COMPARISON SOLAR PANEL COMPARISON: per efficienza, materiale, tensione

In questo articolo proveremo a fare un confronto tra pannelli solari fotovoltaici, tra diversi marchi, efficienza e tensione.

CONFRONTO DEL PANNELLO SOLARE

introduzione

I pannelli solari sono una tecnologia rinnovabile che genera calore o elettricità usando la luce solare come fonte di energia. 

Possono essere utilizzati come elementi di un più grande sistema fotovoltaico per la generazione e la fornitura di elettricità in applicazioni residenziali e commerciali, quindi è importante prestare una piccola attenzione al confronto dei pannelli solari . 
Ogni modulo è classificato in base alla sua potenza di uscita CC in normali condizioni di prova, generalmente con un valore di 100-320 W.

Il mercato dei pannelli solari è passato dalla fase di test alla fase di adozione anticipata. Secondo ResearchMoz, il mercato globale dei pannelli solari dovrebbe raggiungere i 180,7 miliardi di dollari entro il 2021.

L’importante investimento del governo cinese nell’energia solare fotovoltaica è il principale fattore trainante.

 Dal 2015 la Cina era leader di mercato in termini di capacità installata, con una capacità totale di 43.530 MW. Germania, Giappone e Stati Uniti sono al secondo, terzo e quarto posto rispettivamente.

Con la crescente pressione sui combustibili fossili e gli sviluppi significativi nel settore dell’energia solare, i pannelli solari dovrebbero svolgere un ruolo importante nel far fronte alla domanda di energia. 

Diverse attività di ricerca sono state condotte in tutto il mondo per aumentare l’efficienza dei pannelli solari per gestire questa crisi energetica.

Ad esempio, un rivestimento sviluppato dai ricercatori dell’Università della California Riverside potrebbe aumentare l’efficienza dei pannelli solari del 30% o più. 

In un’altra indagine, gli ingegneri di Stanford hanno sviluppato «fili invisibili» che potrebbero migliorare l’efficienza delle celle solari tradizionali dal 20% al 22%. 
Questo articolo analizza i diversi tipi di pannelli solari, nonché i produttori di pannelli solari disponibili in commercio offerti dai principali produttori.

Cosa sono i pannelli monocristallini?

Nel  confronto dei pannelli solari , ci sono pannelli solari monocristallini.

I pannelli solari fotovoltaici monocristallini o monocristallini sono uno dei modi più antichi, più affidabili ed efficienti per generare elettricità dall’energia solare. 

Qui, ogni modulo fotovoltaico è prodotto da un singolo cristallo di silicio. Il silicio viene purificato, fuso e quindi cristallizzato in lingotti, che vengono quindi tagliati in sottili wafer per produrre singole cellule. 

Il colore tipico del modulo fotovoltaico monocristallino è nero o blu iridescente.

Quali sono i pro e i contro dei pannelli solari monocristallini?

I seguenti sono i principali vantaggi dei pannelli solari fotovoltaici monocristallini:

• longevità
• L’efficienza è elevata tra il 15 e il 24% poiché sono fabbricati con silicio di altissima qualità, quindi sono redditizi a lungo termine.
• Riduzione dei costi di installazione
• Spazio / efficienza
• Non pericoloso per l’ambiente
• Maggiore resistenza al calore
• Più elettricità
• Energia integrata

L’alto costo iniziale e la fragilità sono gli svantaggi principali dei pannelli solari monocristallini. 

Il silicio monocristallino viene prodotto utilizzando il processo Czochralski, che comporta un significativo spreco di silicio.

Quali sono le applicazioni dei pannelli solari monocristallini?

I pannelli solari monocristallini sono generalmente utilizzati per applicazioni solari su larga scala, come installazioni solari commerciali e residenziali.

 Possono anche essere utilizzati per applicazioni su scala ridotta e le dimensioni del pannello si basano sul tipo di applicazione. 

Pannelli solari monocristallini più piccoli (5, 10, 25 W) possono essere utilizzati per caricare laptop, fotocamere digitali, telefoni, ecc., Mentre pannelli più grandi (40, 80, 130 W) possono essere utilizzati per alimentare apparecchi come microonde o frigoriferi. caratteristiche dei sistemi di illuminazione per giardini o esterni, o integrate in un array solare per le case energetiche situate in aree remote.

