Мифы и реальность тонкопленочных солнечных батарей
Солнечные электростанции пока не используются повсеместно, на то есть ряд причин, описанных в этой статье (откроется в новом окне). Тонкопленочные солнечные батареи в ряду новейших технологий пока не стали модными и не используются повсеместно, т.к. имеют больше недостатков, чем достоинств, но рассмотрим обе стороны.
В чем разница
Принципиальная разница состоит в используемых материалах. Для достижения отличительных параметров тонкопленочных солнечных батарей нужно использовать полупроводники из селенида меди-индия, а также теллурида кадмия. Принцип действия точно такой же, как в поликристаллических и монокристаллических фотоэлементах с той разницей, что наносить указанные полупроводники можно на пленку. Пленка гнется и скручивается в отличие от классических солнечных панелей.
Достоинства
- Полупрозрачность. Классические (поликристаллические и монокристаллические) солнечные панели полностью непрозрачные. Аморфные тонкопленочные батареи могут быть выполнены таким образом, чтобы заменить окно в доме, пропуская часть света, а часть преобразовывая в электричество.
- Легкость. Батареи выполненные на пленке легче классических в несколько раз, что дает больше свободы в монтаже, упрощает операции с ними.
- Гибкость. Тонкопленочные батареи теоретически можно изгибать в любой плоскости без потери работоспособности.
- Ударопрочность. Пленка не разбивается от падения при монтаже, от града и остается работоспособной в самых экстремальных условиях.
Недостатки
- Низкий КПД. Если не рассматривать лабораторные образцы, а оценивать реальные показатели выпускаемых моделей, то на выходе получим КПД не выше 4%, что в три раза меньше такого же у поликристаллического фотоэлемента.
Важно. При использовании полупрозрачных фотоэлементов коэффициент снижается до смешных 2% и от одного окна вы вряд ли сможете даже зарядить свой смартфон.
- Высокая стоимость. Если сравнивать с классическими солнечными батареями, то их цена за м.кв. сопоставима с такими же поликристаллическими моделями, но вот мощность будет в три раза ниже. Если же сравнивать панели одинаковой мощности, то картина получится такая (данные из Aliexpress.com):
Сравнение цен пленочной и кремниевой солнечной панели
Разница в цене – ровно в три раза, при одинаковой мощности - Снижение производительности при нагреве. Если в поли/монокристаллических батареях эта цифра достигает 12% от номинальной мощности, то в гибких фотоэлементах она доходит до 30-40%.
Мифы и реальность
Пока технология изготовления пленочных солнечных батарей не составляет реальной конкуренции поли/монокристаллическим аналогам. Прежде всего из-за дороговизны используемых материалов. Тем не менее, на ТВ, в сети и среди розничных продавцов бытует несколько мифов о чудо свойствах этой технологии.
- Тонкопленочные солнечные батареи могут работать в пасмурную погоду. Отчасти это правда, но правда и в том, что любые солнечные панели работают в пасмурную погоду, выдавая при этом меньшую силу тока или вольтаж, в зависимости от модели. Пленочные так же точно снижают свою производительность.
- Пленочные батареи не снижают производительность при нагреве. Это откровенное вранье. Снижение производительности гораздо сильнее поли/монокристаллических аналогов. Поэтому при монтаже таких панелей следует обязательно предусмотреть возможность вентиляции их задних стенок.
- Дешевле. На самом деле дороже (см. недостаток 2)
- Могут принимать любую форму. Здесь правда, только вот толку, как показывает практика, от этого никакого. Панели располагаются в плоскости для достижения максимального эффекта.
- Можно свернуть в трубочку и тогда свет будет поступать на них почти весь день. Действительно такое «сенсационное» изобретение приносит прирост в производительности меньше, чем использование той же площади аналогичных батарей в плоском виде.
Схема работы цилиндрического модуля
- Увеличенный срок службы. На самом деле нет. Срок службы пленочной панели – 10-12 лет, в то время как поликристаллические модели служат от 15 до 20 лет.
- Можно использовать вместо стекол в окнах. При этом улицы вы видеть практически не будете, а эффективность такой полупрозрачной панели позволит вам в течении дня от одного окна зарядить один мобильный телефон. Сомнительное преимущество.
- Экологичность. Т.к. в батареях применяются сплавы полупроводников из индия и кадмия, то кремния используется гораздо меньше. При этом продавцы уверяют, что кремний – это вещество по вредности между ураном и мышьяком, забывая, что 1/3 земной коры состоит из него.
- Время окупаемости. Реклама пленочных батарей говорит, что они окупаются на 2-3 год эксплуатации. На самом деле нет. Срок службы пленочных солнечных батарей (10-12 лет) и их стоимость, не позволяет им окупиться вообще при нынешних ценах на электроэнергию.
Область применения
Как показывает практика, использовать гибкие солнечные панели целесообразно только в походных условиях. Гораздо проще развернуть холст с пленочными солнечными панелями на крыше палатки или трейлера, чем возить с собой жесткую конструкцию, на сборку которой нужно время. Популярны также переносные электростанции для зарядки телефонов и фонарей во время путешествия.
Ввиду низкого КПД сфера применения солнечных батарей очень ограничена. Применение в качестве стационарной солнечной электростанции возможно, но только при наличии больших свободных площадей.
Видео о пленочных батареях
Типичный рекламный сюжет, где диктор рассказывает чудеса о пленочных солнечных батареях, предполагая КПД в 10%, забывая, что таких результатов пока смогли добиться только в лабораторных условиях, но никак не в промышленных образцах. Ролик будет интересен тем, кто хочет знать, как реклама пытается обмануть нас.
