Alimentation électrique à l’aide de panneaux solaires: un aperçu des panneaux sur le marché intérieur

Points d’article



L’article aidera à déterminer la nécessité d’acheter des sources d’alimentation autonomes, couvre largement le sujet de l’alimentation électrique autonome à l’aide de panneaux solaires, les avantages et les inconvénients de cette source d’énergie.

Alimentation solaire

Les panneaux solaires sont de plus en plus populaires en raison de leur disponibilité croissante à la fois financièrement et dans le contexte de l’expansion de la gamme dans les chaînes de distribution. De nombreux articles ont été rédigés qui fournissent des études de faisabilité pour l’introduction de centrales solaires (les systèmes de production d’énergie solaire). Certes, leur période de récupération atteint plusieurs années..

Un large segment de consommateurs passe à une alimentation électrique autonome non pas tant par désir d’économiser de l’argent, mais à cause de la fourniture d’électricité dans les zones où il y a des coupures de courant ou il n’y en a pas du tout.

La production d’énergie solaire est largement utilisée pour les chalets d’été. Ils se caractérisent par une faible consommation d’énergie et un fonctionnement saisonnier des panneaux solaires. Cas plus rares – électrification complète de la maison avec des sources alternatives. Mais la construction de systèmes de production d’énergie solaire pour différentes conditions de fonctionnement est fondamentalement la même. Nous examinerons donc cette question en détail et dans l’ordre..

Alimentation solaire

Types de panneaux solaires

Un autre homme dans la rue ignore que le nombre de variétés de panneaux solaires approche déjà la dizaine. Afin de structurer en quelque sorte toute la variété des détecteurs de lumière dans la conscience, nous les diviserons en 2 classes:

  • silicium
  • film

Cellules solaires en silicium

Les panneaux monocristallins et polycristallins sont largement représentés sur le marché. Sont également inclus dans ce groupe les panneaux de silicium amorphe et les cellules solaires hybrides. Comme le nom de la classe l’indique, ces détecteurs de lumière sont fabriqués à partir de silicium et d’hydrogène de silicium. La prolifération des modules solaires à base de silicium est due à leur haute efficacité énergétique spécifique, mais le processus de fabrication assez compliqué les rend coûteux..

Panneaux solaires monocristallins Sont des carrés noirs avec des coins biseautés. À l’heure actuelle, ces panneaux ont le rendement le plus élevé – jusqu’à 22%. Toutes les cellules photosensibles d’un panneau monocristallin sont orientées dans le même sens, d’une part, cela explique le rendement relativement élevé, d’autre part, le panneau doit toujours être tourné vers le soleil pour obtenir une efficacité énergétique maximale. En lumière diffuse, par exemple, par temps nuageux, au lever et au coucher du soleil, les paramètres électriques de la production d’électricité ne sont pas du tout impressionnants.

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Un autre type de panneaux solaires: polycristallin – ont un rendement inférieur par rapport aux monocristaux (environ 12 à 18%), mais en raison de la multidirectionnalité des cristaux de silicium dans le panneau, un meilleur rendement énergétique est obtenu en lumière diffuse. Les panneaux polycristallins se reconnaissent à la forme carrée régulière des plaques bleu foncé avec un motif givré.

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Panneaux de silicium amorphe (ou, comme on les appelle, a-Si) – le moins performant de la gamme des récepteurs solaires en silicium. Leur efficacité est d’environ 5-6%. Mais leur utilisation peut être justifiée. Et c’est pourquoi:

  • d’une part, le degré d’absorption lumineuse de ces panneaux est 20 fois supérieur à celui des autres concurrents silicium;
  • d’autre part, l’orientation chaotique des cellules photosensibles augmente l’efficacité de l’a-Si par temps nuageux.

Panneaux de silicium amorphe

Convertisseurs de flux lumineux hybrides Est une combinaison de silicium amorphe avec des microcristaux. De tels panneaux ont des propriétés similaires aux éléments polycristallins, à la seule condition que leurs performances en lumière diffuse soient beaucoup plus élevées. De plus, en plus du spectre ultraviolet, les panneaux hybrides peuvent convertir le rayonnement infrarouge en électricité..

Cellules solaires à film

Un développement assez récent dans le domaine des détecteurs de lumière solaire. Je dois dire qu’à l’heure actuelle, il est difficile de trouver des modules de films sur le marché russe, en raison de leur coût élevé. Par conséquent, nous nous limitons à énumérer leurs types.

Alimentation solaire

Les éléments du film comprennent des éléments à base de tellurure de cadmium (CdTe), de diséléniure de cuivre-indium (CIS), de diséléniure de cuivre-indium-gallium (CIGS) et de polymères. Les panneaux en polymère sont la direction la plus prometteuse dans le développement des technologies de film, car les fabricants promettent leur faible coût, bien que l’efficacité ne soit que de 6%.

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Avant de plonger dans la description des panneaux solaires, quelques mots sur ses paramètres. La figure ci-dessous montre la caractéristique courant-tension du panneau solaire (en rouge) et la courbe de puissance (en bleu). Le graphique montre les points que l’on retrouve dans les caractéristiques techniques des panneaux solaires.

Alimentation solaire

Ainsi, le courant de court-circuit est le courant qui se produit lorsque le circuit de la batterie solaire est fermé (la tension de la batterie est nulle). La tension de circuit ouvert, au contraire, est un paramètre de circuit ouvert (le courant est nul). Ces deux modes ne sont pas opérationnels. Les conditions de fonctionnement nominales sont indiquées par un point jaune à l’intersection des lignes pointillées. À ce stade, le courant et la tension de fonctionnement maximum. L’utilisation la plus efficace d’une cellule solaire est à ce point de fonctionnement..

