Arten von Solarmodulen: eine vergleichende Überprüfung von Designs und Ratschläge zur Auswahl von Modulen

Polykristallin

Beschreibung

Alle Siliziumgeräte reagieren überempfindlich auf Überhitzung. Die empfohlene Temperatur zur Messung der Stromerzeugung beträgt 25 Grad. Bereits bei einer Erhöhung um nur ein Grad sinkt die Leistung um 0,5 %.

Die Reinheit von Silizium ist viel geringer als die oben diskutierten, das Vorhandensein von Verunreinigungen und Fremdeinschlüssen ist ebenfalls zulässig. Dies reduziert die Kosten. Bei dieser Art von Paneelen wird das Metall einfach in Formen gegossen. Dann werden mit speziellen Techniken Kristalle geformt, deren Richtung nicht kontrolliert werden muss.

Das gekühlte Silizium wird in Schichten geschnitten und nach einem speziellen Algorithmus verarbeitet.

Im Schatten und bei einsetzender Bewölkung kommen die Vorteile von amorphem Silizium voll zur Geltung und sind bei sonnigem Wetter nahezu unsichtbar.

Sie benötigen auch keine Drehmechanismen, da sie dauerhaft fixiert sind.

Diese Art von Paneelen kostet weniger als orientierte. Ihre Wirksamkeit lässt nach 20 Jahren Anwendung um 20 % nach.

Mängel

Offensichtlich sind sie:

• Geringere Effizienz;
• Große Installationsfläche erforderlich.

In den letzten Jahren ist die Effizienz dank neuer Forschung und neuer Technologien stetig gestiegen und erreichte bei einigen Modulen bis zu 20 %.

Die besten Sonnenkollektoren für Touristen

SW-H05

Dies ist die günstigste Solarbatterie aus unserer Auswahl, mit der Sie Telefone, Tablets, E-Books und andere Geräte aufladen können. Es ist jedoch zu bedenken, dass der Ladestrom hier nur 1 A beträgt, sodass das Gerät lange lädt.

Dieses Solarpanel ist eine Platte mit vier Ringen an den Ecken, mit denen Sie es an einem Baum oder Rucksack befestigen können. Geeignet zum Aufladen mobiler Geräte beim Angeln, Jagen oder im Auto.

Goal Zero Nomad 7 Plus

Das kompakte Reisepanel ist mit einem monokristallinen 7W-Modul ausgestattet. Sie ist in einem versiegelten Koffer "angezogen", der keine Angst vor Regen, Schnee und sogar einem Sturz in den Fluss hat. Das Gerät ist mit zwei USB-Anschlüssen ausgestattet: einem Standardanschluss und einem proprietären Ladegerät von Guide 10 Plus.

Das Solarpanel hat eine Netztasche, in der Sie wiederaufladbare Geräte verstauen können. Außerdem ist das Design mit Schlaufen ausgestattet, die am Rucksack befestigt werden, der Akku kann direkt am Rucksack aufgeladen werden. Hier befindet sich eine Ladeintensitätsanzeige. Es zeigt, wie gut die Sonnenstrahlen auf das Panel treffen.

FSM 14-MT

Die Solarbatterie besteht aus 4 monokristallinen Modulen mit einer Gesamtleistung von 14 Watt. Der maximale Ladestrom beträgt 2,5A.Es lässt sich zu einer normalen Tasche zusammenfalten, die in den Kofferraum eines Autos, Fahrrads oder in einen Rucksack gesteckt werden kann.

Der Wirkungsgrad dieses Geräts beträgt 18 % bei direkter Sonneneinstrahlung. Das Gerät wiegt nur 850 gr.

Topray Solar TPS-102-15

Dies ist eine preiswerte Auto-Solarbatterie zum Aufladen der Batterie. Wenn der Akku unterwegs plötzlich entladen wird (obwohl es besser ist, dies nicht zuzulassen), können Sie ihn mit diesem Solarpanel aufladen. Die Gesamtbatterieleistung beträgt 15W.