Бестопливный генератор — способ заработать на безграмотности Выгодно ли покупать комплектом солнечные батареи для дачи Как выбрать солнечную панель — обзор важных параметров Ветряк для частного дома — игрушка или реальная альтернатива
Тонкопленочные солнечные батареи: обзор, плюсы и минусы
Сейчас солнечные электростанции не получили серьезную популярность, но это есть несколько причин, взять хотя бы их стоимость. Но, существуют еще современные тонкопленочные солнечные батареи, которые имеют гораздо меньше недостатков и более меньшую стоимость. В этой статье мы попробуем разобраться, а стоит их использовать и какие существует преимущества и недостатка.
В чем разница между тонкопленочными солнечными батареями и обычными
На самом деле здесь разница несущественная, только в материалах, из которых они изготовляются. Чтобы изготовить тонкую пленочную батарею используются специальные полупроводники из меди-индия, селенида и теллурида кадмия.
Принцип работы никак не отличается, есть только одна разница – наносить такие полупроводники можно непосредственно на пленку. Поэтому она не гнется и даже скручивается, чего нельзя сказать за классические солнечные батареи. Почитайте о современных батарейках с супер быстрым зарядом.
Тонкопленочные солнечные батареи преимущества
Батареи такого типа получили несколько серьезных преимуществ, которые смело можно назвать существенными. Итак, в какие плюсы и тонкопленочных батарей:
- Маленький вес. Такие батареи выполнены из очень легких материалов, поэтому устанавливать и работать с ними – это одно удовольствие.
- Полупрозрачность. Именно такое свойство позволяет устанавливать их даже на окна. В таком случае часть света будет идти в помещение, а другая часть, преобразовывая электричество.
- Гибкость. Такие панели можно устанавливать практически на любую плоскость, изогнутое состояние не нарушает работоспособности.
- Ударопрочность. Пленка остается работоспособной во время сильного града, падения на землю и т.д.
Недостатки тонкопленочной солнечной батареи
- Высокая стоимость, если сравнивать их с классическими батареями. Если стоимость одинаковая, тогда батареи такого типа выдают мощность в три раза меньше, что уже оптимальным назвать нельзя.
- Низкий КПД. Здесь можно даже привести простой пример, если установить такую пленку на окно, то телефон она зарядить вряд ли сможет. На выходе КПД составляет всего 4%, что в три раза меньше обычной.
- Сильно нагревается, при очень жаркой температуре 30-40%, обычные показывают результат всего 12%.
Область применения
Логично их использовать только в походных условиях, ведь тонкопленочные солнечные батареи легко развернуть и установить на крыше палатки, трейлера и т.д. В такой ситуации возить тяжелые конструкции не всегда удобно. Поэтому такие батареи смогут стать настоящим спасениям для всех людей во время путешествия. С помощью них можно будет зарядить телефон, фонарь.
В качестве больших электростанций применять их не всегда логично и удобно. Чтобы они показали хороший результат нужно устанавливать тонкопленочные солнечные батареи на большом периметре. Что в конечном результате будет стоить серьезных денег. Узнайте, стоит ли устанавливать ветровую электростацию дома.
Видео о современных пленочных батареях
Обратите внимание! В ролики рассказывают непонятные числа, к примеру, КПД 10% и т.д. Таких результатов удалось добиться только в лабораторных условиях, на самом деле они показали себя совсем с другой стороны. А этот ролик – это просто обман всех пользователей, не видитесь на это.
Мифы и реальность, как нас еще пытаются обмануть
Сейчас такие батареи стали серьезно рекламировать, но всерьез их воспринимать не стоит, ведь обмана слишком много. На самом деле тонкопленочные солнечные батареи мы использовать, не рекомендуем, не стоят ни этого. Давайте подробней разберем, где правда, а где ложь.
- Дешевые – это ложь.
- Могут принимать любую форму – правда. Однако, какой от этого смысл?
- Работают в пасмурную погоду – правда. Но, работаю также как и другие солнечные батареи.
- Можно свернуть в трубку, и они будут давать энергию целый день – правда.
- Можно использовать вместо стекол на окнах – относительная правда. Использовать можно, но улицу видно не будет, какой тогда смысл от окна?
- Долгий срок службы – откровенная ложь! Они служат 10-12 лет, классические 15-20 лет, разница существенна.
- Быстрая окупаемость – ложь. Чтобы отбить стоимость, они должны служить 12 лет!
Как видите, обманывают нас конкретно. Эта статья должна вам объяснить почему, надеемся, что вы на это не пойдете.
Похожая статья: Лучшие производители вакуумированных солнечных коллекторов.
vse-elektrichestvo.ru
Тонкопленочные солнечные батареи — мифы и реальность
Установив солнечные устройства, в том числе тонкопленочные солнечные батареи, человек становится независимым от централизованной подачи электроэнергии и растущих постоянно тарифов, тем самым экономится бюджет.
Блок: 1/11 | Кол-во символов: 214
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/solnechnye-batarei/1881-tonkoplenochnye-solnechnye-batarei.html
В чем разница между тонкопленочными солнечными батареями и обычными
На самом деле здесь разница несущественная, только в материалах, из которых они изготовляются. Чтобы изготовить тонкую пленочную батарею используются специальные полупроводники из меди-индия, селенида и теллурида кадмия.
Принцип работы никак не отличается, есть только одна разница – наносить такие полупроводники можно непосредственно на пленку. Поэтому она не гнется и даже скручивается, чего нельзя сказать за классические солнечные батареи. Почитайте о современных батарейках с супер быстрым зарядом.
Блок: 2/6 | Кол-во символов: 573
Источник: http://DekorMyHome.ru/remont-i-oformlenie/tonkoplenochnye-solnechnye-batarei-mify-i-realnost.html
Миф 1: Солнечные батареи не работают в снежную или облачную погоду
Факт: Модули эффективно работают в холодную и даже облачную погоду. Облачность не снижает эффективность процесса, солнечные батареи остаются жизнеспособным источником электроэнергии. Даже в зимние дни, панели генерируют уровень электричества сопоставимый с тем, что вы получаете в жаркий летний день. Примеры стран, где такие системы показывают максимальную эффективность: Германия (мировой лидер по количеству установленных панелей), Великобритания, Китай, Италия и Россия.
