Tápellátás napelemekkel: a belföldi piac paneleinek áttekintése

A cikk tartalma

• A napelemek típusai
• Szilícium napelemek
• Film napelemek
• Orosz, tajvani és kínai napelemek összehasonlító táblázata

A cikk segít meghatározni az autonóm tápegységek megvásárlásának szükségességét, széles körben tárgyalja a napelemekkel működő autonóm energiaellátás témáját, ezen energiaforrás előnyeit és hátrányait.

A napelemek egyre növekvő népszerűségnek örvendenek, mivel növekvő rendelkezésre állásúak mind pénzügyi szempontból, mind a kiskereskedelmi láncok kínálatának bővítése mellett. Számos cikk készült, amelyek megvalósíthatósági tanulmányokat nyújtanak a napenergia-erőművek (az úgynevezett napenergia-előállító rendszerek) bevezetésére. Igaz, hogy megtérülési idejük eléri a több évet..

A fogyasztók nagy része az autonóm áramellátást váltja nemcsak a pénzmegtakarítás vágya miatt, hanem azért, mert az áramellátás olyan területeken történik, ahol áramszünet van, vagy egyáltalán nincs ilyen..

A napenergia előállítását széles körben használják nyaralókban. Ezeket az alacsony energiafogyasztás és a napelemek szezonális működése jellemzi. Ritkabb esetek – a ház teljes villamosítása alternatív forrásokkal. De a napenergia-előállítási rendszerek felépítése különböző működési körülmények között alapvetően ugyanaz. Tehát ezt a kérdést részletesen és sorrendben megvizsgáljuk..

A napelemek típusai

Egy másik ember az utcán nem ismeri, hogy a napelemek fajtáinak száma már közel tízhez közelít. Annak érdekében, hogy valamilyen módon felépítsük a fényérzékelők teljes változatát a tudatban, két osztályra osztjuk őket:

• szilícium
• film

Szilícium napelemek

A monokristályos és a polikristályos panelek széles körben képviselik a piacon. Ebbe a csoportba tartoznak az amorf szilikon panelek és a hibrid napelemek is. Amint az osztály neve is sugallja, ezek a fénydetektorok szilikonból és szilícium-hidrogénből készültek. A szilícium-alapú napelemes modulok elterjedése a nagy fajlagos energiahatékonyságuknak köszönhető, ám a meglehetősen bonyolult gyártási folyamat költségessé teszi őket..

Monokristályos napelemek Fekete négyzetek vannak, ferde sarkokkal. Jelenleg ezeknek a paneleknek a legnagyobb hatékonysága – akár 22%. A monokristályos panel összes fényérzékeny cellája ugyanabba az irányba van orientálva, egyrészt ez megmagyarázza a viszonylag magas hatékonyságot, másrészt a panelnek mindig a nap felé kell néznie a maximális energiateljesítmény elérése érdekében. Szórott fényben, például felhős időben, napkeltekor és napnyugtakor az energiatermelés elektromos paraméterei egyáltalán nem lenyűgöző.

Egy másik típusú napelemek: polikristályos – alacsonyabb hatékonyságú, mint az egyes kristályok (kb. 12–18%), de a panelen lévő szilícium kristályok többirányúsága miatt jobb energiahatékonyság érhető el szétszórt fényben. A polikristályos paneleket a sötétkék lemezek szabályos négyzet alakú, fagyos mintájával lehet felismerni.

Amorf szilikon panelek (vagy úgynevezett a-Si) a legkevésbé teljesítőképességűek a szilícium napelemekben. Hatékonyságuk 5-6% körül van. De felhasználásuk igazolható. És ezért:

• egyrészt ezeknek a paneleknek a fényelnyelési foka 20-szor nagyobb, mint a többi szilícium-versenytársé;
• másodszor, a fényérzékeny sejtek kaotikus orientációja növeli az a-Si hatékonyságát felhős időben.

Hibrid fényáram átalakítók Amorf szilícium és mikrokristályok kombinációja. Az ilyen panelek tulajdonságai hasonlóak a polikristályos elemekhez, azzal az egyetlen feltétellel, hogy teljesítményük szétszórt fényben sokkal jobb. Ezenkívül az ultraibolya spektrum mellett a hibrid panelek képesek az infravörös sugárzást elektromosá alakítani..

Film napelemek

Meglehetősen új fejlesztés a napfény-detektorok területén. Azt kell mondanom, hogy jelenleg a filmmodulokat nehéz megtalálni az orosz piacon, magas költségeik miatt. Ezért a típusok felsorolására korlátozódunk.

A film elemek tartalmaznak kadmium-tellurid (CdTe), réz-indium diselenide (CIS), réz-indium-gallium diselenide (CIGS) és polimer elemeket. A polimer panelek a legígéretesebb irány a filmtechnológiák fejlesztésében, mivel a gyártók alacsony költségeiket ígérik, bár a hatékonyság csak 6%.

Mielőtt elmélyülne a napelemek leírása, néhány szó szól annak paramétereiről. Az alábbi ábra a napelemek áramfeszültség-jellemzőit (piros) és a teljesítménygörbét (kék) mutatja. A grafikon azokat a pontokat mutatja, amelyek megtalálhatók a napelemek műszaki jellemzőiben.

Tehát a rövidzárási áram az az áram, amely akkor fordul elő, amikor a napelemes akkumulátor áramköre zárva van (az akkumulátor feszültsége nulla). A nyitott áramkör feszültsége viszont egy nyitott áramkör paramétere (az áram nulla). Ez a két üzemmód nem működik. A névleges üzemi körülményeket egy sárga pont jelzi a pontozott vonalak metszéspontjában. Ezen a ponton a maximális üzemi áram és feszültség. A napelem használata a leghatékonyabb ezen a ponton..

