері

Монокристалды күн панельдері кремнийдің бір кристалдық құрылымынан жасалған фотоэлектрлік (PV) панельдің бір түрі болып табылады. Олар күн батареяларын қалыптастыру үшін пластинкаларға кесілген жоғары таза кремний құймаларынан жасалған. 

Монокристалды панельдердің екі түрі бар:

Пассивтелген эмитент және артқы контакт (PERC) панельдері: PERC панельдері ұяшық ішіндегі жарықты жақсырақ пайдалану арқылы тиімді.

Екі бетті панельдер: Екі жақты панельдер панельдің астындағы беттерден шағылысқан жарықты (альбедо) пайдалана отырып, панельдің екі жағынан жарықты сіңіре алады.

Монокристалды күн панельдері олардың жылтыр қара көрінісімен танымал, бұл оларды көптеген үй иелеріне эстетикалық жағымды етеді. Монокристалды панельдер тұрғын үйге де, коммерциялық мақсатқа да жарамды, соның ішінде төбедегі қондырғылар, көлік парктері және ауқымды күн фермалары.

Поликристалды күн панельдері

Поликристалды күн панельдері, сондай-ақ көп кристалды немесе көп кристалды күн панельдері ретінде белгілі, күн батареяларын қалыптастыру үшін бірге балқытылған кремний кристалдарының бірнеше фрагменттерінен жасалған фотоэлектрлік панельдің бір түрі. 

Поликристалды панельдердің ерекше көк түсі және мозаикаға ұқсайтын беті бар. 

Олар тұрғын үйге де, коммерциялық мақсатқа да жарамды, әсіресе құны басты назарда болса және кеңістік шектелмеген кезде.

Жұқа қабықшалы күн панельдері

Жұқа пленкалы күн панельдері - күн сәулесін электр энергиясына айналдыру үшін жарықты сіңіретін материалдың өте жұқа қабаттарын пайдаланатын фотоэлектрлік технологияның бір түрі. Олар шыны, пластик немесе металл сияқты субстратқа фотоэлектрлік материалдың бір немесе бірнеше жұқа қабаттарын салу арқылы жасалады.

Белсенді қабаттардың қалыңдығы әдетте бірнеше нанометрден бірнеше микронға дейін, дәстүрлі кристалды кремний күн батареяларына қарағанда әлдеқайда жұқа.

Жұқа пленкалы күн панельдерінің жалпы түрлеріне мыналар жатады:

• Аморфты кремний (a-Si):Монокристалды және поликристалды панельдердің құрамына ұқсас, бірақ бұл кремнийдің кристалды емес түрі.
• Кадмий теллуриді (CdTe): Бұл кадмий мен теллурдан түзілген тұрақты кристалды қосылыс.
• Мыс индий галлий селениді (CIGS): Бұл мыс, индий, галлий және селенден жасалған төрттік қосылыс жартылай өткізгіш.

Жұқа үлбірлі күн панельдері жеңіл болғандықтан, оларды орнату оңайырақ болуы мүмкін, кейбір түрлерінде оңай жағу үшін жабысқақ тірегі бар. Ол ғимаратқа біріктірілген фотоэлектрлік құрылғылар, портативті құрылғылар және кең ауқымды күн фермалары үшін өте қолайлы.

Күн панельдерінің айырмашылығы

Күн панельдерінің әртүрлі түрлерінің бірегей ерекшеліктері бар. Олардың айырмашылықтарын түсіну сіздің қажеттіліктеріңізге сәйкес келетінін таңдауға көмектеседі. Міне, күн панельдерінің үш түрінің арасындағы айырмашылықтар.

Тиімділік

• Монокристалды күн панельдері: Монокристалды панельдер үш түрдің ішінде ең тиімдісі болып табылады. Олардың тиімділігі әдетте 17% мен 22% аралығында болады. 

Монокристалды панельдердің жоғары тиімділігі олардың кремнийдің бір кристалдық құрылымынан жасалуымен байланысты, бұл электронды ағынды және энергияны жақсырақ түрлендіруге мүмкіндік береді. 

• Поликристалды күн панельдері: Монокристалды панельдермен салыстырғанда поликристалды панельдердің тиімділік диапазоны төмен. Олардың тиімділігі сирек 17%-ден асады. 

Поликристалды панельдердің төмен тиімділігі олардың бірге балқытылған бірнеше кремний фрагменттерінен құрастырылуына байланысты, бұл жасуша ішінде электрондардың қозғалысы үшін көбірек кедергілер жасайды.

Төмен тиімділігіне қарамастан, поликристалды панельдер соңғы жылдары жақсартуларды байқап, монокристалды панельдермен аралықты қысқартты. Бұл жетістіктер поликристалды панельдерді көптеген қондырғылар үшін өміршең және үнемді нұсқаға айналдырды.

• Жұқа пленкалы күн панельдері: Жұқа пленкалы панельдер әдетте үш түрдің ішінде ең төмен тиімділікке ие. 