Блок: 2/10 | Кол-во символов: 547
Источник: http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/
Основные преимущества
Этот вид солнечных панелей тонкопленочных имеет много отличий от аналогов кристаллических:
- малая толщина, не превышающая 1 микрона;
- отличная гибкость, позволяющая монтаж панели производить на всевозможные криволинейные поверхности, включая цилиндрические;
- сохранение параметров в рассеянном свете, что позволят увеличить общую выработку электроэнергии, в сравнении с поли- и монокристаллическими панелями, на 10, а в отдельных случаях на 15 процентов;
- небольшая себестоимость производственного процесса, следовательно, и невысокая стоимость готового изделия;
- высокоэффективное функционирование в энергосистемах мощностью более 10 кВт и в условиях высоких температур;
- значительные показатели оптического поглощения солнечного спектра, превышающий кристаллический более, чем в 20 раз;
- стабильность мощности выходной продолжительное время- надежность;
- безвредность для окружающей среды, поскольку в них низкая доля использования кремния – 1/000 от применяемого в кристаллических аналогах;
- короткий период окупаемости за счет большой энергоотдачи;
- небольшой вес, упрощающий монтаж;
- ударопрочность. При монтаже нередки падения, но пленка остается работоспособной.
Блок: 3/11 | Кол-во символов: 1182
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/solnechnye-batarei/1881-tonkoplenochnye-solnechnye-batarei.html
Миф 2: Китайские солнечные панели плохие
Факт: Утверждение, что китайские батареи обладают низким качеством — неверно. Производители модулей из Китая представляют на рынке продукцию по конкурентным ценам, которая всегда пользуется спросом. По статистике более 80% оборудования для систем альтернативной энергии производится в Поднебесной. Продукция имеет все необходимые международные сертификаты качества. При выборе оборудования оценивайте в первую очередь бренд, если он известный — проблем с качеством не будет.
Блок: 3/10 | Кол-во символов: 521
Источник: http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/
Недостатки
- Низкий КПД. Если не рассматривать лабораторные образцы, а оценивать реальные показатели выпускаемых моделей, то на выходе получим КПД не выше 4%, что в три раза меньше такого же у поликристаллического фотоэлемента.
Важно. При использовании полупрозрачных фотоэлементов коэффициент снижается до смешных 2% и от одного окна вы вряд ли сможете даже зарядить свой смартфон.
- Высокая стоимость. Если сравнивать с классическими солнечными батареями, то их цена за м.кв. сопоставима с такими же поликристаллическими моделями, но вот мощность будет в три раза ниже. Если же сравнивать панели одинаковой мощности, то картина получится такая (данные из Aliexpress.com):
Сравнение цен пленочной и кремниевой солнечной панели
Разница в цене – ровно в три раза, при одинаковой мощности
- Снижение производительности при нагреве. Если в поли/монокристаллических батареях эта цифра достигает 12% от номинальной мощности, то в гибких фотоэлементах она доходит до 30-40%.
Блок: 4/6 | Кол-во символов: 956
Источник: http://electricadom.com/realnoe-primenenie-tonkoplenochnykh-solnechnykh-batarejj.html
Миф 3: Солнечная энергетика слишком дорогая
Факт: Если посмотреть на цифры с 2009 по 2015 год, инвестиции в альтернативную энергетику были на подъеме, поскольку стоимость продукции постоянно падала. Средняя цена солнечных батарей снизилась на 30% процентов. Во всем мире стоимость производства электричества из энергии солнца стала ниже, чем из ископаемого топлива. Советуем ознакомиться с причинами для использования солнечной энергии.
Блок: 4/10 | Кол-во символов: 442
Источник: http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/
Где их применяют
Сфера применения гибких солнечных элементов весьма обширна. Их широко используют в регионах преобладания пасмурной погоды, в жарких странах и в мощных гелиостанциях. В последнее время все более востребованными становятся и тонкопленочные батареи, заключенные в стеклянные триплексы. Фотопленка помещается под закаленное стекло, отличающееся высокой прочностью, но при этом оптически прозрачное. Такие решения нашли свое применение в архитектуре, производстве светодиодных триплексов и автомобилестроении.
Блок: 3/5 | Кол-во символов: 524
Источник: http://solarb.ru/osobennosti-tonkoplenochnykh-solnechnykh-batarei
Миф 4: Установка солнечных батарей сложная и требует постоянного обслуживания
Факт: Установка панелей относительно проста, особенно если вы используете оборудование надежного производителя. Для эффективной работы поверхность гелиоколлектора нужно держать в чистоте, но это не доставит много лишних хлопот владельцам. Накопившиеся пыль и мусор просто смываются водой 3-4 раза в год. Модули изготовлены таким образом, чтобы выдержать суровые погодные условия, в том числе град, мокрый снег и т.д. Подобнее о том, как производят солнечные панели.
Блок: 5/10 | Кол-во символов: 552
Источник: http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/
Область применения
Как показывает практика, использовать гибкие солнечные панели целесообразно только в походных условиях. Гораздо проще развернуть холст с пленочными солнечными панелями на крыше палатки или трейлера, чем возить с собой жесткую конструкцию, на сборку которой нужно время. Популярны также переносные электростанции для зарядки телефонов и фонарей во время путешествия.
Ввиду низкого КПД сфера применения солнечных батарей очень ограничена. Применение в качестве стационарной солнечной электростанции возможно, но только при наличии больших свободных площадей.
Видео о пленочных батареях
Типичный рекламный сюжет, где диктор рассказывает чудеса о пленочных солнечных батареях, предполагая КПД в 10%, забывая, что таких результатов пока смогли добиться только в лабораторных условиях, но никак не в промышленных образцах. Ролик будет интересен тем, кто хочет знать, как пытается обмануть нас.
Виды садовых светильников и фонарей на солнечных батареях, как и где использовать. 
