ПОЛІКРИСТАЛІЧНІ СОНЯЧНІ ПАНЕЛІ: принцип роботи, бренди, переваги та недоліки

Полікристалічні панелі — це один з найпопулярніших типів сонячних панелей для домашніх автономних СЕС з представлених сьогодні на ринку. Вони залучають покупців відносно демократичною ціною, великою варіацією розмірів та потужності, ефективністю при роботі в хмарну погоду та при бічному освітленні. В даному матеріалі описано принцип дії «полікристалу», основні технічні характеристики цього типу сонячних панелей, а також їх плюси та мінуси при використанні в автономних сонячних станціях.

Полікристалічні панелі — конструктивні особливості

Полікристалічні сонячні панелі

Полікристалічні сонячні панелі (також можуть називатися мультикристалічні) відрізняються наявністю кількох кристалів кремнію в одному фотоелектричному елементі — пластині. Дані кристали плавлять у загальній ємності для того, щоб потім помістити в заготовку (панель), де одержана речовина буде охолоджена.

Кожен фотоелектричний елемент характеризується квадратною формою і досить яскравим синім відтінком (на відміну від монокристалу, який найчастіше чорний).

Процес виробництва полікристалічних сонячних панелей не відрізняється високою технологічною складністю, через що кінцева вартість такої продукції нижче, ніж у монокристалічних панелей.

До інших особливостей полікристалічних сонячних панелей слід віднести:

• високий рівень екологічності — процес виробництва передбачає використання кількох кристалів, що дозволяє зменшити обсяг відходів, які залишаються після створення пристрою;
• діапазон робочих температур починається від −40 °С і закінчується +75 °С;
• полікристалічні моделі відрізняються більш низким показником термостійкості;
• температурний коефіцієнт у полікристалів вищий, ніж у монокристалічних моделей;
• панелі відрізняються високим рівнем потужності;
• найчастіше полікристалічні сонячні панелі більш прості в установці через наявність власної структурної рами.

«Полікристал» може встановлюватися як на дахи приватних будинків, так і на земельну ділянку.

Принцип роботи полікристалічних панелей

Полікристалічні панелі та промені сонця, що падають на них

Полікристалічна сонячна панель складається з кількох фотоелектричних елементів, кількість яких безпосередньо залежить від розміру панелі. Кожна окрема комірка містить кілька кристалів кремнію, що дозволяє їм функціонувати за принципом напівпровідника.

Принцип роботи пристрою досить простий. Коли фотони сонячного світла потрапляють на поверхню матеріалу, вони передають свою енергію електронам, які починають пересуватися як електричний струм. Для працездатності також передбачені два електроди, один з яких знаходиться вгорі і нагадує звичайні дроти, а інший знаходиться в нижній частини панелі та виконує роль провідника. На вигляд він схожий на фольгу.

Технічні параметри, потужність та ККД полікристалічних панелей

Полікристалічні панелі крупним планом

Розглядаючи полікристалічні сонячні панелі, слід звернути увагу на цілий ряд важливих технічних характеристик, які будуть мати безпосередній вплив на характер експлуатації пристрою.

Отже, до найбільш важливих технічних параметрів слід віднести:

1. номінальну напругу — всього два варіанти панелей, на 12 В, які складаються з 36 елементів в одному модулі, і на 24 В, коли елементів 60 або 72;
2. коефіцієнт втрати потужності від температури — під впливом високих температур панелі незмінно втрачатимуть частину своєї потужності. 1° С приросту температури призводить до зниження потужності від 0,45 до 25%. Такий показник характерний і для монокристалічних панелей;
3. деградація LID — за перший рік деградація полікристалів може досягати 2%, однак у наступні роки процес уповільнюється та становить у середньому 0,67%. Важливо, що для монокристалу показник становить 3% та 0,71% відповідно.

ККД полікристалу

Через технічні особливості ефективність полікристалічних сонячних панелей менша, ніж монокристалічних. Якщо у монокристалу ККД досягає 22–23%, то полікристал характеризується діапазоном 15–18%.

Тому для досягнення однакової потужності у випадку полікристалу потрібно більше площі, яка використовується, ніж при використанні монокристалу.

Потужність, розміри та вага

Потужність — це ще один важливий параметр, який слід враховувати при виборі полікристалічних сонячних панелей. При цьому чим вища потужність, тим більші будуть габарити пристрою, тобто розмір і вага. Співвідношення даних показників може відрізнятися залежно від виробника, але несуттєво.

У середньому співвідношення потужності, розміру та ваги виглядає таким чином.

Важливо зазначити, що вказані показники є орієнтовними. На ринку присутня велика кількість моделей від різних виробників, які можуть неістотно відрізнятися одна від одної.

