Sonnenkollektoren werden selten als einzige Stromquelle betrachtet, es gibt jedoch Gründe für deren Installation. So kann ein richtig ausgelegtes autonomes System bei wolkenlosem Wetter nahezu rund um die Uhr angeschlossene Elektrogeräte mit Strom versorgen. Allerdings werden gut ausgestattete Solarmodule, Batterien und Zusatzgeräte auch an einem bewölkten Wintertag die Kosten für die Bezahlung von Strom per Zähler deutlich senken.

BOB691774 Benutzer FORUMHOUSE

Ich verwende jetzt seit dem 2. Jahr Solarmodule von Elements. Ich war dazu gezwungen, weil in der Genossenschaft, in der sich meine Garage befand, der Strom für sehr lange Zeit abgeschaltet war. 2 Stück gesammelt. Jeweils 60 Watt, ich habe mir einen Controller und einen 1500-Watt-Wechselrichter gekauft. Völlige Unabhängigkeit ist einfach inspirierend. Es gibt Licht und Arbeit Handwerkzeuge macht Freude.

Richtige Organisation autonome Systeme Die Stromversorgung auf Basis von Sonnenkollektoren ist eine ganze Wissenschaft, aber basierend auf den Erfahrungen der Benutzer unseres Portals können wir darüber nachdenken allgemeine Grundsätze ihre Schöpfung.

Was ist eine Solarbatterie?

Bei einer Solarbatterie (SB) handelt es sich um mehrere Photovoltaikmodule, die über elektrische Leiter zu einem Gerät zusammengefasst sind.

Und wenn die Batterie aus Modulen (die auch Panels genannt werden) besteht, dann wird jedes Modul aus mehreren Solarzellen (die man Zellen nennt) gebildet. Die Solarzelle ist das Schlüsselelement im Herzen von Batterien und ganzen Solarsystemen.

Das Foto zeigt Solarzellen verschiedener Formate.

Und hier ist das zusammengebaute Photovoltaik-Panel.

In der Praxis werden Photovoltaikzellen in Verbindung mit zusätzlichen Geräten verwendet, die der Stromumwandlung für seine Speicherung und anschließende Verteilung an die Verbraucher dienen. Das Solarkraftwerk-Set für zu Hause umfasst die folgenden Geräte:

1. Photovoltaik-Module sind das Hauptelement des Systems und erzeugen Strom, wenn Sonnenlicht darauf trifft.
2. Ein Akku ist ein Energiespeicher, der es Ihnen ermöglicht, Verbraucher auch in den Stunden, in denen die Solaranlage diesen nicht erzeugt (z. B. nachts), mit alternativem Strom zu versorgen.
3. Der Controller ist ein Gerät, das für das rechtzeitige Aufladen der Batterien verantwortlich ist und gleichzeitig die Batterien vor Überladung und Tiefentladung schützt.
4. Ein Wechselrichter ist ein Konverter elektrischer Energie, mit dem Sie eine Leistung erzielen können Wechselstrom mit der erforderlichen Frequenz und Spannung.

Schematisch sieht ein mit Solarpaneelen betriebenes Stromversorgungssystem so aus.

Die Schaltung ist recht einfach, aber damit sie effektiv funktioniert, ist es notwendig, die Betriebsparameter aller daran beteiligten Geräte korrekt zu berechnen.

Berechnung von Photovoltaikmodulen

Das erste, was Sie wissen müssen, wenn Sie die Auslegung von Photovoltaik-Wandlern (PV-Modulen) planen, ist die Strommenge, die die an die Solarmodule angeschlossenen Geräte verbrauchen. Durch Summieren der Nennleistung zukünftiger Solarstromverbraucher, die in Watt (W oder kW) gemessen wird, können wir den durchschnittlichen monatlichen Stromverbrauch ableiten – Wh (kWh). Und anhand des erhaltenen Wertes wird die benötigte Leistung der Solarbatterie (W) ermittelt.

Bei der Berechnung des Gesamtstromverbrauchs sollten Sie nicht nur die Leistung der Elektrogeräte, sondern auch die durchschnittliche tägliche Betriebszeit jedes Geräts berücksichtigen.

Betrachten Sie beispielsweise eine Liste elektrischer Geräte, mit denen ein kleines Solarkraftwerk mit einer Leistung von 250 W Energie liefern kann.

Die Tabelle stammt von der Website eines der Solarmodulhersteller.

Es besteht eine Diskrepanz zwischen dem täglichen Stromverbrauch - 950 Wh (0,95 kWh) und dem Leistungswert der Solarbatterie - 250 W, die im Dauerbetrieb 6 kWh Strom pro Tag erzeugen soll (was deutlich mehr ist als angegeben). Bedürfnisse). Da es sich jedoch speziell um Solarmodule handelt, sollten wir bedenken, dass diese Geräte ihre Nennleistung nur bei Tageslicht (ca. 9.00 bis 16.00 Uhr) und selbst dann an klaren Tagen entwickeln können. Bei bewölktem Wetter sinkt auch die Stromproduktion spürbar. Und morgens und abends überschreitet die von der Batterie erzeugte Strommenge nicht 20–30 % des Tagesdurchschnitts. Darüber hinaus kann die Nennleistung jeder Zelle nur unter optimalen Bedingungen erreicht werden.

trans13 Benutzer FORUMHOUSE

Warum hat die Batterie eine Leistung von 60 W, produziert aber 30 W? Der Wert von 60 W wird von Zellherstellern bei einer Einstrahlung von 1000 W/m² und einer Batterietemperatur von 25 Grad festgelegt. Auf der Erde und insbesondere in Zentralrussland gibt es solche Bedingungen nicht.

All dies wird berücksichtigt, wenn bei der Auslegung von Solarmodulen eine gewisse Leistungsreserve berücksichtigt wird.

Lassen Sie uns nun darüber sprechen, woher die Leistungsanzeige kommt – 250 kW. Dieser Parameter berücksichtigt alle Korrekturen der Ungleichmäßigkeit der Sonneneinstrahlung und stellt gemittelte Daten basierend auf praktischen Experimenten dar. Nämlich: Messung der Leistung unter verschiedenen Batteriebetriebsbedingungen und Berechnung ihres durchschnittlichen Tageswerts.

Leo2 Benutzer FORUMHOUSE

Wenn Sie die Verbrauchsmenge kennen, wählen Sie Photovoltaikelemente basierend auf der erforderlichen Leistung der Module aus: Alle 100 W der Module erzeugen 400–500 Wh pro Tag.

Um den Strombedarf genauer zu bestimmen, müssen nicht nur die Leistung von Elektrogeräten, sondern auch zusätzliche Stromverluste berücksichtigt werden: natürliche Verluste aufgrund des Widerstands von Leitern sowie Verluste aufgrund der Energieumwandlung im Controller und Wechselrichter, die von der Effizienz dieser Geräte abhängen.

Bei den weiteren Berechnungen orientieren wir uns an den Daten aus der uns bereits bekannten Tabelle. Nehmen wir also an, dass der Gesamtstromverbrauch etwa 1 kWh pro Tag (0,95 kWh) beträgt. Wie wir bereits wissen, benötigen wir eine Solarbatterie mit einer Nennleistung von mindestens 250 W.