Принцип действия солнечных батарей. 
Бестопливный генератор — способ заработать на безграмотности 
Ветряк для частного дома — игрушка или реальная альтернатива
Блок: 6/6 | Кол-во символов: 1241
Источник: http://electricadom.com/realnoe-primenenie-tonkoplenochnykh-solnechnykh-batarejj.html
Миф 5: Панели солнечных батарей могут повредить крышу
Факт: Солнечные панели на самом деле приносят пользу крыше, защищая ее от атмосферных явлений. Даже при необходимости ремонта в случае повреждения крыши, панель легко демонтируется. Коллекторы непосредственно не крепятся к крыше, они монтируется поверх нее. Промежутки между крышей и панелями заполняют герметиком. Перед установкой солнечных панелей, убедитесь, что крыша не повреждена.
Это нужно знать:
Недостатки солнечной энергии
Блок: 6/10 | Кол-во символов: 498
Источник: http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/
Миф 6: Избыток электроэнергии хранится в системе
Факт: Это правда, но количество накопленной электроэнергии ограничено глубиной заряда аккумуляторов. На практике подключить систему альтернативной энергии к электросетям в России и Украине практические невозможно. В Европе и США распространена генерация энергии в сеть. Если система подключена к электрической сети, можно отдавать избыток энергии в местную энергетическую сеть, записывая бонусы на свой счет. Если вам понадобится большое количество электричества в ночное время (когда система не работает) можно использовать электроэнергию из сети совершенно бесплатно. Это делается автоматически, так что пользователи даже не замечают момента переключения. Надеемся в скором времени у нас тоже упростят процедуру подключения к сетям.
Блок: 7/10 | Кол-во символов: 789
Источник: http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/
Материалы
Но наиболее перспективным на данное время считают тонкопленочные солнечные устройства, изготовленные на основе селенида медиа-галлий-индиевого. После поочередного или одновременного распыления этих материалов, фотоэлементы обрабатывают селеновыми парами.
Серьезную трудность представляет нанесение на всю поверхность (достаточно большую) равномерного покрытия.
Блок: 8/11 | Кол-во символов: 374
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/solnechnye-batarei/1881-tonkoplenochnye-solnechnye-batarei.html
Миф 7: Продать дом с солнечными батареями сложнее
Факт: Солнечные панели способствуют повышению стоимости недвижимости. Дома с такими модулями продают быстрее. Хотя стоимость солнечных систем под ключ составляет от $3000 — 8000, вы экономите в долгосрочной основе. Рабочая система солнечных батарей увеличивает ценность дома на целых $10 000 — $15 000.
Блок: 8/10 | Кол-во символов: 358
Источник: http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/
Метод вакуумирования
Способ предусматривает использование вакуумных камер или электронных пушек для осаждения из пара диселендов.
В принципе, использовать можно любые подходы, например, ионное распыление, но все методы имеют свои сложности, такие как образование пленки как на подложке, так и на внутренней поверхности камеры. Другая сложность связана с поставками индия, активно применяемого для изготовления плоскопанельных мониторов.
У таких устройств КПД может превышать отметку 20%.
Хотя активно развиваются панели этого типа, их востребованность невелика и не превышает 2%.
Большую популярность завоевали пленки, в изготовлении которых используется кадмия теллурид, Их КПД 16% (против 18%). Большой популярностью пользуются батареи аморфно-кремниевое. Их КПД удалось увеличить до 10%.
Блок: 9/11 | Кол-во символов: 796
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/solnechnye-batarei/1881-tonkoplenochnye-solnechnye-batarei.html
Миф 8: Выбор модулей зависит от размеров дома
Факт: Панели солнечных систем разработаны, чтобы соответствовать конкретным потребностям каждого домовладельца. В зависимости от потребностей, дому может хватить небольшой панели. При определении затрат на покупку и установку солнечных панелей, особое внимание уделяется ориентации, наклону крыши дома и инсоляции (количество солнечной радиации достигающее поверхности Земли). Перед тем как принять решение о установке солнечных модулей, убедитесь, что дом расположен в районе, который имеет легкий доступ к достаточному количеству света и не замаскирован окружающими деревьями или зданиями.
Блок: 9/10 | Кол-во символов: 643
Источник: http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/
Миф 9: Зачем инвестировать в солнечную энергию, если есть уголь
Факт: Использование энергии солнца — экологически чистый вид получения альтернативной энергии. Уголь является одним из самых грязных видов ископаемого топлива, добыча угля несет целый ряд проблем для здоровья работникам шахт. В связи с подрывом горной породы и образованию терриконов нарушается экология. Чем больше угля мы сжигаем, тем больше вреда приносим окружающей среде. Сжигание угля увеличивает уровень ртути и смога и дополнительно увеличивает выбросы углекислого газа, что приводит к разрушительным последствиям для окружающей среды.
Миф 10: Солнечные батареи вредны для окружающей среды после окончания срока эксплуатации
Факт: Срок использования солнечных панелей — 35 лет, после чего они теряют эффективность и поддаются повторной переработке. Некоторые производители бесплатно принимают модули для вторичной переработки.
