Stromversorgung mit Solarmodulen: Ein Überblick über Module auf dem heimischen Markt

Der Artikel wird dazu beitragen, die Notwendigkeit des Kaufs autonomer Stromversorgungsquellen zu ermitteln. Er behandelt ausführlich das Thema der autonomen Stromversorgung mithilfe von Sonnenkollektoren sowie die Vor- und Nachteile dieser Energiequelle.

Solarstromversorgung

Solarmodule werden aufgrund ihrer zunehmenden Verfügbarkeit sowohl finanziell als auch vor dem Hintergrund der Erweiterung des Sortiments in Einzelhandelsketten immer beliebter. Es wurden viele Artikel verfasst, die Machbarkeitsstudien für die Einführung von Solarkraftwerken (sogenannte Solarenergieerzeugungssysteme) liefern. Ihre Amortisationszeit beträgt zwar mehrere Jahre..

Ein großer Teil der Verbraucher wechselt nicht so sehr zur autonomen Stromversorgung, weil sie Geld sparen möchten, sondern weil in Gebieten, in denen es zu Stromausfällen kommt oder überhaupt keine, Stromversorgung bereitgestellt wird.

Die Erzeugung von Sonnenenergie wird häufig für Sommerhäuser verwendet. Sie zeichnen sich durch einen geringen Stromverbrauch und den saisonalen Betrieb von Solarmodulen aus. Seltenere Fälle – vollständige Elektrifizierung des Hauses mit alternativen Quellen. Der Aufbau von Solarenergieerzeugungssystemen für unterschiedliche Betriebsbedingungen ist jedoch grundsätzlich gleich. Wir werden dieses Problem also im Detail und in der richtigen Reihenfolge betrachten..

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Arten von Sonnenkollektoren

Einem anderen Mann auf der Straße ist nicht bewusst, dass sich die Anzahl der Arten von Sonnenkollektoren bereits zehn nähert. Um die gesamte Vielfalt der Lichtdetektoren im Bewusstsein irgendwie zu strukturieren, werden wir sie in zwei Klassen einteilen:

  • Silizium
  • Film

Siliziumsolarzellen

Monokristalline und polykristalline Platten sind auf dem Markt weit verbreitet. Zu dieser Gruppe gehören auch amorphe Siliziumplatten und Hybridsolarzellen. Wie der Name der Klasse schon sagt, bestehen diese Lichtdetektoren aus Silizium und Siliziumwasserstoff. Die Verbreitung von Solarmodulen auf Siliziumbasis ist auf ihre hohe spezifische Energieeffizienz zurückzuführen, aber der ziemlich komplizierte Herstellungsprozess macht sie teuer..

Monokristalline Sonnenkollektoren Sind schwarze Quadrate mit abgeschrägten Ecken. Derzeit haben solche Paneele den höchsten Wirkungsgrad – bis zu 22%. Alle lichtempfindlichen Zellen eines monokristallinen Panels sind in die gleiche Richtung ausgerichtet. Dies erklärt zum einen den relativ hohen Wirkungsgrad, zum anderen sollte das Panel immer der Sonne zugewandt sein, um eine maximale Energieeffizienz zu erzielen. Bei diffusem Licht, beispielsweise bei bewölktem Wetter, bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang, sind die elektrischen Parameter der Stromerzeugung überhaupt nicht beeindruckend.

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Eine andere Art von Sonnenkollektoren: polykristallin – haben im Vergleich zu Einkristallen einen geringeren Wirkungsgrad (ca. 12–18%), aber aufgrund der Multidirektionalität der Siliziumkristalle in der Platte wird bei Streulicht eine bessere Energieeffizienz erzielt. Polykristalline Platten sind an der regelmäßigen quadratischen Form der dunkelblauen Platten mit einem frostigen Muster zu erkennen.

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Amorphe Siliziumplatten (oder, wie sie genannt werden, a-Si) sind die leistungsschwächsten in der Reihe der Silizium-Solarempfänger. Ihr Wirkungsgrad liegt bei ca. 5-6%. Ihre Verwendung kann jedoch gerechtfertigt sein. Und deshalb:

  • Erstens ist der Lichtabsorptionsgrad dieser Platten 20-mal höher als der anderer Siliziumkonkurrenten.
  • zweitens erhöht die chaotische Orientierung der lichtempfindlichen Zellen die Effizienz von a-Si bei bewölktem Wetter.

