Typy solárních článků: monokrystalické, polykrystalické, tenkovrstvé

Ve slunečných oblastech planety, kde je konvenční napájení nemožné nebo nepraktické a instalace větrné turbíny z nějakého důvodu není vhodná, lze použít solární panely (baterie). Sady vysoce výkonných solárních panelů jsou instalovány na střechách soukromých domů, v zahradách, na lodích, na lucernách. Přenosné solární baterie se používají k nabíjení přístrojů a baterií na cestách, k napájení vysílaček.

Solární panely jsou spolehlivé, nemají žádné pohyblivé části, nepodléhají mechanickému opotřebení jako větrné turbíny, proto jsou velmi odolné a mohou svému majiteli spolehlivě sloužit desítky let. Podívejme se, co jsou solární panely, jejich hlavní typy.

Monokrystalické solární články

Monokrystalické solární panely mají tradiční černý nebo tmavě modrý odstín. Tyto panely jsou orámovány hliníkovým rámem a pokryty nárazuvzdorným sklem.

Monokrystalické solární články jsou vyrobeny pouze z čistého křemíku.Tavenina čistého křemíku při kontaktu se zárodkem pomalu tuhne, čímž vzniká válcový odlitek monokrystalu křemíku o průměru asi 20 cm a délce až 2 metry.

Výsledný ingot čistého křemíku se nařeže na desky o tloušťce asi 300 μm každá. Účinnost takových prvků dosahuje 19 %, protože v této multistruktuře jsou atomy uspořádány tak, že poskytují elektronům odpovídající vyšší mobilitu a baterie z nich vykazují vyšší energetickou účinnost.

Desky jsou vybaveny kovovými elektrodami ve formě mřížek. Obvykle jsou jednotlivé články monokrystalických baterií ve tvaru čtverců se seříznutými rohy.

Tyto prvky jsou poměrně účinné, průmyslové vzory vykazují reálnou účinnost kolem 16 %, proto jsou prvky tohoto typu na 1 watt dražší než polykrystalické. Jejich životnost je velmi dlouhá, může dosáhnout 50 let.

Polykrystalické solární články

Jasně modré polykrystalické solární články jsou mnohem levnější než monokrystalické. Prvky pro ně nejsou vyrobeny z jediného krystalu křemíku, takže atomy křemíku jsou zde uspořádány náhodně.

Nyní je průměrná účinnost polykrystalického panelu v oblasti 13-15%. Vzhledem k široké dostupnosti je však tento typ článků velmi běžný mezi spotřebiteli, kteří chtějí získat solární energii co nejlevněji.

Velkou nevýhodou polykrystalických prvků je jejich extrémní křehkost během přepravy. Jejich maximální životnost je 25 let.Proces průmyslové výroby polykrystalických prvků se postupem času zdokonaluje, a tak je naděje, že v budoucnu svou účinností doženou monokrystalické.

Tenkovrstvé solární články

Tenkovrstvé solární články levnější na výrobu než monokrystalický a polykrystalický křemík. Jsou založeny na polymerních filmech, amorfním křemíku, hliníku, teluridu kadmia a dalších polovodičích, které se již používají při výrobě nabíječek pro gadgety, ve formě malých skládacích solárních článků.

Baterie tohoto typu zaberou při stejném výkonu 2,5x větší plochu než krystalické, ale dokážou pracovat i při zatažené obloze s rozptýleným světlem při zatažené obloze a baterie lze umístit nejen na střechu budovy, ale i na jeho stěny. Použití tenkovrstvých baterií má proto své opodstatnění při výstavbě poměrně velkých solárních elektráren, kdy je pro jejich umístění potřebná plocha.

Právě tenkovrstvé panely jsou dnes obzvláště oblíbené v systémech pracujících v průmyslovém měřítku s měniči navázanými na síť, které dodávají elektřinu do veřejné sítě. Tyto systémy vyžadují vysokonapěťový regulátor a speciální invertor, který se liší od běžných domácích, které se používají u běžných monokrystalických a polykrystalických baterií.

Tenkovrstvé solární články z amorfního křemíku mají sice průměrnou účinnost 7 %, ale z hlediska výrobních nákladů jsou ze všech solárních panelů nejlevnější. Telurid kadmia má průměrnou účinnost 11 % a je o něco dražší než amorfní křemíkové baterie.Solární články na bázi mědi, india, galia a selenu jsou nejúčinnější tenkovrstvé baterie, jejich účinnost dosahuje 15 %.

Viz také:Účinnost solárních článků a modulů