Die Praxis der Verwendung mono- und polykristalliner Photovoltaikmodule in Solarmodulen

Der Artikel diskutiert den praktischen Einsatz von Silizium-Mono- und Polykristallen bei der Herstellung verschiedener Arten moderner Solarzellen sowie die Unterschiede zwischen diesen bestehenden Solarmodultypen.

Viele Menschen auf der Erde sind immer noch weitgehend auf Energiequellen wie Gas, Brennholz, Heizöl, Kerosin usw. angewiesen, die die Umwelt zusätzlich belasten. Daher kommt ihnen die Einführung alternativer Energiequellen wie Wind, Sonneneinstrahlung und Wasserkraft in ihrem Leben sowohl aus ökologischer, moralischer als auch wirtschaftlicher Sicht zugute.

In der zukünftigen Entwicklung der Menschheit werden nicht erneuerbare Energiequellen höchstwahrscheinlich den Energiebereich für ihre Bereitstellung verlassen und an ihre Stelle treten erneuerbaren Energiequellen, wie Wind-, Wasser- und Solarenergie. Es geht um die Energie der Sonnenstrahlung und die Möglichkeit ihrer Nutzung durch den Menschen, und wir werden heute in unserem Artikel mit Ihnen sprechen.

Was sind monokristalline und polykristalline Photovoltaikmodule?

Derzeit sind von allen Arten von Solarzellen in der Bevölkerung Solarmodule am weitesten verbreitet: monokristalline und polykristalline, wobei letztere oft auch als „multikristalline Solarmodule“ bezeichnet werden.

Monokristalline Panels.

Ein strukturell monokristallines Panel besteht aus Dutzenden von Silizium PV-Modulein einem Panel gesammelt. Diese Photovoltaikzellen sind in einem zuverlässigen und langlebigen Glasfasergehäuse montiert, das einen guten Schutz dieser Photovoltaikmodule sowohl vor Staub als auch vor Luftfeuchtigkeit bietet.

Ein solches Panel-Design von Solarmodulen ermöglicht den Einsatz unter verschiedenen Bedingungen – sowohl auf See als auch an Land. Die Umwandlung der Lichtenergie der Sonne in Sonnenkollektoren in elektrische Energie erfolgt aufgrund des photoelektrischen Effekts der Energieumwandlung in den Photovoltaikmodulen der Sonnenkollektoren selbst.

Das Material für die Herstellung monokristalliner Solarmodule ist hochreines Silizium, das auch zur Herstellung von Halbleiterbauelementen in der Elektronik verwendet wird und von der modernen Industrie gut angenommen wird. Die Stäbe aus Silizium-Einkristallen wachsen langsam heran und werden aus der Siliziumschmelze gezogen, dann in 0,2–0,4 mm dicke Stücke geschnitten und bereits nach ihrer Weiterverarbeitung zur Herstellung von Photovoltaikzellen zur Erzeugung von Sonnenenergie verwendet Paneele.

Die Praxis des Einsatzes moderner Solarmodule zeigt, dass es seit vielen Jahren eines der beliebtesten und gefragtesten der Welt gibt – monokristalline Solarmodule. Der Wirkungsgrad monokristalliner Module liegt bei ca. 15-17 %.

Polykristalline Paneele.

Durch langsames Abkühlen der Siliziumschmelze wird daraus polykristallines Silizium gewonnen, das zur Herstellung polykristalliner Solarmodule verwendet wird. In diesem Fall entfällt der Vorgang der Entnahme von Siliziumkristallen aus der Schmelze vollständig und der Prozess selbst ist weniger arbeitsintensiv als bei der Herstellung von monokristallinem Silizium und dementsprechend sind solche Solarzellen günstiger. Ein wesentlicher Nachteil von polykristallinem Silizium besteht jedoch darin, dass es Bereiche mit Korngrenzen aufweist, die seine Qualität leicht beeinträchtigen.

Der Rahmen polykristalliner Solarzellen (Module) besteht aus Aluminium und ist mit einer speziellen Korrosionsschutzmasse beschichtet, die schwarz ist. Eine hohe Qualität und Haltbarkeit einer solchen Konstruktion wird hier durch die sichere Befestigung der Folie auf der Rückseite jedes Rahmens und die dichte Versiegelung der Kanten erreicht. Alle Elemente eines polykristallinen Solarmoduls sind mit einem speziellen Laminat bedeckt, das extremen Temperaturen sowie den Auswirkungen von Schnee und Regen standhält.