Nehmen wir an, dass Sie für den Zusammenbau funktionierender Module Photovoltaikzellen mit einer Nennleistung von 1,75 W verwenden möchten (die Leistung jeder Zelle wird durch das Produkt aus Strom und Spannung bestimmt, die von der Solarzelle erzeugt wird). Die Leistung von 144 Zellen, zusammengefasst in vier Standardmodulen (je 36 Zellen), beträgt 252 W. Im Durchschnitt erhalten wir aus einer solchen Batterie 1 - 1,26 kWh Strom pro Tag oder 30 - 38 kWh pro Monat. Dies ist jedoch an schönen Sommertagen der Fall; im Winter können selbst diese Werte nicht immer erreicht werden. Gleichzeitig kann das Ergebnis in nördlichen Breiten etwas niedriger und in südlichen Breiten höher ausfallen.

Baracud Benutzer FORUMHOUSE

Essen Sonnenkollektoren– 3,45 kW. Sie arbeiten parallel zum Netzwerk, sodass die Effizienz höchstmöglich ist:

• Juni 467 kWh.
• Juli 480 kWh.
• August 497 kWh.
• September 329 kWh.
• Oktober 305 kWh.
• November 320 kWh.
• Dezember 216 kWh.
• Januar 2014 bisher 126 kWh.

Diese Daten liegen etwas über dem Durchschnitt, da es mehr Sonne als üblich gab. Bei längerer Zyklondauer darf die Produktion im Wintermonat 100-150 kWh nicht überschreiten.

Bei den angegebenen Werten handelt es sich um die Kilowatt, die direkt aus Solarmodulen gewonnen werden können. Wie viel Energie den Endverbraucher erreicht, hängt von den Eigenschaften zusätzlicher Geräte ab, die in das Stromversorgungssystem eingebaut sind. Wir werden später darüber sprechen.

Wie wir sehen, kann die Anzahl der Solarzellen, die zur Erzeugung eines bestimmten Stroms erforderlich sind, nur näherungsweise berechnet werden. Für mehr genaue Berechnungen Es wird empfohlen, spezielle Akkus zu verwenden, die dabei helfen, die erforderliche Batterieleistung in Abhängigkeit von vielen Parametern (einschließlich der geografischen Lage Ihres Standorts) zu bestimmen.

Wie auch immer der Endwert der empfohlenen Leistung ausfällt, es ist immer notwendig, eine gewisse Reserve zu haben. Denn mit der Zeit nehmen die elektrischen Eigenschaften einer Solarbatterie ab (die Batterie altert). Über 25 Betriebsjahre beträgt der durchschnittliche Leistungsverlust von Solarmodulen 20 %.

Wenn es beim ersten Mal nicht möglich war, die Photovoltaik-Module richtig zu berechnen (und Laien stoßen sehr oft auf ein ähnliches Problem), ist dies kein Problem. Der fehlende Strom kann jederzeit durch den Einbau mehrerer zusätzlicher Fotozellen ausgeglichen werden.

Die Spannungs- und Stromstärke am Ausgang der Panels muss den Parametern des Controllers entsprechen, der an sie angeschlossen wird. Dies muss bereits bei der Planung des Solarkraftwerks berücksichtigt werden.

Arten von Photovoltaikzellen

Mit Hilfe dieses Kapitels werden wir versuchen, Missverständnisse über die Vor- und Nachteile der gängigsten Photovoltaikzellen auszuräumen. Dies erleichtert Ihnen die Auswahl der richtigen Geräte. Monokristalline und polykristalline Siliziummodule für Solarbatterien sind heute weit verbreitet.

So sieht eine Standard-Solarzelle (Zelle) eines monokristallinen Moduls aus, die durch ihre abgeschrägten Ecken unverkennbar zu erkennen ist.

Unten ist ein Foto einer polykristallinen Zelle.

Welches Modul ist besser? FORUMHOUSE-Benutzer sind aktiv. Manche glauben, dass polykristalline Module bei bewölktem Wetter effizienter arbeiten, während monokristalline Module an sonnigen Tagen eine hervorragende Leistung erbringen.

Gaara Benutzer FORUMHOUSE

Ich habe Mono - 175 W werden in der Sonne unter 230 W abgegeben. Aber ich lehne sie ab und wechsle zu Polykristallen. Denn wenn der Himmel klar ist, kann aus jedem Kristall Strom fließen, aber wenn es bewölkt ist, funktionieren meine überhaupt nicht.

Gleichzeitig wird es immer wieder Gegner geben, die nach praktischen Messungen die dargelegte Aussage völlig widerlegen.

Wojiao Benutzer FORUMHOUSE

Ich verstehe das Gegenteil: Polykristalle reagieren sehr empfindlich auf Verdunkelung. Sobald eine kleine Wolke über die Sonne zieht, spiegelt sich dies sofort in der erzeugten Strommenge wider. Die Spannung ändert sich übrigens praktisch nicht. Ein monokristallines Panel verhält sich stabiler. Bei guter Beleuchtung verhalten sich beide Panels sehr gut: Die angegebene Leistung beider Panels beträgt 50 W, beide geben 50 W ab. Von hier aus sehen wir, wie der Mythos verschwindet, dass Monopanels bei guter Beleuchtung mehr Leistung liefern.

Die zweite Aussage betrifft die Lebensdauer von Photovoltaikzellen: Polykristalline Zellen altern schneller als monokristalline Zellen. Betrachten Sie die offizielle Statistik: Die Standardlebensdauer monokristalliner Module beträgt 30 Jahre (einige Hersteller behaupten, dass solche Module bis zu 50 Jahre halten können). Gleichzeitig überschreitet die effektive Betriebsdauer polykristalliner Module 20 Jahre nicht.

Tatsächlich nimmt die Leistung von Solarmodulen (selbst bei sehr hoher Qualität) jedes Betriebsjahr um bestimmte Bruchteile eines Prozents (0,67 % – 0,71 %) ab. Darüber hinaus kann ihre Leistung im ersten Betriebsjahr sofort um 2 % bzw. 3 % (bei monokristallinen bzw. polykristallinen Modulen) sinken. Wie Sie sehen, gibt es einen Unterschied, der jedoch unbedeutend ist. Und wenn wir berücksichtigen, dass die dargestellten Indikatoren weitgehend von der Qualität der Photovoltaikmodule abhängen, kann der Unterschied überhaupt nicht berücksichtigt werden. Darüber hinaus sind Fälle bekannt, in denen billige monokristalline Module von nachlässigen Herstellern im ersten Betriebsjahr bis zu 20 % ihrer Leistung verloren haben. Fazit: Je zuverlässiger der Hersteller von Photovoltaikmodulen ist, desto langlebiger sind seine Produkte.

Viele Nutzer unseres Portals behaupten, dass monokristalline Module immer teurer seien als polykristalline. Bei den meisten Herstellern ist der Preisunterschied (bezogen auf ein Watt erzeugte Leistung) tatsächlich spürbar, was den Kauf polykristalliner Elemente attraktiver macht. Dem kann man nicht widersprechen, aber man kann auch nicht der Tatsache widersprechen, dass die Effizienz von monokristallinen Modulen höher ist als die von polykristallinen Modulen. Folglich haben polykristalline Batterien bei gleicher Leistung der Arbeitsmodule eine größere Fläche. Mit anderen Worten: Während der Käufer von polykristallinen Elementen preislich gewinnt, kann er an Platz verlieren, was ihm den auf den ersten Blick so offensichtlichen Vorteil nehmen kann, wenn nicht genügend freier Platz für die Installation eines Solarmoduls vorhanden ist.

Kapitän Deadly Benutzer FORUMHOUSE

Bei gewöhnlichen Einkristallen beträgt der Wirkungsgrad durchschnittlich 17–18 %, bei Poly etwa 15 %. Der Unterschied beträgt 2%-3%. Bezogen auf die Fläche beträgt dieser Unterschied jedoch 12–17 %. Bei amorphen Panels ist der Unterschied noch deutlicher: Mit einem Wirkungsgrad von 8-10 % kann ein monokristallines Panel halb so groß sein wie ein amorphes.

