Самые эффективные солнечные панели на начало 2020 года. Обзор

Факторы, влияющие на эффективность фотомодулей

Журналисты ProfiDom.com.ua не раз слышали мнение, что на КПД влияет только используемый в производстве материал и от него напрямую зависит мощность батареи, но это не совсем так. Существует несколько технологических нюансов.

Как оценивается КПД солнечных панелей

КПД – пусть, не единственный, но все же, ключевой параметр. Он показывает, какой процент солнечного света панель может трансформировать в электроэнергию. КПД измеряется в «чистых» лабораторных условиях при следующих параметрах:

• Объем энергии солнечного света - 1000 Вт;
• Температура - 25 градусов;
• Рабочая площадь модуля - 1 м²;
• Угол наклона панели - 30 градусов.

И если производитель, к примеру, указывает КПД в 17%, это значит, что при указанных выше условиях из 1000 Вт батарея демонстрирует выходную мощность в 170 Вт на м².

Вообще, эталоном для кремниевых элементов является 20% КПД. Некоторым производителям удалось увеличить этот показатель за счет технологических решений, но, в среднем, полезное действие составляет 16-18%. При этом:

• Поликристаллические панели показывают 14-16%;
• Монокристаллические дотягивают до 17-20%.

Влияние КПД на эффективность вполне очевидно: чем больше солнечной энергии может преобразовать модуль, тем выше мощность на выходе. Также, очевидно, что при эксплуатации достичь лабораторных условий невозможно, поэтому, фактический КПД часто отличается от заявленного.

Соединение и размеры пластин солнечных панелей

Солнечные панели состоят из многочисленных кремниевых пластин (36, 60, 72, 96 хотя возможно и другое количество). От размера и технологии соединения этих пластин напрямую зависит эффективность:

• Монокристаллические батареи, разделенные на 60 клеток, выдают до 19% КПД;
• Панели, разделенные на шинглы - прямые горизонтальные линии - демонстрируют от 17% до 19% КПД;
• 120-клеточная панель, в которой размер клетки уменьшен вдвое, позволяет повысить производительность до 20%;
• Новейшие батареи с IBC-структурой на 60 или 96 клеток выдают до 22% эффективности, что пока является рекордом.

При оценке соединения, на первое место выходит количество шин. Шины - это вертикальные линии, проходящие сквозь всю панель, через которые передается выработанное электричество. Чем больше шин, тем меньше потерь при передаче. Наиболее эффективными на данный момент являются панели IBM-5 с 5-тью горизонтальными шинами.

Мощность солнечных батарей на квадратный метр

Альтернативный способ оценки эффективности солнечной панели – это измерение производственной мощности на м² или на 1 модуль (по стандарту - 1,6 м2). В этом случае, покупатель получает не абстрактные проценты, а конкретное количество вырабатываемой энергии.

Мощность и КПД - взаимосвязанные величины и тестируются они при одинаковых лабораторных условиях. Поэтому, чтобы рассчитать мощность, - достаточно площадь умножить на КПД и на 1000 Вт (солнечное излучение при испытаниях). Например, 1,6*20%*1000 = 320 Вт.

Однако, производители добиваются и большей мощности при меньших КПД, за счет оптимизации соединений и сокращении энергопотерь, при передаче от фотомодуля непосредственно на распределительную коробку. Поэтому, одинаковые по КПД панели могут на выходе давать разное количество энергии.

Производство солнечных панелей: материалы и качество

Вышеперечисленные факторы эффективности тесно связаны с технологией производства панелей. От изготовителя напрямую зависит два важнейших параметра:

• Материал модуля - используется монокристалл или поликристалл, ведь КПД и степень очистки у этих материалов отличаются, что также влияет на эффективность;
• Общее качество сборки - включая целостность материала, степень его очистки, технологию соединения фотографических элементов и прозрачность защитной сборки.

Если о моно- и поликристаллах и их влиянии на КПД уже сказали, то общее качество сборки стоит рассмотреть подробнее. Различают 4 класса качества солнечных панелей:

• Grid A - безупречное качество сборки и материалов. Как правило, это монокристаллические панели от ведущих брендов типа Solar Power, BenQ или LG. Стоят они соответственно своему качеству, но окупаются за счет высокого КПД и длительного срока эксплуатации.
• Grid B - допускается незначительное изменение в цвете фотомодуля или несущественные повреждения корпуса, не влияющие на общую производительность - царапины, потертости.
• Grid C - наблюдается нарушения структуры фотоэлемента (сколы, трещины) или повреждения вторичных компонентов батареи, некритичные для работы. Сюда же, относятся батареи, изготовленные из отходов производства основных панелей - осколки и пластины малых размеров, которые спаиваются между собой.
• Grid D - низкое общее качество сборки, дешевые материалы и как следствие быстрая деградация модуля с малым КПД. Класс D характерен для ноунеймов неизвестного происхождения, у которых даже технические характеристики часто отсутствуют.

Соответственно, панели с самой высокой эффективностью изготавливаются из монокристалла кремния топовыми компаниями с многолетним опытом исследований в области солнечной энергетики. Такие компании часто разрабатывают и новые технологические решения для соединений, общей конструкции и передачи энергии, чем повышают качество и производительность своего продукта.

Обзор солнечных панелей по состоянию на начало 2020 года

Далее, журналисты ProfiDom.com.ua приведут краткий обзор краткий обзор нескольких моделей от известных производителей для того, чтобы можно было наглядно увидеть разницу между модулями различной эффективности.

