Какие панели лучше монокристаллические или поликристаллические

Какие панели лучше монокристаллические или поликристаллические

Альтернативная энергетика приобретает все большую популярность. Следом за крупными предпринимателями фотоэлектрические батареи устанавливают на своих участках и крышах загородных домов простые обыватели. А потенциальных владельцев частных СЭС волнует вопрос, какие солнечные панели – монокристаллические или поликристаллические – выбирать для своей будущей электростанции. Ведь фотоэлементы разных типов обладают рядом свойственных только им достоинств и недостатков.

Что собой представляет солнечный модуль

Большинство классических модулей представляют собой коробчатую конструкцию. Она включает в себя:

  • несколько десятков соединенных между собой сверхтонких ячеек толщиной всего в несколько микрон;
  • их внешнюю защиту в виде слоев толстого прозрачного стекла;
  • легкую и прочную алюминиевую раму, обрамляющую всю конструкцию.

Фотоэлектрические элементы преобразователи (в специальной литературе – ФЭП) обладают полупроводниковыми свойствами и являются «сердцем» любой батареи. Их задача – преобразовывать энергию излучения в электрический ток. На сегодняшний день самыми распространенными – почти 80% рынка – продолжают оставаться поликристаллические или монокристаллические солнечные батареи. Однако роль полупроводника может играть не только кремний, но и редкоземельные элементы, ряд минералов, а также экзотические комбинации некоторых искусственных материалов с необычными свойствами.

Панели не базе монокристаллов кремния

Главная особенность монокристаллов – геометрически правильная кристаллическая решетка. Визуально это выражено в идеально гладкой поверхности и однообразной ориентации узлов-микрокристаллов. Процесс изготовления предусматривает выплавку кремния высочайшей степени очистки – до 99,99% — в виде крупных заготовок вытянутой цилиндрической формы. На тонкие прямоугольные пластинки толщиной около 300 микрон – основу будущих ячеек – их нарезают гидроабразивной струей, из-за чего фотоэлементы обходятся довольно дорого.

Проводя сравнение, какие панели лучше – монокристаллические или поликристаллические – в первую очередь обычно упоминают максимальный КПД. У монокристаллов он на 2-5% выше, что частично окупает более высокие энерго- и трудозатраты на производство. Кроме того, такие ячейки меньше подвержены деградации, стабильнее работают и отличаются высокой надежностью. Основной недостаток – узкая полоса захвата излучения, что делает их несомненным лидером только при идеальных условиях освещения.

Панели не базе поликристаллов кремния

Процесс выращивания поликристаллов проще и дешевле. Он имеет «естественную» природу, сходную с образованием ледяных узоров на стекле, за счет чего заготовки материала:

  • не отличаются однородностью;
  • обладают меньшей чистотой;
  • отдельные кристаллы разнонаправлены;
  • форма ячеек квадратная, а не прямоугольная.

Изучая солнечные батареи данного типа, выясняется, что поликристаллические варианты проще и дешевле в производстве, а при небольшой облачности или снежной погоде даже немного эффективнее, чем монокристаллические аналоги.

Еще одним преимуществом второго вида панелей является возможность их изготовления фактически из «вторсырья». Это частично решает проблему утилизации уже отслужившей свой срок фотовольтаики, и немаловажно в плане защиты окружающей среды.

Существует и третья разновидность кремниевых модулей, в которых полупроводником служит аморфный кремний. Однако в силу очень низкого КПД и специфической сферы применения в данной статье подобные модули мы рассматривать не будем.

Что лучше – монокристаллические или поликристаллические панели?

Рассмотрение основных достоинства и недостатков обоих типов батарей позволяет поставить такой вопрос, но однозначного ответа на него не существует. На выбор того или иного варианта может оказывать влияние около десятка факторов, и приоритетность каждого из них является строго индивидуальной. Именно поэтому на европейском и отечественном рынке доля продаж модулей обоих видов примерно одинакова и достигает 35-40%. Еще 18-22%% приходится на тонкопленочные модели, и 2-5% — на прочие разновидности.

Продолжая разбираться в вопросе, какие солнечные панели оптимально покупать – монокристаллические или поликристаллические – имеет смысл провести сравнение наиболее значимых характеристик в виде таблицы.