Коммерциялық қол жетімді жұқа пленкалы панельдер әдетте 10% және 13% диапазонында тиімділікке ие. Дегенмен, жұқа пленка технологиясы соңғы жылдары айтарлықтай жетістіктерге жеткенін атап өту маңызды. Зертханалық прототиптер 23,4% дейін тиімділікке қол жеткізді, дегенмен бұл жоғары тиімді нұсқалар коммерциялық нарықта әлі қол жетімді емес.

Сыйымдылығы

• Монокристалды күн панельдері: Монокристалды панельдер әдетте үш түрдің ішінде ең жоғары сыйымдылыққа ие.

 Бүгінгі таңда нарықтағы монокристалды панельдердің көпшілігінің қуаты кемінде 320 ватт, кейбір үлгілерде 375 ваттқа дейін немесе одан жоғары болады. Бұл жоғары сыйымдылық олардың бір кристалды кремний құрылымына байланысты, бұл электронды ағынды және энергияны жақсырақ түрлендіруге мүмкіндік береді.

• Поликристалды күн панельдері: Поликристалды панельдер әдетте монокристалды панельдермен салыстырғанда төмен сыйымдылыққа ие.

 Олардың қуаты әдетте 240 ватт пен 300 ватт аралығында болады. Дегенмен, технологияның жетістіктері кейбір поликристалды панельдердің 300 ватттан жоғары қуат көрсеткіштеріне қол жеткізіп, монокристалды панельдермен аралықты қысқартуға әкелді.

• Жұқа пленкалы күн панельдері: Жұқа үлбірлі панельдер әдетте үш түрдің ішіндегі ең төмен сыйымдылыққа ие.

 Олардың қуаты қолданылатын нақты технологияға (аморфты кремний, кадмий теллуриді немесе мыс индий галий селениді) байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. 

Құны

• Монокристалды күн панельдері: Монокристалды панельдер әдетте үш түрдің ішіндегі ең қымбат опция болып табылады. Бұл жоғары баға, ең алдымен, олардың күрделі өндірістік процесіне және оларды өндіруде қолданылатын жоғары таза кремнийге байланысты.

Монокристалды панельдерді өндіру үлкен, цилиндрлік монокристалды кремний құймаларын жасауды қамтиды, содан кейін олар жұқа пластиналарға кесіледі. Бұл процесс энергияны көп қажет етеді және кейбір кремний қалдықтарын тудырады, бұл жоғары бағаға ықпал етеді. 

• Поликристалды күн панельдері: Поликристалды панельдер әдетте монокристалды панельдерге қарағанда арзанырақ. Бұл төмен баға қарапайым өндіріс процесіне және төменгі сортты кремнийді пайдалануға байланысты.

Поликристалды панельдерді өндіру шикі кремнийді балқытуды және оны төртбұрышты қалыпқа құюды қамтиды, содан кейін ол салқындатылады және вафлиге кесіледі. Бұл процесс монокристалды өндіріспен салыстырғанда энергияны аз қажет етеді және қалдық аз шығарады. 

• Жұқа пленкалы күн панельдері: Жұқа пленкалы панельдер, әдетте, ең арзан опция болып табылады. Дегенмен, олардың құны қолданылатын нақты технологияға (аморфты кремний, кадмий теллуриді немесе мыс индий галлий селениді) байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін.

Жұқа пленкалы панельдерді өндіру процесі кристалды кремний панельдерге қарағанда күрделі емес, фотоэлектрлік материалдың жұқа қабаттарын субстратқа қоюды қамтиды. Бұл процесс энергияны аз қажет етеді және аз материалды пайдаланады, бұл өндіріс шығындарының төмендеуіне ықпал етеді.

Шығындарды салыстыру кезінде панельдік бағаларды ғана емес, жалпы жүйе шығындарын да ескеру өте маңызды. Монокристалды панельдер бір ватт үшін қымбатырақ болғанымен, олар азырақ панельдерді қажет етуі мүмкін, бұл сөре, сымдар және жұмыс күші сияқты басқа жүйе құрамдастарының шығындарын азайтуы мүмкін. 

Ғарыш

• Монокристалды күн панельдері: Монокристалды панельдер үш түрдің ішінде кеңістікті ең тиімді пайдаланады. Олардың жоғары тиімділігі кішірек аймақта көбірек қуат өндіре алатынын білдіреді. 

Монокристалды панельдердің кеңістік тиімділігі әсіресе шатырдың кеңістігі жиі шектеулі болатын тұрғын үй қондырғыларында тиімді. Бұл үй иелеріне орнату аймағындағы шектеулер болса да күн энергиясын өндіруді барынша арттыруға мүмкіндік береді.

