Saules bateriju veidi: monokristālisks, polikristālisks, plānslāņa

Saulainajos planētas reģionos, kur parastā elektroapgāde nav iespējama vai nepraktiska un vēja turbīnas uzstādīšana kādu iemeslu dēļ nav piemērota, var izmantot saules paneļus (akumulatorus). Lieljaudas saules paneļu komplekti tiek uzstādīti uz privātmāju jumtiem, dārzos, uz kuģiem, uz laternām. Pārnēsājamās saules baterijas tiek izmantotas, lai uzlādētu sīkrīkus un akumulatorus ceļojuma laikā, lai darbinātu rācijas.

Saules paneļi ir uzticami, tiem nav kustīgu daļu, tie nav pakļauti mehāniskam nodilumam kā vēja turbīnas, tāpēc tie ir ļoti izturīgi un var uzticami kalpot savam īpašniekam gadu desmitiem. Apskatīsim, kas ir saules paneļi, to galvenie veidi.

Monokristāliskās saules baterijas

Monokristāliskiem saules paneļiem ir tradicionāls melns vai tumši zils nokrāsa. Šie paneļi ir ierāmēti ar alumīnija rāmi un pārklāti ar triecienizturīgu stiklu.

Monokristāliskās saules baterijas ir izgatavotas tikai no tīra silīcija.Tīrs silīcija kausējums, saskaroties ar sēklu, lēnām sacietē, tādējādi veidojot cilindrisku silīcija monokristālu, kura lējums ir aptuveni 20 cm diametrā un līdz 2 metriem garš.

Iegūto tīra silīcija lietni sagriež plāksnēs, kuru biezums ir aptuveni 300 μm. Šādu elementu efektivitāte sasniedz 19%, jo šajā multistruktūrā atomi ir sakārtoti tā, ka tie nodrošina elektroniem attiecīgi lielāku mobilitāti, un baterijas no tiem uzrāda augstāku energoefektivitāti.

Plāksnes ir aprīkotas ar metāla elektrodiem režģu veidā. Parasti monokristālisko akumulatoru atsevišķās šūnas ir kvadrātu formā ar nogrieztiem stūriem.

Šie elementi ir diezgan efektīvi, industriālie dizaini uzrāda reālo efektivitāti ap 16%, tāpēc šāda veida elementi ir dārgāki par 1 vatu nekā polikristāliski. To kalpošanas laiks ir ļoti ilgs, tas var sasniegt 50 gadus.

Polikristāliskas saules baterijas

Spilgti zilas polikristāliskas saules baterijas ir daudz lētākas nekā monokristāliskas. Elementi tiem nav izgatavoti no viena silīcija kristāla, tāpēc silīcija atomi šeit ir sakārtoti nejaušā veidā.

Tagad polikristāliskā paneļa vidējā efektivitāte ir 13-15% robežās. Taču tā plašās pieejamības dēļ šāda veida elementi ir ļoti izplatīti patērētāju vidū, kuri vēlas piekļūt saules enerģijai pēc iespējas lētāk.

Lielais polikristālisko elementu trūkums ir tas, ka tie transportēšanas laikā ir ļoti trausli. To maksimālais kalpošanas laiks ir 25 gadi.Polikristālisko elementu rūpnieciskās ražošanas process laika gaitā uzlabojas, tāpēc ir cerība, ka nākotnē tie efektivitātes ziņā pietuvosies monokristāliskiem.

Plānas plēves saules baterijas

Plānas plēves saules baterijas lētāk ražot nekā monokristālisko un polikristālisko silīciju. To pamatā ir polimēru plēves, amorfs silīcijs, alumīnijs, kadmija telurīds un citi pusvadītāji, kurus jau izmanto sīkrīku lādētāju ražošanā mazu salokāmu saules bateriju veidā.

Šāda veida akumulatori aizņem 2,5 reizes lielāku platību nekā kristāliskie ar tādu pašu jaudu, taču tie spēj strādāt arī mākoņainā laikā ar izkliedētu gaismu mākoņainā laikā, turklāt baterijas var novietot ne tikai uz ēkas jumta, bet pat uz tās sienas. Līdz ar to plānās kārtiņas bateriju izmantošana ir attaisnojama salīdzinoši lielu saules elektrostaciju būvniecībā, kad ir vajadzīgā platība to izvietošanai.

Tieši plānās plēves paneļi mūsdienās ir īpaši populāri sistēmās, kas darbojas rūpnieciskā mērogā ar tīklam piesaistītiem invertoriem, kas piegādā elektroenerģiju publiskajam tīklam. Šīm sistēmām ir nepieciešams augstsprieguma regulators un īpašs invertors, kas atšķiras no parastajām sadzīves sistēmām, kuras tiek izmantotas ar parastajiem monokristāliskiem un polikristāliskiem akumulatoriem.

Lai gan plānslāņa saules bateriju, kas izgatavotas no amorfā silīcija, vidējā efektivitāte ir 7%, tie ir lētākie ražošanas izmaksu ziņā no visiem saules paneļiem. Kadmija telurīda vidējā efektivitāte ir 11%, un tas ir nedaudz dārgāks nekā amorfā silīcija baterijas.Saules baterijas uz vara, indija, gallija un selēna bāzes ir visefektīvākās plānslāņa baterijas, to efektivitāte sasniedz 15%.

Skatīt arī:Saules bateriju un moduļu efektivitāte