Kategorie

Jakie panele fotowoltaiczne wybrać?

Jaki rodzaj paneli fotowoltaicznych wybrać

Planujesz zakup instalacji fotowoltaicznej? Jedną z najważniejszych decyzji jest wybór modułów fotowoltaicznych. Jaki rodzaj paneli fotowoltaicznych jest najlepszy? Jak zbudowane są panele polikrystaliczne? Dlaczego moduły monokrystaliczne mają wysoką wydajność? Jakie panele fotowoltaiczne wybrać? Wyjaśniamy najważniejsze informacje dotyczące modułów w instalacji PV.

Na inwestycję w instalację fotowoltaiczną decyduje się w Polsce coraz więcej gospodarstw domowych. To już nie tylko sposób na uniknięcie wysokich podwyżek cen prądu, ale i zmniejszenie kosztów ogrzewania. W połączeniu z pompą ciepła, elektrycznym kotłem lub nowoczesnymi panelami grzewczymi, fotowoltaika może znacząco obniżyć wydatki na ogrzewanie i to nawet w porównaniu z kotłem węglowym.

Warunkiem wysokiego uzysku prądu i bezproblemowego działania instalacji są dobrej jakości moduły fotowoltaiczne. To w dużej mierze od paneli zależy, jak dużo prądu ze słońca uda się wyprodukować. Z drugiej strony panele fotowoltaiczne muszą być niezawodne – każdy przestój w produkcji prądu to strata cennych kilowatów. Choć sama konstrukcja paneli fotowoltaicznych nie jest skomplikowana, ich jakość ma ogromne znaczenie. Warto też podkreślić, że nawet najlepsze panele fotowoltaiczne nie będą działać prawidłowo, jeśli zostaną błędnie zamontowane. Do montażu instalacji PV wybieraj wyłącznie doświadczonych instalatorów.

Panele monokrystaliczne czy polikrystaliczne - jakie wybrać?
Panele monokrystaliczne czy polikrystaliczne – jakie wybrać?

Jakie są rodzaje paneli fotowoltaicznych?

Panele fotowoltaiczne dzielą się na polikrystaliczne oraz monokrystaliczne. Ogniwa polikrystaliczne wyróżniają się niebieską, mieniącą się barwą. Moduły wykonane są z niejednolitych kryształów krzemu, a ich wydajność wynosi ok. 14-18%. Ze względu na prostotę produkcji ten rodzaj paneli jest tańszy od konstrukcji monokrystalicznych. Oprócz niższej ceny do zalet można zaliczyć dobrą pracę w mało nasłonecznionych miejscach.

Jaki rodzaj paneli fotowoltaicznych wybrać
Rodzaje modułów fotowoltaicznych. Jaki rodzaj paneli fotowoltaicznych wybrać

Największą popularnością cieszą się obecnie ogniwa monokrystaliczne. Rozpoznasz je po czarnym kolorze i białych kropkach. Produkowane są z pojedynczego stopu piasku krzemowego i boru, dzięki czemu lepiej pochłaniają fotony. Objawia się to wyższą sprawnością, rzędu 16-23%. Obija się to oczywiście na nieco większej cenie, ale warto pamiętać, że to inwestycja na 25 lat lub dłużej. Na rynku dostępne są również całkowicie czarne panele monokrystaliczne, tzw. full black, pozbawione białych kropek. Jest to zabieg wyłącznie estetyczny, nie poprawiający wydajności. Elegancki i minimalistyczny wygląd paneli full black doskonale pasuje jednak do nowoczesnych domów, dlatego decyduje się na nie coraz więcej inwestorów.

W ramach ciekawostki warto wspomnieć o panelach amorficznych, zwanych także niekrystalicznymi. To technologia pozwalająca wytworzyć bardzo cienkie, a nawet elastyczne moduły. Warstwa krzemu nanoszona jest na inną powierzchnię, np. szkło, dzięki czemu można uzyskać estetyczne i minimalistyczne panele PV. Wadą rozwiązania jest niska sprawność (ok. 6-10%), a także żywotność – ok. 10 lat.