Amorphe Siliziumplatten

Hybride Lichtstromwandler Ist eine Kombination aus amorphem Silizium mit Mikrokristallen. Solche Platten haben ähnliche Eigenschaften wie polykristalline Elemente, mit der einzigen Maßgabe, dass ihre Leistung bei diffusem Licht viel höher ist. Zusätzlich zum ultravioletten Spektrum können Hybrid-Panels Infrarotstrahlung in Elektrizität umwandeln..

Filmsolarzellen

Eine ziemlich neue Entwicklung auf dem Gebiet der Solarlichtdetektoren. Ich muss sagen, dass es im Moment aufgrund ihrer hohen Kosten schwierig ist, Filmmodule auf dem russischen Markt zu finden. Daher beschränken wir uns darauf, ihre Typen aufzuzählen.

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Filmelemente umfassen Elemente auf der Basis von Cadmiumtellurid (CdTe), Kupfer-Indium-Diselenid (CIS), Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Polymerelementen. Polymerplatten sind die vielversprechendste Richtung bei der Entwicklung von Filmtechnologien, da die Hersteller ihre niedrigen Kosten versprechen, obwohl der Wirkungsgrad nur 6% beträgt.

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Bevor wir uns mit der Beschreibung von Solarmodulen befassen, einige Worte zu ihren Parametern. Die folgende Abbildung zeigt die Strom-Spannungs-Kennlinie des Solarpanels (in Rot) und die Leistungskurve (in Blau). Die Grafik zeigt die Punkte, die in den technischen Eigenschaften von Solarmodulen gefunden werden.

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Der Kurzschlussstrom ist also der Strom, der auftritt, wenn der Solarbatteriekreis geschlossen wird (die Batteriespannung ist Null). Die Leerlaufspannung ist dagegen ein Leerlaufparameter (der Strom ist Null). Diese beiden Modi sind nicht betriebsbereit. Die nominalen Betriebsbedingungen werden durch einen gelben Punkt am Schnittpunkt der gepunkteten Linien angezeigt. Zu diesem Zeitpunkt der maximale Betriebsstrom und die maximale Betriebsspannung. Die effizienteste Nutzung einer Solarzelle ist in diesem Betriebspunkt..

Auf dem russischen Markt gibt es meist mono- und polykristalline Platten in einem großen Sortiment. Wie zu erwarten, werden die meisten von ihnen in China hergestellt. Dies ist jedoch nicht überraschend: China ist führend bei der Herstellung und dem Verkauf von Solarstromerzeugungssystemen. Darüber hinaus sind deutsche (Calixo, SCHOTT) und japanische (SHARP) Solarmodule auf dem Markt..

Die russischen „Hersteller“ von Solarmodulen sind Firmen, die hauptsächlich chinesische Produkte verkaufen und diese als ihre eigenen weitergeben. Das Segment der Hersteller, die sich mit der Montage von Paneelen aus chinesischen Bauteilen befassen, ist ebenfalls weit verbreitet. Aber nicht alles ist so hoffnungslos. Russland kann sich auch seiner Hersteller von Sonnenkollektoren „rühmen“. Das Werk in Hevel befindet sich in Novocheboksarsk, das auf die Herstellung von Dünnschicht-Hybridplatten spezialisiert ist. In Krasnodar, im Saturn-Werk, werden Solarzellen auf Basis von Galliumarsenid hergestellt, deren Produkte sich hauptsächlich an die Raumfahrtindustrie richten. Zwei Fabriken, die sich am meisten auf die Herstellung von Haushaltsmodulen konzentrieren, befinden sich in Zelenograd (Telecom-STV) und Ryazan (Ryazan Metal Ceramic Devices Plant, RZMKP)..

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Das Angebot an Ryazan-Solarmodulen ist auf zwei Haupttypen beschränkt:

  • RZMP-130-T – hat eine Ausgangsspannung von 15,9-17,5 V, einen Leistungsbereich von 105-145 W;
  • RZMP-220-Т – hat eine Ausgangsspannung von 27,7 bis 29,1 V, einen Leistungsbereich von 200 bis 240 W..

