Aurinkokennotyypit: yksikiteinen, monikiteinen, ohutkalvo

Maapallon aurinkoisilla alueilla, joissa tavanomainen virransyöttö on mahdotonta tai epäkäytännöllistä ja tuuliturbiinin asennus jostain syystä ei sovellu, voidaan käyttää aurinkopaneeleja (akkuja). Suuritehoiset aurinkopaneelisarjat asennetaan yksityistalojen katoille, puutarhoihin, laivoille, lyhtyihin. Kannettavia aurinkoakkuja käytetään laitteiden ja akkujen lataamiseen matkan aikana, radiopuhelinten virtalähteenä.

Aurinkopaneelit ovat luotettavia, niissä ei ole liikkuvia osia, ne eivät ole alttiina mekaaniselle kulumiselle kuten tuuliturbiinit, minkä vuoksi ne ovat erittäin kestäviä ja voivat palvella omistajaansa luotettavasti vuosikymmeniä. Katsotaanpa mitä aurinkopaneelit ovat, niiden päätyypit.

Yksikiteiset aurinkokennot

Yksikiteisissä aurinkopaneeleissa on perinteinen musta tai tummansininen sävy. Nämä paneelit on kehystetty alumiinirungolla ja päällystetty iskunkestävällä lasilla.

Yksikiteiset aurinkokennot on valmistettu vain puhtaasta piistä.Puhdas piisulate jähmettyy hitaasti joutuessaan kosketuksiin siemenen kanssa, jolloin muodostuu sylinterimäinen piin yksikidevalu, jonka halkaisija on noin 20 cm ja pituus jopa 2 metriä.

Tuloksena oleva puhtaan piin harkko leikataan noin 300 μm paksuiksi levyiksi. Tällaisten elementtien hyötysuhde on 19 %, koska tässä monirakenteessa atomit on järjestetty siten, että ne antavat elektroneille vastaavasti suuremman liikkuvuuden ja niistä peräisin olevat akut osoittavat korkeampaa energiatehokkuutta.

Levyt on varustettu metallisilla elektrodeilla ristikon muodossa. Yleensä yksikiteisten akkujen yksittäiset kennot ovat neliöitä, joissa on leikatut kulmat.

Nämä elementit ovat melko tehokkaita, teolliset mallit osoittavat todellista tehokkuutta noin 16%, joten tämän tyyppiset elementit ovat kalliimpia 1 wattia kohden kuin monikiteiset. Niiden käyttöikä on erittäin pitkä, se voi olla 50 vuotta.

Monikiteiset aurinkokennot

Kirkkaansiniset monikiteiset aurinkokennot ovat paljon halvempia kuin yksikiteiset. Niille tarkoitettuja alkuaineita ei ole tehty yhdestä piikiteestä, joten piiatomit on järjestetty tähän satunnaisesti.

Nyt monikiteisen paneelin keskimääräinen hyötysuhde on 13-15 %. Laajan saatavuuden vuoksi tämäntyyppinen kenno on kuitenkin hyvin yleinen kuluttajien keskuudessa, jotka haluavat saada aurinkoenergiaa mahdollisimman halvalla.

Monikiteisten elementtien suuri haitta on, että ne osoittavat äärimmäistä haurautta kuljetuksen aikana. Niiden enimmäiskäyttöikä on 25 vuotta.Monikiteisten elementtien teollinen tuotantoprosessi paranee ajan myötä, joten on toivoa, että tulevaisuudessa ne saavuttavat tehokkuuden suhteen monokiteiset.

Ohutkalvo aurinkokennot

Ohutkalvo aurinkokennot halvempaa valmistaa kuin yksikiteinen ja monikiteinen pii. Ne perustuvat polymeerikalvoihin, amorfiseen piihin, alumiiniin, kadmiumtelluridiin ja muihin puolijohteisiin, joita käytetään jo laitteiden laturien valmistuksessa, pienten taitettavan aurinkokennojen muodossa.

Tämän tyyppiset akut vievät 2,5 kertaa enemmän tilaa kuin samalla teholla olevat kiteiset akut, mutta ne voivat toimia myös pilvisellä säällä hajavalolla pilvisellä säällä, ja akut voidaan sijoittaa paitsi rakennuksen katolle, myös sen seinät. Siksi ohutkalvoakkujen käyttö on perusteltua suhteellisen suurten aurinkovoimaloiden rakentamisessa, kun niiden sijoittamiselle on riittävästi tilaa.

Juuri ohutkalvopaneelit ovat nykyään erityisen suosittuja teollisessa mittakaavassa toimivissa järjestelmissä, joissa on verkkoon kytketyt invertterit, jotka syöttävät sähköä julkiseen verkkoon. Nämä järjestelmät vaativat korkeajännitesäätimen ja erityisen invertterin, joka eroaa perinteisistä kotitalouksista, joita käytetään tavallisten mono- ja monikiteisten akkujen kanssa.

Vaikka amorfisesta piistä valmistettujen ohutkalvoisten aurinkokennojen keskimääräinen hyötysuhde on 7 %, ne ovat tuotantokustannuksiltaan halvimpia kaikista aurinkopaneeleista. Kadmiumtelluridin keskimääräinen hyötysuhde on 11 % ja se on hieman kalliimpaa kuin amorfiset piiakut.Kupariin, indiumiin, galliumiin ja seleeniin perustuvat aurinkokennot ovat tehokkaimpia ohutkalvoakkuja, niiden hyötysuhde on 15%.

Katso myös:Aurinkokennojen ja moduulien tehokkuus