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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Chcesz wiedzieć więcej? Sprawdź nasz Ranking paneli fotowoltaicznych 2021/2022
Nasza oferta
Przydatne
Sklep