Ważne parametry modułów fotowoltaicznych:

  • Moc nominalna – jest to wartość określana według standardu STC (ang. Standard Test Conditions). Moce pojedynczych paneli rozpoczynają się od 330 Wp. Dostępne są także moduły o mocy 400 a nawet 500 Wp, jednak nie oznacza to, że są wydajniejsze. Najczęściej mają po prostu większą powierzchnię.
  • Sprawność – wynosi od ok. 6% w przypadku paneli amorficznych, do nawet 23% w modelach monokrystalicznych. Na sprawność instalacji wpływ ma również rodzaj zastosowanego falownika, nasłonecznienie oraz kąt nachylenia dachu.
  • Odporność na wysokie temperatury – dobrej jakości panele słoneczne pracują wydajnie nawet w temperaturze 50°C. Dodatkowo posiadają zabezpieczenia przed miejscowym przegrzaniem i wypaleniem ogniw.
  • Trwałość – odporność paneli PV sprawdza się w wielu testach imitujących warunki atmosferyczne. Kontrolowana jest m.in. odporność na mgłę solną, amoniak, gradobicie, wiatr czy wysoką wilgotność. Laboratoryjne badania uwzględniają zarówno warunki miejskie, jak i wiejskie.
  • Gwarancja – u większości producentów długość gwarancji na samo urządzenie wynosi ok. 12 lat. Gwarancji tej nie należy mylić w gwarancją uzysku, która według deklaracji producentów wynosi 25 lat. To standard w większości firm. Osobną gwarancją objęty jest falownik oraz montaż paneli.
  • Producent – wbrew pozorom to marka paneli fotowoltaicznych ma kluczowe znaczenie. Od standardów jakości w fabryce zależy, jak długo panele będą działać niezawodnie oraz z pełną mocą. Powtarzalność produkcji i dobór materiałów są ważniejsze niż rodzaj panelu czy deklarowana sprawność.

Jak są zbudowane panele monokrystaliczne?

Materiałem odpowiedzialnym za pochłanianie fotonów jest krzem. W panelach monokrystalicznych  ma on postać jednolitych płytek. Połączone szeregowo lub równolegle ogniwa zalane są hermetycznie folią EVA (etylenowym polioctanem vinylu) oraz przykryte szybą ze szkła hartowanego. Ma ona wysoką przepuszczalność świetlną, dzięki czemu nie ogranicza promieniowania słonecznego docierającego do materiału półprzewodnikowego. Od drugiej strony panele fotowoltaiczne zabezpieczone są folią elektroizolacyjną, najczęściej w kolorze białym, przezroczystym lub czarnym. W ostatnich latach folia zastępowana jest często szkłem. Po zastosowaniu modułów szkło-szkło oraz ogniw bifacial można uzyskać panele dwustronne, pochłaniające energię słoneczną  obiema stronami.  Zewnętrzną ramę paneli stanowią aluminiowe listwy montażowe.

Jak są zbudowane panele monokrystaliczne? Budowa modułu fotowoltaicznego
Budowa modułu fotowoltaicznego: 1 – rama aluminiowa, 2 – szyba hartowana 3,2 mm, 3 – folia EVA, 4 – ogniwa krzemowe (c-Si), 5 – folia EVA, 6 – folia elektroizolacyjna, 7 – puszka przyłączeniowa

Czemu panele monokrystaliczne są tak wydajne?

Ogniwa monokrystaliczne wyróżniają się najbardziej zaawansowaną technologią, gwarantującą najlepsze wykorzystanie padających na nie fotonów. Czarne panele monokrystaliczne skutecznie pochłaniają fotony, doprowadzając do wybicia i przepływu elektronów pomiędzy elektrodą ujemną i dodatnią. W ten sposób produkowany jest prąd stały, który następnie zmieniany jest w falowniku na prąd przemienny, czyli ten dostępny w gniazdku.

Jak działają panele fotowoltaiczne? Moduły fotowoltaiczne produkują prąd stały.
Jak działają panele fotowoltaiczne? Moduły fotowoltaiczne produkują prąd stały, który zmieniany jest w falowniku na prąd przemienny – czyli taki, który mamy w gniazdku elektrycznym.

