Panele fotowoltaiczne: polikrystaliczne i monokrystaliczne

Ocena: 5 (ilość ocen: 3)

Ocena: 5
(ilość ocen: 3)

Fotowoltaika to szereg podzespołów i trudno ją sobie wyobrazić bez paneli. Podział na panele fotowoltaiczne: polikrystaliczne i panele monokrystaliczne wynika z materiału, który został użyty do ich budowy. Oczywiście z materiałem związane są właściwości użytkowe urządzenia. W każdym z rodzajów paneli prąd elektryczny jest generowany z wykorzystaniem zjawiska fotoelektrycznego. Różna jest tylko technologia wytwarzania półprzewodnika, a w związku z tym wydajność, koszt i wygląd ogniwa.


  • Prąd ze słońca? Niższe rachunki za energię elektryczną? Nawet 5.000 zł dopłaty do fotowoltaiki z programu Mój Prąd?

    W enerad.pl przygotowaliśmy dla Ciebie kompleksową usługę fotowoltaiczną. Skontaktuj się z naszym Specjalistą, który przeprowadzi Cię przez cały proces!

    Sprawdź ofertę fotowoltaiki


Jak odróżnić panele fotowoltaiczne: polikrystaliczne i monokrystaliczne?

Fachowiec spojrzy na panele i wie czy są to panele polikrystaliczne czy panele monokrystaliczne. Skąd wie? Już zdradzamy sekret.

Pojedyncze ogniwo daje napięcie nieznacznie przekraczające 0,5V i moc 2W. Aby uzyskać napięcie o łatwiejszych do wykorzystania parametrach ogniwa są łączone. Z połączenia ogniw uzyskujemy moduł (panel), którego napięcie znamionowe wynosi ponad 24V, a moc i przekracza 200W. Panel ma kształt prostokąta.

Surowiec z którego wykonywane są ogniwa monokrystaliczne ma kształt okrągły. Aby w obszarze prostokątnym zmieścić więcej ogniw, przycina się im krawędzie. W rezultacie poszczególne ogniwa wyglądają jak prostokąty z zaokrąglonymi krawędziami. Gdy spojrzymy na panel monokrystaliczny widać charakterystyczne puste miejsca.

Panel polikrystaliczny wykonywany jest z surowca w kształcie prostokąta. Nie trzeba ścinać krawędzi ogniwa, aby poprawić ich upakowanie w panelu. Panel polikrystaliczny można poznać po jednolitej powierzchni.

Jakie panele fotowoltaiczne są lepsze?

Skoro panele fotowoltaiczne są różne, to może któreś z nich są lepsze? Nie będziemy powtarzać jak mantry potocznej opinii. Przedstawimy fakty. Na ich podstawie możecie sobie wyrobić zdanie.

Panele monokrystaliczne

Panele monokrystaliczne wykonane są z krzemu, który ma strukturę uporządkowaną. Dzięki temu mają większą sprawność. Oznacza to, że tę samą energię można wytworzyć na mniejszej powierzchni. Za to, że w procesie technologicznym struktura materiału jest porządkowana trzeba więcej zapłacić. Panele monokrystaliczne są droższe niż panele polikrystaliczne.

Uporządkowana struktura materiału umożliwia uzyskanie większej sprawności zamiany energii słonecznej w energię elektryczną. Nie zawsze jednak przekłada się ona na większą sprawność całego panelu. Dlaczego? Ogniwa mają kształt wielokątów i nie są w stanie pokryć całej powierzchni panelu. Puste miejsca nie generują energii, a zajmują przestrzeń.

Panele polikrystaliczne

Panele polikrystaliczne są wykonane z materiału, który ma częściowo uporządkowaną strukturę. Ich wydajność z m2 jest mniejsza niż w ogniwach monokrystalicznych.
Ogniwa polikrystaliczne wycinane są z dużych bloków, co powoduje, że mają one powierzchnię w kształcie prostokąta.

Struktura składająca się z wielu kryształów krzemu jest znacznie łatwiejsza i tańsza do uzyskania. Okupione jest to niższą sprawność modułów. Z drugiej strony wykorzystanie powierzchni panela jest znacznie lepsze. Nie ma naim pustych miejsc. Całość zajmują ogniwa.

Czy do wyboru są tylko panele polikrystaliczne lub monokrystaliczne?

Najpopularniejsze i najlepiej sprawdzone w praktyce są panele polikrystaliczne i panele monokrystaliczne. Spotykane są również panele cienkowarstwowe. Są to panele: z krzemu amorficznego, CdTe, CIS i CIGS.

Panele cienkowarstwowe są tańsze niż panele polikrystaliczne i panele monokrystaliczne. Niestety panele cienkowarstwowe mają niższą sprawność (kilkanaście %) niż panele polikrystaliczne (sprawność około 20 %) i panele monokrystaliczne (sprawność około 25 %).

Panele cienkowarstwowe są znacznie lżejsze niż panele polikrystaliczne i panele monokrystaliczne. Dzięki temu można je mocować np. na elewacji zabudowań. Zaletą paneli cienkowarstwowych jest mała wrażliwość na wysokie temperatury, przez co w miesiącach letnich spadek ich sprawności nie będzie odczuwalny. Panele polikrystaliczne i panele monokrystaliczne dobrze sprawdzają się w klimacie Polski. W Afryce mają małą wydajność, bo często się przegrzewają.