Amorphe Paneele sind eine weitere Art von Photovoltaikelementen, die trotz ihrer offensichtlichen Vorteile noch nicht sehr gefragt sind: geringer Leistungsverlust bei steigender Temperatur, die Möglichkeit, auch bei sehr schwachem Licht Strom zu erzeugen, die relative Billigkeit einer erzeugten kW-Energie , und so weiter. . Und einer der Gründe für ihre geringe Popularität liegt in ihrer sehr begrenzten Effizienz. Amorphe Module werden auch flexible Module genannt. Die flexible Struktur erleichtert die Installation, Demontage und Lagerung erheblich.

Quasseln Benutzer FORUMHOUSE

Bei der Auswahl von Arbeitselementen für den Bau von Solarmodulen sollten Sie sich zunächst auf den Ruf des Herstellers konzentrieren. Denn ihre tatsächlichen Leistungsmerkmale hängen von der Qualität ab. Auch die Bedingungen, unter denen die Installation von Solarmodulen durchgeführt wird, sollten Sie nicht aus den Augen verlieren: Wenn die für die Installation von Solarmodulen vorgesehene Fläche begrenzt ist, empfiehlt sich der Einsatz von Einkristallen. Wenn es nicht an Freiraum mangelt, dann achten Sie auf polykristalline oder amorphe Platten. Letzteres ist möglicherweise noch praktischer als kristalline Panels.

Ein weiterer Vorteil amorpher Paneele gegenüber kristallinen Paneelen besteht darin, dass ihre Elemente direkt in Fensteröffnungen eingebaut werden können (anstelle von herkömmlichem Glas) oder sogar zur Veredelung von Fassaden verwendet werden können.

Durch den Kauf fertiger Module von Herstellern können Sie den Bau von Solarmodulen erheblich vereinfachen. Für diejenigen, die lieber alles selbst herstellen möchten, wird in der Fortsetzung dieses Artikels der Prozess der Herstellung von Solarmodulen beschrieben. Außerdem planen wir in naher Zukunft, darüber zu sprechen, nach welchen Kriterien Batterien, Controller und Wechselrichter ausgewählt werden sollten – Geräte, ohne die keine einzige Solarbatterie vollständig funktionieren kann. Bleiben Sie dran für Updates zu unserem Artikel-Feed.

Das Foto zeigt 2 Panels: ein selbstgebautes monokristallines 180W (links) und ein polykristallines 100W vom Hersteller (rechts).

Das erfahren Sie im entsprechenden Diskussionsthema auf unserem Portal. Im entsprechenden Abschnitt erfahren Sie viel Interessantes insbesondere über alternative Energien und Solarmodule. In einem kurzen Video erfahren Sie mehr über die Hauptelemente eines Standard-Solarkraftwerks und die Besonderheiten der Installation von Solarmodulen.

Eine der häufigsten Fragen, die bei der Entscheidung für die Installation von Solarmodulen für den persönlichen Gebrauch auftauchen, ist, welche Solarmodule am effizientesten sind. Allerdings ist diese Formulierung nicht ganz richtig. Zunächst einmal spielt die wörtliche Antwort auf diese Frage für den Durchschnittsverbraucher keine Rolle. Versuchen wir herauszufinden, warum?

Tatsächlich ist die wichtige Frage nicht, wie man die effizientesten Solarmodule auswählt, sondern welche das beste Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. Wenn Sie auf Ihrem Dach Platz für die Installation von zehn Solarmodulen haben und die Wahl zwischen „A“-Solarmodulen haben, die etwas effizienter, aber doppelt so teuer sind wie „B“-Solarmodulen, dann ist die Ersparnis höchstwahrscheinlich höher Es empfiehlt sich, Paneele der Klasse „B“ zu wählen. Kurz gesagt besteht die Hauptaufgabe darin, herauszufinden, welche Optionen in einer bestimmten Situation verfügbar sind, und die wirtschaftlichen Auswirkungen jeder dieser Optionen zu analysieren.
Wenn Sie auf jeden Fall wirklich wissen wollen, welche Solarmodule (bzw. Solarmodule) am effizientesten sind, dann sind einige davon unten aufgeführt, zusammen mit dem Hersteller und dem Effizienzwert:

• Solarmodule mit einem Wirkungsgrad von 44,4 % von Sharp. Konzentrierende dreischichtige Solarmodule des weltweit führenden Solarzellenherstellers sind sehr komplex und werden aufgrund ihrer enormen Kosten nicht in Wohngebäuden oder öffentlichen Gebäuden eingesetzt. Grundsätzlich finden solche Solarmodule Anwendung in der Raumfahrtindustrie, wo Effizienz bei relativ geringer Größe und geringem Gewicht von großer Bedeutung ist;
• Solarmodule mit einem Wirkungsgrad von 37,9 % von Sharp. Diese dreischichtigen Solarmodule sind ein einfacheres Analogon zu den vorherigen, mit dem Unterschied, dass sie keine speziellen Vorrichtungen verwenden, um das Sonnenlicht auf das Modul zu konzentrieren. Dementsprechend ist der Preis solcher Panels niedriger als die Kosten dieser Geräte;
• Solarmodule mit einem Wirkungsgrad von 32,6 % vom spanischen Forschungsinstitut für Solarenergie (IES) und der Universität (UPM). Es handelt sich um noch einfachere Zweischichtmodule mit Solarkonzentrator, deren Einsatz in Wohngebäuden oder öffentlichen Gebäuden jedoch noch zu teuer ist.

Es gibt etwa ein Dutzend anderer Arten von Solarmodulen, die dieser Liste hinzugefügt werden könnten. Einige von ihnen haben einen sehr hohen Wirkungsgrad, sind aber sehr teuer, während andere recht günstig sind, aber einen sehr geringen Wirkungsgrad haben. Natürlich sind einige davon ineffektiv und teuer zugleich. Dennoch sind sie von gewissem Forschungsinteresse. Der Schlüssel liegt, wie bereits erwähnt, darin, das optimale Gleichgewicht zwischen Kosten und Effektivität zu finden.
Es besteht die Meinung, dass Solarbatterien heutzutage viel weniger wissenschaftliche Forschung gewidmet wird als Photovoltaikzellen, die die Grundlage der Technologie zur Herstellung von Solarzellen bilden – dafür verwenden Wissenschaftler vieler Institute und Universitäten weltweit ihre Zeit. Niemand wird überhaupt versuchen, eine Solarbatterie herzustellen, die aufgrund der geringen kommerziellen Attraktivität ihrer Komponenten – Solarmodule – nicht verkauft wird. Es gibt heute viele auf dem Markt verschiedene Arten Solarbatterien (genauer: Solarmodule) verschiedener Hersteller. Werfen wir also einen Blick auf die Spitzenreiter in den verschiedenen Kategorien:

