Ηλιακοί συλλέκτες λεπτών υμενίων

Οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν κατακτήσει τον κόσμο τα τελευταία χρόνια. Ένας από τους λόγους γι' αυτό είναι η αποτελεσματικότητά τους. Αλλά δεν είναι ότι οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν μόνο έναν τύπο. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ανάλογα με το υλικό, την ποιότητα και την απόδοση. Ένας από τους τύπους των πάνελ είναι οι ηλιακοί συλλέκτες λεπτού φιλμ. Αυτά τα πάνελ μετατρέπουν επίσης το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας το φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Διαφέρουν όμως από τους παραδοσιακούς ηλιακούς συλλέκτες. Είναι ελαφρύτεροι σε βάρος και είναι επίσης εύκαμπτοι. Κατασκευάζονται από διάφορα λεπτά στρώματα φωτοβολταϊκών υλικών.

Ας ρίξουμε μια ματιά στο τι είναι οι ηλιακοί συλλέκτες λεπτής μεμβράνης και πώς λειτουργούν.

Τι είναι οι ηλιακοί συλλέκτες λεπτών υμενίων;

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, πρόκειται για ηλιακούς συλλέκτες κατασκευασμένους από λεπτά στρώματα φωτοβολταϊκών υλικών. Ο σκοπός τους είναι επίσης ο ίδιος, δηλαδή η μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα στρώματα έχουν πάχος μόνο μερικά μικρόμετρα. Ή μπορείτε να τα θεωρήσετε 300 φορές λεπτότερα από το "τυπικό πυρίτιο". Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι κατάλληλα για φορητές συσκευές.

Κάθε κυψέλη αποτελείται από τρία κύρια μέρη: ένα προστατευτικό στρώμα, φωτοβολταϊκό υλικό και ένα αγώγιμο φύλλο. Εκτός αυτού, το υλικό κατασκευής είναι επίσης διαφορετικό από τα μονοκρυσταλλικά και πολυκρυσταλλικά πλαίσια. Η απόδοση των πρώτων είναι επίσης καλύτερη. Ένας από τους λόγους για τους οποίους έχουν μεγαλύτερη ζήτηση είναι η ευκολία κατασκευής τους. Δεν χρειάζεται να ξοδέψετε πολλά χρήματα για την κατασκευή τους. Και με καλές επιδόσεις, μπορείτε να προτιμήσετε αυτά τα εύκαμπτα κύτταρα δεύτερης γενιάς.

Πώς κατασκευάζονται οι ηλιακοί συλλέκτες λεπτών υμενίων;

Είναι ο ευκολότερος τύπος ηλιακών συλλεκτών που κατασκευάζεται. Κάθε ένας από αυτούς τους συλλέκτες έχει τα ακόλουθα κύρια μέρη: - Ηλιοθερμικός συλλέκτης:

Προστατευτικό στρώμα

Ένα προστατευτικό στρώμα είναι σημαντικό για την αύξηση της διάρκειας ζωής των ηλιακών συλλεκτών. Έτσι, πρέπει να προσθέσετε ένα λεπτό στρώμα γυαλιού στην κορυφή του. Βελτιώνει την ανθεκτικότητα και το προστατεύει από περιβαλλοντικούς κινδύνους.

Υλικό PV

Το κύριο ημιαγώγιμο υλικό που απαιτείται για την κατασκευή του πίνακα είναι το φωτοβολταϊκό υλικό. Επίσης, αυτό είναι που μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Μπορεί να είναι είτε CGIS, α-Si είτε CdTe. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε από αυτά ανάλογα με τις ανάγκες σας.

Αγώγιμο φύλλο

Κάθε πάνελ πρέπει να έχει ένα στρώμα αγώγιμου φύλλου. Ο λόγος είναι ότι πρέπει να βελτιώσετε την αγωγιμότητα του πάνελ. Επίσης, δεν έχετε την πολυτέλεια να έχετε απώλειες ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι, ένα αγώγιμο φύλλο παίζει βασικό ρόλο από αυτή την άποψη.

Τα τυποποιημένα υλικά για όλους τους τύπους πάνελ λεπτής μεμβράνης είναι τα ίδια. Επίσης, ο τρόπος κατασκευής τους είναι παρόμοιος. Το μόνο που χρειάζεται είναι να τοποθετήσετε το φωτοβολταϊκό υλικό μεταξύ ενός αγώγιμου φύλλου και ενός προστατευτικού στρώματος. Και είστε πανέτοιμοι να παράγετε ηλεκτρική ενέργεια.

Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι ηλιακών συλλεκτών λεπτών υμενίων;

Οι ηλιακοί συλλέκτες λεπτής μεμβράνης έχουν διαφορετικούς τύπους ανάλογα με το υλικό. Αυτό επηρεάζει επίσης το κόστος και την απόδοση του πάνελ. Ακολουθούν οι τύποι αυτών των πάνελ:

Πίνακες Telluride Cadmium (CdTe)

Είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος πάνελ λεπτού υμενίου. Αυτά τα πάνελ έχουν ως υλικό κατασκευής το Τελλουρίδιο του Καδμίου. Πρόκειται για μια χημική ένωση που συλλαμβάνει και μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια με καλή απόδοση. Τα πάνελ CdTe είναι φθηνά και έχουν μικρότερη περίοδο απόσβεσης.