Das Gerät wird mit Krokodilklemmen für den Akku und einem Adapter für den Zigarettenanzünder geliefert. Neben der Autobatterie können Sie auch elektronische Geräte aufladen.

Bio Lite Solarpanel 10+

Dieser Solarakku ist eine Kombination aus einem Solarmodul und einer Powerbank mit einer Kapazität von 3000 mAh. Damit können Sie verschiedene Geräte aufladen, und es lädt sich ziemlich schnell auf. Es gibt zwei Anschlüsse: USB und microUSB.

Die Metallhalterung, die mit dem Design des Panels ausgestattet ist, ermöglicht es Ihnen, den Akku auf den Ständer zu stellen. Es ist zwar zu bedenken, dass das Panel monokristallin und nicht amorph ist, sodass es bei bewölktem Wetter nicht aufgeladen wird.

Elektriker-Tipps:

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Folienbatterien auf Basis von Cadmiumtellurid

Cadmium ist ein Material mit hoher Lichtabsorption, das in den 70er Jahren als Material für Solarzellen entdeckt wurde.Heutzutage wird dieses Material nicht nur im Weltraum in der erdnahen Umlaufbahn verwendet, sondern auch aktiv als Material für Sonnenkollektoren für den konventionellen Heimgebrauch verwendet.

Das Hauptproblem bei der Verwendung eines solchen Materials ist seine Toxizität. Untersuchungen legen jedoch nahe, dass der Gehalt an Cadmium. der in die Atmosphäre entweicht, ist zu klein, um gesundheitsschädlich zu sein. Außerdem sind die Kosten pro Energieeinheit in solchen Batterien trotz des geringen Wirkungsgrads im Bereich von 10% geringer als die von Analoga.

Übersicht über silikonfreie Geräte

Einige Solarmodule aus seltenen und teuren Metallen haben einen Wirkungsgrad von mehr als 30 %. Sie sind um ein Vielfaches teurer als ihre Silizium-Pendants, besetzten aber aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften immer noch eine Hightech-Handelsnische.

Sonnenkollektoren aus seltenen Metallen

Es gibt verschiedene Arten von Solarmodulen aus seltenen Metallen, und nicht alle sind effizienter als Module aus monokristallinem Silizium.

Die Fähigkeit, unter extremen Bedingungen zu arbeiten, ermöglicht es den Herstellern solcher Solarmodule jedoch, wettbewerbsfähige Produkte herzustellen und weitere Forschung zu betreiben.

Platten aus Cadmiumtellurid werden aktiv zur Verkleidung von Gebäuden in den äquatorialen und arabischen Ländern verwendet, wo sich ihre Oberfläche tagsüber auf 70-80 Grad erwärmt

Die wichtigsten Legierungen für die Herstellung von Photovoltaikzellen sind Cadmium-Tellurid (CdTe), Indium-Kupfer-Gallium-Selenid (CIGS) und Indium-Kupfer-Selenid (CIS).

Cadmium ist ein giftiges Metall, während Indium, Gallium und Tellur recht selten und teuer sind, sodass eine Massenproduktion von darauf basierenden Solarmodulen sogar theoretisch unmöglich ist.

Der Wirkungsgrad solcher Paneele liegt bei 25-35 %, kann aber in Ausnahmefällen bis zu 40 % erreichen. Früher wurden sie hauptsächlich in der Raumfahrtindustrie eingesetzt, aber jetzt ist eine neue vielversprechende Richtung aufgetaucht.

Aufgrund des stabilen Betriebs von Fotozellen aus seltenen Metallen bei Temperaturen von 130-150°C werden sie in solarthermischen Kraftwerken eingesetzt. Gleichzeitig werden die Sonnenstrahlen von Dutzenden oder Hunderten von Spiegeln auf eine kleine Platte konzentriert, die gleichzeitig Strom erzeugt und Wärmeenergie an einen Wasserwärmetauscher überträgt.

Durch das Erhitzen von Wasser entsteht Dampf, der die Turbine zum Rotieren bringt und Strom erzeugt. So wird Sonnenenergie gleichzeitig auf zwei Arten mit maximaler Effizienz in elektrische Energie umgewandelt.

