Het artikel zal helpen bij het bepalen van de noodzaak om autonome stroomvoorzieningsbronnen aan te schaffen, behandelt op grote schaal het onderwerp van autonome stroomvoorziening met behulp van zonnepanelen, de voor- en nadelen van deze energiebron.
Zonnepanelen worden steeds populairder vanwege hun toenemende beschikbaarheid, zowel financieel als tegen de achtergrond van de uitbreiding van het assortiment in winkelketens. Er zijn veel artikelen geschreven die haalbaarheidsstudies opleveren voor de introductie van zonnekrachtcentrales (de zogenaamde zonne-energieopwekkingssystemen). Toegegeven, hun terugverdientijd bereikt meerdere jaren..
Een groot deel van de consumenten schakelt over op autonome stroomvoorziening, niet zozeer vanwege de wens om geld te besparen, maar vanwege de levering van elektriciteit in gebieden waar stroomuitval is of helemaal niet.
De opwekking van zonne-energie wordt veel gebruikt voor zomerhuisjes. Ze worden gekenmerkt door een laag stroomverbruik en seizoensgebonden werking van zonnepanelen. Meer zeldzame gevallen – volledige elektrificatie van het huis met alternatieve bronnen. Maar de constructie van systemen voor het opwekken van zonne-energie voor verschillende bedrijfsomstandigheden is fundamenteel hetzelfde. We zullen dit probleem dus in detail en op volgorde bekijken..
Soorten zonnepanelen
Een andere man op straat weet niet dat het aantal soorten zonnepanelen nu al bijna tien is. Om de hele verscheidenheid aan lichtdetectoren in bewustzijn op de een of andere manier te structureren, zullen we ze in 2 klassen verdelen:
- silicium
- film
Silicium zonnecellen
Monokristallijne en polykristallijne panelen zijn ruim vertegenwoordigd op de markt. Tot deze groep behoren ook amorfe siliciumpanelen en hybride zonnecellen. Zoals de naam van de klasse al aangeeft, zijn deze lichtdetectoren gemaakt van silicium en siliciumwaterstof. De toename van zonnepanelen op basis van silicium is te wijten aan hun hoge specifieke energie-efficiëntie, maar het nogal gecompliceerde productieproces maakt ze duur..
Monokristallijne zonnepanelen Zijn zwarte vierkanten met afgeschuinde hoeken. Op dit moment hebben dergelijke panelen de hoogste efficiëntie – tot 22%. Alle lichtgevoelige cellen van een monokristallijn paneel zijn enerzijds in dezelfde richting georiënteerd, dit verklaart een relatief hoog rendement, anderzijds moet het paneel altijd naar de zon gericht zijn om een maximale energieopbrengst te verkrijgen. In diffuus licht, bijvoorbeeld bij bewolkt weer, bij zonsopgang en zonsondergang, zijn de elektrische parameters van stroomopwekking helemaal niet indrukwekkend.
Een ander type zonnepanelen: polykristallijn – een lager rendement hebben in vergelijking met eenkristallen (ongeveer 12–18%), maar door de multidirectionaliteit van siliciumkristallen in het paneel wordt een betere energie-efficiëntie bereikt bij diffuus licht. Polykristallijne panelen zijn te herkennen aan de regelmatige vierkante vorm van de donkerblauwe platen met een frosty patroon.
Amorfe siliciumpanelen (of, zoals ze worden genoemd, a-Si) – de slechtst presterende in de lijn van silicium zonne-ontvangers. Hun efficiëntie ligt rond de 5-6%. Maar het gebruik ervan kan worden gerechtvaardigd. En dat is waarom:
- ten eerste is de mate van lichtabsorptie van deze panelen 20 keer hoger dan die van andere siliciumconcurrenten;
- ten tweede verhoogt de chaotische oriëntatie van de lichtgevoelige cellen de efficiëntie van a-Si bij bewolkt weer.