• Die 36 % effizienten Solarmodule von Amonix halten den Gesamtleistungsrekord. Sie werden jedoch mit Konzentrationsgeräten hergestellt und nicht für Haushaltszwecke verwendet;
• Solarmodule mit einem Wirkungsgrad von 21,5 % des amerikanischen Unternehmens Sun Power stellten einen kommerziellen Effizienzrekord auf. Sun Power SPR-327NE-WHT-D-Solarmodule sind in Feldtests führend in puncto Effizienz. Auch die Solarmodule, die in diesem Test den zweiten und dritten Platz belegten, wurden von Sun Power entwickelt;
• Den Rekord in dieser Kategorie halten Dünnschicht-Solarmodule mit 17,4 % Wirkungsgrad von Q-Cells. Dünnschicht-Solarmodule sind weit verbreitet, jedoch nicht in Wohngebäuden. Q-Cells ist ein deutsches Unternehmen, das 2012 Insolvenz anmeldete und später vom koreanischen Unternehmen Hanwha übernommen wurde;
• Die 16,1 % effizienten Cadmium-Tellur (CdTe)-Photovoltaik-Dünnschicht-Solarmodule von First Solar sind führend in ihrer Kategorie. Auch hier werden auf solchen Modulen basierende Solarzellen in der Regel nicht für Haushaltszwecke verwendet, tragen aber dazu bei, dass das Unternehmen eine hohe Position unter den Solarzellenherstellern behauptet. Das amerikanische Unternehmen FirstSolar war führend in der Produktion von Solarmodulen auf dem amerikanischen Markt und belegte im vergangenen Jahr den zweiten Platz in der Weltrangliste. Trotz des eher geringen Wirkungsgrades von 16,1 % in dieser Kategorie sind die Solarmodule von First Solar relativ günstig optimale Wahl für viele Branchen;
• Das letzte Beispiel, das zeigt, dass die Liste der effizientesten Solarmodule sehr lang ist und sich nicht auf die oben genannten Beispiele beschränkt, sind flexible Solarmodule mit einem Wirkungsgrad von 15,5 % von der Firma MiaSole, einem Marktführer in dieser Kategorie. Natürlich werden für manche Zwecke nicht nur Solarmodule benötigt, sondern flexible Solarmodule. Aber das ist wahrscheinlich nicht Ihr Fall...

Zusammenfassend raten wir Ihnen, sich bei der Auswahl von Solarmodulen für Ihre Bedürfnisse nicht auf hypothetische und irrelevante Vorteile zu konzentrieren. Vergessen Sie den Versuch, sich zu entscheiden. effizienteste Solarmodule" Suchen Sie nach Modulen, die eindeutig einem bestimmten Zweck dienen, anstatt nach Solarmodulen zu suchen, die für NASA-Satelliten entwickelt wurden.
Die vom US-amerikanischen National Renewable Energy Laboratory erstellte Grafik zeigt deutlich die große Vielfalt der Solarzellentechnologien und ihre jeweiligen Errungenschaften in Bezug auf Effizienz.

Heutzutage erfreuen sich alternative Methoden zur Stromversorgung eines Sommerhauses oder einer Hütte immer größerer Beliebtheit. Eine der beliebtesten Quellen der autonomen Energieversorgung ist ein Solarpanelsystem. Das Funktionsprinzip von Solarmodulen ist allen existierenden Typen gemeinsam.

Auf atomarer Ebene besteht ein Halbleiterwafer aus zwei Schichten. Die N-Schicht enthält Atome mit zusätzlichen Elektronen, während den Atomen in der P-Schicht Elektronen fehlen. Sonnenlicht katalysiert die Trennung freier Elektronen in der ersten Schicht und ihren Fluss in die zweite. Im Leiter zwischen den Schichten entsteht ein elektrischer Strom. Seine Stärke hängt von der Art der Halbleiter ab. Batteriemodule können aus unterschiedlichen Materialien und auf unterschiedliche Weise hergestellt werden.

Solarmodule können also sein:

• Silizium;
• Film.

Jeder dieser Typen kann in Untertypen unterteilt werden; wir werden im Artikel ausführlich über jeden Untertyp sprechen und darüber, wie man eine Solarbatterie richtig und für den vorgesehenen Zweck auswählt.

Auswahlkriterien

Bei der Auswahl einer Art von Solarmodulen für ein Haus orientiert sich der Käufer immer an drei Hauptkriterien:

1. Preis eines Satzes Solarpaneele;
2. ihre Effizienz;
3. Umweltsauberkeit.

Beachten Sie: Preis und Effizienz hängen auch von der Anzahl der Paneele ab, daher ist es wichtig, diese richtig zu berechnen.

Jeder Punkt hängt von den anderen beiden ab und Design-Merkmale im Bausatz enthaltene Paneele.

Der Preis richtet sich nach der Art der Batterien und Zusatzausrüstung im System enthalten. Es ist schwierig, eine genaue Zahl zu nennen, da es viele Arten gibt. Aber wir können ein Beispiel für einen durchschnittlichen Bausatz in Bezug auf Parameter und Kosten geben, der sich gut für die Stromversorgung eines Sommerhauses eignet.

Das Kit enthält:

• vier polykristalline Typen, die 900 $ kosten;
• Controller (erforderlich, um die Lade- und Entladevorgänge von Batterien zu automatisieren), der Preis beträgt 250 $;
• ein Wechselrichter (wandelt Gleichstrom von Batterien in Wechselstrom um) kostet 970 $;
• Zwei Batterien kosten 870 US-Dollar.

Insgesamt – 2990 Dollar.

Gut zu wissen: Die günstigsten Solarmodule sind Dünnschicht-Solarmodule. Aber bisher sind sie schwer im Angebot zu finden.

Je besser die Solarmodule sind, desto höher ist ihr Wirkungsgrad. Alle Arten von Solarmodulen bieten unterschiedliche Wirkungsgrade. Die Funktionalität jedes Batterietyps wird im entsprechenden Abschnitt des Artikels ausführlich besprochen.

Sehen wir uns nun als Beispiel an, wie effektiv das oben beschriebene Kit ist.

Die Leistung der darin enthaltenen Photovoltaikmodule erreicht 1000 W.
Monatliche Energieproduktion – 125 kW/h.
Die zulässige Belastungsstufe beträgt 2,8 kW.

Beachten: Der Rekordwirkungsgrad von Solarmodulen wurde von deutschen Ingenieuren erreicht. Es erreichte 44,7 %. Diese Leistung reicht mehr als aus, um ein kleines Häuschen mit Strom zu versorgen.

„Die einzige schädliche Wirkung dieser Energiequellen ist die Freisetzung giftiger Stoffe bei ihrer Herstellung. Die Rede ist von Chemikalien wie Cadmium. Dieser Schaden kann jedoch minimiert werden, wenn Sie den Modulentsorgungsprozess richtig angehen.“

Aus dieser Sicht sind die Elemente auf der Basis von Cadmiumtellurid die unsichersten, auf die weiter unten eingegangen wird. Da solche Batterien jedoch nur schwer im Handel zu finden sind, lohnt es sich kaum, dieses Problem näher zu betrachten.

Siliziumplatten

In der Einleitung wurde gesagt, dass sie in Silizium und Folie unterteilt werden.

Dieses Material dient als Grundlage für das Aufbringen von Schichten aus N- und P-Stoffen, zwischen denen Strom erzeugt wird.

Gut zu wissen: Etwa 90 % aller Solarzellen auf der Welt bestehen aus Silizium.

Siliziumpaneele wiederum lassen sich in drei Hauptuntertypen einteilen:

1. Polykristalline Siliziumplatten.
2. Monokristalline Panels.
3. Amorphe Module.

Welcher besser ist, wird nach einer detaillierten Analyse jedes Typs deutlich, die weiter unten folgt.

Für die Herstellung polykristalliner Panels wird nicht der reinste Siliziumkristall verwendet. Es entsteht durch Abkühlen von geschmolzenem Silizium.

Äußerlich erkennt man einen Polykristall an der heterogenen Farbe seiner Oberfläche. Es enthält verschiedene Blautöne, von Dunkelblau bis Hellblau. Der Wirkungsgrad solcher Platten liegt bei etwa 15 %.