Polymere und organische Analoga

Photovoltaikmodule auf Basis organischer und polymerer Verbindungen wurden erst im letzten Jahrzehnt entwickelt, aber die Forscher haben bereits erhebliche Fortschritte erzielt. Die größten Fortschritte zeigt das europäische Unternehmen Heliatek, das bereits mehrere Hochhäuser mit organischen Solarmodulen ausgestattet hat.

Die Dicke der HeliaFilm-Rollfilmkonstruktion beträgt nur 1 mm.

Bei der Herstellung von Polymerplatten werden Substanzen wie Kohlenstoff-Fullerene, Kupferphthalocyanin, Polyphenylen und andere verwendet. Der Wirkungsgrad solcher Solarzellen erreicht bereits 14-15% und die Produktionskosten sind um ein Vielfaches geringer als bei kristallinen Solarmodulen.

Die Frage nach der Abbaudauer der organischen Arbeitsschicht ist akut. Bisher ist es nicht möglich, die Effizienz nach mehrjährigem Betrieb zuverlässig zu bestätigen.

Die Vorteile organischer Solarmodule sind:

• die Möglichkeit einer umweltgerechten Entsorgung;
• niedrige Produktionskosten;
• flexible Gestaltung.

Zu den Nachteilen solcher Fotozellen gehören ein relativ geringer Wirkungsgrad und das Fehlen zuverlässiger Informationen über die Bedingungen eines stabilen Betriebs der Paneele. Es ist möglich, dass in 5-10 Jahren alle Nachteile organischer Solarzellen verschwinden und sie zu ernsthaften Konkurrenten für Siliziumwafer werden.

Arten von Sonnenkollektoren

Sonnenkollektoren auf dem HausdachSolarmodule unterscheiden sich im Material, aus dem sie hergestellt sind, und in der Produktionstechnologie. Diese Faktoren bilden den Preis solcher Module. Batterien werden also in zwei Gruppen unterteilt:

• Silizium;
• Film.

Silizium wiederum umfasst:

• polykristallin;
• monokristallin;
• amorph (abhängig von den Produktionseigenschaften können sie Film sein).

Filme sind unterteilt in:

• dünner Film;
• Polymer;
• mit Kupferselenid - Indium.

Beachten Sie: Solarwasserboiler können für den Heimgebrauch nützlich und bequem sein, sie vereinen die Funktionalität eines Sonnenkollektors und eines Wassertanks.

Für Gadget-Fans ist ein Pocket-Solarmodul sinnvoll. Es ist eine ideale Wahl zum Laden tragbarer Geräte mit schwachem Akku. Solarmodule auf Siliziumbasis gelten als die beliebtesten unter den Verbrauchern. Diese Substanz ist ziemlich billig, und daher ist der Preis solcher Platten niedrig. Aber die Leistung ist höher als bei anderen Arten von Panels.

Die Entwicklungsgeschichte

Solarbatterien begannen ihre Entwicklung im fernen 19. Jahrhundert.Voraussetzung dafür waren revolutionäre Forschungen zur Umwandlung von Sonnenenergie in eine stofflichere Komponente.

Die ersten Solarmodule hatten einen Wirkungsgrad von nur 1 % und ihre chemische Basis war Selen. Der erste Beitrag zur Entwicklung solcher Batterien wurde von A. Becquerel, W. Smith, C. Fritts geleistet.

Aber nur 1 % der gesamten dem Solarmodul zugeführten Energie zu verbrauchen, ist sehr wenig. Diese Elemente konnten die Geräte nicht unterbrechungsfrei mit Strom versorgen, sodass die Forschung fortgesetzt wurde.

1954 erfanden drei Wissenschaftler – Gordon Pearson, Darryl Chapin und Cal Fuller – eine Batterie mit einem Wirkungsgrad von bereits 4 %. Sie arbeitete an Silizium, und anschließend wurde ihre Effizienz auf 20 % gesteigert.

