Panele fotowoltaiczne - rodzaje i parametry oraz ich efektywność

Fotowoltaika swoje działanie opiera głównie o panele fotowoltaiczne, których parametry techniczne i wizualne są zróżnicowane. Mogą różnić się od siebie zastosowaną technologią, mocą czy kolorem ramy, różne jednak w sposób bardzo ogólny panel można zdefiniować jako urządzenie, które pozwala wykorzystać zjawisko fotowoltaiczne do produkcji prądu elektrycznego. Zanim inwestorowi przyjdzie odpowiedzieć sobie na pytanie o panele fotowoltaiczne i jakie wybrać, warto by poznał on różnice między często używanymi zamiennie określeniami takimi jak: ogniwa fotowoltaiczne, moduł czy panel fotowoltaiczny.

Ogniwo fotowoltaiczne, w którym zachodzi zjawisko fotowoltaiczne to najmniejsza część składowa modułu i panelu fotowoltaicznego. Moduł fotowoltaiczny to z kolei zestaw połączonych ze sobą szeregowo lub równolegle ogniw. Na cały panel składają się natomiast połączone ze sobą przewodami moduły fotowoltaiczne.

Typy oraz rodzaje ogniw fotowoltaicznych i ich parametry

Jakie są rodzaje paneli fotowoltaicznych? Jakie panele fotowoltaiczne najlepiej zastosować w elektrowni słonecznej? Nie istnieje tylko jedna dobra odpowiedź na to pytanie. Rodzaje ogniw fotowoltaicznych, typy paneli fotowoltaicznych należy dobrać starannie do indywidualnych potrzeb, w tym do oczekiwanego poziomu zysków. Fotowoltaika rozróżnia panele uwzględniając podział ze względu na rodzaje zastosowanych ogniw i/lub ze względu na wykorzystaną technologię. Rodzaje paneli słonecznych ze względu na ogniwa to ogniwa pierwszej, drugiej i trzeciej generacji.

Pierwsza generacja stosowana jest w panelach poli i monokrystalicznych. Powstają one w procesie cięcia kryształów krzemu i charakteryzują się wysoką sprawnością od 16 do nawet 22%.

Drugą generację reprezentują ogniwa cienkowarstwowe. Do ich produkcji wykorzystuje się albo amorficzny krzem, albo inne pierwiastki – przykładowo tellurek kadmu. W przypadku tych ogniw światło absorbuje bardzo cienka warstwa nie przekraczająca 3 mikrometrów. Pozwoliło to na zmniejszenie wykorzystywanych przy produkcji półprzewodników.

Trzecia generacja reprezentuje już zupełnie odmienny typ ogniw od tych przedstawionych powyżej. Do wytwarzania energii ze słońca wykorzystuje się w nich reakcje podobne do tych, które zachodzą w procesie fotosyntezy. Brak złączy P-N pozwala między innymi na zastosowanie tych ogniw w zaawansowanych rozwiązaniach takich jak szyby fotowoltaiczne.

Jak już wyżej wspomniano ogniwa można dzielić nie tylko ze względu na budowę i zastosowany półprzewodnik, ale również ze względu na zastosowaną przy ich produkcji technologię. , Rodzaje paneli fotowoltaicznych w tak stworzonej klasyfikacji to:

Panele fotowoltaiczne PERC

W dolnej warstwie tego ogniwa znajduje się aluminiowa powłoka. Odbija ona światło o dłuższych zakresach, co zapewnia lepszą absorpcję światła przez półprzewodnik i tym samym gwarantuje, że zjawisko fotowoltaiczne zachodzi w sposób bardziej efektywny.

Panele fotowoltaiczne Half Cut

Przecięcie ogniw na pół jak sama nazwa wskazuje pozwala zmniejszyć rezystancję (opór) i zapobiec niepotrzebnym stratom mocy. Technologia ta zapewnia nie tylko większą wydajności, ale gwarantuje też mniejszą podatność paneli na powstawanie potencjalnie niebezpiecznych. hot spotów. Poza tym redukuje PID czyli zjawisko degradacji modułów związane z wysokim napięciem.

Panele fotowoltaiczne MWT

Pozwalają one zredukować zjawisko samo zacienienia .W panelach typu MWT szynowody przenoszące energię z półprzewodnika (ang. busbary) nie są umieszczone standowo z przodu modułu, lecz z tyłu. Dodatkowo, moduły MWT charakteryzują mniejsze straty na linii ogniwo-moduł.