Блок: 10/10 | Кол-во символов: 917
Источник: http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/
Стоимость
Недорого тонкопленочные солнечные батареи купить можно в интернет-магазинах, адреса которых приведены в таблице:
| Где купить | Цена в рублях |
| 9000 | |
| 13500 | |
| от 4600 | |
| 9000 | |
| от 4500 |
Видео: Cолнечные модули на базе тонкопленочной технологии
Блок: 11/11 | Кол-во символов: 262
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/solnechnye-batarei/1881-tonkoplenochnye-solnechnye-batarei.html
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:
- http://DekorMyHome.ru/remont-i-oformlenie/tonkoplenochnye-solnechnye-batarei-mify-i-realnost.html: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 573 (4%)
- https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/solnechnye-batarei/1881-tonkoplenochnye-solnechnye-batarei.html: использовано 6 блоков из 11, кол-во символов 4370 (31%)
- http://electricadom.com/realnoe-primenenie-tonkoplenochnykh-solnechnykh-batarejj.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 2197 (16%)
- http://solarb.ru/osobennosti-tonkoplenochnykh-solnechnykh-batarei: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 1613 (12%)
- http://teplo-klimat.com/top-10-mifov-o-solnechnyx-batareyax/: использовано 9 блоков из 10, кол-во символов 5267 (38%)
lightika.com
Тонкопленочные солнечные батареи: гибкие, складные, цилиндрические
В настоящее время порядка 80-85% производства солнечных батарей приходится на кристаллические модули. Но по заверениям специалистов этой области, будущее все-таки за тонкопленочной технологией. Ее главное достоинство, способное обеспечить ей лидирующие позиции, это более низкая себестоимость. Модули, производимые с использованием тонкопленочной технологии, получили название гибкие солнечные батареи, благодаря тому, что их эластичность и малый вес позволяют монтировать солнечные модули на любой поверхности и даже вшивать их в одежду.
Для производства гибких модулей используют пленки из полимерных материалов, аморфного кремния, алюминия, теллурида кадмия и других полупроводников. Чаще всего их применяют в качестве переносных зарядных устройств, так называемых складных солнечных батарей, для ноутбуков, видеокамер, мобильных телефонов и другой электроники, не требующей большой мощности. Для выработки значительного количества энергии потребуется и большая площадь модулей.
Подробнее о тонкопленочной технологии
Первые тонкопленочные солнечные батареи изготавливались с использованием аморфного кремния, который наносили тонким слоем на поверхность подложки. Их КПД составлял всего 4-5%, да и срок службы оставлял желать лучшего. Второе поколение аморфных модулей уже имело КПД на 2-3% больше, а срок эксплуатации практически сравнялся со сроком службы кристаллических модулей. А вот КПД третьего поколения модулей увеличилось уже до 12%. Так что прогресс на лицо.
При производстве складных солнечных батарей и гибких модулей больших размеров, чаще всего применяют теллурид кадмия и селенид меди-индия. Использование этих полупроводников дает увеличение коэффициента полезного действия от 5 до 10%. А учитывая, что ученые-физики борются за каждый дополнительный процент, такая разница очень ощутима. Более подробно о производстве солнечных батарей по тонкопленочной технологии здесь.
Особенности тонкопленочных батарей:
- Хорошо работают даже при рассеянном свете, поэтому суммарная годовая выработка мощности на 10-15% больше, чем у кристаллических модулей.
- Более низкая стоимость производства, следовательно, данный вид солнечных батарей обойдется Вам дешевле.
- Большую эффективность показывают в системах с мощностью более 10кВт.
- При равном показателе вырабатываемой мощности, площадь тонкопленочных модулей примерно в 2,5 раза больше, чем у кристаллических.
- Требуют использование высоковольтных контроллеров и инверторов.
Случаи, когда применение тонкопленочных модулей обосновано:
- В регионах, где преобладает пасмурная погода. Модули, выполненные по тонкопленочной технологии, лучше поглощают рассеянный свет.
- В странах с жарким климатом. При высокой температуре тонкопленочные солнечные батареи показывают большую эффективность.
- Есть необходимость монтирования панелей в здание либо требуется их использование в качестве дизайнерских задумок или конструкторских решений, например, для отделки фасада.
- Потребность в модулях с частичной прозрачностью до 20%.
От плоской формы к цилиндрической
Цилиндрические солнечные батареи впервые разработала небольшая американская компания с запоминающимся названием Solyndra (от слов «солнечный» и «цилиндр»). Свое достижение они представили в 2008 году и сразу же получили несколько крупных заказов от европейских и американских фирм. По их заверениям, эта цифра составляла более 1 млрд. $.
До 2008 года солнечные элементы имели плоскую форму. Solyndra же предложила устанавливать в солнечные батареи элементы-цилиндры. Тонкий слой фотоэлемента наносится на поверхность стеклянной трубки, после чего она помещается в еще одну такую же трубку, но уже с электрическими контактами. В качестве полупроводников для элементов используют уже знакомые нам медь, галлий, селен и индий. Цилиндрические солнечные батареи за счет своей формы поглощают большее количество света, и, как следствие, имеют больший показатель производительности. Каждая панель состоит из 40 цилиндров и имеет размеры 1 на 2 метра.
Для увеличения поглощаемого света рекомендуют использовать цилиндрические батареи в сочетании с белым покрытием крыши. В таком случае, отраженные от крыши лучи будут проходить через цилиндры, чем и обеспечат еще плюс 20% поглощенной энергии. Еще одно важное достоинство батарей с элементами цилиндрической формы – это их устойчивость к сильному ветру. Они способны выдерживать порывы ветра скоростью до 200 км/ч. Это делает монтаж солнечных батарей более простым и дешевым.
Многопереходные солнечные элементы
В большинстве производимых в настоящее время солнечных элементах реализован один p-n-переход. То есть свободные электроны в таком элементе создают только те фотоны, которые обладают энергией больше или равной ширине запрещенной зоны. Чтобы преодолеть это ограничение учеными был разработан новый вид солнечных элементов, получивших название каскадные элементы. Они имеют многослойную структуру, состоящую из солнечных элементов, ширина запрещенной зоны которых различна.