Produttori chiave

Mitsubishi Electric  offre una vasta gamma di moduli fotovoltaici a cristallo singolo ad alte prestazioni per varie applicazioni. La gamma monocristallina dell’azienda comprende i seguenti prodotti:

• Serie PV-MLT
  • PV-MLT265HC, 265 Wp
  • PV-MLT260HC, 260 Wp
  • PV-MLT255HC, 255 Wp
• Serie PV-MLE
  • PV-MLE265HD, 265 Wp
  • PV-MLE260HD, 260 Wp
  • PV-MLE255HD, 255 Wp
• Serie PV-MJT
  • PV-MJT250GB, 250 Wp
  • PV-MJT245GB, 245 Wp
• Serie PV-MDT
  • PV-MDT205HB, 205 Wp
  • PV-MDT200HB, 200 Wp
  • PV-MDT195HB, 195 Wp

La tecnologia Yingli Solar PANDA   è ideale per progetti residenziali e commerciali in cui è richiesta energia. 

L’azienda offre moduli solari ad alta densità di potenza con celle solari ad alta efficienza basate sul silicio di tipo n. Questi moduli sono dall’8% al 18% più efficienti rispetto ai moduli di tipo p tradizionali.

La serie Yingli Solar PANDA 60 Cell comprende i seguenti tipi di moduli:

• YL300C-30b, con una potenza massima di 300 W
• YL295C-30b, con una potenza massima di 295 W.
• YL290C-30b, con una potenza massima di 290 W
• YL285C-30b, con una potenza massima di 285 W.
• YL280C-30b, con una potenza massima di 280 W
• YL275C-30b, con una potenza massima di 275 W

Panda 60 Cell Black e PANDA 54 Cell 250 W sono gli altri prodotti offerti da Yingli Solar.

Suntech Power Co., Ltd.  produce anche una vasta gamma di moduli fotovoltaici monocristallini:

• STP275S-20 / Web – Modulo solare monocristallino con 4 barre di 4 celle, totalmente nero, con un’efficienza fino al 16,9%
• STP280S-20 / Wem – modulo solare monocristallino a 60 celle, 4 barre con un’efficienza di rendimento fino al 17,2%
• STP280S-20 / Wew – modulo solare monocristallino a 60 celle, 4 barre con un’efficienza di rendimento fino al 17,2%
• STP290S-20 / Web – Una combinazione di tecnologia avanzata di celle e moduli con efficienza di conversione fino al 17,8%
• STP295S-20 / Wew: una combinazione di tecnologia avanzata di celle e moduli con efficienza di conversione fino al 18,1%
• STP330S-24 / Vem – Modulo Vem a 72 celle appositamente sviluppato per progetti su larga scala e raggiunge un’efficienza di conversione del 17%

Cosa sono i pannelli policristallini o multicristallini?

 

I pannelli policristallini o multicristallini utilizzano celle solari costituite da cristalli di silicio sfaccettati. 

L’aspetto delle celle policristalline non è uniforme come le celle solari monocristalline. Hanno una superficie con un motivo casuale di bordi di cristallo invece del colore solido delle singole celle di cristallo. 
Poiché il silicio a basso costo viene utilizzato per produrre celle policristalline, la sua efficienza è in genere compresa tra il 12% e il 14%, un valore leggermente inferiore rispetto alle celle monocristalline, ma molto più elevato delle tecnologie solari, come il film sottile .

Quali sono i  pro e i contro dei pannelli solari multicristallini?

Di seguito sono riportati i principali vantaggi dei pannelli multicristallini:

• Il processo di produzione è semplice, economico e riduce gli sprechi di silicio rispetto ai singoli pannelli di vetro
• La tolleranza al calore è leggermente inferiore rispetto ai singoli pannelli di vetro
• Il coefficiente di temperatura è superiore ai singoli pannelli di vetro, il che significa che la produzione di pannelli diminuirà con l’aumentare della temperatura; tuttavia, queste variazioni sono praticamente minime

Gli svantaggi dei pannelli policristallini sono i seguenti:

• Minore efficienza di conversione rispetto ai pannelli monocristallini grazie all’uso di silicio a bassa purezza
• Meno efficienza nello spazio
• Meno esteticamente gradevole rispetto ai pannelli in vetro singoli e sottili

Quali sono le applicazioni dei pannelli solari policristallini?

I pannelli solari policristallini sono i pannelli fotovoltaici più utilizzati sulla Terra. Sono offerti in una vasta gamma di capacità di potenza, da 5 W a 250 W o più, per l’uso in installazioni residenziali e commerciali

Produttori chiave

Sharp  è una delle aziende che offre moduli fotovoltaici policristallini ad alte prestazioni e alta affidabilità. 

L’azienda offre una vasta gamma di prodotti che soddisfano le condizioni per vari luoghi di installazione.