Panele fotowoltaiczne z perowskitów

Perowskit jest minerałem, który doskonale pochłania światło. Co więcej udało się odtworzyć jego właściwości w warunkach laboratoryjnych. Syntetyczny minerał można nanosić na dowolny materiał, a to oznacza, że w niedalekiej przyszłości wszystko będzie mogło stać się nośnikiem ogniw fotowoltaicznych.

Panele HJT

Klasyczne ogniwa monokrystaliczne obłożone dwustronnie cienkimi płytkami z krzemu amorficznego. Krzem krystaliczny daje wysoką sprawność, a amorficzny gwarantuje odporność na temperaturę.

Panele Shingeld

Większa powierzchnia oświetlenia i równoległe połączenie długich ogniw, to gwarancja wysokich zysków powyżej 22%.

Efektywność ogniw fotowoltaicznych

Parametry są najistotniejsze pod względem otrzymywania spodziewanych zysków z paneli fotowoltaicznych. To jak efektywnie będą pracowały panele fotowoltaiczne zależy m.in. od ilości promieni słonecznych, która będzie do nich docierała i temperatury. Im więcej słońca tym więcej prądu, ale… Wzrost temperatury modułu ponad optymalne wartości może doprowadzić do spadku wydajności ogniwa. Wszystko to, za sprawą krzemu, który co prawda jest doskonałym półprzewodnikiem, ale pod wpływem wysokiej temperatury zmienia swoje fizyko-chemiczne właściwości. Efektywności nie należy utożsamiać z wydajnością. Efektywność to zdolność produkowania prądu elektrycznego w określonych warunkach wynikających z panującej temperatury czy nasłonecznienia. Wydajność to parametr, który mówi już tylko o uzysku, tzn. ile moduły, a tym samym całe panele fotowoltaiczne są w stanie wyprodukować prądu danego dnia, miesiąca czy o danej porze roku.

Jakie rodzaje paneli fotowoltaicznych wybrać?

Najmniej efektywne są panele polikrystaliczne. Uwaga! To że określony typ paneli pv jest mniej efektywny i wydajny nie oznacza, że trzeba je wykluczyć z zastosowania. Słabsze parametry paneli przekładają się często tylko i wyłącznie na konieczność zastosowania większej ich ilości w danym układzie. Pytanie: „Jaki panel fotowoltaiczny wybrać”? Nie musi być sprawą życia i śmierci. Konieczność wyboru tańszych i mniej efektywnych, wydajnych rozwiązań nie przekreśla od razu szansy na skonstruowanie spełniającej potrzeby inwestora elektrowni słonecznej.

Najwydajniejsze panele fotowoltaiczne 2023 to te, których sprawność przekracza już 22%, a dominujące technologie pozwalające na uzyskanie tego typu wyników to HJT czy Shingeld.

Jak sprawdzić niezawodność ogniw fotowoltaicznych?

O kwestii mierzalności niezawodności paneli fotowoltaicznych możemy mówić jedynie w kontekście udzielanej gwarancji i testów PVEL – niezależnego laboratorium badającego jakość oferowanych na rynku urządzeń.

O jakości paneli dużo mówi inwestorowi gwarancja działania oraz gwarancja na uzysk. Istotne jest czy takowe gwarancje są udzielane i na jak długo? Gwarancja działania jest sprawą na tyle oczywistą, że nie potrzeba jej szerzej tłumaczyć. Gwarancja na uzysk czyli liniowa gwarancja mocy określa minimalną wydajność panelu fotowoltaicznego w danym okresie czasu. Dla inwestora najkorzystniejsze jest gdy panele posiadają obie te gwarancje.

Cena i opłacalność paneli do fotowoltaiki

Fotowoltaika to inwestycja, w której próg wejścia jest wysoki, jednak systemy dotacji, kredytów i możliwość wyboru spośród naprawdę szerokiego wachlarza asortymentu sprawia, że koszty można utrzymać pod kontrolą. Co więcej sięgnięcie po odnawialne źródła energii oznacza duże oszczędności w przyszłości i gwarantuje szybki zwrot z inwestycji nie tylko w dobie kryzysu energetycznego.

Panele fotowoltaiczne to nawet 50% kosztów całej inwestycji. Można na nich oszczędzać i nie zawsze trzeba decydować się na zakup najnowszych technologii i najdroższego sprzętu. Jednak przy decyzjach zakupowych trzeba zachować zdrowy rozsądek. Na pewno nie opłaca się sięgać po panele i pozostały osprzęt z odzysku czy kupować najtańszych modeli. Odrzucenie tych dwóch najgorszych z możliwych rozwiązań na pewno nie zamknie inwestorowi drogi do zbudowania własnej elektrowni słonecznej, nawet jeśli inwestor ten dysponuje ograniczonym z różnych względów budżetem.