 

Моно Поли
КПД (при идеальных условиях) 18-23% 14-20%
Стоимость однотипных моделей выше ниже
Средний срок службы (деградация ячеек < 15%), лет 20-25 15-20
Стабильность и надежность функционирования высокая средняя
Площадь модуля при одинаковой мощности меньшая большая
Влияние угла наклона и азимутного направления большое среднее
Эффективность при неблагоприятных погодных условиях ниже выше

 

Из таблицы следует, что преимущество в определенных обстоятельствах будут иметь батареи:

  • монокристалл – в наиболее солнечных регионах, при наличии средств на приобретение дорогостоящих модулей и ограниченной площадью размещения;
  • поликристалл – в областях с переменчивой погодой, достаточной площадью участков и при желании сэкономить на затратах.

Какие солнечные батареи – поликристаллические или монокристаллические – предпочитают покупатели?

На украинском рынке стоимость фотоэлектрических систем для простых обывателей играет довольно существенную роль. По этой причине соотношение продаж панелей «моно/поли» для небольших частных СЭС образует пропорцию 15% на 85%. Крупные промышленные солнечные парки ориентируются на иные параметры, среди которых важнейшим служит показатель среднегодовой инсоляции. В результате в южных областях Украины преобладают станции на базе монокристаллических модулей, а в центральных, восточных и западных наблюдается примерный паритет – 50% на 50%.

Европейский рынок демонстрирует схожие тенденции, за исключением таких южных солнечных стран, как Испания, Португалия, Италия и Греция. Абсолютное превалирование моно над поли наблюдается на Ближнем Востоке, в Северной Африке и Центральной Америке – ОАЭ, Саудовская Аравия, Марокко, Алжир, Тунис, Мексика. Обратная ситуация за пределами Европы характерна для дождливой Индии, северного Китая и Японии.

Какие панели лучше – монокристаллические или поликристаллические? Результаты профессиональных исследований

В большинстве рекламных и полулюбительских статей монокристаллическим ячейкам часто отдают безусловное предпочтение. Отчасти это верно, но лишь при выполнении ряда важных условий. У Mono-Si действительно выше КПД и продолжительнее срок службы. Но они крайней чувствительны к погодным условиям и быстро снижают производительность даже при незначительных отклонениях углов наклона и азимутных направлений относительно идеальных.

Батареи Poly-Si не столь прихотливы, проще в производстве и дешевле. Неудивительно, что для маленьких станций, не использующих поворотные трекеры, их приобретают значительно чаще.

Чтобы разрешить спор на тему, что лучше – монокристаллические или поликристаллические панели – имеет смысл привести результаты широко известного в профессиональных кругах эксперимента агентства Bloomberg. В целях сравнения для него были отобраны модули всех без исключения компаний, представляющих ТОП-10 рейтинга TIER-1 – по две панели с одинаковыми техническими характеристиками от каждой, отличающиеся только типом полупроводника.

Независимое тестирование показало такие результаты:

  • производительность монокристаллических модулей за время проведения эксперимента оказалась выше в 5 случаях (соответственно на 2,11%, 1,24%, 1,16%, 0,22%, 0,21%, 0,14%);
  • производительность выше у поликристаллических панелей – тоже 5 случаев (0,11%, 0,12%, 0,19%, 1,2%, 2,6%).

Таким образом, при прочих равных условиях, в главной эксплуатационной характеристике – эффективности – преимущество Mono-Si над Poly-Si оказалось абсолютно незначительным и близким к нулю.

Оптимальный выбор для Украины

Интересно, что поликристаллические или монокристаллические солнечные батареи уже сегодня морально устарели. Им на смену приходят более инновационные тонкопленочные модели – прежде всего, использующие для преобразования излучения теллурид кадмия (CdTe). Этот композит на 20% производительнее, менее подвержен снижению КПД при пасмурной погоде, вдвое более устойчив к деградации и малочувствителен к отклонениям рабочих поверхностей от перпендикуляра на солнце.

Батареи от фирмы First Solar (США) данного класса можно приобрести в компании Green Tech – официального представителя американцев на украинском рынке. Заказ станций «под ключ», покупка оборудования и бесплатные профессиональные консультации к Вашим услугам на нашем сайте.

 

СТРОИТЕЛЬСТВО СОЛНЕЧНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ "ПОД КЛЮЧ"

ГОТОВЫЕ ИНВЕСТИЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