Переваги та недоліки полікристалічних сонячних панелей

Полікристалічні сонячні панелі в приватному будинку

Полікристалічні сонячні панелі широко представлені на українському ринку. Вони незмінно користуються популярністю завдяки цілому ряду переваг, а саме:

1. вигідна вартість — технологічний процес виробництва передбачає не вирощування кристалів кремнію, а їх розплавлення, що обходиться значно дешевше для виробника. Тому ціна на полікристалічні моделі також суттєво нижча, ніж на монокристалічні;
2. ефективність при розсіяному світлі — це важливо для ефективної генерації енергії в похмурі дні;
3. можливість монтажу на даху — дозволяє використовувати панелі, якщо біля будинку недостатньо місця для встановлення сонячної електростанції;
4. велика варіація розмірів — покупець може отримати оптимальний показник потужності, який підходитиме саме для його умов;
5. сумісність з інверторними акумуляторними батареями;
6. екологічність — виробничий процес не вимагає великої кількості енергії, до того ж після виробництва панелі залишається мінімальна кількість відходів;
7. довговічність — деградація LID здійснюється повільніше, ніж монокристалічні панелі. При правильному використанні полікристал ефективно працюватиме після 20 років експлуатації. Однак важливо зазначити, що рівень потужності впаде на 15–20%.

Як і будь-яка інша продукція, полікристалічні сонячні панелі також мають ряд недоліків, які обов’язково слід врахувати перед покупкою. До них слід віднести:

1. загальний рівень ефективності — КПД полікристалічних сонячних панелей нижче за монокристалічні в середньому на 5–8% через меншу чистоту кремнію в пластинах;
2. нижча ергономічність — для досягнення певного рівня потужності з використанням полікристалу доведеться передбачити більшу площу для встановлення, ніж при використанні монокристалу;
3. низька температурна стійкість — полікристалічні сонячні панелі легше пошкоджуються під впливом високих температур;
4. неоднорідний відтінок панелей — дана особливість ніяк не впливає на ефективність обладнання, проте може бути важливою для людей, які турбуються про зовнішній вигляд свого житла.

Середні ціни в Україні на полікристалічні сонячні панелі

Полікристалічна панель

Як уже було сказано, полікристалічні сонячні панелі мають нижчу вартість порівняно з монокристалічними. Але тип панелі — це не єдиний фактор, який впливає на ціну. Остання також сильно залежить від потужності та виробника обладнання.

На вересень 2023 року середні ціни в Україні для різних моделей полікристалічних панелей виглядає таким чином.

Також на остаточну вартість панелей може впливати спосіб придбання: самостійно або через інтегратора, який також пропонує послуги з налагодження та встановлення обладнання.

Рейтинг найкращих виробників

Фабрика LG Energy Solution

Ринок сонячних панелей переповнений великою кількістю різноманітних виробників, які умовно діляться на кілька рівнів:

1. Tier 1 — близько 2% від загальної кількості компаній, які виробляють сонячні панелі. Це дійсно гіганти, які на рік виробляють кількість панелей із загальною потужністю, що перевищує 1 ГВт. Вони відрізняються повним циклом виробництва, і, як правило, першими випускають інноваційні технології на ринок;
2. Tier 2 — подібні компанії часто мають повний цикл виробництва, проте не витрачають ресурси на нові дослідження, а використовують рішення, які вже зарекомендували себе на ринку. Подібні бренди, як правило, існують не менше 2 років;
3. Tier 3 — це невеликі фірми, які здійснюють збирання продукції з окремих деталей різних виробників. У більшості випадків використовують ручне збирання в процесі виробництва, що впливає на загальну кількість та якість вироблених панелей.

Якщо говорити про компанії Tier 1, то до списку кращих виробників можна віднести:

• LG Energy;
• SunPower;
• REC Group;
• Canadian Solar;
• JA Solar;
• Hanwha Q Cells;
• Panasonic;
• Trina Solar;
• Longi Solar;
• Jinko Solar.

LG Energy

Цей корейський виробник широко відомий своєю продукцією на ринку сонячних панелей. Вартість продукції не найдешевша, враховуючи поширеність і впізнаваність бренду. Але, купуючи обладнання даного бренду, можна розраховувати на високу якість та хорошу підтримку клієнтів.

Бренд «LG Energy» почав свою роботу у 2009 році і відтоді щороку збільшує обсяги продукції, що випускається.

SunPower

Цей американський бренд працює у сфері сонячної енергетики ще з 1980-х років. Тому не дивно, що компанія має великий набір різних технологій, які роблять її продукцію кращою.

«SunPower» сьогодні — це трансконтинентальна корпорація із заводами в Європі, Мексиці, США та Азії. Насамперед продукція компанії відома своєю довговічністю. Виробник запевняє, що в процесі експлуатації вона зберігає щонайменше 92% від початкової потужності.

REC Group

Норвезька компанія, яка була заснована у 1996 році. Однак основні виробничі потужності фірми знаходяться на території Сінгапуру. Компанія пропонує великий асортимент моделей з різними параметрами, що дозволяє підібрати найбільш оптимальний варіант для конкретних умов експлуатації.