Άμορφα ηλιακά πάνελ (a-Si)

Τα πάνελ άμορφου πυριτίου είναι ο παλαιότερος τύπος πάνελ. Χρησιμοποιούν μια "χημική εναπόθεση ατμών" για την τοποθέτηση του στρώματος πυριτίου στο γυαλί. Μπορούν να αποδώσουν καλά σε συνθήκες κακού φωτισμού. Αλλά η απόδοσή τους πέφτει μόλις τα χρησιμοποιήσετε για μερικούς μήνες. Η διάρκεια ζωής τους είναι επίσης μικρότερη. Συνολικά, είναι καλύτερα από άποψη κόστους.

Πίνακες χαλκού-ινδίου-γαλλίου-δισελεινιδίου (CIGS)

Η κατασκευή ηλιακών συλλεκτών CIGS είναι σίγουρα μεγάλη υπόθεση. Ο λόγος είναι ότι πρέπει να τοποθετήσετε στρώματα και των τεσσάρων μετάλλων ένα προς ένα. Επίσης, ο συνδυασμός των αγώγιμων στρωμάτων με αυτά καθιστά έναν ισχυρό ημιαγωγό. Είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο οι αποδόσεις αυτών των πάνελ είναι υψηλότερες.

Όλοι αυτοί οι τύποι πάνελ λεπτού φιλμ λειτουργούν αρκετά καλά. Αλλά το CIGS έχει την υψηλότερη απόδοση μεταξύ όλων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο έχει μεγαλύτερη ζήτηση.

Είναι οι ηλιακοί συλλέκτες λεπτών υμενίων αποδοτικοί;

Οι ηλιακοί συλλέκτες λεπτής μεμβράνης είναι φθηνότεροι σε σύγκριση με τους μονοκρυσταλλικούς και πολυκρυσταλλικούς ηλιακούς συλλέκτες. Έχουν όμως και μερικά μειονεκτήματα. Είναι λιγότερο αποδοτικοί και δεν διαρκούν αρκετά. Πρέπει να τους φροντίζετε καλά για να λειτουργούν αρκετά καλά. Το να έχετε χαμηλότερη απόδοση σημαίνει επίσης χαμηλή χωρητικότητα ισχύος. Οι κατασκευαστές προσπαθούν σκληρά να αυξήσουν την απόδοσή τους, διατηρώντας παράλληλα το κόστος χαμηλό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι επιδόσεις των πάνελ λεπτού φιλμ έχουν βελτιωθεί με την πάροδο του χρόνου.

Η υψηλότερη απόδοση αυτών των πάνελ που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα είναι 22,5% το 2015. Η Solar Frontier, πάροχος ηλιακής ενέργειας, πέτυχε αυτό το κατόρθωμα και έσπασε το ρεκόρ της. Ωστόσο, οι περισσότεροι πίνακες λεπτών υμενίων έχουν αποδόσεις που κυμαίνονται μεταξύ 6 και 19%. Αν μιλήσουμε για τους τύπους τους, τα πάνελ a-Si έχουν απόδοση μόνο 7%. Την ίδια στιγμή, τα πάνελ CdTe έχουν απόδοση 15%. Τα πάνελ CIGS έχουν απόδοση μόνο 14%. Τέλος, τα πάνελ OPV έχουν απόδοση 18%.

Ένα άλλο μειονέκτημα αυτών των πάνελ είναι ότι οι καταναλωτές δεν μπορούν να τα αγοράσουν. Διατίθενται μόνο για εμπορική χρήση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι περισσότεροι άνθρωποι προτιμούν να έχουν κρυσταλλικά πάνελ. Μπορεί να σας αφήσουν να επενδύσετε στην αρχή, αλλά είναι καλύτερα μακροπρόθεσμα. Επομένως, βεβαιωθείτε ότι επιλέγετε τον τύπο των πάνελ με σύνεση.

Συμπέρασμα

Οι ηλιακοί συλλέκτες λεπτής μεμβράνης έχουν πολλά πλεονεκτήματα. Για παράδειγμα, εγκαθίστανται εύκολα και έχουν χαμηλό κόστος κατασκευής. Είναι επίσης ανθεκτικοί στη σκίαση και έχουν μικρότερο αποτύπωμα άνθρακα. Αλλά δεν μπορείτε να αρνηθείτε το γεγονός ότι δεν είναι αποδοτικοί. Αυτό σημαίνει ότι το κόστος κεφαλαίου σας μπορεί να πάει χαμένο. Η διάρκεια ζωής τους είναι επίσης μικρότερη σε σύγκριση με τους κρυσταλλικούς ηλιακούς συλλέκτες. Έτσι, είναι προτιμότερο να τα χρησιμοποιείτε σε περιοχές όπου δεν έχετε πρόσβαση σε κρυσταλλικά πάνελ. Ή αν έχετε την πολυτέλεια να αγοράσετε και πάλι νέα πάνελ μετά από 8-10 χρόνια. Ο λόγος είναι ότι είναι καλοί μόνο για ορισμένες εφαρμογές. Πάρτε λοιπόν την απόφασή σας, λάβετε υπόψη όλους τους παράγοντες και δείτε αν αυτή η επιλογή σας ταιριάζει.