Самые перспективные гибкие солнечные батареи, изготовленные с использованием каскадных элементов, имеют 3 p-n-перехода. Верхний слой формируют из сплава на основе a-Si:H, для второго используют сплав a-SiGe:H, содержащий 10-15% германия, для третьего слоя процентное содержание германия в сплаве увеличивают до 40-50%. С каждым последующим слоем ширина запрещенной зоны уменьшается, поэтому каждый следующий слой поглощает те фотоны, которые прошли через предыдущий. В таблице ниже представлены значения КПД каскадных СЭ. Стоит отметить, что столь высокие показатели КПД позволяют уменьшить стоимость получаемой солнечной энергии почти в 2 раза в сравнении с солнечными батареями на основе кристаллического кремния.
| Теоретическое значение КПД | Ожидаемое значение КПД | Реализованное значение КПД | |
| 1 p-n-переход | 30 | 27 | 25,1 |
| 2 p-n-перехода | 36 | 33 | 30,3 |
| 3 p-n-перехода | 42 | 38 | 31,0 |
| 4 p-n-перехода | 47 | 42 | — |
| 5 p-n-переходов | 49 | 44 | — |
Самые интересные достижения в мире тонкопленочных модулей
2 года назад специалисты лаборатории МГУ разработали рулонные органические солнечные батареи на основе полимера в качестве активного слоя и гибкой органической подложки. Их КПД составлял всего 4%, зато они могли эффективно работать при температуре 80°С в течение 10 тысяч часов. На этом их деятельность не закончилась, исследования ведутся постоянно, основным направлением выбраны солнечные элементы на основе полимерных материалов.
Специалисты федеральной лаборатории технологий и материаловедения в Швейцарии создали солнечный элемент на полимерной подложке с КПД 20,4%. В качестве полупроводника использовались 4 элемента: селен, индий, галлий и медь. На сегодняшний день это рекордный показатель для СЭ, выполненных на основе перечисленных элементов. Предыдущий рекорд составлял 18,7%.
Для тонкопленочных фотоэлементов на основе индия, селена и меди, максимальное значение КПД на сегодня оставляет 19,7%. Такого показателя смогла добиться японская компания Solar Frontier. Поглощающие пленки на фотоэлементы наносили методом напыления, используя термическую обработку в парах селена.
Компания ICP Solar Technologies представила оригинальную складную солнечную батарею. Ее достаточно раскатать в солнечном месте и можно подключать устройство, которое необходимо зарядить. Мощность батареи 5 Вт при напряжении питания 12 В. Согласитесь, незаменимый вариант для всех туристов, хотя и не единственный. Разработкой подобных переносных СБ занимаются различные фирмы. Так не меньшей популярностью пользуется складная солнечная батарея Foldable Solar Chargers, максимальная мощность которой составляет 190 Вт.
Ну и самой интересной разработкой можно назвать «тканевые» солнечные панели. Японские ученые решили соединить крошечные цилиндрические солнечные элементы размером всего 1,2 мм и тканевое полотно. Такое необычное решение позволит создавать высокотехнологичные материалы для одежды и переносные тенты. Промышленное производство «солнечной» ткани намечено на март 2015 года.
Займет ли тонкопленочная технология первое место при производстве солнечных элементов, покажет будущее. Но судя по активным исследованиям, ведущимся в данной области, и по неплохим результатам, вполне возможно, что в ближайшем будущем ученые все-таки смогут создать не просто эффективные солнечные батареи, но еще и доступные при этом широким слоям населения.
Статью подготовила Абдуллина Регина
В этом ролике рассказано о солнечных модулях на базе тонкопленочной технологии, которые позволяют преобразовать в электроэнергию до 10% солнечного излучения и при этом в полтора раза повысить эффективность фотоэлементов, а расход кремния при производстве сократить в 200 раз!
altenergiya.ru
Тонкопленочные солнечные батареи – маломощный источник энергии.
Солнечные технологии в энергетике не стоят на месте. В свете того, что полезные ископаемые истощаются, особенно те из них, которые идут на выработку электроэнергии, требуются новые, альтернативные источники пополнения запасов электроэнергии. Такая ситуация, лишний раз, подстегивает ученых всего мирового сообщества активнее действовать. Практически, каждый год происходят модернизации и усовершенствования существующих источников энергии. Разрабатываются абсолютно новые материалы, например гелий-теллур. Одним из последних изобретений в этой области являются тонкопленочные солнечные батареи.
Такие тонкоплёночные технологии призваны максимально снизить материальные затраты на изготовление солнечных модулей. Так как подобные разработки появились сравнительно недавно, результаты их испытания и выявление недостатков и достоинств до конца не изучены. Но те опытные образцы, которые отлично работают в настоящее время, показывают впечатляющие результаты.
Материалы для изготовления тонкопленочных источников.
Тонкопленочные солнечные батареи могут быть выполнены из следующих материалов:
- аморфный кремний,
- сульфид кадмия,
- индий,
- галлий,
- кристаллический кремний.
Производных данных материалов очень много и все они используются в производстве батарей. Из-за большого объема сульфидов и оксидов изучение их способностей в области солнечной энергетики затруднено, но работы ведутся во всех направлениях.
Тонкоплёночные батареи уникальны тем, что имеют необычную в данной области особенность – вырабатывать электрическую энергию при отсутствии прямых солнечных лучей. Это означает, что в пасмурный или короткий зимний день, солнечные батареи на подобной основе могут вырабатывать до 15% энергии сверх положенной нормы. Это не только позволяет таким батареям обойти стандартные солнечные элементы, а полностью обогнать их в своем развитии. К тому же тонкоплёночные солнечные батареи открывают дорогу подобным модулям в уникальных туманных районах нашей планеты и в местах, где пасмурная погода составляет основной процент всех метеоусловий. К тому же тонкоплёночные солнечные элементы могут найти свое применение в местах с повышенной запыленностью и увеличенным наличием микрочастиц в воздухе.
Преимущества и недостатки солнечных устройств.
Существенным недостатком уникальных батарей в том, что их площадь в 2-2,5 раза больше стандартных кремниевых поликристаллических модулей. Имея не очень высокий КПД, тонкоплёночные солнечные батареи не выгодно использовать в компактных системах. Благодаря этому недостатку, основное применение такого типа модулей лежит в области больших световых установок мощность более 10-15 кВт.
Что же заставляет людей использовать тонкоплёночные солнечные батареи в быту?
