Aurinkopaneelityypit (2022)

Päätös muuttaa kotisi aurinkoenergiaan saattoi olla helppo. Aurinkoenergia ei ole vain hyväksi planeetalle – se vähentää riippuvuuttamme fossiilisista polttoaineista –, mutta se on myös hyvä lompakkollesi, kun säästät sähkölaskuissasi pitkällä aikavälillä.

Tämä artikkeli käsittelee tämäntyyppisiä aurinkopaneeleja perusteellisemmin ja korostaa aurinkopaneelien suunnittelua, materiaalit ja tehokkuusluokitukset jokaiselle, jotta voit valita parhaat aurinkopaneelit kotiisi ja budjetti.

Aurinkopaneelien materiaalit

Vaikka sitoutuminen aurinkoenergiaan vaihtamiseen voi olla helppoa, asennusprosessissa navigointi voi tuntua hieman ylivoimaiselta. Pelkästään paneelien valitseminen vaatii tutkimusta ja ymmärrystä kotitalouksien aurinkoenergian taustalla olevasta tieteestä.

Aurinkopaneelit koostuvat kymmenistä aurinkokennoista (kutsutaan myös PV-kennoiksi), jotka imevät auringonvaloa, joka osuu kodin katolle ja muuntaa tämän energian tasavirtasähköksi. Useimmissa kodin aurinkosähköjärjestelmissä on invertteri, joka muuttaa tasavirtasähkön vaihtovirtasähköksi, joka voi sitten antaa virran kotiin. Akkuvarmistukset voivat varastoida käyttämätöntä aurinkoenergiaa käytettäväksi yöllä tai sähkökatkon aikana.

Vaikka aurinkopaneelien merkkejä ja tyylejä on lukuisia, hyvä uutinen on, että niitä on vain kolme asuinrakennusten aurinkosähköjärjestelmissä tällä hetkellä käytetyt aurinkopaneelityypit: yksikiteiset, monikiteiset ja ohut filmi. Katsotaanpa jokaista tarkemmin.

Yksikiteiset aurinkopaneelit

Yksikiteiset aurinkopaneelit - monopaneelit, kuten aurinkopaneeleja usein käyttävät - on nimetty, koska ne on valmistettu yhdestä puhtaasta piistä. Yksikiteiset paneelit ovat yleisimpiä asuinrakennusten aurinkosähköjärjestelmien kattojen osia, koska ne soveltuvat parhaiten pieniin tiloihin ja kestävät pidempään kuin monikiteinen ja ohutkalvo paneelit.

Yksikiteisiä paneeleja on kahta eri tyyppiä: passivoitu emitteri ja takakontakti (PERC) ja bifacial. PERC-paneeleissa on johtava kerros lisätty kennojen takapuolelle lisäämään energian imeytymistä. PERC-paneeleita käytetään yleisimmin katolla olevissa aurinkosähköjärjestelmissä.

Samoin bifacial-paneelit voivat absorboida valoa molemmilta puolilta, mutta nopeammin kuin PERC-paneelit. Tästä syystä bifacial-paneelit on yleensä varattu maahan asennetuille järjestelmille, jotka jättävät paneelien molemmat puolet näkyviin.

Yksikiteinen aurinkopaneelisuunnittelu

Yksikiteiset paneelit ovat enimmäkseen yksivärisiä mustia, mutta niissä on hieman tyhjää tilaa. Musta muotoilu tekee niistä vähemmän havaittavissa katolla. Ne eivät kuitenkaan ole yhtä sileitä kuin ohutkalvopaneelit, jotka ovat täysin mustia ja makaavat tasaisesti katolla.

Yksikiteiset aurinkopaneelimateriaalit

Yksikiteiset pii-aurinkokennot valmistetaan Czochralskin menetelmällä, jossa piin siemenkide sijoitetaan sulaan puhtaan piin altaaseen korkeassa lämpötilassa. Tämä luo yhden piikiteen tai harkon, joka sitten jaetaan ohuemmiksi kiekkoiksi. Nämä kiekot muodostavat aurinkopaneelit.

Monikiteiset aurinkopaneelit

Monikiteiset paneelit edustavat aikaisempaa aurinkopaneeliteknologiaa ja voivat siksi olla edullisempia kuin uudempi yksikiteinen lajike. Kuitenkin, koska tekniikka on vanhaa, monikiteiset paneelit eivät ole yhtä tehokkaita kuin nykyaikaisemmat vastineensa. Ne eivät myöskään kestä hyvin korkeita lämpötiloja, joten niitä ei suositella käytettäväksi kuumemmissa ympärivuotisissa ilmastoissa.

