Soorten zonnecellen: monokristallijn, polykristallijn, dunne film

In de zonnige streken van de planeet, waar conventionele stroomvoorziening onmogelijk of onpraktisch is en de installatie van een windturbine om de een of andere reden niet geschikt is, kunnen zonnepanelen (batterijen) worden gebruikt. De sets krachtige zonnepanelen worden geïnstalleerd op de daken van particuliere huizen, in tuinen, op schepen, op lantaarns. Draagbare zonnebatterijen worden gebruikt om gadgets en batterijen op te laden tijdens het reizen, om walkietalkies van stroom te voorzien.

Zonnepanelen zijn betrouwbaar, hebben geen bewegende delen, zijn niet onderhevig aan mechanische slijtage zoals windturbines, daarom zijn ze zeer duurzaam en kunnen ze hun eigenaar tientallen jaren betrouwbaar van dienst zijn. Laten we eens kijken naar wat zonnepanelen zijn, hun belangrijkste typen.

Monokristallijne zonnecellen

Monokristallijne zonnepanelen hebben een traditionele zwarte of donkerblauwe tint. Deze panelen zijn omlijst door een aluminium frame en afgedekt met slagvast glas.

Monokristallijne zonnecellen zijn alleen gemaakt van puur silicium.Een pure siliciumsmelt stolt langzaam bij contact met een zaadje, waardoor een cilindrisch silicium éénkristallen gietstuk ontstaat met een diameter van ongeveer 20 cm en een lengte tot 2 meter.

De resulterende ingot van zuiver silicium wordt gesneden in platen van elk ongeveer 300 μm dik. De efficiëntie van dergelijke elementen bereikt 19%, omdat in deze multistructuur de atomen zo zijn gerangschikt dat ze de elektronen een overeenkomstig hogere mobiliteit geven, en de batterijen ervan een hogere energie-efficiëntie vertonen.

De platen zijn voorzien van metalen elektroden in de vorm van roosters. Gewoonlijk hebben de individuele cellen van monokristallijne batterijen de vorm van vierkanten met afgesneden hoeken.

Deze elementen zijn vrij efficiënt, industriële ontwerpen vertonen een reëel rendement in de buurt van 16%, daarom zijn elementen van dit type per 1 watt duurder dan polykristallijne. Hun levensduur is erg lang, het kan 50 jaar worden.

Polykristallijne zonnecellen

Helderblauwe polykristallijne zonnecellen zijn veel goedkoper dan monokristallijne. De elementen ervoor zijn niet gemaakt van een enkel kristal van silicium, dus de siliciumatomen zijn hier willekeurig gerangschikt.

Nu ligt het gemiddelde rendement van een polykristallijn paneel in de buurt van 13-15%. Vanwege de brede beschikbaarheid is dit type cel echter heel gebruikelijk bij consumenten die zo goedkoop mogelijk toegang willen krijgen tot zonne-energie.

Het grote nadeel van polykristallijne elementen is dat ze tijdens transport extreem kwetsbaar zijn. Hun maximale levensduur is 25 jaar.Het proces van industriële productie van polykristallijne elementen verbetert in de loop van de tijd, dus er is hoop dat ze in de toekomst monokristallijne elementen zullen inhalen in termen van efficiëntie.

Dunne film zonnecellen

Dunne film zonnecellen goedkoper te vervaardigen dan monokristallijn en polykristallijn silicium. Ze zijn gebaseerd op polymeerfilms, amorf silicium, aluminium, cadmiumtelluride en andere halfgeleiders, die al worden gebruikt bij de vervaardiging van opladers voor gadgets, in de vorm van kleine opvouwbare zonnecellen.

Batterijen van dit type nemen 2,5 keer meer ruimte in beslag dan kristallijne batterijen met hetzelfde vermogen, maar ze kunnen zelfs werken bij bewolkt weer met verstrooid licht tijdens bewolkt weer, en de batterijen kunnen niet alleen op het dak van het gebouw worden geplaatst, maar zelfs op zijn muren. Daarom is het gebruik van dunne-filmbatterijen gerechtvaardigd bij de bouw van relatief grote zonne-energiecentrales, wanneer er voldoende ruimte is om ze te plaatsen.

Het zijn dunnefilmpanelen die tegenwoordig vooral populair zijn in systemen die op industriële schaal werken met netgekoppelde omvormers die elektriciteit leveren aan het openbare net. Deze systemen vereisen een hoogspanningsregelaar en een speciale omvormer, die verschilt van de conventionele huishoudelijke omvormers die worden gebruikt met de gebruikelijke monokristallijne en polykristallijne batterijen.

Hoewel dunnefilmzonnecellen van amorf silicium een ​​gemiddeld rendement van 7% hebben, zijn ze qua productiekosten de goedkoopste van alle zonnepanelen. Cadmiumtelluride heeft een gemiddelde efficiëntie van 11% en is iets duurder dan amorfe siliciumbatterijen.Zonnecellen op basis van koper, indium, gallium en selenium zijn de meest efficiënte dunnefilmbatterijen, hun efficiëntie bereikt 15%.

Zie ook:Efficiëntie van zonnecellen en -modules