Типи сонячних батарей: що вибрати у 2023 році
Сонячна енергія — одне з найперспективніших і найекологічніших джерел електрики в сучасному світі. Але не всі фотоелементи однакові. Існує безліч типів, які відрізняються за своєю структурою, принципом роботи, ефективністю та вартістю. Розбираємося в їхніх можливостях.
Моно- та полікристалічні сонячні батареї
Це найпоширеніші та найвідоміші типи. Вони складаються з кремнієвих осередків, які утворюють кристалічну решітку. Коли світло потрапляє на осередок, то збуджує електрони в кристалі, і вони починають рухатися замкнутим контуром, створюючи електричний струм. Розглянемо, чим відрізняються ці сонячні панелі між собою:
- монокристалічні осередки отримують з одного великого кристала кремнію, вони більш ефективні (ККД до 20%), проте коштують дорожче;
- полікристалічні комірки отримують із розплавленого кремнію, який заливають у форми та охолоджують, вони мають ККД 15–17%.
Моно- та полікристалічні панелі широко використовуються для різних цілей: від побутових до промислових. Вони підходять для встановлення на дахах, фасадах, землі та інших поверхнях.
Тонкоплівкові сонячні батареї
Це найперспективніший тип, у ньому використовується тонкий шар фотоактивного матеріалу замість кремнієвих осередків. Товщина тонкоплівкового шару становить від декількох нанометрів до декількох мікрометрів.
Ці батареї мають низку переваг:
- вони дешевші та простіші у виробництві, оскільки потребують менше матеріалу та енергії;
- вони більш стійкі до високих температур, тіней і низького кута падіння світла;
- вони легші та гнучкіші, що дає змогу інтегрувати їх у різні поверхні та форми.
Існує кілька типів тонкоплівкових батарей, які відрізняються за матеріалом. Виділимо найпоширеніші:
- Аморфні кремнієві (a-Si) — найдоступніші, але найменш ефективні (ККД близько 7%).
- Кадмієво-телуридні (CdTe) — генерують до 22% енергії, але дорогі й токсичні.
- Мідно-індійсько-галієві (CIGS) — мають середню ефективність (до 15%), але дешеві та екологічні.
Тонкоплівкові сонячні батареї мають великий потенціал для використання в різних галузях: від архітектури до електроніки. Вони можуть бути інтегровані у вікна, стіни, одяг, гаджети та інші поверхні. Їх можна використовувати для створення гнучких і прозорих модулів, які можна скручувати для транспортування.
Концентровані сонячні батареї
Особливий тип, що використовує оптичні системи для посилення інтенсивності сонячного випромінювання. Фотоелементи в концентрованих сонячних батареях вирізняються високою ефективністю (ККД до 40%) і можуть бути виготовлені з різних матеріалів, таких як кремній, галій-арсенід тощо.
Попри переваги, у цього типу панелей є обмеження. Вони вимагають складних і дорогих оптичних систем і систем стеження за сонцем. Батареї чутливі до хмарності та забруднення атмосфери, що зменшують інтенсивність світла.
Сонячна енергетика — динамічна галузь науки та техніки, що розвивається, тут постійно з'являються нові ідеї. І вже зараз можна скористатися перевагами цієї галузі.