Achtung: Wenn Sie preiswerte Photovoltaik-Elemente für Haus und Garten benötigen, dann beste Lösung Sie werden nichts Besseres als Polykristall finden. Sie kosten weniger als monokristalline Siliziumpaneele und sind in der Lage, das Haus mit ausreichend Strom zu versorgen.

Geschmolzenes Silizium verfestigt sich bei Kontakt mit dem Samen und bildet das reinste Material. Das Produkt erhält eine zylindrische Form, aus der dann die dünnsten Platten geschnitten werden.

Der Wafer-Herstellungsprozess ist sehr teuer, daher kosten Solarmodule viel. In solchen Wafern sind Siliziumatome so ausgerichtet, dass ihre Elektronen leichter ihre Bahnen verlassen können. Dadurch erreicht die Batterieeffizienz 20 %. Dies ist eine ausgezeichnete Option sowohl für ein Sommerhaus als auch für einen Wohnraum.

Beachten: Wenn es die Mittel zulassen, gibt es keine besseren als monokristalline Batterien. Sie arbeiten 25 Jahre lang effektiv und verringern ihre Effizienz schrittweise um nicht mehr als 20 %.

Batterien aus amorphem Silizium meistern ihre Aufgabe auch bei bewölktem Wetter. Die folgenden Bedingungen sind für diesen Batterietyp normal:

• staubige Luft;
• Regen;
• Sonnenuntergang;
• Dämmerung.

Die Elemente basieren auf Hydrogenkieselsäure (SiH4). Silizium wird einer elektrischen Entladung ausgesetzt. Es verdunstet und setzt sich in einer dünnen Schicht von höchstens 1 Mikrometer auf dem Untergrund ab.

Das Substrat kann aus kostengünstigen Materialien bestehen wie:

• Metall;
• Polymerfilm;
• Keramik;
• Qualitätsglas.

Filmbatterien

Erhältlich in Rollen, die über große Flächen verteilt werden können.

IN In letzter Zeit Auf dem Vormarsch sind neue Solarzellen, die nicht auf einem massiven Glas- oder Metallsubstrat, sondern auf einer Polymerfolie basieren.

Dieser Batterietyp hat folgende Vorteile:

1. Es kann in Stücke geschnitten werden.
2. Passen Sie es an jede Größe und Form an.
3. Es kann verwendet werden, um ein Dach mit sanften Kurven abzudecken.
4. Es wiegt viel weniger als andere Arten von Solarmodulen.

Es gibt aber auch Nachteile:

1. Batterien sind nicht so leistungsstark wie Siliziumbatterien.
2. Sie sind anfälliger gegenüber Umwelteinflüssen.
3. Leider ist es noch nicht einfach, ähnliche Produkte im Angebot zu finden, aber ihre Produktion wird sehr aktiv aufgebaut und es besteht kein Grund zu bezweifeln, dass in naher Zukunft jeder einen Roll-on-Akku kaufen kann.

Filmbatterien werden unterteilt in:

• Module auf Basis von Cadmiumtellurid;
• Platten auf Kupfer-Indiumselenid-Basis;
• Polymerfolienbatterien.

Batterien auf Cadmiumtellurid-Basis können nicht nur auf Hausdächern, sondern auch auf Transportern, Verkaufsständen und sogar auf Kleidungsstücken geklebt werden.

Diese Batterien werden durch die Abscheidung von Cadmiumthermalid auf einer Folie hergestellt. Die Substanz wird in einer dünnen Schicht von nur wenigen zehn Mikrometern aufgetragen. Die nächste Schicht ist ein Netzwerk von Leitern, mit dem Sie der Batterie Strom entziehen können.

Eine so erstellte Batterie kann leistungstechnisch nicht mit Siliziummodulen mithalten. Sein Wirkungsgrad beträgt nur 10 %. Aber es kostet viel weniger und wird daher zweifellos sein Publikum finden.

Panels auf Basis von Kupfer-Indium-Selenid haben in naher Zukunft alle Chancen, ein unveränderlicher Bestandteil fast jedes Geräts zu werden Mobiltelefon zum Flugzeug.

Die zur Herstellung dieser Panels verwendete Technologie heißt CIGS (das Akronym steht für die chemische Verbindung Cu(In,Ga)Se2). Die darin enthaltenen Halbleiter bestehen aus Elementen wie:

• Kupfer;
• Gallium;
• Selen;
• Indium.

Es gibt einige technische Probleme, die eine ausreichend kostengünstige Herstellung derartiger Folienmodule nicht zulassen. Obwohl sie mehr kosten als Cadmiumtellurid-Batterien, sind sie effizienter. Ihr Wirkungsgrad erreicht 15 %.

Die Produktion von Polymermodulen wurde in Dänemark etabliert und die Folie wird wahrscheinlich bald in unserem Land verkauft.

Eine weitere relativ neue Filmbatterie heißt „Polymer“. Die Produktion begann bei Mekoprint A/S.

Die aktive Schicht der Folie besteht aus einem Polymer. Es ist mit einer Schicht aus Aluminiumelektroden bedeckt. Diese Schichten befinden sich auf einem organischen Film. Außen sind sie mit einer Schutzschicht überzogen.

Der Preis des Filmmoduls ist nicht hoch, aber die Effizienz ist den bisherigen Optionen deutlich unterlegen.

Überprüfen Sie die Ergebnisse

Solarmodule amortisieren sich auf jeden Fall innerhalb von 25 Jahren nach ihrer Lebensdauer. Dies lässt sich leicht überprüfen, indem Sie berechnen, wie viel Sie für Strom an den Staat zahlen.

Die beiden Haupttypen mit der höchsten Effizienz sind polykristalline und monokristalline Batterien. Sie können nach folgenden Kriterien auswählen:

1. Vom Aussehen her: Eine monokristalline Batterie hat weniger Strom als eine polykristalline Batterie gleicher Leistung.
2. In Bezug auf die Effizienz: Einkristalle haben weniger Energieverlust und höhere .
3. Preislich: Einkristall ist teurer, der Preisunterschied beträgt etwa 10 %.

Wenn niedrige Kosten Priorität haben, können Sie sich für amorphe Batterien für Ihr Zuhause entscheiden. Darüber hinaus sind sie an Orten wirksam, an denen das Wetter häufig bewölkt ist, da sie bei diffusem Sonnenlicht funktionieren.

Filmbatterien sind noch günstiger, bieten aber eine geringere Effizienz und sind immer noch schwer im Handel zu finden; die Produktion hat gerade erst begonnen. Sie sollten verwendet werden, wenn das geringe Gewicht der Struktur und die Möglichkeit, das Paneel auf jeder Oberfläche zu befestigen, wichtig sind.

Batterie- ein wesentlicher Bestandteil eines Kraftwerks, das Sonnenenergie in elektrische Energie umwandelt. Die Hauptfunktion der Batterie ist die Speicherung von Energie und deren anschließende Freisetzung. Tatsache ist, dass eine Solarbatterie nur bei Sonnenlicht, also bei Tageslicht, funktionieren kann.

Mit anderen Worten: Bei bewölktem Wetter oder nachts wird keine Energie erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Batterie Energie ab. Begriff Batterielebensdauer Die Solarbatterie wird durch die Energiekapazität der Batterie bestimmt.

Ein weiterer wichtiger Parameter dieses Elements eines Solarkraftwerks ist neben der Kapazität die größte Anzahl von Volllade- und Vollentladungszyklen der Batterie sowie die mögliche Betriebsdauer.