Yingli Solar è un’altra azienda che opera in questo campo e offre pannelli solari policristallini ad alte prestazioni con un livello di efficienza eccezionale fino al 16%. La serie YGE 60 Cell e la serie YGE 72 Cell sono i due prodotti offerti da Yingli Solar.

I seguenti tipi di moduli sono coperti nella serie YGE 60 Cell:

• YL275P-29b, con una potenza massima di 275 W
• YL270P-29b, con una potenza massima di 270 W
• YL265P-29b, con una potenza massima di 265 W
• YL260P-29b, con una potenza massima di 260 W
• YL255P-29b, con una potenza massima di 255 W
• YL250P-29b, con una potenza massima di 250 W

Di seguito sono riportati i tipi di moduli coperti nella serie di celle YGE 72:

• YL325P-35b, con una potenza massima di 325 W
• YL320P-35b, con una potenza massima di 320 W
• YL315P-35b, con una potenza massima di 315 W
• YL310P-35b, con una potenza massima di 310 W
• YL305P-35b, con una potenza massima di 305 W
• YL300P-35b, con una potenza massima di 300 W

Un altro attore chiave che opera in questo campo è Suntech Power, che fornisce moduli solari fotovoltaici multicristallini per soddisfare i requisiti di progetti di utilità solare commerciale, residenziale o su scala pubblica in tutto il mondo. 

STP265-20 / Wem e STP320-24 / Vem sono i prodotti a pannelli solari policristallini offerti da Suntech Power. 

STP265-20 / Wem è un modulo fotovoltaico con ottimizzazione dei costi e 60 celle solari policristalline. 

STP320-24 / Vem è un modulo fotovoltaico con 72 celle solari multicristalline, con una comprovata efficienza fino al 16,5%.

Mitsubishi Electric fornisce anche una vasta gamma di moduli fotovoltaici policristallini per varie applicazioni:

• Serie PV-TD
  • PV-TD195HA6, 195 Wp
  • PV-TD190HA6, 190 Wp
  • PV-TD185HA6, 185 Wp
  • PV-TD180HA6, 180 Wp
• Serie PV-TJ
  • PV-TJ235GA6, 235 Wp
  • PV-TJ230GA6, 230 Wp
  • PV-TJ225GA6, 225 Wp
  • PV-TJ220GA6, 220 Wp
  • PV-TJ210GA6, 210 Wp
• Serie PV-UJ
  • PV-UJ235GA6, 235 Wp
  • PV-UJ230GA6, 230 Wp
  • PV-UJ225GA6, 225 Wp
  • PV-UJ220GA6, 220 Wp
  • PV-UJ210GA6, 210 Wp

HIT (eterogiunzione con strato intrinseco sottile) Celle solari

La cella solare HIT è diventata oggetto di intensa ricerca all’interno della comunità di ricerca fotovoltaica, a causa della sua bassa temperatura di processo rispetto alla cella solare in silicio cristallino (c-Si) e della sua efficienza relativamente elevata (η). 

Questa struttura a celle solari utilizza sottili strati intrinseci di silicio amorfo come passivatore di superficie e anche come strato tampone sulle superfici superiore e inferiore del wafer di silicio cristallino di tipo n (c-Si). Uno strato inferiore del tipo n  ⁺  molto drogato funge da campo di superficie posteriore, mentre uno strato superiore del tipo p sottile tipo p viene utilizzato come emettitore. 

Sanyo Electric Company, una società con sede in Giappone e parte di  Panasonic  , ha inventato il concetto di una cella solare eterogiunzione basata su wafer di silicio cristallino.

Panasonic HIT ™

Il modulo fotovoltaico a celle solari HIT ™ è il tipo originale di eterogiunzione, che comprende strati di silicio amorfo e monocristallino. La presenza di strati amorfi nella cellula impedisce la ricombinazione di elettroni, il che riduce la perdita di potenza associata e offre prestazioni leader del settore. 

La struttura unica di Panasonic HIT ™ consente di mantenere un’elevata efficienza di conversione e prestazioni anche a temperature elevate, generando più energia durante il giorno.

Caratteristiche principali

Le caratteristiche principali di Panasonic HIT ™ sono le seguenti:

• Stabilità alle alte temperature
• Alta efficienza, circa il 27% in più di potenza rispetto ai pannelli da 260 W della concorrenza
• Massimo sfruttamento dello spazio disponibile sul tetto
• Genera più potenza per le stesse dimensioni del sistema
• Più potenza per area
• Reclamo RoHS
• PID resistente

Prodotti chiave

Panasonic offre i seguenti moduli fotovoltaici di HIT:

• HIT 330 (UL)
• HIT 330 (IEC)
• HIT 325 (UL)
• HIT 325 (IEC)
• HIT 320 (IEC)
• HIT 294 (IEC)
• HIT 240 (IEC)
• HIT 240 (UL)
• HIT Double 225 (IEC)

Cosa sono i pannelli solari a film sottile?