Hybride lichtstroomomzetters Is een combinatie van amorf silicium met microkristallen. Dergelijke panelen zijn qua eigenschappen vergelijkbaar met polykristallijne elementen, met als enige voorwaarde dat hun prestatie bij diffuus licht veel hoger is. Naast het ultraviolette spectrum kunnen hybride panelen ook infraroodstraling omzetten in elektriciteit..
Film zonnecellen
Een vrij nieuwe ontwikkeling op het gebied van zonnelichtdetectoren. Ik moet zeggen dat het momenteel vanwege hun hoge kosten moeilijk is om filmmodules op de Russische markt te vinden. Daarom beperken we ons tot het opsommen van hun typen.
Filmelementen omvatten elementen op basis van cadmiumtelluride (CdTe), koper-indiumdiselenide (CIS), koper-indium-galliumdiselenide (CIGS) en polymeren. Polymeerpanelen zijn de meest veelbelovende richting in de ontwikkeling van filmtechnologieën, aangezien fabrikanten hun lage kosten beloven, hoewel de efficiëntie slechts 6% is.
Voordat we ingaan op de beschrijving van zonnepanelen, eerst een paar woorden over de parameters ervan. Onderstaande figuur toont de stroom-spanningskarakteristiek van het zonnepaneel (in rood) en de vermogenscurve (in blauw). De grafiek geeft de punten weer die gevonden worden in de technische eigenschappen van zonnepanelen.
De kortsluitstroom is dus de stroom die optreedt wanneer het zonnebatterijcircuit gesloten is (de batterijspanning is nul). De nullastspanning daarentegen is een open circuitparameter (de stroom is nul). Deze twee modi zijn niet operationeel. Nominale bedrijfsomstandigheden worden aangegeven door een gele stip op het snijpunt van de stippellijnen. Op dit punt de maximale bedrijfsstroom en spanning. Het meest efficiënte gebruik van een zonnecel is op dit werkpunt..
Op de Russische markt zijn er voornamelijk mono- en polykristallijne panelen in een groot assortiment. Zoals je zou verwachten, worden de meeste gemaakt in China. Maar dit is niet verrassend: China is een leider in de productie en verkoop van systemen voor het opwekken van zonne-energie. Daarnaast zijn er Duitse (Calixo, SCHOTT) en Japanse (SHARP) zonnepanelen op de markt..
De Russische “fabrikanten” van zonnepanelen zijn bedrijven die voornamelijk Chinese producten verkopen en doorgeven als hun eigen producten. Het segment van fabrikanten dat zich bezighoudt met de assemblage van panelen uit Chinese componenten, is ook wijdverbreid. Maar niet alles is zo hopeloos. Rusland kan ook “bogen” op zijn producenten van zonnepanelen. De fabriek in Hevel bevindt zich in Novocheboksarsk, die gespecialiseerd is in de productie van hybride dunne-filmpanelen. In Krasnodar, bij de Saturn-fabriek, worden zonnecellen gemaakt op basis van galliumarsenide; de producten zijn voornamelijk gericht op de ruimtevaartindustrie. Twee fabrieken die het meest gericht zijn op de productie van huishoudelijke modules zijn gevestigd in Zelenograd (Telecom-STV) en Ryazan (Ryazan Metal Ceramic Devices Plant, RZMKP).
Het assortiment Ryazan-zonnepanelen is beperkt tot twee hoofdtypen:
- RZMP-130-T – heeft een uitgangsspanning van 15,9-17,5 V, een vermogensbereik van 105-145 W;
- RZMP-220-Т – heeft een uitgangsspanning van 27,7-29,1 V, een vermogensbereik van 200-240 W.
Telecom-STV biedt een veel groter aantal artikelen van haar producten: mono- en polykristallijne modules, monokristallijne modules met verhoogd rendement, flexibele en gespecialiseerde zonnebatterijen. De uitgangsspanning van de modules is aangepast voor zowel laagspanningssystemen (17-18,5 V) als hoogspanningssystemen (34-38 V). Bovendien is de prijs van deze zonnepanelen anderhalf keer lager dan die van de Ryazan. De Ryazan RZMP-130-T met een vermogen van 120 W kost de koper bijvoorbeeld 16.100 roebel en de Zelenograd TSM-120A met een vermogen van 123 W kan worden gekocht voor 9.658 roebel. Tegelijkertijd zijn het gewicht en de afmetingen van Zelenograd-panelen minder dan die van Ryazan. Het enige dat in het voordeel van de Ryazan-zonnepanelen spreekt, is gedetailleerde informatie over het product..