Az orosz piacon többnyire mono- és polikristályos panelek vannak széles választékban. Mint várhatóan a legtöbbjük Kínában készül. De ez nem meglepő: Kína vezető szerepet játszik a napenergia-előállító rendszerek gyártásában és értékesítésében. Ezen felül német (Calixo, SCHOTT) és japán (SHARP) napelemek vannak a piacon..

A napelemek orosz „gyártói” olyan cégek, amelyek többnyire kínai termékeket árusítanak, és ezeket maguknak adják el. A kínai alkatrészekből készült panelek összeszerelésével foglalkozó gyártók szegmensét szintén széles körben fejlesztették. De nem minden olyan reménytelen. Oroszország is büszkélkedhet napelemek gyártóival. A Hevel gyár Novocheboksarskban található, amely vékonyrétegű hibrid panelek gyártására szakosodott. Krasznodarban, a Saturn üzemben gallium-arzenid alapú napelemeket gyártanak; a termékek elsősorban az űriparra irányulnak. Két, a háztartási modulok gyártására leginkább összpontosító gyár található Zelenogradban (Telecom-STV) és Ryazanban (a Ryazan fémkerámia készülékek üzemében, RZMKP)..

A Ryazan napelemek kínálata két fő típusra korlátozódik:

• RZMP-130-T – kimeneti feszültsége 15,9-17,5 V, teljesítménytartománya 105-145 W;
• RZMP-220-Т – kimeneti feszültsége 27,7–29,1 V, teljesítmény-tartománya 200–240 W.

A Telecom-STV sokkal több cikket kínál termékei közül: mono- és polikristályos modulok, fokozott hatékonyságú monokristályos modulok, rugalmas és speciális napelemek. A modulok kimeneti feszültsége mind az alacsony feszültségű (17-18,5 V), mind a nagyfeszültségű rendszerek (34-38 V) számára adaptálva van. Ráadásul ezen napelemek ára másfélszer alacsonyabb, mint a Ryazané. Például a 120 W teljesítményű Ryazan RZMP-130-T a vevőnek 16 100 rubelt fog, a Zelenograd TSM-120A pedig 123 W teljesítményű, 655 rubelt vásárolhat. Ugyanakkor a Zelenograd panelek súlya és mérete kisebb, mint a Ryazané. Az egyetlen dolog, amely a Ryazan napelemek mellett szól, a termékkel kapcsolatos részletes információk..

Mondjunk néhány szót a Hevoc növényről Novocheboksarskban. Az egyetlen olyan berendezés Oroszországban, amely elkezdett amorf szilícium alapú panelek gyártását, mikromorf technológiát használva, mikrokristályokkal átlapítva. Tekintettel arra, hogy Oroszország jelentős részében évente nagy mennyiségű felhős nap van, a Hevel paneleknek nagy a lehetősége a monokristályok és polikristályok elleni piaci harcban. A kiskereskedelemben még nincsenek Hevel panelek, de a nagykereskedelmi árak alapján elmondható, hogy a fogyasztónak kb. 10 000 rubelt kell fizetnie egy 125 wattos panellel. A Hevel közvetlen versenytársa a vékony film hibrid panelek a tajvani zöld energia technológiából. A tajvani panelek már megvásárolhatók 7000 rubelért.

Orosz, tajvani és kínai napelemek összehasonlító táblázata

Gyártó	Név	Gyártástechnológia	Csúcsfeszültség, V	Csúcsáram, A	Csúcsteljesítmény, W	Méretek, mm	Becsült ár az orosz piacon, dörzsölje.
Telecom-STV, Zelenograd	TSM-100A	polikristályos	17	5.6	96	1050x665x43	8429
RZMP, Ryazan	RZMP-130-T	polikristályos	15.9	6,65	105	1490x670x36	14600
„Hevel”, Novocheboksarsk	HEVEL P7	micromorphic	56,6	2.21	125	1300x1100x24	10000
Zöld Energia Technológia, Tajvan	GET-115AT2	amorf szilícium	93,9	1.22	115	1300x1100x20 *	7000
Chinaland napenergia, Kína	CNH100-36M	monokristály	19.3	5.18	száz	1200x540x30	6350

* – alumínium keret nélkül

Végül a fogyasztó maga dönt arról, hogy melyik panelt választja. Javaslatként szeretném megjegyezni, hogy a napelemek polikristályos modelljei ajánlhatók az otthoni autonóm energiaellátáshoz. Igen, a monokristályos panelek hatékonyabbak, de ne felejtsük el, hogy ez meglehetősen önkényes..

A monokristályos elemek maximális teljesítményét csak egy napsütéses napon lehet elérni a fényérzékeny elemek forgó rendszereinek felhasználásával. Ezért ezek a panelek alkalmasabbak Oroszország déli sávjának lakosai számára, ahol a napsütéses napok száma maximális. A régiók többi részén, amikor autonóm energiaellátó rendszereket terveznek, érdemes figyelmet fordítani a mikromorf technológiával előállított, viszonylag új panelekre, amelyek nemcsak a napenergia ultraibolya fényt képesek elektromosá, hanem infravörös sugárzássá alakítani. Ezek előnye több, mint fedezheti az alacsony hatékonyság hiányát..

Végül megjegyzem, hogy személy szerint előnyben részesítettem a polikristályos panelt, mivel azt nyáron egy vidéki ház ideiglenes tápellátására szánják. Ebből következik, hogy a tervezett terhelés kicsi, a nappali órák hosszúak és naposak. Ezért a polikristályos napelem az én esetemben a legoptimálisabb.