Monikiteinen aurinkopaneelisuunnittelu

Monikiteisillä paneeleilla on sininen sävy valmistusprosessinsa vuoksi. Sininen väri on itse asiassa hieman marmoroitu ulkonäöltään, joten värissä ja koostumuksessa on joitain vaihteluita paneelista toiseen. Hienovaraisen aurinkopaneelijärjestelmän luomisesta kiinnostuneiden asunnonomistajien tulisi valita yksikiteiset paneelit monikiteisten lajikkeiden sijaan.

Monikiteiset aurinkopaneelimateriaalit

Monikiteiset paneelit on valmistettu piistä aurinkokennoista, samoin kuin monokiteiset paneelit. Ero on monikiteisten paneelien jäähdytysprosessissa, joka luo useita kiteitä yhden sijaan.

Kodin aurinkosähköjärjestelmissä käytetyissä monikiteisissä paneeleissa on tyypillisesti 60 aurinkokennoa, jotka tuottavat noin 240-300 wattia tehoa. Vertailun vuoksi asuinrakennuksen keskimääräinen aurinkopaneeli sisältää 72 kennoa ja tuottaa 300-400 wattia sähköä.

Ohutkalvoiset aurinkopaneelit

Ohutkalvoisia aurinkokennoja käytetään alhaisemman hyötysuhteensa vuoksi useammin suurissa teollisuusaurinkoasennuksissa, joissa tila ei ole rajoitus. Sitä vastoin ohutkalvopaneelit voivat olla hyvä vaihtoehto pienempiin aurinkoprojekteihin, kuten veneen virransyöttöön, ja pienempiin kaupallisiin rakennuksiin, kuten varastoihin, joissa on ohuet metallikatot.

Ohutkalvoinen aurinkopaneelisuunnittelu

Ohutkalvopaneelit näyttävät tyylikkäimmiltä kolmipaneelityypeistä. Koska ne ovat täysin mustia, litteitä ja muodoltaan ja kooltaan joustavia, ne sulautuvat helposti kotiin katolla eivätkä vaadi telinerakennetta, joka monokiteiset ja monikiteiset paneelit usein tehdä.

Ohutkalvopaneelit eivät kuitenkaan ole tehokkaita, joten tarvitset paljon enemmän – ehkä jopa tarpeeksi peittämään koko kattosi – tuottaaksesi sähköä kotiin. Tämä voi johtaa korkeampiin kokonaiskustannuksiin ja lisääntyneeseen paneeliongelmiin, vioituksiin ja yleiseen huononemiseen ajan myötä.

Ohutkalvoiset aurinkopaneelimateriaalit

Ohut kerros aurinkosähköä, kuten amorfista piitä tai kadmiumtelluridia, asetetaan kiinteälle pinnalle, usein lasille, ohutkalvopaneelin luomiseksi. Valmistusprosessissa käytettävän aurinkosähköaineen valinta luo erilaisia ​​ohutkalvopaneeleja, joista osa on erittäin joustavia.

Aurinkopaneelien kustannukset

Paneelikohtaisesta näkökulmasta yksikiteiset paneelit ovat tehokkaimpia ja siksi kalleimpia. Monikiteisiä paneeleja voidaan itse asiassa valmistaa käyttämällä monokiteisten paneelien valmistuksesta jääneitä kidefragmentteja. Koska tuotantokustannukset ovat alhaisemmat ja valmistusprosessi yksinkertaisempi, monikiteiset paneelit ovat paljon halvempia kuin yksikiteiset paneelit. Ohutkalvopaneelit ovat yleensä halvin aurinkopaneelityyppi, koska ne ovat erittäin kevyitä ja ohuita.

Keskihinta per watti:

• Ohutkalvo: 0,43 dollaria–$.70
• Yksikiteinen: 0,32 dollaria–$1.50
• Monikiteinen: 0,70 dollaria–$1.50

Aurinkopaneelien tehokkuus

Mitä enemmän sähköä aurinkopaneeli pystyy tuottamaan, sitä korkeampi hyötysuhde. Tämä tarkoittaa myös sitä, että tehokkaimmat paneelit vievät vähiten tilaa ja vähemmän niitä tarvitaan toimivaan kodin aurinkokuntaan.