Um die Frage zu beantworten, was besser ist – „Mono“- oder „Poly“-Kristalle und dementsprechend die Arten von Solarzellen, müssen Sie zunächst deren Unterschiede und Gemeinsamkeiten verstehen.

Die Hauptunterschiede zwischen „mono“ und „poly“ kristallinen Solarzellentypen.

1. Der wichtigste und grundlegende Unterschied zwischen diesen beiden Arten von Solarzellen ist ihre Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität. Heutige monokristalline Module haben in der Massenproduktion einen Solarenergieumwandlungswirkungsgrad von maximal 22 %, in der Raumfahrttechnik eingesetzte sogar von bis zu 38 %. Dies liegt an der Reinheit des Silizium-Einkristall-Rohstoffs, die in solchen Batterien nahezu 100 % erreicht.

Bei handelsüblichen polykristallinen Modulen ist der Wirkungsgrad der Umwandlung von Sonnenenergie in Strom deutlich geringer als bei monokristallinen Modulen und beträgt maximal 18 %. Solche niedrigen Effizienzindikatoren für diesen Batterietyp sind darauf zurückzuführen, dass für ihre Herstellung nicht nur reines Primärsilizium verwendet wird, sondern auch Rohstoffe aus recycelten Solarzellen usw. Leicht, also bei gleicher Leistung verschiedener Batterietypen – ihre Größe wird kleiner.

2. Bezüglich des Aussehens – achten Sie auf Folgendes. Monokristalline Solarmodule haben abgerundete Ecken und eine ebene Oberfläche. Die Rundheit ihrer Formen hängt hier mit der Tatsache zusammen, dass monokristallines Silizium bei seiner Herstellung in zylindrischen Rohlingen anfällt. Polykristalline Solarmodulzellen haben eine quadratische Form, da ihre Rohlinge bei der Herstellung ebenfalls quadratisch sind. Aufgrund seiner Struktur ist die Farbe von Polykristallen heterogen, da die Zusammensetzung von polykristallinem Silizium ebenfalls heterogen ist und viele verschiedene kristalline Silizium sowie eine geringe Menge an Verunreinigungen umfasst.

3. Was die Preispolitik von Solarmodulen betrifft, sind monokristalline Silizium-Solarzellen etwas teurer (ca. 10 %) als polykristalline Silizium-Solarzellen – wenn man natürlich von ihrer Kapazität ausgeht. Wie Sie wahrscheinlich bereits verstanden haben, hängen die hohen Kosten monokristalliner Solarzellen in erster Linie mit dem teureren Herstellungs- und Reinigungsprozess des ursprünglichen monokristallinen Siliziums zusammen.

Abschluss.

Wenn wir das Gesagte zusammenfassen, können wir davon ausgehen, dass die Hauptparameter, nach denen wir Solarbatterien für unser Solarkraftwerk, zum Beispiel für ein Landhaus, auswählen, nicht von der Art der darin verwendeten Photovoltaikzellen abhängen. Wollen wir eine sparsamere Variante, dann fällt unsere Wahl auf polykristalline Solarmodule – die bei gleicher Leistung etwas größer als monokristalline Module sind, dafür aber etwas günstiger. Die Farbe der Oberfläche der Solarmodule selbst spielt bei der Auswahl keine Rolle, bedenken Sie das!

Lassen Sie uns noch ein paar Worte über die Verwendung von Solarmodulen in der Welt nach ihren Typen sagen. An erster Stelle stehen hier mit einem Umsatzvolumen von 52,9 % die günstigeren polykristallinen Solarmodule, an zweiter Stelle, gemessen am Umsatz, liegen mit Abstand monokristalline Siliziummodule, die mit rund 33,2 % auf dem Markt sind. An dritter Stelle beim Umsatz stehen amorphe und andere Solarmodule, ihr Anteil am Gesamtabsatzmarkt beträgt 13,9 % (wir haben sie im Artikel nicht berücksichtigt).