Есть несколько ответов на этот вопрос:
- доступность данного источника энергии,
- бесперебойная работа, особенно в солнечных странах,
- автономность, то есть применение в любом месте не зависимо от наличия сопутствующих факторов,
- абсолютная экологичность такого типа добычи энергии, по сравнению с устоявшимися источниками,
- постоянно уменьшающаяся стоимость комплектов подобных модулей, в связи с постоянными усовершенствованиями,
- неумолимо растущий КПД батарей, помогает им составлять конкуренцию стандартным источникам энергии,
- абсолютная доступность для любого человека, так как установка подобных устройств не требует никакого согласования, а в некоторых странах влечет за собой дополнительные государственные субсидии, поощряющие жителей пользоваться экологически чистыми источниками.
Многим может показаться, что установка солнечных модулей под силу исключительно состоятельным людям, но это далеко не так. Не приходится спорить, что начальный этап потребует немалых вложений на покупку и обустройство жилища такими источниками бесплатной энергии. Но, по прошествии некоторого времени, экономия начнет давать свои результаты, а если учесть фактор постоянного повышения стоимость электроэнергии, предстоящая выгода может превзойти все ожидания.
Экономия электроэнергии не заканчивается на электроприборах. Установив водяные коллекторы, которые помогут сэкономить до 70-80 % электричества на нагреве воды и отоплении, можно получить довольно достойные результаты работы. Установив солнечные батареи достаточной мощности, можно существенно пополнить семейный бюджет сэкономленными средствами в зимнее время. Дело в том, что в такие холодные времена достаточно большое количество энергии уходит на обогрев жилища. Применяя водяные коллекторы, любые солнечные батареи, даже тонкоплёночные, принесут свои плоды.
Стоит упомянуть и о недостатках батарей, так как данный источник имеет их предостаточно.
К ним можно отнести:
- многие доступные солнечные батареи имеют небольшой уровень КПД,
- любые элементы подобного типа требуют постоянного наблюдения и ухода, чтобы не снижалась производительность всего комплекса,
- высокая температура снижает выработку электроэнергии, а при отсутствии охлаждающих элементов в комплектах установки модулей, этот вопрос становится достаточно актуальным,
- негативное влияние времени на мощность установок, так как со временем кристаллы перестаю выдавать первоначально заявленное количество энергии,
- высокая стоимость всей схемы.
Перспективы маломощных батарей.
Тонкоплёночные световые модули в последнее время совершенствуются многими исследовательскими лабораториями. К сожалению самый большой КПД таких элементов менее 15%. Основное применение этого направления лежит в области бытовых приборов, так как им вполне достаточно того количества энергии, которые вырабатывают подобные батареи.
Со временем, тонкоплёночные элементы могут получить шанс встать в одну шеренгу с поликристаллическими солнечными батареями, но для этого у них должны быть свои, индивидуальные положительные моменты, например, сокращение сроков умирания батарей или неприхотливые условия эксплуатации. Если маломощные батарея смогут выровнять баланс затрачиваемых на их приобретение материальных средств и выдаваемого электричества, то у таких батарей может быть своя область применения, которая найдет своего потребителя.
ekobatarei.ru
Тонкопленочные солнечные батареи: мифы и реальность
Сейчас солнечные электростанции не получили серьезную популярность, но это есть несколько причин, взять хотя бы их стоимость. Но, существуют еще современные тонкопленочные солнечные батареи, которые имеют гораздо меньше недостатков и более меньшую стоимость. В этой статье мы попробуем разобраться, а стоит их использовать и какие существует преимущества и недостатка.
В чем разница между тонкопленочными солнечными батареями и обычными
На самом деле здесь разница несущественная, только в материалах, из которых они изготовляются. Чтобы изготовить тонкую пленочную батарею используются специальные полупроводники из меди-индия, селенида и теллурида кадмия.
Принцип работы никак не отличается, есть только одна разница – наносить такие полупроводники можно непосредственно на пленку. Поэтому она не гнется и даже скручивается, чего нельзя сказать за классические солнечные батареи. Почитайте о современных батарейках с супер быстрым зарядом.
Тонкопленочные солнечные батареи преимущества
Батареи такого типа получили несколько серьезных преимуществ, которые смело можно назвать существенными. Итак, в какие плюсы и тонкопленочных батарей:
- Маленький вес. Такие батареи выполнены из очень легких материалов, поэтому устанавливать и работать с ними – это одно удовольствие.
- Полупрозрачность. Именно такое свойство позволяет устанавливать их даже на окна. В таком случае часть света будет идти в помещение, а другая часть, преобразовывая электричество.
- Гибкость. Такие панели можно устанавливать практически на любую плоскость, изогнутое состояние не нарушает работоспособности.
- Ударопрочность. Пленка остается работоспособной во время сильного града, падения на землю и т.д.
Недостатки тонкопленочной солнечной батареи
- Высокая стоимость, если сравнивать их с классическими батареями. Если стоимость одинаковая, тогда батареи такого типа выдают мощность в три раза меньше, что уже оптимальным назвать нельзя.
- Низкий КПД. Здесь можно даже привести простой пример, если установить такую пленку на окно, то телефон она зарядить вряд ли сможет. На выходе КПД составляет всего 4%, что в три раза меньше обычной.
- Сильно нагревается, при очень жаркой температуре 30-40%, обычные показывают результат всего 12%.
Область применения
Логично их использовать только в походных условиях, ведь тонкопленочные солнечные батареи легко развернуть и установить на крыше палатки, трейлера и т.д. В такой ситуации возить тяжелые конструкции не всегда удобно. Поэтому такие батареи смогут стать настоящим спасениям для всех людей во время путешествия. С помощью них можно будет зарядить телефон, фонарь.
В качестве больших электростанций применять их не всегда логично и удобно. Чтобы они показали хороший результат нужно устанавливать тонкопленочные солнечные батареи на большом периметре. Что в конечном результате будет стоить серьезных денег. Узнайте, стоит ли устанавливать ветровую электростацию дома.