«REC Group» здійснює тестування своєї продукції у суворих умовах, щоб клієнти гарантовано могли розраховувати на високий рівень якості.

Canadian Solar

Одна з найбільших великих корпорацій, яка займається виробництвом сонячних панелей. Компанія була заснована в 2001 році і з того часу дуже розширилася. На сьогоднішній день вона має дочірні компанії в більш ніж 20 країнах світу.

Політикою корпорації є проведення перспективних досліджень та подальше впровадження інновацій на ринок. При цьому в порівнянні з іншими брендами Tier 1 «Canadian Solar» пропонує дуже демократичну ціну при високій якості.

JA Solar

Ще одна компанія, яка в основному зосереджена на виробництві більш бюджетної продукції. Штаб-квартира «JA Solar» знаходиться в Китаї, при цьому сонячні панелі бренду користуються великою популярністю у понад 100 країнах.

Корпорація пропонує хороший рівень підтримки клієнтів, але також не боїться проводити свої дослідження та впроваджувати інновації в нових лінійках сонячних панелей.

Hanwha Q Cells

Відомий виробник у сфері сонячної енергетики, який має виробничі потужності у Південній Кореї, США, Туреччині та інших країнах. При цьому фірма вважається корейсько-німецькою.

Корпорація спеціалізується як на рішеннях як для великих підприємств, так і на модульних панелях, які знаходять застосування в приватному секторі. Продукція Hanwha Q Cells відома своєю ефективністю. Компанія регулярно впроваджує нові технології, які роблять використання її сонячних панелей вигідним рішенням.

Panasonic

Всесвітньо відомий японський виробник, який пропонує продукцію у high-end сегменті. Компанія запевняє, що в процесі довгострокової експлуатації її сонячні панелі здатні зберегти не менш як 90,8% початкової потужності.

Даний бренд пропонує безліч різних рішень, як для бізнесу, так і для приватного використання. Також слід зазначити вигідні гарантійні умови.

Trina Solar

Ще одна китайська компанія, яка вийшла на ринок сонячної енергетики у 1997 році. З того часу компанія безперервно працювала над розширенням асортименту, збільшенням кількості продукції та виходом на нові ринки, де можна придбати сонячні панелі «Trina Solar».

Longi Solar

Китайська корпорація, яка спеціалізується на виробництві бюджетної та середньоцінової продукції. Акцент в асортименті зміщений якраз на полікристалічні панелі, проте компанія має варіанти і з монокристалом.

Слід зазначити, що серед пропозицій компанії є також більш продуктивні моделі з високими експлуатаційними характеристиками, але при цьому з оптимальною вартістю.

Jinko Solar

Порівняльна нова корпорація зі штаб-квартирою в Китаї, яка пропонує великий асортимент полікристалічних панелей як для приватного застосування, так і для бізнесу. Основний упор компанія робить на надійність та низьку вартість.

Як правильно купити сонячну панель

Встановлення полікристалічних сонячних панелей

Існує два основних способи організувати сонячну електростанцію для домогосподарства:

1. купити всі комплектуючі самостійно, після чого найняти бригаду для встановлення або налаштування обладнання;
2. зверніться до спеціалізованої компанії для встановлення автономної СЕС, включаючи панелі, «під ключ».

Самостійно

Самостійна покупка — це зручне рішення для тих людей, які хочуть максимально заощадити. Однак слід враховувати, що вам доведеться самостійно здійснювати всі розрахунки, які стосуються потужності, а також придбати таке додаткове обладнання, як:

• кріплення для панелей;
• акумулятори;
• інвертори;
• з’єднувач;
• проводи і т.д.

При цьому при покупці якісних полікристалічних сонячних панелей, їх ефективність може бути нівельована інвертором, потужність якого розрахована неправильно.

Крім того, при самостійній установці є лише гарантійні зобов’язання від продавців, які завжди зможуть апелювати до неправильної експлуатації обладнання при проблемах у роботі останнього .

Через системний інтегратор

Системні інтегратори — це компанії, які пропонують своїм клієнтам повний пакет послуг із встановлення та введення в експлуатацію СЕС, у тому числі автономних:

• розрахунок необхідної потужності, виходячи з розміру житла, потреб домогосподарства та технічних параметрів обладнання;
• підбір оптимальних панелей на основі доступної площі для встановлення;
• підбір додаткового обладнання, включаючи інвертори, акумулятори, конектори тощо;
• монтажні роботи, які будуть здійснюватися досвідченими майстрами та на які також поширюватимуться гарантійні зобов’язання.

Хоча послуги інтеграторів збільшують вартість сонячної електростанції за рахунок перерахованих вище робіт, обладнання буде встановлено та налаштовано правильно, а розрахована потужність точно покриє домашні потреби в електроенергії.

Підсумок