Alimentazione tramite pannelli solari: una panoramica dei pannelli nel mercato domestico

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L’articolo aiuterà a determinare la necessità di acquistare fonti di alimentazione autonome, copre ampiamente il tema dell’alimentazione autonoma tramite pannelli solari, i vantaggi e gli svantaggi di questa fonte di energia.

Alimentazione solare

I pannelli solari stanno diventando sempre più popolari a causa della loro crescente disponibilità sia finanziariamente che sullo sfondo dell’espansione della gamma nelle catene di vendita al dettaglio. Sono stati scritti molti articoli che forniscono studi di fattibilità per l’introduzione di centrali solari (i cosiddetti sistemi di generazione di energia solare). È vero, il loro periodo di rimborso arriva a diversi anni..

Un ampio segmento di consumatori sta passando all’alimentazione autonoma non tanto a causa del desiderio di risparmiare denaro, ma a causa della fornitura di energia elettrica in aree in cui vi sono interruzioni di corrente o non ce ne sono affatto.

La generazione di energia solare è ampiamente utilizzata per i cottage estivi. Sono caratterizzati da un basso consumo energetico e dal funzionamento stagionale dei pannelli solari. Casi più rari: elettrificazione completa della casa con fonti alternative. Ma la costruzione di sistemi di generazione di energia solare per diverse condizioni operative è fondamentalmente la stessa. Quindi, considereremo questo problema in dettaglio e in ordine..

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Tipi di pannelli solari

Un altro uomo della strada ignora che il numero di varietà di pannelli solari si sta già avvicinando a dieci. Al fine di strutturare in qualche modo l’intera varietà di rivelatori di luce nella coscienza, li divideremo in 2 classi:

  • silicio
  • film

Celle solari al silicio

I pannelli monocristallini e policristallini sono ampiamente rappresentati sul mercato. In questo gruppo sono inclusi anche i pannelli di silicio amorfo e le celle solari ibride. Come suggerisce il nome della classe, questi rivelatori di luce sono realizzati in silicio e idrogeno di silicio. La proliferazione di moduli solari a base di silicio è dovuta alla loro elevata efficienza energetica specifica, ma il processo di fabbricazione piuttosto complicato li rende costosi..

Pannelli solari monocristallini Sono quadrati neri con angoli smussati. Al momento, tali pannelli hanno la massima efficienza, fino al 22%. Tutte le celle fotosensibili di un pannello monocristallino sono orientate nella stessa direzione, da un lato, questo spiega l’efficienza relativamente elevata, dall’altro lato, il pannello deve essere sempre rivolto verso il sole per ottenere la massima efficienza energetica. Alla luce diffusa, ad esempio, con tempo nuvoloso, all’alba e al tramonto, i parametri elettrici della generazione di energia non sono affatto impressionanti.

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Un altro tipo di pannelli solari: policristallino – ha un’efficienza inferiore rispetto ai singoli cristalli (circa il 12-18%), ma a causa della multidirezionalità dei cristalli di silicio nel pannello, si ottiene una migliore efficienza energetica alla luce diffusa. I pannelli policristallini possono essere riconosciuti dalla forma quadrata regolare delle piastre blu scuro con un modello gelido.

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Pannelli di silicio amorfo (o, come vengono chiamati, a-Si) – il più basso rendimento nella linea di ricevitori solari in silicio. La loro efficienza è di circa il 5-6%. Ma il loro uso può essere giustificato. Ed ecco perché:

  • in primo luogo, il grado di assorbimento della luce di questi pannelli è 20 volte superiore a quello di altri concorrenti in silicio;
  • in secondo luogo, l’orientamento caotico delle cellule fotosensibili aumenta l’efficienza di a-Si in tempo nuvoloso.

Pannelli di silicio amorfo

Convertitori di flusso luminoso ibrido È una combinazione di silicio amorfo e microcristalli. Tali pannelli hanno proprietà simili agli elementi policristallini, con la sola condizione che le loro prestazioni a luce diffusa siano molto più elevate. Inoltre, oltre allo spettro ultravioletto, i pannelli ibridi possono convertire la radiazione infrarossa in elettricità..

Film celle solari

Uno sviluppo abbastanza nuovo nel campo dei rivelatori di luce solare. Devo dire che al momento è difficile trovare moduli cinematografici sul mercato russo, a causa del loro costo elevato. Pertanto, ci limitiamo a elencare i loro tipi.

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Gli elementi del film includono elementi a base di tellururo di cadmio (CdTe), diselenide di rame-indio (CIS), diselenide di rame-indio-gallio (CIGS) e polimeri. I pannelli polimerici sono la direzione più promettente nello sviluppo delle tecnologie cinematografiche, poiché i produttori promettono il loro basso costo, sebbene l’efficienza sia solo del 6%.

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Prima di approfondire la descrizione dei pannelli solari, alcune parole sui suoi parametri. La figura seguente mostra la caratteristica corrente-tensione del pannello solare (in rosso) e la curva di potenza (in blu). Il grafico mostra i punti che si trovano nelle caratteristiche tecniche dei pannelli solari.

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Pertanto, la corrente di cortocircuito è la corrente che si verifica quando il circuito della batteria solare è chiuso (la tensione della batteria è zero). La tensione a circuito aperto, al contrario, è un parametro a circuito aperto (la corrente è zero). Queste due modalità non sono operative. Le condizioni operative nominali sono indicate da un punto giallo all’intersezione delle linee tratteggiate. A questo punto, la massima corrente e tensione di funzionamento. L’uso più efficiente di una cella solare è a questo punto operativo..

