Tipuri de celule solare: monocristaline, policristaline, film subțire

În regiunile însorite ale planetei, unde alimentarea convențională cu energie este imposibilă sau nepractică și instalarea unei turbine eoliene din anumite motive nu este potrivită, pot fi folosite panouri solare (baterii). Seturile de panouri solare de mare putere sunt instalate pe acoperișurile caselor private, în grădini, pe nave, pe felinare. Bateriile solare portabile sunt folosite pentru a încărca gadgeturi și baterii în timpul călătoriilor, pentru a alimenta walkie-talkie.

Panourile solare sunt fiabile, nu au piese în mișcare, nu sunt supuse uzurii mecanice precum turbinele eoliene, motiv pentru care sunt foarte durabile și își pot servi proprietarul în mod fiabil timp de decenii. Să ne uităm la ce sunt panourile solare, principalele lor tipuri.

Celule solare monocristaline

Panourile solare monocristaline au o nuanță tradițională neagră sau albastru închis. Aceste panouri sunt incadrate de un cadru de aluminiu si acoperite cu sticla rezistenta la impact.

Celulele solare monocristaline sunt fabricate numai din siliciu pur.O topitură de siliciu pur se solidifică încet la contactul cu o sămânță, producând astfel un monocristal de siliciu cilindric turnat cu aproximativ 20 cm în diametru și până la 2 metri lungime.

Lingoul de siliciu pur rezultat este tăiat în plăci de aproximativ 300 μm grosime fiecare. Eficiența unor astfel de elemente ajunge la 19%, deoarece în această multistructură atomii sunt aranjați în așa fel încât să asigure electronilor o mobilitate corespunzător mai mare, iar bateriile de la aceștia prezintă o eficiență energetică mai mare.

Plăcile sunt echipate cu electrozi metalici sub formă de grile. De obicei, celulele individuale ale bateriilor monocristaline sunt sub formă de pătrate cu colțuri tăiate.

Aceste elemente sunt destul de eficiente, desenele industriale arată o eficiență reală de aproximativ 16%, prin urmare elementele de acest tip sunt mai scumpe la 1 watt decât cele policristaline. Durata lor de viață este foarte lungă, poate ajunge la 50 de ani.

Celule solare policristaline

Celulele solare policristaline albastre strălucitoare sunt mult mai ieftine decât cele monocristaline. Elementele pentru ele nu sunt făcute dintr-un singur cristal de siliciu, așa că atomii de siliciu sunt aranjați aici într-un mod aleatoriu.

Acum, eficiența medie a unui panou policristalin este de aproximativ 13-15%. Totuși, datorită disponibilității sale largi, acest tip de celulă este foarte frecvent în rândul consumatorilor care doresc să acceseze energia solară cât mai ieftin.

Marele dezavantaj al elementelor policristaline este că prezintă o fragilitate extremă în timpul transportului. Durata maximă de viață a acestora este de 25 de ani.Procesul de producere industrială a elementelor policristaline se îmbunătățește în timp, așa că există speranța că în viitor vor ajunge din urmă cu monocristaline în ceea ce privește eficiența.

Celule solare cu peliculă subțire

Celule solare cu peliculă subțire mai ieftin de fabricat decât siliciul monocristalin și policristalin. Acestea se bazează pe folii polimerice, siliciu amorf, aluminiu, telurura de cadmiu și alți semiconductori, care sunt deja folosite la fabricarea încărcătoarelor pentru gadget-uri, sub formă de celule solare mici, pliabile.

Bateriile de acest tip ocupă de 2,5 ori mai multă suprafață decât cele cristaline la aceeași putere, dar pot funcționa chiar și pe vreme înnorată cu lumină împrăștiată pe vreme înnorată, iar bateriile pot fi amplasate nu numai pe acoperișul clădirii, ci chiar și pe zidurile sale. Prin urmare, utilizarea bateriilor cu peliculă subțire este justificată în construcția de centrale solare relativ mari, atunci când există suprafața necesară pentru amplasarea acestora.

Panourile cu peliculă subțire sunt deosebit de populare astăzi în sistemele care funcționează la scară industrială cu invertoare conectate la rețea care furnizează energie electrică rețelei publice. Aceste sisteme necesită un controler de înaltă tensiune și un invertor special, care diferă de cele convenționale casnice care sunt utilizate cu bateriile obișnuite monocristaline și policristaline.

Deși celulele solare cu peliculă subțire din siliciu amorf au o eficiență medie de 7%, acestea sunt cele mai ieftine din punct de vedere al costurilor de producție dintre toate panourile solare. Telurura de cadmiu are o eficiență medie de 11% și este puțin mai scumpă decât bateriile cu siliciu amorf.Celulele solare pe bază de cupru, indiu, galiu și seleniu sunt cele mai eficiente baterii cu peliculă subțire, eficiența lor ajungând la 15%.

Vezi si:Eficiența celulelor și modulelor solare