태양광 패널의 종류: 패널 선택을 위한 디자인 및 팁 비교 검토

대체 에너지는 유럽에서 최대로 발전하고 있으며 결과를 통해 그 가능성을 보여주고 있습니다.새로운 유형의 태양광 패널이 등장하고 있으며 효율성이 향상되고 있습니다.

태양 에너지를 사용하여 산업용 건물이나 주거용 건물의 작동을 보장하려면 먼저 장비 간의 차이점을 배우고 특정 지역의 기후 조건에 적합한 태양 전지 패널을 이해해야 합니다.

이 문제를 해결하는 데 도움을 드리겠습니다. 이 기사에서는 광전 변환기의 작동 원리를 논의하고 다양한 유형의 태양전지에 대한 개요를 제공하고 그 특성, 장점 및 단점을 설명합니다. 자료에 익숙해지면 효과적인 태양광 시스템을 배치하기 위한 올바른 선택을 할 수 있을 것입니다.

태양광 패널의 작동 원리

대부분의 태양광 패널은 물리적 의미에서 광전지 변환기입니다. 전기 생성 효과는 반도체 p-n 접합 부위에서 발생합니다.

태양광 패널 원가의 기초가 되는 것은 실리콘 웨이퍼인데, 24시간 전력원으로 사용하려면 고가의 배터리를 추가로 구입해야 한다.

패널은 서로 다른 특성을 지닌 두 개의 실리콘 웨이퍼로 구성됩니다. 빛의 영향으로 그 중 하나는 전자가 부족하고 다른 하나는 과잉이 발생합니다.각 플레이트에는 전압 변환기에 연결된 구리 도체 스트립이 있습니다.

산업용 태양광 패널은 여러 개의 적층형 광전지가 서로 결합되어 유연하거나 견고한 기판에 장착된 것으로 구성됩니다.

장비의 효율성은 실리콘의 순도와 결정의 방향에 따라 크게 달라집니다. 엔지니어들이 지난 수십 년 동안 개선하려고 노력해 온 것이 바로 이러한 매개변수입니다. 이것의 주요 문제는 실리콘 정제와 패널 전체에 걸쳐 한 방향으로 결정을 배열하는 공정의 높은 비용입니다.

새로운 광전지 소재 연구에 수십억 달러가 투자되기 때문에 매년 다양한 태양광 패널의 최대 효율이 상향 조정됩니다. (+)

광전 변환기의 반도체는 실리콘뿐만 아니라 다른 재료로도 만들 수 있습니다. 배터리 작동 원리 그것은 변하지 않습니다.

광전 변환기의 유형

산업용 태양광 패널은 설계 특징과 작동하는 광전지 층의 유형에 따라 분류됩니다.

장치 유형에 따라 다음과 같은 유형의 배터리가 있습니다.

• 유연한 패널;
• 견고한 모듈.

유연한 박막 패널은 다양한 건축 형태로 대부분의 표면에 설치할 수 있기 때문에 장착 다양성으로 인해 점차 시장에서 점점 더 큰 틈새 시장을 점유하고 있습니다.

태양광 패널의 실제 특성은 일반적으로 지침에 표시된 것보다 낮습니다. 따라서 집에 설치하기 전에 유사한 완성된 프로젝트를 직접 확인하는 것이 좋습니다.

작동하는 광전지 층의 유형에 따라 태양 전지는 다음 유형으로 구분됩니다.

1. 실리콘: 단결정, 다결정, 비정질.
2. 텔루르-카드뮴.
3. 인듐-구리-갈륨 셀레나이드를 기반으로 합니다.
4. 고분자.
5. 본질적인.
6. 갈륨비소를 기반으로 합니다.
7. 결합 및 다층.

모든 유형의 태양광 패널이 일반 소비자의 관심을 끄는 것은 아니지만 처음 두 개의 결정질 하위 유형만 관심을 갖습니다.

일부 다른 유형의 패널은 효율성이 높지만 가격이 높기 때문에 널리 사용되지 않습니다.

실리콘 광전지는 열에 매우 민감합니다. 발전량을 측정하는 기준온도는 25°C입니다. 1도 증가하면 패널 효율은 0.45~0.5% 감소한다.

다음으로 소비자의 관심이 가장 높은 태양광 패널에 대해 자세히 논의하겠습니다.

실리콘 기반 패널의 특성

태양전지용 실리콘은 석영 분말, 즉 분쇄된 석영 결정으로 만들어집니다. 가장 풍부한 원자재 매장지는 서부 시베리아와 중부 우랄 지역에 있으므로 이 태양 에너지 분야에 대한 전망은 거의 무한합니다.