 

I pannelli solari a film sottile sono prodotti principalmente applicando strati sottili di materiale semiconduttore su diversi tipi di superfici, come il vetro.

 Rispetto alle celle solari a modulo siliconico, le celle solari a film sottile sono resistenti, più semplici, più leggere e più facili da sviluppare. 

Invece di modellare o tagliare il silicio cristallino, il materiale siliconico utilizzato nei pannelli a film sottile non ha una struttura cristallina. Come tale, ci sono quattro tipi principali di film sottili: silicio amorfo; rame, indio, gallio, selenide (CIGS); tellururo di cadmio (CdTe); e celle fotovoltaiche organiche (OPC).
L’efficienza di conversione energetica delle celle solari a film sottile è molto inferiore rispetto alle celle fotovoltaiche al silicio cristallino. 

Un modulo fotovoltaico prodotto in volume basato sul modello tandem di silicio amorfo e strati microcristallini visualizzati mostra un’efficienza di conversione energetica di circa l’8,5%.

 Una cella a triplo strato costituita da due tipi di silicio microcristallino e amorfo può raggiungere un tasso di conversione del 10%. Sharp partecipa alla produzione in serie del pannello solare illuminante Lumiwall, una cella solare a film sottile con LED integrati. 

I pannelli solari illuminanti di Lumiwall sono stati installati sulla veranda e nel corridoio dell’edificio di riqualificazione di Yodoyabashi situato nel quartiere di Chuo, Osaka, Giappone. I pannelli solari producono energia durante il giorno e i LED integrati producono una bella luce di notte.

Pro e contro dei pannelli solari a film sottile

I seguenti sono i principali vantaggi dei pannelli solari a film sottile:

• Bassi costi di produzione
• versatile
• Può essere prodotto su scala industriale, rendendoli più economici delle celle solari a base cristallina
• Hanno un aspetto uniforme
• Può essere reso flessibile
• L’ombreggiatura e le alte temperature non hanno alcun effetto significativo sulle prestazioni.
• Può essere utilizzato in situazioni in cui lo spazio non è una limitazione

Gli svantaggi dei pannelli solari a film sottile sono i seguenti:

• Bassa efficienza
• Degrado più veloce dei pannelli solari monocristallini e policristallini
• Non è adatto nella maggior parte delle situazioni residenziali
• Richiede molto spazio

Applicazioni di pannelli solari a film sottile

I pannelli solari a film sottile sono utilizzati principalmente nei circuiti elettronici di potenza, nelle applicazioni di illuminazione domestica e nei campi solari. Poiché è possibile rendere trasparente la cella, è possibile progettare prodotti da costruzione per applicazioni architettoniche come lucernari e finestre utilizzando queste celle.

Pannelli solari sensibili al colore

Basate su componenti su scala nanometrica e molecolare, le celle solari sensibili alla tintura (DSC) sono celle solari di nuova generazione che offrono un’opzione economicamente e tecnicamente valida per i dispositivi fotovoltaici a giunzione pn esistenti rispetto ai sistemi tradizionali

. I DSC ti consentono di progettare celle solari uniche con una grande flessibilità di colore, forma e trasparenza e possono essere prodotte a un costo inferiore rispetto ai dispositivi tradizionali.

Dal momento che le celle DSC possono essere prodotte utilizzando un semplice processo di indurimento e riscaldamento, sono in corso ricerche approfondite in questo campo. Sharp aveva raggiunto il tasso di conversione record dell’11,1%.

Pro e contro dei pannelli solari sensibili alla tintura

Di seguito sono riportati i principali vantaggi dei pannelli solari sensibili alla tintura:

• Basso costo
• Buon rapporto qualità / prezzo
• Operare in condizioni di scarsa luminosità e ad angoli più ampi
• Operare a temperature interne più basse
• Lunga vita
• Robustezza meccanica

Gli svantaggi dei pannelli solari sensibili alla tintura sono i seguenti:

• Non può essere utilizzato per implementazioni su larga scala in cui costi più elevati e celle più efficienti sono più pratiche
• L’elettrolita liquido non è stabile a temperature variabili e può congelare a basse temperature, il che riduce la generazione di energia e provoca potenziali danni fisici.
• La soluzione elettrolitica contiene solventi organici volatili

Applicazioni di pannelli solari sensibilizzati da Dye

I pannelli solari sensibili alla tintura sono adatti per applicazioni esterne come finestre sul tetto e sistemi di collettori solari.