Видео о современных пленочных батареях
Обратите внимание! В ролики рассказывают непонятные числа, к примеру, КПД 10% и т.д. Таких результатов удалось добиться только в лабораторных условиях, на самом деле они показали себя совсем с другой стороны. А этот ролик – это просто обман всех пользователей, не видитесь на это.
Мифы и реальность, как нас еще пытаются обмануть
Сейчас такие батареи стали серьезно рекламировать, но всерьез их воспринимать не стоит, ведь обмана слишком много. На самом деле тонкопленочные солнечные батареи мы использовать, не рекомендуем, не стоят ни этого. Давайте подробней разберем, где правда, а где ложь.
- Дешевые – это ложь.
- Могут принимать любую форму – правда. Однако, какой от этого смысл?
- Работают в пасмурную погоду – правда. Но, работаю также как и другие солнечные батареи.
- Можно свернуть в трубку, и они будут давать энергию целый день – правда.
- Можно использовать вместо стекол на окнах – относительная правда. Использовать можно, но улицу видно не будет, какой тогда смысл от окна?
- Долгий срок службы – откровенная ложь! Они служат 10-12 лет, классические 15-20 лет, разница существенна.
- Быстрая окупаемость – ложь. Чтобы отбить стоимость, они должны служить 12 лет!
Как видите, обманывают нас конкретно. Эта статья должна вам объяснить почему, надеемся, что вы на это не пойдете.
Похожая статья: Лучшие производители вакуумированных солнечных коллекторов.
dekormyhome.ru
Тонкопленочные солнечные батареи: мифы и реальность
Сейчас солнечные электростанции не получили серьезную популярность, но это есть несколько причин, взять хотя бы их стоимость. Но, существуют еще современные тонкопленочные солнечные батареи, которые имеют гораздо меньше недостатков и более меньшую стоимость. В этой статье мы попробуем разобраться, а стоит их использовать и какие существует преимущества и недостатка.
В чем разница между тонкопленочными солнечными батареями и обычными
На самом деле здесь разница несущественная, только в материалах, из которых они изготовляются. Чтобы изготовить тонкую пленочную батарею используются специальные полупроводники из меди-индия, селенида и теллурида кадмия.
Принцип работы никак не отличается, есть только одна разница – наносить такие полупроводники можно непосредственно на пленку. Поэтому она не гнется и даже скручивается, чего нельзя сказать за классические солнечные батареи. Почитайте о современных батарейках с супер быстрым зарядом.
Тонкопленочные солнечные батареи преимущества
Батареи такого типа получили несколько серьезных преимуществ, которые смело можно назвать существенными. Итак, в какие плюсы и тонкопленочных батарей:
- Маленький вес. Такие батареи выполнены из очень легких материалов, поэтому устанавливать и работать с ними – это одно удовольствие.
- Полупрозрачность. Именно такое свойство позволяет устанавливать их даже на окна. В таком случае часть света будет идти в помещение, а другая часть, преобразовывая электричество.
- Гибкость. Такие панели можно устанавливать практически на любую плоскость, изогнутое состояние не нарушает работоспособности.
- Ударопрочность. Пленка остается работоспособной во время сильного града, падения на землю и т.д.
Недостатки тонкопленочной солнечной батареи
- Высокая стоимость, если сравнивать их с классическими батареями. Если стоимость одинаковая, тогда батареи такого типа выдают мощность в три раза меньше, что уже оптимальным назвать нельзя.
- Низкий КПД. Здесь можно даже привести простой пример, если установить такую пленку на окно, то телефон она зарядить вряд ли сможет. На выходе КПД составляет всего 4%, что в три раза меньше обычной.
- Сильно нагревается, при очень жаркой температуре 30-40%, обычные показывают результат всего 12%.
Область применения
Логично их использовать только в походных условиях, ведь тонкопленочные солнечные батареи легко развернуть и установить на крыше палатки, трейлера и т.д. В такой ситуации возить тяжелые конструкции не всегда удобно. Поэтому такие батареи смогут стать настоящим спасениям для всех людей во время путешествия. С помощью них можно будет зарядить телефон, фонарь.
В качестве больших электростанций применять их не всегда логично и удобно. Чтобы они показали хороший результат нужно устанавливать тонкопленочные солнечные батареи на большом периметре. Что в конечном результате будет стоить серьезных денег. Узнайте, стоит ли устанавливать ветровую электростацию дома.
Видео о современных пленочных батареях
Обратите внимание! В ролики рассказывают непонятные числа, к примеру, КПД 10% и т.д. Таких результатов удалось добиться только в лабораторных условиях, на самом деле они показали себя совсем с другой стороны. А этот ролик – это просто обман всех пользователей, не видитесь на это.
Мифы и реальность, как нас еще пытаются обмануть
Сейчас такие батареи стали серьезно рекламировать, но всерьез их воспринимать не стоит, ведь обмана слишком много. На самом деле тонкопленочные солнечные батареи мы использовать, не рекомендуем, не стоят ни этого. Давайте подробней разберем, где правда, а где ложь.
- Дешевые – это ложь.
- Могут принимать любую форму – правда. Однако, какой от этого смысл?
- Работают в пасмурную погоду – правда. Но, работаю также как и другие солнечные батареи.
- Можно свернуть в трубку, и они будут давать энергию целый день – правда.
- Можно использовать вместо стекол на окнах – относительная правда. Использовать можно, но улицу видно не будет, какой тогда смысл от окна?
- Долгий срок службы – откровенная ложь! Они служат 10-12 лет, классические 15-20 лет, разница существенна.
- Быстрая окупаемость – ложь. Чтобы отбить стоимость, они должны служить 12 лет!
Как видите, обманывают нас конкретно. Эта статья должна вам объяснить почему, надеемся, что вы на это не пойдете.
Похожая статья: Лучшие производители вакуумированных солнечных коллекторов.
fasaddomstroy.ru