Laten we een paar woorden zeggen over de fabriek van Hevel in Novocheboksarsk. De enige fabriek in Rusland die is begonnen met de productie van panelen op basis van amorf silicium afgewisseld met microkristallen met behulp van micromorfe technologie. Aangezien er in een aanzienlijk deel van Rusland een groot percentage bewolkte dagen per jaar is, hebben Hevel-panelen een groot potentieel in de strijd om de markt met mono- en polykristallen. Er zijn nog geen Hevel-panelen in de detailhandel, maar afgaande op de groothandelsprijzen zal de consument ongeveer 10.000 roebel moeten betalen voor een paneel van 125 watt. De directe concurrent van Hevel zijn de dunne-film hybride panelen van de Taiwanese fabrikant Green Energy Technology. Taiwanese panelen kunnen al worden gekocht voor 7.000 roebel.
Vergelijkende tabel van Russische, Taiwanese en Chinese zonnepanelen
Fabrikant Naam Productie Technologie Piekspanning, V. Piekstroom, A. Piekvermogen, W. Afmetingen, mm Geschatte prijs op de Russische markt, wrijven. Telecom-STV, Zelenograd TSM-100A polykristal 17 5.6 96 1050x665x43 8429 RZMP, Ryazan RZMP-130-T polykristal 15,9 6,65 105 1490x670x36 14600 “Hevel”, Novocheboksarsk HEVEL P7 micromorf 56,6 2.21 125 1300x1100x24 10000 Groene energietechnologie, Taiwan GET-115AT2 amorf silicium 93,9 1,22 115 1300x1100x20 * 7000 Chinaland zonne-energie, China CNH100-36M eenkristal 19.3 5.18 honderd 1200x540x30 6350 * – zonder aluminium frame
Uiteindelijk is het aan de consument om te beslissen welke panelen hij kiest. Als aanbeveling zou ik willen opmerken dat polykristallijne modellen van zonnepanelen kunnen worden aanbevolen voor autonome stroomvoorziening thuis. Ja, monokristallijne panelen zijn efficiënter, maar vergeet niet dat dit nogal willekeurig is..
Het maximale vermogen van monokristallijne elementen wordt alleen op een zonnige dag bereikt met behulp van systemen voor het roteren van lichtgevoelige elementen. Daarom zijn deze panelen meer geschikt voor inwoners van de zuidelijke strook van Rusland, waar het aantal zonnige dagen maximaal is. In de rest van de regio’s is het bij het ontwerpen van autonome stroomvoorzieningssystemen zinvol om uw aandacht te richten op relatief nieuwe panelen die zijn geproduceerd met micromorfe technologie, die niet alleen ultraviolet licht van de zon in elektriciteit kunnen omzetten, maar ook infraroodstraling. Dit voordeel kan het gebrek aan lage efficiëntie ruimschoots compenseren..
Ten slotte merk ik op dat ik persoonlijk de voorkeur heb gegeven aan een polykristallijn paneel, aangezien dit bedoeld is voor tijdelijke stroomvoorziening van een landhuis in de zomer. Hieruit volgt dat de geplande belasting klein is, de daglichturen lang en zonnig zijn. Daarom is een polykristallijne zonnebatterij in mijn geval het meest optimaal.
Hoeveel zonnepanelen zijn er momenteel beschikbaar op de thuismarkt? Wat zijn de verschillende opties en prijsklassen? Is investeren in zonnepanelen een rendabele keuze op lange termijn? Welke merken raden jullie aan en waar kan ik betrouwbare informatie vinden om een weloverwogen beslissing te nemen? Bedankt!