지금도 결정질과 비정질 실리콘 패널은 이미 시장의 80% 이상을 점유하고 있다. 따라서 더 자세히 고려해 볼 가치가 있습니다.

단결정 실리콘 패널

현대의 단결정 실리콘 웨이퍼(mono-Si)는 전체 표면에 균일한 진한 파란색을 띠고 있습니다. 가장 순수한 실리콘이 생산에 사용됩니다. 단결정 태양전지는 실리콘 웨이퍼 중 가격이 가장 높지만 효율도 가장 좋다.

회전 메커니즘을 갖춘 대형 단결정 태양전지판은 사막 풍경에 완벽하게 들어맞습니다. 생산성을 극대화하려면 조건이 있다

높은 생산 비용은 모든 실리콘 결정을 동일한 방향으로 배향시키는 것이 어렵기 때문입니다. 이러한 작업층의 물리적 특성으로 인해 태양광선이 플레이트 표면에 수직일 때만 최대 효율이 보장됩니다.

단결정 배터리에는 패널 평면이 태양 광선에 최대한 수직이 되도록 낮 동안 자동으로 회전하는 추가 장비가 필요합니다.

단면 결정이 있는 실리콘 층은 원통형 금속 블록에서 절단되므로 완성된 광전지 블록은 모서리가 둥근 사각형처럼 보입니다.

단결정 실리콘 배터리의 장점은 다음과 같습니다.

1. 고효율 17-25%의 값을 갖습니다.
2. 컴팩트함 - 다결정 실리콘 패널에 비해 단위 전력당 장비 면적이 더 작습니다.
3. 내구성 — 최대 25년 동안 충분한 발전 효율이 보장됩니다.

이러한 배터리에는 두 가지 단점이 있습니다.

1. 높은 가격 그리고 장기적인 투자 회수.
2. 오염에 대한 민감도. 먼지는 빛을 산란시키기 때문에 이를 코팅한 태양광 패널의 효율은 급격히 떨어진다.

직사광선이 필요하기 때문에 단결정 태양광 패널이 설치되고 있는 모습 주로 열린 공간이나 높은 곳에서. 해당 지역이 적도에 가까울수록, 맑은 날이 많을수록 이러한 특정 유형의 태양광 발전 소자를 설치하는 것이 더 바람직합니다.

다결정 태양전지

다결정 실리콘 패널(multi-Si)은 결정의 방향이 다양해 명도가 고르지 못한 파란색을 띤다. 생산에 사용되는 실리콘의 순도는 단결정 유사체의 순도보다 약간 낮습니다.

다방향 크리스털은 확산광에서 12-18%의 높은 효율을 제공합니다.단방향 결정보다 낮지만 흐린 날씨에는 이러한 패널이 더 효과적입니다.

또한 재료의 이질성으로 인해 실리콘 생산 비용이 절감됩니다. 다결정 태양광 패널용 정제된 금속을 특별한 방법 없이 금형에 부어 넣습니다.

생산 과정에서 결정을 형성하기 위해 특별한 기술이 사용되지만 방향성은 제어되지 않습니다. 냉각 후 실리콘은 여러 층으로 절단되어 특수 알고리즘에 따라 처리됩니다.

다결정 패널은 태양을 향한 지속적인 방향이 필요하지 않으므로 주택 및 산업 건물의 지붕이 배치에 적극적으로 사용됩니다.

낮에는 구름이 가벼우면 비정질 실리콘으로 만든 태양광 패널의 장점이 눈에 띄지 않으며 짙은 구름 아래나 그늘에서만 그 장점이 드러납니다. (+)

다방향 결정을 사용한 태양전지의 장점은 다음과 같습니다.

1. 고효율 확산광 조건에서.
2. 영구 설치 가능성 건물 지붕에.
3. 비용 절감 단결정 패널과 비교.
4. 운영 기간 — 20년 작동 후 효율성 감소는 15~20%에 불과합니다.

다결정 패널에는 다음과 같은 단점도 있습니다.

1. 효율성 감소 12-18%의 값으로.
2. 상대적 부피 — 단결정 아날로그에 비해 전력 단위당 더 많은 설치 공간이 필요합니다.

다결정 태양광 패널은 다른 실리콘 배터리 중에서 시장 점유율이 증가하고 있습니다. 이는 생산 비용을 절감할 수 있는 광범위한 잠재적 기회를 통해 보장됩니다.이러한 패널의 효율도 매년 증가해 양산형 제품의 경우 20%에 육박한다.