Tehokkuuteen vaikuttavat auringonvalon muutokset päivän mittaan, koska pilvinen taivas vähentää selvästi aurinkopaneelien absorboima määrää. Korkea lämpötaso voi myös vaikuttaa negatiivisesti energiatehokkuuteen. Paneelit keräävät lämpöä pitkin päivää, mikä voi laskea tehoa jopa 25 % näinä aikoina.

Sekä yksikiteiset että monikiteiset paneelit sopivat useimpiin paikkoihin, jotka saavat keskimääräisen määrän auringonvaloa ja joissa on vuodenaikojen lämpötilavaihteluita. Ohutkalvopaneeleilla on alhaisempi lämpötilakerroin kuin kahdella muulla paneelityypillä, joten ne voivat olla hyvä vaihtoehto ihmisille, jotka asuvat kuumemmissa ilmastoissa tai alueilla, jotka saavat enemmän auringonvaloa vuosittain.

Vaikka nämä pienet vaihtelut vaikuttavat kaikkiin yleisiin paneeletyyppeihin, tehokkaimmat vaihtoehdot ottavat huomioon vaihtelut ja kompensoivat niitä kokonaisteholla.

Alla on erittely kunkin aurinkopaneelityypin tehokkuusluokista ja tehokapasiteetista.

• Yksikiteinen:
• Tehokkuus - yli 20 %
• Tehokapasiteetti - jopa 300 wattia
• Monikiteinen:
• Tehokkuus – 15–17 %
• Tehokapasiteetti - 240–300 wattia
• Ohut filmi:
• Tehokkuus - 6–15%
• Tehokapasiteetti – ei vakiomittausta, koska ohutkalvopaneelit eivät ole kooltaan tasaisia, mutta yleensä vähemmän tehoa kuin kidepaneelit

Paneelityyppiä valittaessa huomioon otettavat tekijät

Auringonvalolle altistumisen ja lämmön lisäksi on useita muita tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa aurinkopaneelin suorituskykyyn.

Tervehdys

Aurinkopaneelit testataan rakeiden varalta pudottamalla pieniä teräspalloja tietystä korkeudesta tai ampumalla jääpalloja suoraan paneeleihin jäljittelemällä rakeita.

Yksikiteiset ja monikiteiset paneelit on valmistettu paksummista materiaaleista ja kestävät siksi rakeita jopa 50 mailia tunnissa. Ohutkalvoiset aurinkopaneelit sen sijaan kestävät vähemmän rakeita, koska ne ovat kevyempiä ja joustavampia.

Hurrikaaniluokitus

The Yhdysvaltain energiaministeriö ylläpitää luetteloa aurinkopaneelien suositelluista teknisistä tiedoista, jotka koskevat niiden kykyä kestää suuria myrskyjä, kuten hurrikaaneja. Nämä vaatimukset täyttävät paneelit suunnitellaan lukitus- tai kiinnitysmekanismilla, joka auttaa estämään niitä joutumasta tuulen leviämiseen. Jälleen yksikiteiset ja monikiteiset paneelit ovat rakenteeltaan raskaampia ja niitä voidaan paremmin muokata kiinnityslaitteilla kuin ohutkalvopaneelit.

Bottom Line: oikean aurinkopaneelin valinta

Monokiteiset aurinkopaneelit ovat paras vaihtoehto useimmille asuinrakennusten aurinkosähköjärjestelmille. Vaikka ne ovat kalliimpia kuin monikiteiset paneelit, yksikiteiset paneelit ovat tehokkaampia ja kestävämpiä. Tämä tarkoittaa, että korkeammista kustannuksista huolimatta monokiteisten paneelien lisääntynyt hyötysuhde ja teho voi itse asiassa säästää rahaa ajan mittaan sähkölaskuissa.

Monikiteiset paneelit ovat kuitenkin edelleen käytännöllinen vaihtoehto niille, jotka haluavat vaihtaa aurinkoenergiaan, mutta joilla ei ole varaa monokiteisten paneelien hintaan. Muista, että jos estetiikka on sinulle tärkeää, monikiteiset paneelit ovat havaittavimmat ja ehkä vanhentuneimmat kolmesta aurinkopaneelityypistä.