Unter Berücksichtigung einiger Betriebsmerkmale eines Solarkraftwerks werden an seine Batterien folgende Anforderungen gestellt:

1. Lange Ladezeit, also die Zeit, in der der Akku vollständig aufgeladen ist.
2. Je niedriger der Selbstentladungswert, desto besser. Unter Selbstentladung versteht man den Energieverlust, den die Batterie selbst zulässt.
3. Fähigkeit, einer großen Anzahl vollständiger Lade- und Entladezyklen standzuhalten.
4. Der Temperaturbereich, in dem die Batterie problemlos betrieben werden kann. Je höher dieser Indikator ist, desto besser.
5. Batteriewartung. Je weniger Tätigkeiten bei der Wartung eines bestimmten Elements einer Solaranlage durchgeführt werden müssen, desto besser.

Heutzutage werden spezielle Batterien speziell für Solarmodule hergestellt. Solche Batterien erfüllen alle oben genannten Anforderungen. Im Gegensatz zu anderen Batterien zeichnen sie sich durch eine geringe Selbstentladungsrate sowie eine geringe Empfindlichkeit beim Laden und Entladen aus bzw. ihre Betriebseffizienz und Lebensdauer sind hoch.

Batterietypen und ihre Eigenschaften

Starterbatterien

Sie sollten diesen Typ nur wählen, wenn der Ort, an dem die Batterie installiert wird, über eine gute Belüftung verfügt. Dieser Batterietyp, der für den Betrieb als Teil eines Solarkraftwerks konzipiert ist, weist eine relativ hohe Selbstentladungsrate auf. Sie werden dort eingesetzt, wo die Solarbatterie unter schwierigen Bedingungen betrieben werden muss.

Batterien mit Klebeplatten

Solche Geräte können als die beste Option in Fällen bezeichnet werden, in denen eine ständige Wartung des Systems nicht möglich ist. Darüber hinaus sind Gel-Batterien unverzichtbar, wenn sie in einem schlecht belüfteten Bereich installiert werden. Allerdings können solche elektrischen Energiespeicher nicht als Budgetoption bezeichnet werden. Zudem ist die Lebensdauer solcher Batterien relativ kurz. Positiven Eigenschaften Solche Elemente können als kleine elektrische Energieverluste bezeichnet werden, die den Betrieb der Station nachts und bei bewölktem Wetter erheblich verlängern.

AGM-Batterien

Grundlage für den Betrieb dieser elektrischen Energiespeicher sind absorbierende Glasmatten. Zwischen den Glasmatten befindet sich ein Elektrolyt in gebundenem Zustand. Der Akku kann in absolut jeder Lage bestimmungsgemäß verwendet werden. Die Kosten für solche Batterien sind relativ gering und der Ladezustand recht hoch.

Die Lebensdauer dieser Batterie beträgt ca. fünf Jahre. Außerdem Unterscheidungsmerkmale AGM-Batterien sind: die Fähigkeit, sich im voll geladenen Zustand zu bewegen, die Fähigkeit, bis zu achthundert vollständigen Lade- und Entladezyklen standzuhalten, relativ kleine Abmessungen, schnelles Laden (etwa siebeneinhalb Stunden).

Diese Batterie arbeitet in einem Temperaturbereich von fünfzehn bis fünfundzwanzig Grad. Allerdings vertragen solche Akkus keine unvollständige Ladung.

Gelbatterien

Der Elektrolyt in dieser Batterie hat die Konsistenz von Gelee. Das Design solcher Batterien ist sehr widerstandsfähig gegen Ladung und Entladung. Sie erfordern keine zahlreichen Wartungsarbeiten. Die Kosten für ein solches Element sind relativ gering. Auch Energieverluste fallen nicht ins Gewicht.

Überflutete (OPzS) Batterien

Der Elektrolyt in diesen Batterien ist in flüssigem Zustand. Sie erfordern keine ständige Wartung. In den meisten Fällen müssen Sie Ihren Elektrolytspiegel etwa einmal im Jahr überwachen. Solche Geräte zur Speicherung elektrischer Energie sind für die Entladung mit geringen Strömen ausgelegt und können auch einer großen Anzahl vollständiger Lade- und Entladezyklen standhalten.

Allerdings sind die Kosten für solche Geräte recht hoch, daher empfiehlt sich der Einsatz in leistungsstarken Kraftwerken, die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln.

Kriterien, die die Auswahl beeinflussen

Bei der Auswahl einer Batterie für Kraftwerke, die Sonnenenergie umwandeln, müssen folgende Kriterien berücksichtigt werden:

1. Batteriekapazitätswert, der einer der wichtigsten Parameter des Geräts ist. Fakt ist, dass der Akku etwa vier Tage lang Energie halten soll. Dieser Parameter wird aus dem erforderlichen Energieverbrauch ermittelt.
2. Dauer des Ladens und anschließenden Entladens. Hersteller geben Nennwerte für die Kapazität und Geschwindigkeit des Ladens und Entladens des Akkus an, diese Werte entsprechen jedoch nicht immer den tatsächlichen Werten.
3. Abmessungen und Gewicht der Batterie. Es ist zu beachten, dass Batterien des gleichen Typs unterschiedlich schwer sein können. Der Kapazitätswert ist normalerweise höher für das Gerät, das mehr wiegt.
4. Nutzungsbedingungen. Unter Bedingungen versteht man die Temperatur, bei der das Gerät störungsfrei arbeiten kann, die Häufigkeit der Batteriewartung und die Notwendigkeit einer Raumbelüftung.
5. Lebensdauer und Anzahl der vollständigen Lade- und Entladezyklen. Es ist zu beachten, dass der Akku umso mehr Entlade- und Ladezyklen aushält, je geringer die Entladetiefe im Batteriebetrieb ist.

Bei der Auswahl einer Batterie für Solarmodule und der Berechnung der Parameter dieses Geräts müssen Sie bedenken, dass die Geräte während der Akkumulation und während des Umwandlungsprozesses etwas elektrische Energie verlieren. Typischerweise Effizienz moderne Modelle für Solarkraftwerke liegt bei 85 Prozent.

Berechnung und Auswahl der Batterie

Zuerst müssen Sie die Leistung der erwarteten Energieproduktion berechnen. Die Berechnungen basieren auf der solaren Strahlungsleistung und berücksichtigen das Wetter zu verschiedenen Jahreszeiten.

Darüber hinaus müssen bei der Erzielung des Ergebnisses unbedingt die Neigungswinkel des Solarmoduls berücksichtigt werden, wobei es keine Rolle spielt, ob es horizontal oder vertikal ausgerichtet ist.

Der Neigungswinkel ist äußerst wichtig und muss daher richtig gewählt werden.

Wenn Sie planen, das System das ganze Jahr über zu betreiben, ist es am besten, das Panel in einem Winkel auszurichten, der fünfzehn Grad größer ist als der geografische Breitengrad der Anlage, in der sich das System befindet.

Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass sich während des Betriebs Staub, Eis und Schnee auf dem Solarpanel ansammeln. Für die Region Moskau beträgt der Neigungswinkel des Panels siebzig Prozent, ausgerichtet nach Süden. Wenn Sie den Einsatz einer Photovoltaikbatterie planen, kann diese an der Fassade des Hauses oder auf dem Dach installiert werden, wobei der Neigungswinkel nach Osten oder Westen ausgerichtet sein sollte.