Самые мощные солнечные панели

Тут мы размещаем солнечные панели в порядке роста КПД:

• LP72-375M PERC - продукт представлен LEAPTON SOLAR состоит из очищенного монокристалла, соединенного по стандарту IBM 5 и имеет КПД в 19,1%. При стандартном размере 1960 х 992 мм выдает 375 Вт энергии, что очень неплохо для батареи такого класса.
• LG NeOn 340 W - одна из новейших моделей популярного производителя. Имеет 60 клеток, но при этом 12 токосъемных дорожек, то есть фактически соединение IBM 12. Размер стандартный - 1686 x 1016, а мощность на выходе 340 Вт, что несколько ниже, чем у первой модели. Зато КПД составляет 19,8%.
• SunForte PM096B00 333W от BenQ - при относительно стандартных габаритах 1559 x 1046 мм модуль включает целых 96 клеток, способных выдавать на выходе 333 Вт мощности. При этом за счет технологии IBC производитель смог добиться КПД в 20,4%.
• JAM72S03-375/PR 375 от JA Solar - собрана из 144 клеток стандарта HalfCell и имеет соединение IBM 5. Производитель заявляет КПД до 19,5%, но что интересно при габаритах в 2000х991мм панель генерирует те же 375 Вт энергии, то есть, фактически, мощность на м² ниже.

Видно, что стоимость растет пропорционально КПД и известности производителя и борьба тут идет, буквально, за каждую десятую процента.

Бюджетные солнечные панели

Теперь рассмотрим несколько бюджетных моделей для технологических характеристик:

• AS-6P30 280W - модель компании Amerisolar. При стандартном размере 1640х992 выдает 280 Вт мощности и имеет соединение IBM 4. Материал - поликристалл, а коэффициент полезного действия 17,4%, что для такой модели неплохо. Интересно, что производитель дает гарантию на 2 года, хотя для панелей более характерно 4-5 лет.
• RS 280 POLY - поликристаллическая панель малоизвестного китайского производителя Runda. Состоит из 60 клеток, с четырьмя токопроводящими дорожками. Выдает на стандартном размере 280 Вт, а заявленная эффективность составляет до 17,2%.
• RSM60-6-280P - поликристаллическая модель от Risen с пятью токопроводящими дорожками на 60 клеток. Мощность и размеры такие же, как и у предыдущих представителей.
• Energy AXP120-12-156-290 от AXIOMA - пожалуй уникальная модель. Оснащена 12-тью токопроводящими шинами с мощностью на выходе в 290 Вт. Номинальный КПД - 17,5%, что тоже немало. В основе поликристалл. Уникальна тем, что при таких характеристиках в Украине стоит достаточно недорого

Конкретные цены мы здесь не приводим, - они могут меняться абсолютно непредсказуемо. Особенно, в сегодняшней ситуации. Однако, на малоэффективные солнечные сетевые электростанции цена может быть в 2-4 раза меньше, чем на более производительные, однако, и выдают они, при этом, на 25-20% меньше энергии. Если вы, к примеру, закупите 10 LP72, то за несколько десятков тысяч грн., получите 3,7 кВт мощности, а установив на ту же сумму RSM60 (16 штук) – даже 4,4 кВт. Но, при этом потребуется больше площади для монтажа, да и скорость деградации последних будет выше.

Лучшие солнечные панели в мире на начало 2020 года

Если уже говорить о мощности, то хочется упомянуть еще одну модель - MAXEON-3 от SUNPOWER. За счет уникального параллельного соединения, чистейшего монокристалла и минимизации площади проводников на поверхности, компании удалось получить КПД в 22,1%, что можно назвать рекордом среди серийных солнечных батарей. Именно, поэтому, MAXEON-3 претендует на звание если не мощнейшей, то одной из мощнейших в мире к началу 2020-го года. Обойдется, кстати, этот рекордсмен в несколько сотен долларов, что будет дешевле, чем SunForte.

Еще в 2019-м году SunPower анонсировала новые панели с увеличенными пластинами на основе производственной технологии MAXEON 3. По заявке, они должны выдавать 400-415 Вт энергии, что стало бы абсолютным рекордом среди бытовых солнечных батарей. К сожалению, нам не удалось найти эту модель в онлайн-магазинах.

Кстати, в наши сравнительные таблицы брались только кремниевые модели. Производителям комбинированных, в т.ч. и гибких модулей, удавалось добиться и эффективности и в 43%. Однако, в серийное производство такие панели не пошли из-за сложной технологии изготовления и дороговизны.

Почему эффективность имеет значение

Эффективность важна в первую очередь при ограниченной площади под установку модуля, ведь высокий КПД позволяет при малом количестве панелей получить нужную мощность на выходе. Кроме того, высокая эффективность свидетельствует об использовании качественных материалов и новых технологичных решений, что в свою очередь увеличивает эксплуатационный период и снижает скорость деградации модуля.

Чтобы купить электростанцию на солнечных батареях нужно учитывать все эти факторы в совокупности, а также свой бюджет и ожидания от домашней СЭС. Так, если цель - заработать на зеленом тарифе, то, возможно, выгоднее закупить панели с меньшим КПД, а вот, если нужна долговечная и надежная электростанция, стоит обратить внимание на передовые модели.

Источник