太陽能光伏想必大家都耳熟能詳，因其環(huán)保且屬于可再生能源，目前在農(nóng)村很多居民屋頂都已經(jīng)鋪設(shè)了光伏發(fā)電系統(tǒng)，即節(jié)省了電費開支又能并入國家電網(wǎng)，所以近些年來我國的光伏產(chǎn)業(yè)得到了很好的發(fā)展，是目前發(fā)展最快的清潔能源。我們平時在城里見到最多的就是光伏路燈，上面頂個太陽能板，覺得很高端！關(guān)于太陽能光伏的大面積應用在城里很難見到，因為城市都是寸土寸金的地方，不適合大面積鋪設(shè)。城市也不具備家庭自用的條件，因為住別墅的畢竟是少數(shù)。(哈哈)!所以光伏在農(nóng)村小院就得到了很好的發(fā)展。光伏的主要應用分為兩種：集中式和分布式。集中式為大面積鋪設(shè)的大型光伏供電系統(tǒng)，而分布式主要是家庭或私人供電系統(tǒng)，而這篇文章的中心是居民如何在使用光伏時節(jié)約成本。這關(guān)系到很多農(nóng)民朋友的切身利益。所以我們今天就用科學的方法討論下農(nóng)村家庭光伏自用選擇的一些問題。

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多晶硅太陽能板和單晶硅太陽能板

太陽能光伏組件是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，具有將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的能力，這個組件有不同的類型，從常見的晶體硅類型到非晶硅薄膜類型不等。在選擇合適的光伏組件時，我們必須面對質(zhì)量、性能和價格方面的一些綜合考量。通常晶體硅類型是目前世界上最常用的太陽能組件，因為它的性能優(yōu)于非晶硅薄膜型。晶體硅類型可以分為兩大類:單晶和多晶。

雖然這兩種類型都可以滿足居民家庭的日常使用，但是這兩種類型存在很對技術(shù)性的差異，但從效率上來說單晶模塊比多晶模塊效率更高，但是當你比較它們的成本后你就會發(fā)現(xiàn)單晶模塊更貴，這就難道了我們很多農(nóng)民朋友，該如何去選擇呢？現(xiàn)在我們就談談我們今天需要解決的真正問題。單晶模塊額外的成本真的能帶來額外的效率嗎?既然單晶模塊和多晶模塊都是由硅晶體制成的，那為什么單晶模塊比多晶硅模塊更高效、更昂貴呢?我們在家庭自用方面如何去選擇更合適的光伏模塊呢？

硅是怎樣被制成太陽電池板的

首先，我們先了解一個問題，關(guān)于硅是如何用來生產(chǎn)太陽能電池板的，單晶硅的生產(chǎn)效率如何？我相信大家都還記得高中時期的化學元素周期表吧!硅是原子序數(shù)14和符號為Si的前20種元素之一。它是一種藍灰色、硬而脆的半導晶體，在鋼鐵精煉、鋁鑄造、集成電路等許多領(lǐng)域都有很廣泛的應有。

硅是生產(chǎn)太陽能電池板所需的主要材料。在太陽能板生產(chǎn)中，需要最純凈的硅單體，在自然狀態(tài)下的硅主要以復雜的二氧化硅和硅酸鹽的形式富含在巖石、砂礫、塵土。

我們需要對富含硅的化合物sio?進行提純，首先將其放置在電弧爐中，并在2500°F的溫度下加熱還原，使硅分離出來。這樣提純的硅仍然保留有1%的雜質(zhì)，然后通過浮動工藝中進一步精煉。最后將精煉的硅錠切割成方形晶片，這是目前市場上傳統(tǒng)太陽能電池板的形狀。

上文已經(jīng)說過，硅屬于半導體，實際上是一種不良的導電體。因此，為了要改變硅的導電性能，我們通過摻雜磷或硼來增加硅片內(nèi)載流子的數(shù)量。然后，將制作好的單片太陽能電池用薄銅片連接起來。同時，在硅片上還涂有一層防反射涂層，以減少由于硅的光澤造成的光線反射。最后，把串聯(lián)的太陽能電池組用硅橡膠或乙烯-醋酸乙烯酯進行密封，然后放入鋁框中，鋁框的玻璃蓋上有一個能抗老化的背板，這樣一整塊太陽能電池組就制作完成了。

現(xiàn)在，讓我們討論一些關(guān)于每個晶體模塊的制造過程，他們的優(yōu)點，缺點和他們的性能差異。

單晶模塊

單晶硅太陽能電池是世界上第一種光伏組件，也是世界上最先進的太陽能電池系統(tǒng)，是用提拉法從高純硅晶體中制備的。因為拉制的單晶硅棒呈圓柱形，為了提高單塊的電池板面積的利用率，需要在后期將其切成八角形。這樣會造成材料的浪費，這種制造工藝使單晶電池呈現(xiàn)出統(tǒng)一的深藍色或一致的黑色。

優(yōu)點

?眾所周知，單晶硅太陽能板的效率最高，在16-20%，并有超過25年的可靠保證。

?在陰天和霧霾天氣條件下表現(xiàn)良好，安裝所需空間更小，因為它的效率很高。

缺點

由于光伏組件的制造工藝和制造過程中大量的高純硅的浪費，導致其比其他類型的光伏組件更昂貴。

多晶模塊

多晶硅電池板生產(chǎn)的不同之處在于，它采用了一種更快、更便宜的制造工藝，將熔化的硅倒入方形模具中，冷卻后切割成所需的方形晶體，你會看到一種藍霜狀的顏色，明顯的晶粒界面和錯位的晶格。這導致了電子在電池中的自由度受到限制，簡而言之，這就是為什么多晶板比單晶板效率低的主要原因。