Emme suosittele ohutkalvopaneelien käyttöä asuinrakennuksessasi niiden tehottomuuden ja pitkäaikaisten kestävyyspuutteiden vuoksi. Jos kuitenkin haluat käyttää virtalähdettä aitassa, työpajassa, veneessä tai vapaa-ajan ajoneuvossa, ohutkalvopaneelit voivat olla kustannustehokas vaihtoehto hienovaraisessa suunnittelussa.

Aurinkopaneelityyppien erojen ymmärtäminen – puhumattakaan tuotemerkkikohtaisista vaihtoehdoista – voi olla ylivoimaista. Useimmat aurinkopaneelien asennusyritykset suosittelevat paneelityyppiä ja merkkiä kotisi tarpeiden ja budjettisi perusteella. Suosittelemme ottamaan yhteyttä Momentum Solar saadaksesi apua asuinrakennuksen aurinkosähköjärjestelmän suunnittelussa ja aurinkopaneelien valinnassa.

Usein kysytyt kysymykset asuinrakennusten aurinkoenergiasta

Kuinka monta aurinkopaneelia tarvitaan talon pyörittämiseen?

Suurin osa taloista tarvitsee noin 30 aurinkopaneelia. Arvio perustuu keskimääräiseen energiankulutukseen 1 000 kilowattia tunnissa ja asennettujen 320 watin paneelien kanssa. Tarvitsemasi paneelien tarkka määrä riippuu kuitenkin kotisi koosta, käytettävissä olevasta kattotilasta ja kotitalouden keskimääräisestä kuukausittaisesta energiankulutuksesta.

Onko mahdollista käyttää taloa kokonaan aurinkovoimalla?

Kyllä, voit monissa tapauksissa käyttää taloa täysin aurinkovoimalla. Aurinkovoima ei kuitenkaan välttämättä ole varteenotettava ratkaisu jokaiseen kotiin.

Sinun tulisi ensin harkita:

• Tällä hetkellä käyttämäsi sähkön määrä kuukausittain
• Kotisi vastaanottaman auringonvalon määrä
• Onko kattosi mahdollista asentaa aurinkopaneelit

Jos tarvitset liian paljon energiaa ja/tai asut voimakkaasti varjoisalla alueella, aurinkopaneelit eivät välttämättä tuota tarpeeksi sähköä kotisi pyörittämiseen. Vastaavasti, jos energiantarpeesi ovat normaalit, mutta katollasi on rajoitetusti tilaa, aurinkokuntasi teho vähenee huomattavasti.

Kuinka kauan yksikiteiset aurinkopaneelit kestävät?

Kaiken tyyppiset aurinkopaneelit hajoavat noin 1 % vuodessa. Tämä on normaalia kulumista ilman huonoja sää- tai lämpötilamuutoksia. Oikein asennettuina paneelien pitäisi kestää 25–30 vuotta, mikä on suorituskykytakuiden vakioalue.

Yksikiteiset paneelit ovat kuitenkin kestävimmät kolmesta aurinkopaneelityypistä. Säännöllisen huollon ja rajoitetun äärimmäisten sääolosuhteiden ansiosta yksikiteiset paneelit voivat jatkaa suorituskykyä, vaikkakin yhä alhaisemmalla tehotasolla, jopa 50 vuoden ajan.

Mitkä ovat aurinkoenergian kaksi pääasiallista haittaa?

Aurinkovoiman kaksi pääasiallista haittaa ovat alkukustannukset sekä kodin koon ja sijainnin rajoitukset järjestelmän koosta. Vaikka aurinkopaneelit voivat säästää rahaa pitkällä aikavälillä, ne vaativat mojovan alkusumman investoinnit – missä tahansa 11 000–50 000 dollaria – ja voi kestää useita vuosia, ennen kuin se alkaa saada tuottoa tuo investointi.

Lisäksi käytettävissä oleva kattotila voi rajoittaa merkittävästi kodin aurinkokunnan kokoa. Tämä tarkoittaa, että asunnonomistajat, jotka haluavat siirtyä aurinkoenergiaan, saattavat joutua käyttämään järjestelmää, joka ei ole tarpeeksi suuri heidän päivittäisiin tarpeisiinsa, tai luopumaan ideasta kokonaan.

Jos haluat antaa palautetta tai esittää kysymyksiä tästä artikkelista, lähetä huomautus arvostelutiimillemme osoitteessa [email protected].