Nachdem Sie den Neigungswinkel des Solarmoduls ausgewählt haben, müssen Sie die mögliche Produktivität des Solarkraftwerks berechnen, also die erforderliche Anzahl von Solarmodulen, die für den Betrieb des Systems in einem bestimmten Modus erforderlich sind. Alle Berechnungen werden am Beispiel des schlechtesten Monats durchgeführt, am häufigsten ist dieser Monat der Januar und der beste für ein Solarkraftwerk ist der Juli sowie für den größten Teil des Jahres der Zeitraum ab dem letzten Wintermonat Februar , bis zum letzten Herbstmonat, November.

In dieser Zeit ist die Sonne am aktivsten. Die Norm-Einstrahlungsrate wird für eine Fläche von einem Quadratmeter berechnet, während der Nennleistungswert bei einer Temperatur von 25 Grad und einem Norm-Lichtstrom von einem Kilowatt pro Quadratmeter ermittelt wird.

Nimmt man den Maximalwert der Sonneneinstrahlung (die Strahlungsleistung der auf die Oberfläche fallenden Sonne), zeigt die Berechnung, dass der Wert der von der Batterie erzeugten elektrischen Energie in gleicher Weise mit dem Wert des Sonneneinstrahlungsindex eines Quadratmeters zusammenhängt Da sich die erzeugte Energie auf den Wert der Leistung der Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche bei klarem Wetter bezieht, beträgt sie pro Quadratmeter, also Tausende von Watt.

Indem Sie den Wert der monatlichen Sonneneinstrahlung mit dem Wert der erzeugten Leistung der Solarbatterie multiplizieren und durch den maximalen Wert der Sonneneinstrahlung dividieren, können Sie die mögliche monatliche Energieproduktion der Solarmodule genauer bestimmen.

Die Berechnung der Leistung des Solarmoduls erfolgt durch Multiplikation des Werts der monatlichen Sonneneinstrahlung, der Stromerzeugung und des Verhältnisses zwischen der Effizienz der Solarbatterie und dem Nennwert der Batterieleistung.

Der Wert der Nennleistung des Geräts wiederum errechnet sich aus der Multiplikation des Maximalwerts der Sonneneinstrahlung und der Erzeugung elektrischer Energie aus einem Solarkraftwerk dividiert durch das Produkt aus monatlicher Sonneneinstrahlung und Wirkungsgrad.

Modellübersicht

Folgende Unternehmen produzieren Batterien für Solarkraftwerke:

1. Das deutsche Unternehmen Bosh beschäftigt sich mit der Herstellung von Haushalts- und Industriegeräten.
2. Das deutsche Unternehmen Sonnenschein beschäftigt sich mit der Entwicklung und Produktion von Geräten.
3. Englisches Unternehmen YUASA (Großbritannien).
4. Amerikanisches Unternehmen C&D Technologies.
5. Chinesischer Hersteller von Delta-Geräten.
6. Chinesisches Unternehmen Haza (China).
7. Taiwanesisches Unternehmen APS.

Alle oben vorgestellten Unternehmen, die sich sehr gut am Markt etablieren konnten, beschäftigen sich mit der Produktion von Batterien für Solarmodule. Die Produkte jedes Unternehmens haben ihre eigenen Eigenschaften. Beispielsweise werden von Haza hergestellte Batterien mit AGM- und HZY-Technologien hergestellt.

Für eigenständige Systeme eignen sich am besten Batterien, die mit der Gel-„Tiefentladungs“-Technologie hergestellt wurden, oder Batterien mit OPzV-Technologie. Diese Eigenschaften entsprechen den von Delta hergestellten Batterien.

Überprüfung der Preise für verschiedene Typen

Die Kosten für Batterien für Solarmodule hängen weitgehend von der Kapazität des Geräts ab.

Schauen wir uns die Kosten für Batterien am Beispiel der von Delta hergestellten Gel-Batterien an:

GX12-12

Es handelt sich um das günstigste Modell, das über eine Kapazität von zwölf Amperestunden verfügt.

Kosten 1900 Rubel.

HRL12-100

Hat eine Kapazität von einhundert Amperestunden.

Die Kosten betragen 13.200 Rubel.

HRL12-890W (HRL12-200)

Mit einer Kapazität von zweihundert Amperestunden ist es eines der teuersten Batteriemodelle für Solarmodule.

Die Kosten betragen 29.430 Rubel.

In den letzten zehn Jahren haben sich Solarzellen von der Kategorie des Know-hows und der teuren Entwicklung mit geringem Wirkungsgrad in Anwendungs- und beliebte Bereiche verlagert. Sie können zum Aufladen von Geräten beim Wandern verwendet werden und können auch als Haupt- oder Notstromquelle verwendet werden Haushaltsräume und nicht nur. Darüber hinaus mögen manche technische Lösungen ungewöhnlich erscheinen, etwa die Nutzung als zusätzliche Energiequelle in Fahrzeugen.

Ein Element, das elektrische Energie direkt von der Sonne in ausreichender Menge erhält, ist nicht in der Lage, diese ständig bereitzustellen. Damit es jederzeit bei Bedarf genutzt werden kann, muss es in Batterien gespeichert werden.

Solarmodule sind nach einem einfachen Design konstruiert, das eine Halbleiter-Fotozelle aus Silizium, Verbindungsdrähte und ein Gehäuse umfasst. Lichtstrahlen wirken auf die freien Elektronen der Fotozelle und versetzen diese in Bewegung. Der resultierende Strom fließt durch die Drähte zur Last. Anstelle einer Last kann auch eine Batterie an den Schaltkreis des Panels angeschlossen werden, die die Verbraucher nachts mit elektrischer Energie versorgt, wenn wetterbedingt die Intensität des Tageslichts gering ist.

Sowohl das monokristalline Modul als auch die auf Polykristallen basierende Zelle verwenden in ihrem Gerät Halbleiterwafer aus Silizium. Ein monokristalliner Panel-Wafer besteht aus einem einzelnen Halbleiter-Siliziumchip, während ein polykristallines Panel eine Multi-Chip-Struktur verwendet.

Design und Anwendung

Alle Solarkonverter werden je nach Bauart in monokristalline und polykristalline unterteilt. Das Design jedes Panels bestimmt seine Wirksamkeit und Kosten. Weltweite Hersteller dieser Geräte verwenden als Arbeitsflüssigkeit Silizium, Cadmiumtellurid und Verbindungen auf Basis von Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Die neuesten Errungenschaften auf diesem Gebiet sind Batterien, deren Arbeitsstoff Galliumarsenid ist.

Die heimische Industrie verwendet hauptsächlich Silizium-Halbleiterwafer für die Produktion von Solargeneratoren. Vorgefertigte Module zur Stromerzeugung kombinieren konstruktionsbedingt einen Satz Zellen. Auf speziellen Gestellen mit Drehvorrichtungen werden Flachbildschirme montiert, mit deren Hilfe tagsüber der maximal mögliche Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf den Halbleiter eingestellt wird. Eine kostengünstigere, aber weniger wirksame Möglichkeit besteht darin, feste Strukturen zu verwenden, die auf einen bestimmten konstanten Winkel eingestellt sind.

Ein wichtiger Bestandteil jeder Solaranlage sind Batterien, die elektrische Energie für den Einsatz in der Nacht oder bei schlechten Lichtverhältnissen speichern. Anschließend geht es von den Batterien direkt zum Verbraucher oder je nach Typ zunächst zu einem 12(24)–220 V-Wechselrichter und dann zum Verbraucher.

Expertenmeinung

Alexey Bartosh

Spezialist für Reparatur und Wartung von Elektrogeräten und Industrieelektronik.