Telecom-STV bietet eine viel größere Anzahl von Artikeln seiner Produkte an: mono- und polykristalline Module, monokristalline Module mit höherer Effizienz, flexible und spezialisierte Solarbatterien. Die Ausgangsspannung der Module ist sowohl für Niederspannungssysteme (17-18,5 V) als auch für Hochspannung (34-38 V) geeignet. Darüber hinaus ist der Preis dieser Solarmodule eineinhalb Mal niedriger als der der Rjasaner. Zum Beispiel kostet der Ryazan RZMP-130-T mit einer Leistung von 120 W den Käufer 16.100 Rubel, und der Zelenograd TSM-120A mit einer Leistung von 123 W kann für 9.658 Rubel gekauft werden. Gleichzeitig sind das Gewicht und die Abmessungen der Zelenograd-Paneele geringer als die der Rjasaner. Das einzige, was für die Ryazan-Solarmodule spricht, sind detaillierte Informationen über das Produkt..

Lassen Sie uns ein paar Worte über das Hevel-Werk in Novocheboksarsk sagen. Das einzige Werk in Russland, das mit der Herstellung von Platten auf der Basis von amorphem Silizium begonnen hat, das mithilfe mikromorpher Technologie mit Mikrokristallen durchsetzt ist. In Anbetracht der Tatsache, dass es in einem bedeutenden Teil Russlands einen großen Prozentsatz bewölkter Tage im Jahr gibt, haben Hevel-Paneele ein großes Potenzial im Kampf um den Markt mit Mono- und Polykristallen. Es gibt noch keine Hevel-Panels im Einzelhandel, aber gemessen an den Großhandelspreisen muss der Verbraucher etwa 10.000 Rubel für ein 125-Watt-Panel bezahlen. Der direkte Konkurrent von Hevel sind Dünnschicht-Hybrid-Panels von Taiwans Green Energy Technology. Taiwanesische Paneele können bereits für 7.000 Rubel gekauft werden.

Vergleichstabelle russischer, taiwanesischer und chinesischer Solarmodule

HerstellerNameProduktionstechnologieSpitzenspannung, V.Spitzenstrom, A.Spitzenleistung, W.Abmessungen, mmGeschätzter Preis auf dem russischen Markt, reiben.
Telecom-STV, ZelenogradTSM-100APolykristall175.6961050 x 665 x 438429
RZMP, RjasanRZMP-130-TPolykristall15.96.651051490 x 670 x 3614600
„Hevel“, NovocheboksarskSTUFE P7mikromorph56.62.211251300x1100x2410000
Grüne Energietechnologie, TaiwanGET-115AT2amorphes Silizium93.91.221151300 x 1100 x 20 *7000
Chinaland Solar Energy, ChinaCNH100-36MEinkristall19.35.18einhundert1200 x 540 x 306350

* – ohne Aluminiumrahmen

Letztendlich ist es Sache des Verbrauchers, zu entscheiden, welche Panels er wählen möchte. Als Empfehlung möchte ich darauf hinweisen, dass polykristalline Modelle von Solarmodulen für die autonome Stromversorgung zu Hause empfohlen werden können. Ja, monokristalline Platten sind effizienter, aber vergessen Sie nicht, dass dies eher willkürlich ist..

Die maximale Leistung monokristalliner Elemente wird nur an einem sonnigen Tag mit Systemen zum Drehen lichtempfindlicher Elemente erreicht. Daher sind diese Paneele besser für Bewohner des südlichen Streifens Russlands geeignet, wo die Anzahl der Sonnentage maximal ist. In den übrigen Regionen ist es beim Entwurf autonomer Stromversorgungssysteme sinnvoll, Ihre Aufmerksamkeit auf relativ neue Panels zu lenken, die mit mikromorpher Technologie hergestellt wurden und nicht nur ultraviolettes Sonnenlicht in Elektrizität, sondern auch Infrarotstrahlung umwandeln können. Dieser Vorteil kann den Mangel an geringer Effizienz mehr als decken..

Schließlich stelle ich fest, dass ich persönlich einer polykristallinen Platte den Vorzug gegeben habe, da diese für die vorübergehende Stromversorgung eines Landhauses im Sommer vorgesehen ist. Daraus folgt, dass die geplante Ladung gering ist, die Tageslichtstunden lang und sonnig sind. Daher ist in meinem Fall eine polykristalline Solarbatterie am optimalsten.

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