انرژی خورشیدی؛ سمت آفتابی زندگی™

کدام یک؛ مونوکریستال یا پلی کریستال | مقایسه پنل ها

احتمالا شما قصد استفاده از پنل خورشیدی برای نیاز برق خودتان را دارید یا ممکن است برای سرمایه گذاری در نیروگاه خورشیدی بر سر دو راهی انتخاب پنل پلی کریستال یا مونوکریستال گیر کرده اید. در اینجا به صورت مفصل در خصوص مزایا و معایب هر کدام، اطلاعاتی را در اختیار شما عزیزان قرار داده تا در این خصوص به یک جمع بندی صحیح برسید. در اینجا نگاهی به سلول های خورشیدی موجود در ایران می اندازیم.

یک سلول خورشیدی که از تکنولوژی سیلیکون استفاده می کند فقط زمانی می توان به ما برق بدهد که تابش آفتاب در یک حد استاندارد که معمولا 1000W بر متر مکعب است باشد. اگر پایین تر از این مقدار بود جریان به وجود نمی آید. البته نوع دیگری از سلول ها هستند که با میزان 300 وات بر متر مکعب نیز نور را جذب و برق تولید می کنند. به این پنل ها thin-film می گویند. این پنل ها راندمانی به مراتب پایینتری از پنل های نسل سیلیکون دارند اما دارای مزایایی نیز هستند. این سلول انعطاف پذیر است و از طرفی قادر است تابش را حتی در ساعات اولیه روز که قدرت پایینی دارد هم جذب کرده و استفاده کند. این صفحه خورشیدی استحلاک بالایی هم دارد. به تازگی در شهر دیترویت امریکا یک خیابان پوشیده از پنل های thin-film ساخته شده که انرژی برق را ذخیره و به شبکه می فرستد. در اینجا بحث ما در خصوص پنل هایی است که می توان در سیستم های خانگی و نیروگاه خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد.

سلول های خورشیدی پلی کریستال و مونو از سیلیکون ساخته می شوند که این سیلیکون ها از شن و ماسه طبیعی به دست می آیند. به طور معمول سیلیکون در همه جای دنیا به وفور یافت می شود اما چرا فقط دو یا چند کشور توان ساخت این سیلیکون ها را دارند؟ این موضوع را در ادامه خواهید فهمید. 

 

سلول مونوکریستال

 

سلول هایی که به وسیله سیلیکون مونوکریستال ساخته شده اند، به سیلیکون های تک کریستاله نیز معروفند. همانگونه که در عکس هم می بینید سلول های مونو دارای شکل ظاهری منحصر به فردی هستند؛ از طریق رنگ پنل و شکل ظاهری آن که در برگیرنده سیلیکونی با خلوص بالاتر و به رنگ معمولا تیره تر به نسبت پلی کریستال هستند. این سلول ها با نظم خاصی در کنار هم قرار می گیرند. در ساخت این صفحات، ابتدا سیلیکون را به دمای ذوب می رسانند، در این حالت آن را درون استوانه های دایره ای شکل قرار داده و تا جایی که امکان داشته باشد آن را فشرده می سازند. با این کار خلوص این ماده افزایش یافته و فضاهای خالی در آن پر می شود. وقتی به حد کافی فشرده سازی انجام شد، این سیلیکون را برش زده و به تیکه های نازک و کوچک تبدیل می کنند. اگر پنل های قدیمی را دیده باشید، می دانید که آن پنل ها در اصل دایره ای شکل هستند. در مدل های جدید تر آن را برش می دهند. اگر دقت کنید تمام مونوکریستال ها دارای گوشه ای گرد و خمیده هستند، این از همان صفحه ی استوانه ای به جا مانده است. لابد فکر می کنید پس از برش مقادیر برش خورده دور ریخته می شود ولی واقعیت این است که تمام پنل های خورشیدی کوچک از دور ریزهای پنل های بزرگتر تولید و روانه بازار می شوند.

 

 

سلول مونوکریستال

 

هر سلول را بصورت تک که نگاه کنید خواهید دید که چهارگوشه آن جدا شده است. این کار علاوه بر زیبایی که به سلول می دهد باعث بالاتر رفتن راندمان هر سلول نیز می شود. این حرکت بارزترین تمایز ظاهری دو نوع پنل است. چرا که پلی کریستال ها بصورت یک دست و معمولا مستطیل هستند و این چهارگوشه های زیبا را ندارند. سیلیکون استوانه ای که در شکل هم میبینید مختص سلول های مونوکریستال و برای افزایش راندمان است ولی از طرفی موجب دور ریز بخشی از سیلیکون های گرانبها و با کیفیت می شود. البته در سال های اخیر از این دور ریز به نحو احسنت استفاده میشود.