Dort, wo es viele helle Tage im Jahr gibt, ist es vorteilhaft, Solarenergie zu erzeugen. Die meisten Regionen der Russischen Föderation sind für die alleinige Nutzung von Solarenergie ungeeignet. Solargeneratoren werden oft nur als zusätzliche Stromversorgungsgeräte eingesetzt.

Was ist eine monokristalline Solarzelle?

Wir haben bereits erwähnt, dass es zwei Arten von Panels gibt: poly- und monokristallin. Schauen wir uns zunächst ein monokristallines Element an – es ist teurer, aber leistungsstärker.

Besonderheiten

Für eine solche Batterie wird ein spezieller Silizium-Einkristall nach der Czochralski-Methode gezüchtet. Dieses Material ist teurer als ein polykristalliner Wafer, aber aufgrund seiner hohen Qualität weist ein monokristallines Modul eine höhere Effizienz auf. Monokristalline Solarmodule, die aus einzelnen Siliziumzellen zusammengesetzt sind, haben einen Betriebswirkungsgrad von etwa 20–22 %.

Lichtstrahlen, die auf die Oberfläche eines Silizium-Einkristalls treffen, bewirken, dass sich freie Elektronen in eine gerichtete Richtung bewegen. Auf beiden Seiten des Kristalls sind Drähte angeschlossen, die zum Verbraucher führen.

Der Wirkungsgrad einer solchen Platte ist recht hoch, da die Sonnenstrahlen darin nicht gestreut, sondern gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Kristalls verteilt werden. Fläche r-n Der Übergang im Wafer ist groß, wodurch Elektronen ungehindert von einem Teil des Halbleiters zum anderen gelangen.

Preis

Die Technologie zur Züchtung großer Halbleiter-Einkristalle ist recht arbeitsintensiv, weshalb der Preis einer solchen Batterie immer höher ist als der eines ähnlichen Produkts auf Polykristallbasis. Der Unterschied in den Gerätekosten beträgt 10 %, was den Hauptnachteil einer monokristallinen Batterie darstellt.

Der Preis für ein monokristallines 150-W-Panel beträgt 5.400 Rubel, und eine 200-W-Batterie gleicher Bauart kostet 11.700 Rubel. Wesentlich teurere Geräte mit einer Leistung von 230 W und 300 W

Was ist eine polykristalline Batterie?

Wenn das Hauptelement einer monokristallinen Batterie ein künstlich gezüchteter großer Einkristall ist, verfügt ein anderer Lichtdetektortyp über ein Halbleiterelement mit polykristalliner Struktur.

Es wird angenommen, dass Sonnenenergie verbraucht wird Die beste Option sind polykristalline Solarzellen. Sie sind günstiger als ihr monokristallines Gegenstück, da sie für die Herstellung Reste monokristalliner Elemente verwenden. Bei der Herstellung des Arbeitselements eines polykristallinen Panels wird Silizium einfach aus einer heißen Schmelze abgekühlt, was keine hohen Kosten und komplexe Technologien erfordert.

Von Aussehen Silizium-Polykristall unterscheidet sich vom Einkristall durch die Heterogenität der Farbpalette, die in Blau und Hellblau gegossen wird. Die kontinuierliche Verbesserung der Produktionstechnologie bringt die Qualität polykristalliner Batterien näher an die Qualität einkristalliner Baugruppen heran.

Besonderheiten

Neben den geringeren Kosten unterscheiden sich polykristalline Module von einkristallinen Modulen dadurch, dass der Leistungsabfall mit zunehmender Betriebsdauer deutlich langsamer erfolgt.

Es ist auch sehr wichtig, dass die Leistung eines polykristallinen Halbleiterelements beim Erhitzen nicht so stark abnimmt wie bei Einkristallen.

Preis

Polykristallin Solarzellen Hersteller SilaSolar mit einer Leistung von 50 Watt und einer Spannung von 12 V kostet zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Artikels 2.790 Rubel. Ein Akku gleicher Bauart vom gleichen Hersteller, aber 100 Watt, kostet 4.200 Rubel.

Vergleich polykristalliner und monokristalliner Solarzellen

Wenn ein Verbraucher zwischen Lichtmodulen unterschiedlichen Designs wählt, versucht er die Frage zu beantworten: Poly oder Mono? Dabei muss er die Ergebnisse von Gerätetests unabhängiger Unternehmen berücksichtigen.

Hier sind die wichtigsten Testergebnisse zu den Unterschieden zwischen diesen Lichtmodulen:

• Der Rückgang der Nennleistung mit zunehmender Lebensdauer erfolgt bei Monomodulen schneller (bei einem polykristallinen Element im ersten Betriebsjahr).
• die Leistung nimmt um 2 % und bei Monokristallin um 3 % ab;
• der Preis eines polykristallinen Moduls ist etwa 10 % niedriger als der Preis eines monokristallinen Moduls gleicher Leistung;
  Die Gesamtstromerzeugung eines monokristallinen Moduls ist um 30 % höher als die eines polykristallinen Moduls gleicher Fläche.

Aus den vorgelegten Daten können wir schließen, dass erstere billiger und weniger anspruchsvoll sind, während letztere leistungsstärker, aber anspruchsvoller sind. Entscheiden Sie sich bei der Wahl von polykristallinen oder monokristallinen Silizium-Solarzellen auf der Grundlage Ihrer finanziellen Möglichkeiten für die Wartung und Aufrüstung der Module und entscheiden Sie sich zwischen Haltbarkeit und Leistung. Zudem ist ein hochwertiges polykristallines Modul deutlich günstiger. Die endgültige Entscheidung liegt beim Käufer.

Installation von Solarmodulen

Für mehr effektive Anwendung Beim Einbau einer Batterie müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:

• Der Standort des Geräts sollte tagsüber nicht durch den Schatten anderer Gegenstände verdeckt werden.
• Um den Lichtstrahlfluss auf die Fotozelle zu maximieren, empfiehlt es sich, diese mit einer Drehvorrichtung auszustatten, die eine konstante Ausrichtung zur Sonne beibehält;
• Der optimale Neigungswinkel des Moduls zur Vertikalen hängt stark vom Standort des Solarkraftwerks und der Jahreszeit ab. Jeder weiß, dass die Sonne im Winter tiefer über dem Horizont steht.
• Wenn Sie die Vorderseite des Geräts pflegen und das Glas von Schmutz- und Schneeschichten reinigen, müssen Sie einen bequemen Zugang für Menschen gewährleisten.

Sie können eine Solaranlage mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen, nachdem Sie zuvor die entsprechende Literatur studiert haben.

Wenn Sie jedoch nicht über zumindest Grundkenntnisse in Elektrizität und Elektronik verfügen, sollten Sie die Angelegenheit Spezialisten anvertrauen.

Testen

Um zwei Solaranlagen gleicher Leistung hinsichtlich ihrer Effizienz zu vergleichen, ist es ratsam, Leistungstests an ihnen durchzuführen. Dazu ist es notwendig, Mono- und Polybatterien gleichermaßen im Verhältnis zur Sonne zu installieren und die Wirkleistung der Geräte in Abhängigkeit von der Tageszeit und dem Grad der Erwärmung des Halbleiterelements zu messen.

Berücksichtigen Sie auch alle anderen Parameter, in denen sie sich unterscheiden. Einschließlich einer Reduzierung der Leistung von Geräten nach einer bestimmten Betriebsdauer. Die gewonnenen Ergebnisse werden umfassende Informationen darüber liefern, welche Solarmodule besser sind und welchen Herstellern dieser Geräte in Zukunft der Vorzug gegeben werden sollte.