Sur le marché russe, il existe principalement des panneaux monocristallins et polycristallins dans un large assortiment. Comme vous vous en doutez, la plupart d’entre eux sont fabriqués en Chine. Mais ce n’est pas surprenant: la Chine est un leader dans la production et la vente de systèmes de production d’énergie solaire. En outre, il existe sur le marché des panneaux solaires allemands (Calixo, SCHOTT) et japonais (SHARP)..

Les «fabricants» russes de panneaux solaires sont des entreprises qui vendent principalement des produits chinois, les faisant passer pour les leurs. Le segment des fabricants engagés dans l’assemblage de panneaux à partir de composants chinois est également largement développé. Mais tout n’est pas si désespéré. La Russie peut également «se vanter» de ses producteurs de panneaux solaires. L’usine de Hevel est située à Novocheboksarsk, spécialisée dans la production de panneaux hybrides en couches minces. À Krasnodar, dans l’usine de Saturne, des cellules solaires à base d’arséniure de gallium sont fabriquées; les produits sont principalement destinés à l’industrie spatiale. Deux usines qui se concentrent le plus sur la production de modules ménagers sont situées à Zelenograd (Telecom-STV) et à Ryazan (Ryazan Metal Ceramic Devices Plant, RZMKP).

Alimentation solaire

La gamme de panneaux solaires Ryazan est limitée à deux types principaux:

  • RZMP-130-T – a une tension de sortie de 15,9 à 17,5 V, une plage de puissance de 105 à 145 W;
  • RZMP-220-Т – a une tension de sortie de 27,7-29,1 V, une plage de puissance de 200-240 W.

Telecom-STV propose un plus grand nombre d’articles de ses produits: modules monocristallins et polycristallins, modules monocristallins à efficacité accrue, batteries solaires flexibles et spécialisées. La tension de sortie des modules est adaptée à la fois aux systèmes basse tension (17-18,5 V) et aux systèmes haute tension (34-38 V). De plus, le prix de ces panneaux solaires est une fois et demie inférieur à ceux de Ryazan. Par exemple, le Ryazan RZMP-130-T d’une puissance de 120 W coûtera à l’acheteur 16100 roubles, et le Zelenograd TSM-120A d’une puissance de 123 W peut être acheté pour 9658 roubles. Dans le même temps, le poids et les dimensions des panneaux Zelenograd sont inférieurs à ceux de Ryazan. La seule chose qui parle en faveur des panneaux solaires de Ryazan est des informations détaillées sur le produit..

Disons quelques mots sur l’usine Hevel à Novocheboksarsk. La seule usine en Russie qui a commencé à produire des panneaux à base de silicium amorphe entrecoupé de microcristaux en utilisant la technologie micromorphique. Étant donné que dans une partie importante de la Russie, il y a un grand pourcentage de jours nuageux par an, les panneaux Hevel ont un grand potentiel dans la lutte pour le marché des monocristaux et polycristaux. Il n’y a pas encore de panneaux Hevel dans la vente au détail, mais à en juger par les prix de gros, le consommateur devra payer environ 10 000 roubles pour un panneau de 125 watts. Le concurrent direct de Hevel est les panneaux hybrides à couche mince du fabricant taïwanais Green Energy Technology. Les panneaux taïwanais peuvent déjà être achetés pour 7000 roubles.

Tableau comparatif des panneaux solaires russes, taïwanais et chinois

FabricantNomTechnologie de productionTension de crête, VCourant de crête, APuissance de crête, WDimensions, mmPrix ​​estimé sur le marché russe, frottez.
Télécom-STV, ZelenogradTSM-100Apolycristal175,6961 050 x 665 x 438429
RZMP, RyazanRZMP-130-Tpolycristal15,96,651051490 x 670 x 3614600
« Hevel », NovocheboksarskHEVEL P7micromorphe56,62,211251 300 x 1 100 x 2410 000
Technologie de l’énergie verte, TaïwanGET-115AT2silicium amorphe93,91,221151 300 x 1 100 x 20 *7000
Chinaland Solar Energy, ChineCNH100-36Mmonocristal19,35,18cent1 200 x 540 x 306350

* – sans cadre en aluminium

En fin de compte, le consommateur décide lui-même quels panneaux choisir. À titre de recommandation, je tiens à noter que les modèles polycristallins de panneaux solaires peuvent être recommandés pour une alimentation autonome à domicile. Oui, les panneaux monocristallins sont plus efficaces, mais n’oubliez pas que c’est plutôt arbitraire..

La puissance maximale des éléments monocristallins ne sera atteinte que par une journée ensoleillée en utilisant des systèmes de rotation d’éléments photosensibles. Par conséquent, ces panneaux conviennent mieux aux résidents de la bande sud de la Russie, où le nombre de jours ensoleillés est maximal. Dans d’autres régions, lors de la conception de systèmes d’alimentation électrique autonomes, il est logique de porter votre attention sur des panneaux relativement nouveaux fabriqués à l’aide de la technologie micromorphique, capables de convertir non seulement la lumière ultraviolette solaire en électricité, mais également le rayonnement infrarouge. Cet avantage peut plus que couvrir le manque de faible efficacité..

Enfin, je note que j’ai personnellement donné la préférence à un panneau polycristallin, car il est destiné à l’alimentation temporaire d’une maison de campagne en été. Il s’ensuit que la charge prévue est faible, les heures de clarté sont longues et ensoleillées. Par conséquent, une batterie solaire polycristalline dans mon cas est la plus optimale.

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