Derzeit produzieren Sonnenkollektoren nur 1% der gesamten Energie der Welt. Sie werden hauptsächlich an Orten durchgeführt, die für die Elektrifizierung schwer zugänglich sind. Diese Stromversorgung ist in der Raumfahrtindustrie weit verbreitet. Experten glauben, dass einer solchen Batterie alle Wege offen stehen, denn jedes Jahr nimmt die Sonnenaktivität zu.

In unseren Breiten werden diese Batterien in Privathaushalten verbaut, um Energie zu sparen und die Umwelt zu schonen.

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Rezension

Es gilt als das bequemste in der Linie. Damit sind Ihre Lieblings-Gadgets immer mit der nötigen Portion Energie versorgt. Einzige Bedingung dafür ist sonniges Wetter, denn an bewölkten Tagen reduziert sich die Ladung verständlicherweise merklich.

Es umfasste:

• Sonnenkollektor;
• Adapter für Zigarettenanzünder im Auto.

Preis

Kuriositäten der Solarenergie

Vor diesem Hintergrund sehen die sogenannten "Rezensionen", die auf YouTube zu finden sind, besonders lustig aus.

Der Autor vergleicht Module verschiedener Generationen. Mono - mit 2 Reifen, Poly - mit 3 Reifen. Beim Umstieg von 2 auf 3 Sammelschienen sowie beim Umstieg auf die heute üblichen 4 Stromabnehmer-Sammelschienen steigt der Wirkungsgrad von Solarzellen um mehrere Prozent. Der Leistungsunterschied liegt also nicht an der Kristallart, sondern an der Generation und Qualität der Solarzellen. Darüber hinaus ist die Quelle der Solarzellen für die Marke, die der Autor „rezensiert“, unbekannt, und es können von Charge zu Charge Elemente verschiedener Hersteller verwendet werden.

Manchmal kann man im Internet solchen "Unsinn" lesen:

Am effektivsten bei bewölktem Wetter sind polykristalline Siliziumbatterien, die nicht nur direkte Sonnenstrahlung, sondern auch durch Wolken eindringendes Streulicht gut absorbieren. Dies liegt daran, dass Siliziumkristalle in polykristallinen Zellen nicht geordnet, sondern chaotisch orientiert sind, was einerseits die Effizienz der Batterie bei direkter Sonneneinstrahlung reduziert und andererseits , reduziert es leicht bei diffusem Licht, das für bewölktes Wetter typisch ist.

Forschung und neueste Entwicklungen im Bereich der Effizienzsteigerung

Es lohnt sich, separat auf die neuesten Errungenschaften im Bereich der Effizienzsteigerung einzugehen und die effizientesten Solarmodule in Betracht zu ziehen. Viele von ihnen befinden sich noch im Stadium der theoretischen Entwicklung und wurden noch nicht vollständig unter realen Betriebsbedingungen getestet.

Experimentelle Modelle werden von folgenden Herstellern präsentiert:

• Sharp hat Produktmuster mit einer Effizienz von etwa 44,4 % hergestellt. Ihre Produkte nehmen nach wie vor weltweit eine Spitzenstellung ein.Die neuesten Entwicklungen zeichnen sich durch ein komplexes Gerät aus, sie bestehen aus drei Schichten und es wurden mehrere Jahre für die Entwicklung und Erprobung aufgewendet. Einfachere Modelle arbeiten immer noch mit einem Wirkungsgrad von 37,9 %, was im Vergleich zu herkömmlichen Systemen einen großen technologischen Durchbruch darstellt.
• Vom spanischen Forschungsinstitut IES entwickelte Sonnenkollektoren. Bei Tests zeigten sie einen Wirkungsgrad von 32,6 %. Ein solch hoher Wirkungsgrad wurde durch den Einsatz von zweischichtigen Modulen erreicht. Die Kosten der Produkte sind niedriger als die anderer Hersteller, aber in diesem Stadium ist es wirtschaftlich unrentabel und unpraktisch, sie in gewöhnlichen Wohngebäuden zu verwenden.

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