 

نقاط قوت پنل مونوکریستال

 

از آنجایی که سلول های مونو از سیلیکون های با خلوص بالاتر ساخته شده و در آن از یک سری تکنیک ها مانند تراکم استوانه ای سیلیکون ها و ... استفاده می شود دارای راندمان بالاتر نسبت به پنل های دیگر است. راندمان این صفحه ها بین 17 تا 21 درصد است. این بدان معناست که در واحد سطح، مونوکریستال ها 2 تا 5 درصد بیش از پلی کریستال ها انرژی را جذب می کنند. از جمله با کیفیت ترین محصولات در این رده می توان به ال جی اشاره کرد که همواره در تولید سیلیکون های با کیفیت و خلوص بالا پیشگام بوده و در سطح انبوه روانه بازار می کند. هستند شرکت های اروپایی و امریکایی که این تکنولوژی را در اختیار داشته و سلول هایی با راندمان بالاتر تولید می کنند ولی استفاده از آن در ایران از لحاظ اقتصادی توجیه ندارد و صرفا برای نمونه های آزمایشگاهی و برای تحقیق و توسعه مناسب است. 

مونوکریستال ها از لحاظ اشغال فضا بهینه هستند یعنی اگر در پروژه ای محدودیت فضای تخصیص یافته به پنل خورشیدی را داشتیم بهتر است از این نوع سلول استفاده کنیم. توان خروجی این محصول بالاتر از توان خروجی انواع دیگر پنل است. جالب است بدانید این پنل در مقایسه با پنل های thin-film که انعطاف پذیر بوده و معمولا در تجهیزات قابل حمل مورد استفاده قرار می گیرند 4 برابر بیشتر انرژی ذخیره می کنند. 

طول عمر پنل مونوکریستال بیش از پنل های دیگر است. بیشتر کارخانه های تولید سلول خورشیدی برای این نوع محصول، تا 25 سال گارانتی تعویض محصول را در ضمانت نامه لحاظ می کنند.

در حالتی که نور کم باشد مونوکریستال ها به نسبت پلی کریستال ها دارای جذب نور بیشتری هستند.

 

سلول خورشیدی

 

نقاط ضعف پنل مونوکریستال

 

این سلول ها قیمت بالاتری به نسبت سلول پلی کریستال دارند. اگر از نگاه اقتصادی بخواهیم این پنل را بررسی کنیم باید بگوییم پلی کریستال ها انتخاب بهتری برای سیستم خورشیدی محسوب می شوند.

اگر پنل خورشیدی بصورت جزئی با سایه، گرد و خاک و برف پوشانده شود، ممکن است کل پنل از مدار خارج شود، پس باید دقت زیادی به این موضوع داشته باشید و شرایط آب و هوایی خود را یکی از معیارهای مهم انتخاب، قرار دهید. 

برای ساخت سیلیکون های مونوکریستال از تکنولوژی Czochralski استفاده می شود و همانطور که گفته شد، چهار گوشه ی هر سلول بریده و دور ریز می شود. این عامل به تلف نمودن بخشی از سیلیکون های با کیفیت می انجامد.

افزایش دما تاثیر منفی روی عملکرد این سلول ها دارد. در محیط هایی که گرما یا رطوبت و یا هر دو بالاتر است، استفاده از پنل پلی کریستال توصیه می شود.

 

سلول پلی کریستال

 

اولین سلول های خورشیدی که بر پایه تکنولوژی سیلیکون ساخته شد در سال 1981 به بازار معرفی شد. در تولید این سلول ها برخلاف مونوکریستال از روش Czhochralski استفاده نمی کند. در این حالت سیلیکون را در استوانه های مکعب شکل قرار می دهند و با تکنیک لرزش (vibration) تا حدی این سیلیکون ها را متراکم می کنند ولی خلوص آن به اندازه سلول نسل مونوکریستال نیست. هزینه این عمل پایین تر از روش Czhochralski است پس قیمت تمام شده آن نیز پایین تر است. راندمان این سلول ها به خاطر خلوص پایین تر، کمتر از نوع دیگر است و در حدود 15 تا 17 درصد می باشد. 

 

مقایسه پنل های خورشیدی

 

نقاط قوت پنل پلی کریستال

 

 

روش شکل دهی و تبدیل سیلیکون ها به تیکه های نازک (که در زبان لاتین به ویفر wafers معروف است) در حالت تولید پلی کریستال ساده تر و ارزان تر است، پس در نتیجه قیمت تمام شده آن هم به همین علت پایین تر است.

مقدار سیلیکون دور ریز در این حالت کمتر است پس تولیدش اقتصادی تر است.