Panele cienkowarstwowe wymagają droższej instalacji wyposażonej np. w inwerter transformatorowy galwanicznie izolowany. Panele cienkowarstwowe starszej generacji są podatne na korozję warstwy TCO (ang. Transparent Conductive Oxide), która powoduje ich mętnieniem, a przez to spadek sprawności. Problem dotyczy w największym stopniu ogniw amorficznych (a-Si) oraz wykonanych na bazie tellurku kadmu CdTe produkowanych w układzie superstrate, w której płyta szklana bezpośrednio przylega do warstwy TCO.

Czym różnią się od siebie panele z krzemu amorficznego, CdTe, CIS i CIGS?

Panele z krzemu amorficznego mają sprawność rzędu 12%. Mają jednolitą brązową barwę. Z biegiem czasu charakteryzują się spadkiem mocy maksymalnej. Ma na to wpływ zjawisko Stablera-Wrońskiego, powodujące zmianę przewodności krzemu amorficznego pod wpływem światła słonecznego.

Panele CdTe zawdzięczają nazwę temu, że do ich wykonania użyto tellurek kadmu. Mają sprawność wynoszącą około 14%. Charakteryzują się jednolitą ciemną barwą, dzięki czemu ładnie prezentują się na elewacji. Zawartość kadmu nie stanowi zagrożenia dla środowiska w trakcie eksploatacji. Dopiero ich utylizacja może powodować pewne problemy i pociągać dodatkowe koszty.

Panele CIS wykonane z miedzi, indu, selenu. Panele CIGS wykonane z miedzi, indu, selenu i galu. Charakteryzują się sprawnością rzędu 8%. Tak jak panele CdTe mają jednolitą ciemną barwę. Ciekawą ich właściwością jest dobre wykorzystanie promieniowania rozproszonego (dominującego np. w pochmurne dni).

Na co warto zwracać uwagę przy wyborze paneli?

W trakcie rozważań należy dokładnie przeanalizować karty katalogowe branych pod uwagę urządzeń. Rozważać należy tylko zakup urządzeń sprawdzonych producentów. Będziemy mieli wtedy gwarancję wydajnej i bezawaryjnej pracy przez najbliższe 25-30 lat. Renomowane firmy udzielają gwarancji aż na ćwierć wieku.

Jak czytać karty katalogowe paneli fotowoltaicznych?

Porównywać warto cztery parametry:

Awaryjność paneli fotowoltaicznych

Składają się na nią odporności na: zacienienie, uszkodzenia mechaniczne, podwyższone temperatury. Awaria może przesądzić o opłacalności danej inwestycji. W związku z czym powinniśmy zawsze wybierać panele fotowoltaiczne renomowanych producentów, z długim okresem gwarancji. Instalacji powinny dokonywać autoryzowane ekipy.

Temperature Coefficient of Power

Temperaturowy współczynnik mocy, określa spadek wydajności paneli na skutek podwyższonej temperatury. Wynosi on od około -0.24%/°C dla paneli cienkowarstwowych, do nawet -0.45%/°C w przypadku paneli monokrystalicznych i paneli polikrystalicznych. Wartości określane są względem paneli pracujących przy temperaturze powietrza wynoszącej 20°C.

Spadek mocy maksymalnej w czasie

Wraz z upływem czasu moc maksymalna użytkowanych paneli fotowoltaicznych spada. Jest to zjawisko prawidłowe i oparte na prawach fizyki. Jego przebieg w funkcji czasu powinien być opisany w charakterystyce panelu. W przypadku większości paneli wynosi on około 1% rocznie.

Moc uzyskiwana w mniej sprzyjających warunkach

Moc paneli fotowoltaicznych przedstawiana przez producenta (określana w Wp), jest zawsze wartością maksymalną uzyskaną w warunkach laboratoryjnych STC (ang. Standard Test Conditions). Pomiary są prowadzone przy natężeniu promieniowania słonecznego na poziomie 1000 W/m2, temperaturze 25°C i spektrum promieniowania dla gęstości atmosfery równej 1,5. Przy doborze paneli powinno się także przeanalizować dodatkowe informacje dotyczące ich wydajności w mniej sprzyjających warunkach.

Podsumowanie

  1. Panele monokrystaliczne, tak jak monolit, są jednolite w swojej strukturze
  2. Mniejsza wydajność paneli polikrystalicznych nie oznacza, że panel polikrystaliczny będzie wytwarzał mniejszą moc, niż panel monokrystaliczny. Jeśli do budowy elektrowni słonecznej użyjemy paneli o mocy 250 Wp, to zarówno w przypadku panelu polikrystalicznego, jak i panelu monokrystalicznego otrzymamy taką samą moc. Panel polikrystaliczny będzie po prostu nieco większy niż panel monokrystaliczny o tej samej mocy.
  3. Panel monokrystaliczny najłatwiej poznać po charakterystycznych pustych miejscach, które wyglądają na panelu jak kropki.
  4. Sprawność paneli w monokrystalicznych jest wyższa o kilka procent niż paneli polikrystalicznych.
  5. Różnica cen sprzyja zwiększonemu zainteresowaniu inwestorów panelami polikrystalicznymi.
  6. Panele fotowoltaiczne polikrystaliczne to idealne rozwiązanie, jeśli nie jesteśmy ograniczeni powierzchnią, na której mają zostać zamontowane.

Jeśli chcecie wiedzieć więcej o OZE, to zapraszamy do innych podstron!