비정질 실리콘 태양전지판

비정질 실리콘으로 태양광 패널을 생산하는 메커니즘은 결정질 광전지 생산과 근본적으로 다릅니다. 여기에 사용되는 것은 순수한 비금속이 아니라 뜨거운 증기가 기판에 증착되는 수소화물입니다.

이 기술의 결과로 고전적인 결정이 형성되지 않으며 생산 비용이 크게 절감됩니다.

증착된 비정질 실리콘 태양전지는 유연한 폴리머 기판이나 견고한 유리 시트에 장착할 수 있습니다.

현재 비정질 실리콘 패널은 이미 3세대가 있으며 각 세대는 효율성을 크게 향상시킵니다. 1세대 태양광 모듈의 효율이 4~5%였다면 이제는 8~9% 효율의 2세대 모델이 시장에 널리 판매되고 있다.

최신 비정질 패널은 최대 12%의 효율을 가지며 이미 판매되기 시작했지만 여전히 가격이 상당히 비쌉니다.

이 생산 기술의 특징으로 인해 견고한 기판과 유연한 기판 모두에 실리콘 층을 생성하는 것이 가능합니다. 이 때문에 비정질 실리콘 모듈이 플렉서블 박막 태양광 모듈에 활발히 활용되고 있다. 그러나 탄성 지지대가 있는 옵션은 훨씬 더 비쌉니다.

비정질 실리콘의 물리화학적 구조는 약한 산란광의 광자를 최대로 흡수하여 전기를 생성합니다. 따라서 이러한 패널은 여유 공간이 넓은 북부 지역에서 사용하기에 편리합니다.

비정질 실리콘 기반 배터리의 효율은 갈륨 비소 패널에 비해 열등하지만 고온에서도 감소하지 않습니다.

동일한 장비 비용으로 실리콘 수소화물 태양광 패널은 단결정 및 다결정 패널보다 더 뛰어난 성능을 보여줍니다. (+)

요약하면, 비정질 태양전지판의 다음과 같은 장점을 지적할 수 있습니다.

1. 다재 — 유연하고 얇은 패널을 제조하여 모든 건축 형태에 배터리를 장착할 수 있는 능력.
2. 고효율 확산된 빛에서.
3. 안정적인 업무 고온에서.
4. 디자인의 단순성과 신뢰성. 이러한 패널은 실제로 파손되지 않습니다.
5. 어려운 상황에서도 성능 유지 — 표면에 먼지가 있을 때 결정성 유사체보다 성능 저하가 적습니다.

2세대부터 이러한 광전지의 사용 수명은 20~25년이며 전력 강하는 15~20%입니다. 비정질 실리콘 패널의 유일한 단점은 필요한 전력을 갖춘 장비를 수용하기 위해 더 넓은 면적이 필요하다는 것입니다.

무실리콘 장치 개요

희귀하고 값비싼 금속을 사용해 만든 일부 태양전지판은 효율이 30% 이상이다. 실리콘 제품보다 몇 배 더 비싸지만, 특수한 특성으로 인해 여전히 하이테크 거래 틈새시장을 차지하고 있습니다.

희귀 금속 태양 전지판

희귀 금속 태양광 패널에는 여러 유형이 있으며, 이들 모두가 단결정 실리콘 모듈보다 효율적인 것은 아닙니다.

그러나 극한의 조건에서 작동할 수 있는 능력을 통해 이러한 태양광 패널 제조업체는 경쟁력 있는 제품을 생산하고 추가 연구를 수행할 수 있습니다.

카드뮴 텔루라이드 패널은 낮 동안 표면이 70-80도까지 가열되는 적도 및 아라비아 국가의 건물 클래딩에 적극적으로 사용됩니다.

광전지를 만드는 데 사용되는 주요 합금은 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 인듐 구리 갈륨 셀렌화물(CIGS) 및 구리 인듐 셀렌화물(CIS)입니다.

카드뮴은 독성 금속이고, 인듐, 갈륨, 텔루륨은 매우 희귀하고 가격이 비싸기 때문에 이를 기반으로 한 태양광 패널의 대량 생산은 이론적으로도 불가능합니다.

이러한 패널의 효율성은 25~35% 수준이지만 예외적인 경우 최대 40%에 달할 수 있습니다. 이전에는 주로 우주 산업에 사용되었지만 이제는 새로운 유망 방향이 나타났습니다.

희소금속으로 만든 광전지는 130~150°C의 온도에서 안정적으로 작동하기 때문에 태양열발전소에 사용된다. 이 경우 수십 또는 수백 개의 거울에서 나오는 태양 광선은 작은 패널에 집중되어 동시에 전기를 생성하고 열에너지를 물 열교환기로 전달합니다.

