Фотоэлектрические модули. Буклет
Такие названия как, солнечная батарея, фотоэлемент или солнечная панель уже давно вошли в наш повседневный лексикон. Правда еще несколько лет назад понятия солнечная батарея или солнечная панель, ассоциировались у нас с высокими космическими технологиями. Но, ни что не стоит на месте и технологии, применяемые в космической и военной промышленности, становятся достоянием массового потребителя.
Высокая стоимость электроэнергии, постоянный рост цен на нефть, истощение природных запасов и ухудшение экологической обстановки способствуют поиску альтернативных источников энергии. Особое внимание уделяется возобновляемым источникам энергии. Наиболее быстроразвивающимся сегментом является производство электроэнергии с помощью фотоэлектрических преобразователей. Ежегодно темп роста этого сегмента составляет не менее 40%, такое энергообеспечение характерно для Японии, Германии и США.
В Евросоюзе доля возобновляемых источников энергии в общем потреблении должна составить 21% уже к 2010 году, а в Китае – 10%. Сейчас доля ВИЭ составляет 3%.
Оценки прямых социальных затрат, связанных с вредным воздействием традиционных электростанций, включая болезни и снижение продолжительности жизни людей, оплату медицинского обслуживания, потери на производстве, снижение урожая, восстановление лесов и ремонт зданий в результате загрязнения воздуха, воды и почвы дают величину, добавляющую около 75% к уже имеющимся мировым (!) ценам на топливо и энергию . По существу , это затраты всего общества -"экологический налог", который уже, неявно и очень давно, платят граждане своим здоровьем и личными тратами за несовершенство энергетических установок, и этот "налог" наконец должен быть осознан всеми людьми.
Солнечная же энергия, реально поступающая за три дня на территорию России, превышает энергию всей годовой выработки электроэнергии в нашей стране.
Солнечная энергетика, солнечные батареи, кремний.
Кроме того, солнечная энергетика имеет себе мало равных по экологичности и ресурсной базе.
Один килограмм кремния в фотоэлектрической станции за 30 лет вырабатывает электрическую энергию, для производства которой на тепловой электростанции требуется 75 т нефти. Поэтому кремний называют нефтью 21-го века.
"Топливом" для СБ являются бесплатные солнечные лучи, а не дорогое, и имеющее тенденцию к дальнейшему удорожанию в силу своей исчерпаемости , плюс портящее атмосферу, углеводородное сырьё (уголь, нефть, мазут, газ ), а тем более, опасное для жизни топливо АЭС и т. д. В качестве достоинств солнечных фотоэлектрических батарей отметим их долговечность ( 30 лет и больше) и даже вечность в некоторых случаях , им не нужен ремонт, т.к. в них нет движущихся механических деталей и они загерметизированы, абсолютно экологически чисты и бесшумны в процессе производства электроэнергии.
Между тем, людям уже сегодня нужны чистые, дешёвые и безопасные источники энергии. Нобелевский лауреат в области физики полупроводников академик Ж. И. Алфёров лет 15 назад на годичном Общем собрании Академии Наук СССР сообщил, что если бы на развитие альтернативных источников энергии было затрачено только 15 % средств, брошенных на развитие атомной энергетики, то АЭС для производства электроэнергии в СССР вообще не понадобились бы.
Таким образом, использование солнечной энергии является одним из весьма перспективных направлений энергетики. Экологичность, возобновляемость ресурсов, отсутствие затрат на капремонт фотомодулей как минимум в течение первых 20 лет эксплуатации, в перспективе- снижение стоимости относительно традиционных методов получения электроэнергии - всё это является сильными сторонами солнечной энергетики.
Технические характеристики солнечных модулей
* - после наклонной черты указана мощность тыльной стороны для двухсторонних модулей;
** - тип фотоэлектропреобразователя (солнечного элемента): ps103 - псевдоквадрат 103x103 мм из пластин диаметров 125 мм, ps125 - псевдоквадрат 125х125 мм из пластин диаметром 150 мм, pr175 - псевдопрямоугольник 175х150 мм из пластин диаметром 200 мм.
СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ:
Модули конструктивно реализуются в виде монолитного ламината спаянных монокристаллических элементов.
Каркасный солнечный модуль выполнен в виде панели, заключенной в каркас из алюминиевого профиля.
Конструкция солнечного модуля
Панель представляет собой фотоэлектрический генератор, состоящий из стеклянной плиты, с тыльной стороны которой между двумя слоями герметизирующей (ламинирующей) пленки размещены солнечные элементы, электрически соединенные между собой металлическими шинами. Нижний слой герметизирующей пленки защищен от внешних воздействий слоем защитной пленки. К внутренней стороне корпуса модуля прикреплен диодный блок, под крышкой которого размещены электрические контакты, предназначенные для подключения модуля.
Устройство фотоэлектрического модуля
Модули сохраняют работоспособность:
-в диапазоне температур –50….+75оС;
-атмосферном давлении 84-106,7кПа;
-относительной влажности до 100%;
-дождя интенсивностью 5мм/мин;
-снеговой или гололедно-ветровой нагрузки до 2000Па;
СРОК СЛУЖБЫ МОДУЛЕЙ НЕ МЕНЕЕ 20лет
Элементы фотоэлектрического модуля производятся на основе монокристаллического кремния, как p-типа, так и n-типа, что обеспечивает высокие параметры элементов и широкий диапазон применения при сравнительно низкой цене. Элементы имеют структуру:
n+- p - p+ - при использовании базового кремния p-типа
p+ - n - n+ - при использовании базового кремния n-типа
![]() |
|
- Рабочая поверхность текстурирована
- Ориентация пластин кремния <100>
- Тыльная поверхность - в зависимости от модификации может быть как гладкой, так и текстурированной
- Контакты на рабочей и тыльной поверхности - сетчатые, полученные осаждением металлических паст методом трафаретной печати
Все элементы, как n-, так и p-типа, прозрачны для инфракрасной области спектра, что приводит к меньшей нагреваемости элементов на солнце и соответственно увеличению их эффективности.
![]() |
|
![]() |
Фирма-изготовитель производит различные модификации элементов на основе псевдоквадрата, с размерами: 103.5x103.5 мм (диаметр 125 мм и 135 мм), 125x125 мм (диаметр 150 мм), 175х150 мм (диаметр 200 мм), а также их части.
Типичные вольтамперные характеристики:
на примере солнечного элемента 125x125 из кремния с низким и высоким удельным сопротивлением
Температурные характеристики солнечных элементов:
Ток короткого замыкания [ед./°C]
Ток короткого замыкания [ед./°C] |
(0.71 ± 0.13)*10-3 |
Напр. холостого хода [мВ./°C] |
-(1.96 ± 0.15) |
Мощность [ед./°C] |
-(0.55 ± 0.06)*10-2 |