Поликристаллические или монокристаллические солнечные панели – простое решение при сложном выборе

Доля солнечных электростанций в сегменте энергетики на альтернативных ресурсах, занимает почётное второе место. В это число входят как промышленные гиганты, так и домашние солнечные электростанции. А вот из всего объёма солнечных панелей, на долю поли- и монокристаллических панелей приходится уже 90% мощностей. Что из них более выгодно в частном секторе, попробуем разобраться.

Основные параметры для сравнения

Сделать идеальный выбор можно только после сравнения всех значимых параметров при одинаковых условиях, и желательно в режиме фактической эксплуатации. Это позволит сформировать более целостную картину  и предупредит возможные разочарования. Ну например параметры солнечных панелей которые декларируют продавцы, определяются в лабораторных условиях, плюс лукавые маркетологи используют два разных подхода, в одном случае они говорят по КПД солнечной панели, в другом о КПД фотоэлектрического модуля или вообще ячейки.

Фактически, для конечного пользователя важны только параметры:

• Производительность;
• Надёжность;
• Стоимость.

Если взять абстрактную систему, без привязки к типу фотоэлемента, то схему выбора можно описать в такой последовательности:

• Для дома требуется 5 кВт электроэнергии в сутки.

С учётом грамотного распределения по времени разных групп устройств, можно оптимизировать включение наиболее «прожорливых» приборов, во время максимально возможной генерации. Например, насос и стиральную машину лучше запускать днём, чтобы не эксплуатировать без нужды аккумуляторы.

• Количество энергии вырабатываемой одним модулем в разные месяцы отличается более чем в 3 раза!

Для примера можно взять какой-то регион между Бузулуком и Самарой, на широте 53˚. Если солнечную панель мощностью 100 Вт разместить под углом 38˚, в декабре-январе она будет вырабатывать ≈0,2 кВт*ч/сутки, зато в мае-июне выдаст по 0,7 кВт*ч/сутки.

• Средний параметр не подходит для России, ибо «зимы всегда больше чем лета»!

Этот факт хорошо заметен при сравнении суммарной мощности электроэнергии вырабатываемой одним модулем в год. Например, для той же точки на 53˚ широты, при «оптимальном» угле в 53˚, годовая генерация составит 176,26 кВт*ч;

для лета лучше держать панели под углом 68˚ и тогда за год выработка будет 164,1 кВт*ч;

а с «зимним углом» 38˚ в год можно сгенерировать 180,61 кВт*ч.

Такое соотношение сохраняется на большей территории России, исключения составляют очень небольшие области на широте Сочи, с очень малым количеством пасмурных и облачных дней в году.

• Включая разумные ограничения, можно снизить потребности электроэнергии зимой, хотя бы в два раза. Но избыточность генерации летом, хотя бы частично компенсируется в зимний период.

Поэтому 5 кВт в сутки, величина тоже абстрактная, пока находишься в квартире или рядом с электросетью. Совсем другое дело, если обеспечить электроэнергией требуется дом находящийся в нескольких километрах от ЛЭП, где-то в лесу, горах или в степи. Например до ЛЭП 5 км. Двухжильным медный кабель сечением 4 мм² выдержит нагрузку 5,9 кВт, алюминиевый уже нужен с сечением 6 мм². Стоимость медного ВВГ 2х4 длиной 5 км около 240 т.р., алюминиевого АВВГ 2х6 около 90 т.р.

А если расстояние допустим 15 или 30 км? Тогда выбор переходит в принципиально другую плоскость.

Сравнение поликристаллических и монокристаллических панелей

Из приведённых условий, решающим является цена системы обеспечивающей электричеством. Ведь солнечные панели можно дополнить ветрогенератором небольшой мощности. Зимой ветра более сильные, и недостаток генерации фотопанелей зимой, будет компенсироваться ветряком.

КПД и прочие параметры, в современных солнечных панелях повышаются другими методами, например фирма Sharp выпускает панели из полуэлементов!

Главными преимуществами модулей с полуэлементами для пользователя является увеличение КПД на 2-3% и повышение общей производительности. В панелях с полуэлементами обычные ячейки разделены пополам, а сами модули разделены на верхнюю и нижнюю половины, в которых части соединены соответствующим образом.

Благодаря разделению элементов, генерируемая мощность уменьшена вдвое, а резистивные потери каждого из них, и модуля в целом уменьшились на четверть. Это даёт значительное понижение температуры ячеек и устраняет риск местных перегревов.

В случае затенения, будет полезно разместить модули вертикально. Например, если на нижнюю часть модуля падает тень, пользователь может получать 50% тока с верхней части модуля, а модули с полноразмерными элементами в таких случаях выключаются полностью. Такое может происходить в случае междурядного затенения в наземных установках или кровельных электростанциях с наклонным расположением панелей.

Используя модулей с полуэлементами, удаётся построить систему большей мощности и увеличить производительность всей солнечной электростанции.

Обратите внимание, что увеличение КПД на 0,8%, повышает стоимость на 14%.

А это более мощные панели по 200 Вт. Обратите внимание, на технологию 5BB (5 токоведущих шин), которую производитель использует, чтобы выровнять параметры поликристаллических модулей. В отличии от стандартных 2-3 шин, технология 5BB уменьшает последовательное сопротивление и ток на каждом проводящем сегменте. Это приводит к снижению температуры (ликвидируется возможность перегрева), устраняется утечка тока, и значительно повышается эффективность при полном затенении. Общий КПД каждого модуля увеличивается на 1-3%.

Выводы

Идеальный выбор всегда определяется следующей парадигмой: минимальный затраты для достижения максимальной эффективности.

Если эксплуатационные параметры одинаковые, то выбирают позицию с более низкой стоимостью. Если цена одинаковая, то берут с более высокими техническими характеристиками.

Однако надо принять во внимание, что есть система баланса (BOS – Balance Of System). Во всём мире уже установился равнозначный паритет. При профессиональной комплектации, стоимость солнечных панелей, приблизительно равна остальному оборудованию для реализации автономной системы энергоснабжения из альтернативного источника.

А такие характеристики как вес и размеры, имеют значение при размещении солнечных панелей на космических станциях.