물을 가열하면 증기가 발생하고, 이로 인해 터빈이 회전하여 전기를 생산하게 됩니다. 이러한 방식으로 태양 에너지는 최대 효율로 두 가지 방식으로 동시에 전기 에너지로 변환됩니다.

고분자 및 유기 유사체

유기 및 고분자 화합물을 기반으로 한 태양광 모듈은 지난 10년 동안 개발되기 시작했지만 연구자들은 이미 상당한 진전을 이루었습니다.유럽 ​​회사는 가장 큰 발전을 보여줍니다. 헬리아텍, 이미 여러 개의 고층 건물에 유기 태양광 패널을 설치했습니다.

롤필름 구조의 두께는 헬리아필름 1mm에 불과하다.

폴리머 패널 생산에는 탄소 풀러렌, 구리 프탈로시아닌, 폴리페닐렌 등과 같은 물질이 사용됩니다. 이러한 광전지의 효율은 이미 14~15%에 달하고 생산 비용은 결정질 태양전지 패널보다 몇 배나 저렴합니다.

유기 작업층의 분해 시간 문제는 심각합니다. 아직까지는 수년간의 운영 후에도 효율성 수준을 확실하게 확인할 수 없습니다.

유기 태양광 패널의 장점은 다음과 같습니다.

• 환경적으로 안전한 폐기 가능성;
• 저렴한 생산 비용;
• 유연한 디자인.

이러한 광전지의 단점은 상대적으로 낮은 효율성과 패널의 안정적인 작동 기간에 대한 신뢰할 수 있는 정보가 부족하다는 것입니다. 5~10년 안에 유기 태양전지의 모든 단점이 사라지고 실리콘 웨이퍼의 심각한 경쟁자가 될 가능성이 있습니다.

어떤 태양광 패널을 선택해야 할까요?

위도 45-60°의 시골집에 태양광 패널을 선택하는 것은 어렵지 않습니다. 여기서 고려할 가치가 있는 옵션은 다결정 및 단결정 실리콘 패널 두 가지뿐입니다.

공간이 부족할 경우에는 단면 결정 방향의 보다 효율적인 모델을 선호하는 것이 좋으며, 공간이 무제한이라면 다결정 배터리를 구입하는 것이 좋습니다.

태양광 패널 시장 발전에 대한 분석 회사의 예측에 의존해서는 안 됩니다. 왜냐하면 최고의 사례가 아직 발명되지 않았을 수도 있기 때문입니다.

해당 장비의 판매 및 설치와 관련된 회사의 관리자가 참여하여 특정 제조업체, 필요한 전력 및 추가 장비를 선택하는 것이 좋습니다. 가장 큰 제조업체의 태양광 모듈의 품질과 가격이 거의 다르지 않다는 것을 알아야 합니다.

턴키 장비 세트를 주문할 때 태양광 패널 자체의 비용은 전체 금액의 30-40%에 불과하다는 점을 고려해야 합니다. 이러한 프로젝트의 투자 회수 기간은 5~10년이며, 에너지 소비 수준과 도시 전력망에 잉여 전력을 판매할 가능성에 따라 달라집니다.

일부 장인은 자신의 손으로 태양 전지판을 조립하는 것을 선호합니다. 우리 웹사이트에는 그러한 패널의 제조 기술, 태양열 난방 시스템의 연결 및 배열에 대한 자세한 설명이 포함된 기사가 있습니다.

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1. 자신의 손으로 태양 전지를 만드는 방법 : 자체 조립 지침
2. 태양열 난방 시스템: 태양열 기반 난방 기술 분석
3. 태양광 패널 연결 다이어그램: 컨트롤러, 배터리 및 서비스 시스템에

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

제시된 비디오는 실제 조건에서 다양한 태양광 패널의 작동을 보여줍니다. 또한 관련 장비 선택 문제를 이해하는 데 도움이 됩니다.

태양광 패널 및 관련 장비 선택 규칙:

태양광 패널의 종류:

단결정 및 다결정 패널 테스트:

인구 및 소규모 산업 시설의 경우 현재 결정질 실리콘 패널에 대한 실질적인 대안이 없습니다.그러나 새로운 유형의 태양광 패널 개발 속도로 인해 태양 에너지가 곧 많은 시골집의 주요 전력 공급원이 될 수 있기를 바랍니다.

태양광 패널 선택 및 사용 문제에 관심이 있는 모든 사람을 초대하여 의견을 남기고 질문하고 토론에 참여합니다. 문의 양식은 하단 블록에 있습니다.