• Поликристалды күн панельдері: Поликристалды панельдер монокристалды панельдермен салыстырғанда төмен кеңістік тиімділігіне ие. Олардың тиімділігі әдетте 13%-ден 16%-ге дейін ауытқиды, яғни олар монокристалды панельдер сияқты бірдей энергия мөлшерін өндіру үшін көбірек орын қажет етеді.

Поликристалды панельдер көбірек орынды қажет еткенімен, айырмашылық айтарлықтай үлкен емес. Шатырдың жеткілікті кеңістігі бар көптеген тұрғын үй және коммерциялық қондырғылар үшін поликристалды панельдердің кеңістіктегі тиімділігі аздап төмен болуы олардың төмен құнымен өтелуі мүмкін, бұл оларды өміршең нұсқаға айналдырады.

• Жұқа пленкалы күн панельдері: Жұқа пленкалы панельдер, әдетте, үш түрдің ішінде ең төмен кеңістік тиімділігіне ие. 

Жұқа пленкалы панельдер кристалды кремний панельдері сияқты электр қуатын өндіру үшін айтарлықтай көбірек орынды қажет етеді. 

Дегенмен, олар икемді және жеңіл, бұл әр түрлі беттерге, соның ішінде қисық шатырларға немесе қасбеттерге орнатуға мүмкіндік береді. Кеңістік айтарлықтай шектеулер тудырмайтын кең ауқымды, жерге орнатылған қондырғыларда жұқа пленкалы панельдердің төмен құны олардың кеңістіктегі тиімділігінің төмендігіне қарамастан, оларды экономикалық тұрғыдан тиімді нұсқаға айналдырады.

Төзімділік

• Монокристалды күн панельдері: Монокристалды панельдер әдетте үш түрдің ішінде ең берік болып саналады. 

Кремнийдің бір кристалдық құрылымынан жасалған бұл панельдер біркелкі және тұрақты ішкі құрылымға ие, бұл олардың ұзақ өмір сүруіне ықпал етеді.

Ал монокристалды панельдерде қолданылатын жоғары таза кремний оларды қоршаған ортаның стресс факторларына төзімді етеді.

• Поликристалды күн панельдері: Поликристалды панельдер монокристалды панельдерге қарағанда біршама азырақ болса да, жеткілікті берік. 

Бір-біріне балқытылған бірнеше кремний фрагменттерінен жасалған, бұл монокристалды панельдермен салыстырғанда құрылымдық тұтастықты біршама төмендетуі мүмкін.

• Жұқа пленкалы күн панельдері: Жұқа пленкалы панельдер әдетте үш түрдің ішінде ең төмен төзімділікке ие. 

Субстратқа тұндырылған фотоэлектрлік материалдың жұқа қабаттары қоршаған ортаның зақымдалуына көбірек сезімтал болуы мүмкін.

Кейбір жұқа пленка технологиялары жоғары температурада және аз жарық жағдайында жақсы жұмыс істейді, бірақ жалпы алғанда, олар қоршаған орта факторларына көбірек сезімтал болуы мүмкін.

Күн панельдерін таңдаудағы ойлар

Күн панельдерін таңдағанда, сіздің ерекше қалауларыңыз бен қажеттіліктеріңізді ескеру өте маңызды.

Энергияға қойылатын талаптар:

Үй шаруашылығыңыздың энергия тұтынуын бағалаңыз. 

Орташа айлық тұтынуды анықтау үшін электр энергиясына шоттарды қарап шығыңыз. Бұл сізге қажет күн жүйесінің өлшемін анықтауға көмектеседі. Егер сізде жоғары қуат қажет болса, шектеулі кеңістікте қуат шығысын барынша арттыру үшін жоғары тиімді монокристалды панельдерге жүгінуіңізге болады.

Климат және ауа райы жағдайлары

Жергілікті климатты ескеріңіз.

Температурасы жоғары аймақтарда монокристалды панельдер әдетте төмен температура коэффициентіне байланысты жақсырақ жұмыс істейді. Бұл температура көтерілген сайын олар азырақ өнімділікті жоғалтады дегенді білдіреді. Егер сіз жиі бұлтты немесе бұлтты аймақта тұрсаңыз, жарық аз жағдайларда жақсы жұмыс істейтін панельдерді қарастырыңыз.

Төбенің сипаттамалары

Шатырыңыздың бағытын, бұрышын және құрылымдық тұтастығын ескеріңіз. 

Солтүстік жарты шарда оңтүстікке қарайтын шатырлар күн батареялары үшін өте қолайлы. Егер сіздің шатырыңыз оңтайлы бағытталмаған болса, оны өтеу үшін сізге жоғары тиімділік панельдері қажет болуы мүмкін. Сондай-ақ, шатырыңыз таңдалған панель түрінің салмағын көтере алатынына көз жеткізіңіз.

Нақты жағдайға қатысты осы факторларды мұқият қарастыра отырып, қажеттіліктеріңізге арналған ең жақсы күн панельдері туралы саналы шешім қабылдауға болады.