Монокристалічні чи полікристалічні сонячні панелі: що краще?

Сонячна енергетика добре знайома українцям. Фотоелектричні панелі можна побачити як на дахах приватних будинків, так і у великих електростанціях. Їх перевага очевидна — це чиста доступна енергія, яка забезпечує повну чи часткову автономність об’єкта. Якщо її багато, надлишок навіть можна продавати в мережу, отримуючи прибуток від «зеленого тарифу». 

Тому не дивно, що багато українців розглядають можливість будівництва власної сонячної електростанції. Але вже на першому етапі вони постають перед питанням — які панелі краще вибрати, монокристалічні чи полікристалічні? Обидва варіанти мають свої переваги та недоліки. Про них ми докладніше розкажемо у цій статті. 

Що таке сонячна панель і як вона працює?

Сонячні батареї складаються з багатьох напівпровідникових комірок. Для їх виготовлення використовують різні сполуки кремнію, які містять титан, галій, індій, селен, миш’як та інші рідкоземельні метали. При опроміненні прямими сонячними променями ці матеріали виділяють вільні електрони, які й створюють струм. 

Будь-які сонячні панелі, полікристалічні чи монокристалічні, мають однаковий принцип дії. Вони генерують постійний струм, який передається дротами до інвертора. Останній перетворює постійний струм на змінний — саме він використовується у побутових електромережах. Оскільки ефективність перетворення сонячної енергії зменшується при поганій погоді й падає майже до нуля вночі, в електростанціях зазвичай використовуються акумулятори, що компенсують такі перепади вихідної потужності. 

Звичайно, для правильного монтажу панелей вам будуть потрібні спеціальні кріплення та рами. І, врешті решт, електростанція потребуватиме електронних контролерів, які будуть оптимізувати характеристики перетворення, збільшуючи коефіцієнт корисної дії (ККД). 

Монокристалічні сонячні панелі

Монокристалічні сонячні панелі мають комірки, що виготовляються з цілісних кристалів кремнію. Це забезпечує більшу щільність фотоелементів та дозволяє вирівнювати кристалічні решітки, зменшуючи опір електричному струму. 

Звідси їх ключова перевага — висока ефективність (ККД до 18–22%). Якщо у станції можуть встановлюватися монокристалічні або полікристалічні панелі, перші завжди будуть давати більшу потужність з тієї самої площі. Вони також матимуть наступні плюси:

• більшу продуктивність при слабкому освітленні;
• тривалий термін служби — до 25–30 років;
• витривалість, стійкість до перевантажень. 

Єдиний реальний мінус — складність виробництва. Вона тягне за собою високу ціну, яку варто враховувати при виборі сонячних панелей. 

Полікристалічні сонячні панелі

Полікристалічні сонячні панелі мають композитні комірки. Їх виготовляють шляхом сплавлення кількох кристалів кремнію в один блок. Це спрощує виробництво, але зменшує щільність і допускає деяку нерівність кристалічних решіток. 

Якщо вибирати монокристал або полікристал, останній варіант завжди буде вигіднішим через доступні ціни. При тому не можна сказати, що він має дуже низьку ефективність — ККД сучасних моделей досягає 14–17%. До того ж полікристалічні сонячні електростанції мають ще одну важливу перевагу — вони менш чутливі до перегріву, а тому можуть встановлюватися навіть на розжарених металевих дахах — з дотриманням усіх правил експлуатації, звичайно. 

Основний мінус — менша середня потужність при роботі панелей в однакових умовах. Віддача при поганій погоді також буде дещо нижчою в порівнянні з полікристалами. Це вимагає встановлення сонячних панелей на більшій площі. 

Що ефективніше для домашньої електростанції?

Якщо ви вибираєте для дому сонячні батареї, моно- або полікристалічні моделі будуть власні унікальні сценарії експлуатації:

• монокристали з тонкими пластинами мають вищу ефективність перетворення сонячної енергії. Вони ідеально підійдуть для порівняно малих дахів складної форми чи для компактних «ферм» на ділянках з обмеженою площею;
• полікристали будуть краще використовувати енергію сонячних променів на великій площі. Це оптимальна технологія для побудови наземних станцій на масивних металевих рамах. Їх також частіше використовують у комерційних СЕС.

Що обрати: монокристалічні чи полікристалічні панелі?

Як завжди, вибір буде індивідуальним в кожному випадку. Порівнюючи монокристалічні та полікристалічні панелі, враховуйте вартість і рентабельність, технічні характеристики й умови експлуатації. 

Рентабельність: монокристали проти полікристалів

Умовна домашня електростанція, що виробляє 5 кВт електроенергії, буде мати різні терміни окупності залежно від типу панелей:

• 12 монокристалічних батарей здатні виробляти 6000–6500 кВт на рік. При використанні «зеленого тарифу» вони окупляться за 4–5 років;
• 16 полікристалічних батарей будуть виробляти 5000–5500 кВт на рік. Вони «вийдуть в нуль» за 5–6 років. 

Отже, різниця у продуктивності та рентабельності є, але вона не дуже велика. Приклад показує, що головним обмеженням у виборі буде саме площа монтажу фотоелектричних панелей для перетворення сонячного світла. 

Який варіант краще вибрати?

Розглядаючи монокристалічні або полікристалічні панелі, обов’язково враховуйте умови експлуатації. Ми підготували просту таблицю, яка допоможе вам зробити остаточний вибір:

Не забувайте також про якість батарей — вибирайте надійні панелі перевірених виробників. Важливо також правильно змонтувати електростанцію — для цього варто звернутися до досвідчених спеціалістів.