優(yōu)點

• 它的制造成本更低，與單晶模塊相比，制造過程更快。

缺點

• 與單晶模塊相比，它們的效率大約低了3%
• 效率降低，輸出功率降低，安裝時占用更多空間。

如果我們要在十年前比較這兩種技術(shù)之間的差異，我們明顯就能看出單晶硅電池要好的多。但最近幾年，由于技術(shù)的進步實際上使這兩種晶體類型的電池板總體來說不相上下，各有千秋。甚至多晶模塊在某些特定方面比單晶模塊要好。

讓我們看一下這兩種晶體技術(shù)的性能差異。

供電效率問題

效率是區(qū)分兩個模塊的關(guān)鍵性指標。但說到太陽能組件的“效率”是什么意思呢？意思是太陽能模塊能夠最大限度地利用太陽能在特定區(qū)域和特定時間內(nèi)發(fā)電。例如，當你將兩個太陽能組件(一個單體和另一個尺寸相同的多體)放置在同一位置時，由于單體的制造工藝和所用硅的純度水平，單體往往比多體能產(chǎn)生更多的功率。這種效果使單晶體模塊的效率更高。而且單晶體在多云或多霧天氣下的效果也比多晶體要好。

很多人在購買太陽能電池板之前，總是關(guān)心太陽能電池板的效率。但是目前來說如果我們把他們的成本考慮進去，效率就不如過去那么重要。你會意識到從單板上獲得的額外效率，你可能是在為它額外買單。讓我們用兩個太陽能電池板做一個計算，一個是單晶硅，另一個是同樣大小的多晶硅，由同一家制造商制造。如果你要安裝10臺270W的單板，假設(shè)每個板為1000。

總共花在10塊單板上的Q；

10×1000=10000。

單板總功率輸出；

10×270 W=2 700 W

相同總功率輸出和相同尺寸的多晶板，單塊功率輸出為260 W，假設(shè)以600出售，你將需要十一個面板來獲得近似的總功率，但多晶板的成本成為；

11 x 600=6600

多晶板的總功率為

11 x 260 W=2 860 W

現(xiàn)在讓我們來看一下剛才做的數(shù)學運算，就單塊面板的效率來說似乎并不重要，因為我們可以用更少的錢從多晶硅面板系統(tǒng)中獲得更多的功率(160W)。

考慮到他們額外的效率和成本，你會發(fā)現(xiàn)單板的效率雖然提高了3.85%，而多晶硅板的成本卻降低了8.1%，這表明我們實際上為額外的效率付出了更多的成本。

另一個與效率有關(guān)的事情是，單板往往在霧天或多云的天氣工作表現(xiàn)更好，但在充電控制器、直流優(yōu)化器、微逆變器等設(shè)備的幫助下，多晶硅板往往工作得也不錯。

溫度系數(shù)

另一個性能差異是兩個晶體模塊和溫度的關(guān)系。對太陽能組件進行的標準測試表明，它們在高溫下的效率都會降低。以單板為例，在當今世界生產(chǎn)的所有不同類型的模塊中，單板能更好地處理熱量問題。與多晶硅板相比，這兩種技術(shù)的溫度系數(shù)表明，在25℃或77℉的標準測試條件下，隨著溫度的升高，單晶電流每開爾文度下降0.04%安培，而多晶電流下降0.051%安培。也就是說，溫度每升高一次，面板的輸出電流就會降低，其功率輸出也會降低。

但他們的差異真的很重要嗎，讓我們做一點數(shù)學運算，當溫度升高20℃時，得到電流下降的差異。

對于單晶板

0.04% x 20 = 0.8%

電流下降= SCC的0.8%

= 0.8% x 9.44A

= 0.076A

對于多晶板

0.051% x 20 = 1.02%

電流下降= SCC的1.02%

= 1.02% x 8.94A

= 0.091A

溫差帶來的電流差異

= 0.091A - 0.076A

= 0.015A

看看我們上面得到的結(jié)果，你會發(fā)現(xiàn)差別并不是很大。也許對于極端的沙漠條件來說，差異可能大到足以造成影響，但對我們大多數(shù)居住環(huán)境來說，這種差異確實很小。

那么，哪一個更好呢？

這要取決于項目規(guī)范的需求。如果你的預算很緊張，想要把安裝成本降到最低，只要你有足夠的空間來安裝面板，你的答案就是多晶模塊。但是如果效率是你追求的唯一標準，你可以選擇單晶模塊，并且它占用的空間也小。下圖展示一些例子

地面安裝多晶模塊，軌道下方通風良好

屋頂安裝單晶面板，占用空間小，可以明顯看到下方散熱差

整個系統(tǒng)的航空視圖

總的來說，我們需要在地面安裝多晶面板，而屋頂安裝單晶面板，因為考慮到溫度和空間的影響，單晶面板相對來說占用面積小，屋頂?shù)纳釠]有地面好，所以單晶面板適合放在屋頂。多晶模塊占用面積大，而且需要很好的散熱效果，而地面空間大，安裝的軌道下方空氣流通好，這些均能彌補多晶硅面板的缺點，但這兩種情況都需要在合理的預算下進行。

最后要說的是，當選擇太陽能發(fā)電系統(tǒng)的光伏模塊時，不僅僅是考慮單塊面板的效率或溫度系數(shù)的問題，而是我們對整個系統(tǒng)的整體考量，在保證環(huán)境系統(tǒng)安全和滿足自己期望的同時，在高質(zhì)量的電力系統(tǒng)上花費更少的費用。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的太阳能板如何串联_太阳能光伏系统单晶和多晶模组的差异？农村家庭自用如何科学选择...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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