Sprawność paneli monokrystalicznych wynika przede wszystkim z bardzo gładkiej, jednolitej powierzchni ogniw, najskuteczniej pochłaniających promieniowanie słoneczne. Jednolita płytka krzemu sprawdza się w tej roli lepiej niż niejednolita warstwa sprasowanych kryształów. Zapewnia większą swobodę ruchu elektronów, co ma wpływ na sprawność ogniwa. Aby jednak mogła powstać, najpierw odlewany jest metodą Czochralskiego cylindryczny monokryształ krzemu. Powstaje powoli, przez 48 godzin, na skutek wrzucenia do jednolitej masy zarodka kryształu, czyli pojedynczego bloku krzemu. Walcowaty kryształ cięty jest następnie na okrągłe plastry, z których wycina się, dla oszczędności miejsca, niemal kwadratowe ogniwa.

Jak są zbudowane panele polikrystaliczne?

Niebieskie panele polikrystaliczne wykonane są z wielu kryształków krzemu, przez co ich powierzchnia nie jest tak jednolita. W obrębie krawędzi ogniw zauważyć można pojedyncze kryształki. To pozostałość krystalizacji wielu bloków krzemu w jedną dużą bryłę. Krzem poddawany jest topieniu w temperaturze 1500 stopni Celsjusza, a następnie nanosi się na niego powłokę antyrefleksyjną, nadającą ogniwom niebieskiej barwy.

Moduły polikrystaliczne montowane na konstrukcji aluminiowej.
Moduły polikrystaliczne montowane na konstrukcji aluminiowej.

Ich zasada działania oraz budowa jest jednak niemal identyczna, dlatego wyróżniają się podobną trwałością oraz odpornością na warunki atmosferyczne co ogniwa monokrystaliczne. Ze względu na to, że ogniwa nie powstały z jednego bloku krzemu, ogniwa polikrystaliczne są jednak nieco bardziej narażone na mikropęknięcia, powodujące obniżenie wydajności.

Panele monokrystaliczne czy polikrystaliczne? Które wybrać?

Wybór pomiędzy panelami monokrystalicznymi i polikrystalicznymi nie jest tak oczywisty, jak mogłoby się wydawać. Choć instalatorzy zachęcają do bardziej wydajnych i wytrzymalszych paneli monokrystalicznych, nie należy skreślać ogniw polikrystalicznych. Mają one niższą cenę, dzięki czemu mogą zapewnić szybszy zwrot z inwestycji. Warunkiem jest jednak to, że do uzyskania tej samej mocy wymagają nieco większej ilości miejsca na dachu lub gruncie. Mniejsza sprawność paneli równoważona jest bowiem ich powierzchnią. Panele polikrystaliczne o podobnej powierzchni mają natomiast wyraźnie mniejszą moc szczytową. Jeśli jednak masz dach o dużej połaci lub możesz sobie pozwolić na dużą instalację gruntową, wybór ogniw polikrystalicznych wcale nie musi być gorszy.

Monokrystaliczne panele fotowoltaiczne zamontowane na konstrukcji gruntowej.
Monokrystaliczne panele fotowoltaiczne zamontowane na konstrukcji gruntowej. Większa wydajność i estetyka.

W praktyce jednak znakomita większość inwestorów (nawet 98%) wybiera panele monokrystaliczne. Powodem jest nie tylko większa wydajność, ale i estetyka. Głęboka czerń paneli monokrystalicznych komponuje się z nowoczesnym i klasycznym budownictwem znacznie korzystniej niż kolor niebieski. Dodatkowo oszczędność miejsca pozwala na łatwiejszą rozbudowę instalacji fotowoltaicznej w przyszłości, np. w celu zasilenia pompy ciepła. Lepsza wydajność, korzystniejszy współczynnik temperaturowy, niższy koszt montażu i bardziej estetyczny wygląd wyraźnie przemawiają na korzyść paneli monokrystalicznych.