Sul mercato russo ci sono principalmente pannelli mono e policristallini in un vasto assortimento. Come prevedibile, la maggior parte di essi è prodotta in Cina. Ma ciò non sorprende: la Cina è leader nella produzione e vendita di sistemi di generazione di energia solare. Inoltre, sul mercato ci sono pannelli solari tedeschi (Calixo, SCHOTT) e giapponesi (SHARP)..

I “produttori” russi di pannelli solari sono aziende che vendono principalmente prodotti cinesi, distribuendoli come propri. Anche il segmento dei produttori impegnati nell’assemblaggio di pannelli di componenti cinesi è ampiamente sviluppato. Ma non tutto è così senza speranza. La Russia può anche “vantarsi” dei suoi produttori di pannelli solari. Lo stabilimento di Hevel si trova a Novocheboksarsk, specializzato nella produzione di pannelli ibridi a film sottile. A Krasnodar, nello stabilimento di Saturno, vengono fabbricate celle solari a base di arsenuro di gallio; i prodotti sono principalmente orientati verso l’industria spaziale. Due stabilimenti che si concentrano maggiormente sulla produzione di moduli domestici si trovano a Zelenograd (Telecom-STV) e Ryazan (Ryazan Metal Ceramic Devices Plant, RZMKP).

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La gamma di pannelli solari Ryazan è limitata a due tipi principali:

  • RZMP-130-T – ha una tensione di uscita di 15,9-17,5 V, un intervallo di potenza di 105-145 W;
  • RZMP-220-Т – ha una tensione di uscita di 27,7-29,1 V, un intervallo di potenza di 200-240 W..

Telecom-STV offre un numero molto maggiore di articoli dei suoi prodotti: moduli monocristallini e policristallini, moduli monocristallini con maggiore efficienza, batterie solari flessibili e specializzate. La tensione di uscita dei moduli è adatta sia per sistemi a bassa tensione (17-18,5 V) che per sistemi ad alta tensione (34-38 V). Inoltre, il prezzo di questi pannelli solari è una volta e mezza inferiore a quelli di Ryazan. Ad esempio, il Ryazan RZMP-130-T con una potenza di 120 W costerà all’acquirente 16.100 rubli e lo Zelenograd TSM-120A con una potenza di 123 W può essere acquistato per 9.658 rubli. Allo stesso tempo, il peso e le dimensioni dei pannelli Zelenograd sono inferiori a quelli di Ryazan. L’unica cosa che parla a favore dei pannelli solari Ryazan sono informazioni dettagliate sul prodotto..

Diciamo qualche parola sulla pianta di Hevel a Novocheboksarsk. L’unico impianto in Russia che ha iniziato a produrre pannelli a base di silicio amorfo intervallato da microcristalli utilizzando la tecnologia micromorfa. Considerando che in una parte significativa della Russia esiste una grande percentuale di giorni nuvolosi all’anno, i pannelli Hevel hanno un grande potenziale nella lotta per il mercato con mono e policristalli. Non ci sono ancora pannelli Hevel nella vendita al dettaglio, ma a giudicare dai prezzi all’ingrosso, il consumatore dovrà pagare circa 10.000 rubli per un pannello da 125 watt. Il concorrente diretto di Hevel è pannelli ibridi a film sottile della Green Energy Technology di Taiwan. I pannelli di Taiwan possono già essere acquistati per 7000 rubli.

Tabella comparativa dei pannelli solari russi, taiwanesi e cinesi

fabbricanteNomeTecnologia di produzioneTensione di picco, VCorrente di picco, APotenza di picco, WDimensioni, mmPrezzo stimato nel mercato russo, rub.
Telecom-STV, ZelenogradTSM-100Apolicristallino175.6961050x665x438429
RZMP, RyazanRZMP-130-Tpolicristallino15.96.651051490x670x3614600
“Hevel”, NovocheboksarskHEVEL P7micromorphic56.62.211251300x1100x2410000
Green Energy Technology, TaiwanGET-115AT2silicio amorfo93.91.221151300x1100x20 *7000
Chinaland Solar Energy, CinaCNH100-36Mcristallo singolo19.35.18cento1200x540x306350

* – senza telaio in alluminio

In definitiva, spetta al consumatore decidere quali pannelli scegliere. Come raccomandazione, vorrei sottolineare che i modelli policristallini di pannelli solari possono essere raccomandati per l’alimentazione autonoma a casa. Sì, i pannelli monocristallini sono più efficienti, ma non dimenticare che questo è piuttosto arbitrario..

La massima potenza degli elementi monocristallini sarà raggiunta solo in una giornata di sole utilizzando sistemi per la rotazione di elementi sensibili alla luce. Pertanto, questi pannelli sono più adatti per i residenti della fascia meridionale della Russia, dove il numero di giorni di sole è massimo. In altre regioni, quando si progettano sistemi di alimentazione autonomi, ha senso rivolgere la propria attenzione a pannelli relativamente nuovi fabbricati utilizzando la tecnologia micromorfa, in grado di convertire non solo la luce ultravioletta solare in elettricità, ma anche le radiazioni infrarosse. Questo vantaggio di questi può più che coprire la mancanza di bassa efficienza..

Infine, noto che ho dato personalmente la preferenza a un pannello policristallino, poiché è destinato all’alimentazione temporanea di una casa di campagna in estate. Ne consegue che il carico previsto è piccolo, le ore di luce del giorno sono lunghe e soleggiate. Pertanto, una batteria solare policristallina nel mio caso è la più ottimale.

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