صفحه های پلی در مقایسه با مونوکریستال ها، توانایی بیشتری برای تحمل گرما دارند. گرما و حرارت طول عمر سلول را پایین می آورد و در این حالت مونوکریستال ها تاب کمتری در برابر دمای بالا می آورند.

پنل های پلی کریستال دارای تنوع قیمتی بالا در بازار هستند و به نسبت بودجه ای که در اختیار دارید می توانید از نوعی پلی کریستال، خریداری و استفاده کنید. در حالی که محصول دیگر، معمولا قیمت بالایی داشته و انتخاب ها نیز برای آن پایین تر است.

 

نقاط ضعف سلول های پلی کریستال

 

همانگونه که گفته شد کارایی efficiency آن کمتر از نوع دیگر و در بازه ی 15 تا 17 درصدی است. مونوکرستال ها در این حالت بازده 17 تا 21 درصدی را به همراه دارند.

از لحاظ فیزیکی هم جای بیشتری به نسبت پنل مونوکریستال اشغال می کنند و در صورتی که مقدار فضای مورد استفاده یک گلوگاه باشد، استفاده از مونوکریستال بهتر است. البته این بدان معنا نیست که بطور مثال کارایی یک سیستم  خورشیدی 2000 وات ساعت با پنل مونوکریستال بیشتر از نمونه ی پلی کریستال است. معمولا این دلیل برای ما ایرانیان چندان ملاک نیست.

شکل ظاهری پنل thin-film و پنل مونوکریستال که تیرگی و زیبایی خاصی دارند به مراتب دلپذیرتر از پنل های معمولا آبی رنگ پلی کریستال هستند. این موضوع زمانی اهمیت پیدا می کند که سیستم خورشیدی بخشی از نمای خانه شما گردد ولی در حالت های دیگر ملاک مهمی محسوب نمیشود.

***

برق خورشیدی خانگی    سیستم متصل به شبکه

 

پنل های خورشیدی، چه پلی کریستال و چه مونو، راندمان اسمی خود را در شرایط خاصی حفظ می کنند و عواملی وجود دارد که باعث افت راندمان آنها و یا افزایش راندمان کاری این سلول ها می شود که برای اطلاع از این عوامل می توانید به صفحه عوامل موثر بر بازده پنل خورشیدی مراجعه کنید. این عوامل در سیستم خورشیدی شما بسیار مهم می باشد به این دلیل که اگر راندمان کاری سیستم خورشیدی شما افت کند، برق تولیدی هر پنل هم از حالت عادی پایین تر آمده و در نتیجه سیستم شما آنچه را که باید تولید نمی کند و از همه مهم تر، میزان درآمد شما پایین می آید.

در پایان باید اضافه کنیم استفاده از پنل thin-film در بازار ایران به دلیل اینکه تابش خوبی دارا است چندان به صرفه و منطقی نیست، مگر اینکه بخواهیم از خاصیت انعطاف پذیر بودن آن بهره مند شویم. البته با این حال در کشورهای اروپایی، انواع استفاده ها را از خاصیت انعطاف پذیر بودن این سلول ها می برند. در کشورهای اروپایی که تابش شدت کمتری دارد از این سلول ها استفاده می کنند، چرا که این سلول ها در تابش های پایین (حدود 300 تا 400 وات بر متر مکعب) درونشان اختلاف ولتاژ ایجاد شده و برق تولید و ذخیره می کنند. برای پنل های مونو و پلی کریستال تابش باید حتما 1000 وات بر متر مکعب یا بیشتر باشد. یکی از دلایلی که ساتبا برای تعیین مدت زمان تابش آفتاب برای ذخیره برق در نیروگاه خورشیدی به ازای هر شبانه روز، 6 ساعت تعیین کرده است، همین است. شاید این سوال برایتان پیش آمده که در تابستان از ساعت 6 صبح تا 19 عصر تابش داریم یعنی حدود 13 ساعت در روز، اما باید بدانیم که اگر تابش از حدی پایین تر باشد این اختلاف ولتاژ در سلول ها به وجود نیامده و در نهایت برقی تولید نمی شود. تابستان ممکن است 8 ساعت تابش داشته باشیم تابشی که به تولید برق بینجامد. اگر می خواهید در این خصوص اطلاعات بیشتری کسب کنید، به مطلب هزینه راه اندازی نیروگاه خورشیدی رجوع کنید.

لطفا محتوای سایت آرتان انرژی را مطالعه فرمائید.

 

 

 

پنل خورشیدی پلی کریستال

 

 

پنل خورشیدی 300 وات

 

 

پنل خورشیدی مونوکریستال

 

 

پنل خورشیدی چینی

 

 

اینورتر نیروگاهی

 

 

اینورتر 10 کیلووات

 

 

اینورتر قیمت مناسب