Czym się różni panel monokrystaliczny od polikrystalicznego?
Fachowiec spojrzy na panele i wie czy są to panele polikrystaliczne czy panele monokrystaliczne. Skąd wie? Już zdradzamy sekret.
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. Dodatkowo, panel polikrystaliczny można poznać po niejednolitej powierzchni, na której widać kryształy krzemu.
Oba urządzenia, składają się z ogniw fotowoltaicznych, które łączy się by uzyskać większe napięcie. W efekcie uzyskujemy moduł (panel) w kształcie prostokąta.
Panele mono czy polikrystaliczne - które 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 sięgającą od 17 do 22%. 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 zatem droższe niż panele polikrystaliczne o ok. 15%.
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. Producenci paneli, dokładają jednak wszelkich starań, aby rozwiązać ten problem.
Panele polikrystaliczne
Panele polikrystaliczne są wykonane z materiału, który ma częściowo uporządkowaną strukturę. Ich wydajność z m2 jest mniejsza niż w ogniwach monokrystalicznych i oscyluje w granicach maksymalnie 17%.
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 nim pustych miejsc. Całość zajmują ogniwa.
Panele polikrystaliczne czy monokrystaliczne? A może jeszcze inne?
Najpopularniejsze i najlepiej sprawdzone są panele polikrystaliczne i panele monokrystaliczne - to one zdominowały rynek fotowoltaiki dla domu jak i między innymi fotowoltaiki dla firm.
Istnieją jednak również inne typy paneli - np. panele cienkowarstwowe. Są to panele:
- z krzemu amorficznego - mają sprawność rzędu 12%. Mają jednolitą brązową barwę. Z biegiem czasu charakteryzują się spadkiem mocy maksymalnej.
- 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. Ich skład i utylizacja może stwarzać pewne niebezpieczeństwo dla człowieka i pociągać dodatkowe koszty.
- CIS, CIGS - wykonane są z miedzi, indu, selenu lub z miedzi, indu, selenu i galu. Charakteryzują się sprawnością rzędu 8%. Mają jednolitą ciemną barwę, a ich ciekawą właściwością jest dobre wykorzystanie promieniowania rozproszonego (dominującego np. w pochmurne dni).
Panele cienkowarstwowe są tańsze niż panele polikrystaliczne czy panele monokrystaliczne. Niestety mają niższą sprawność (ok. 10 %) niż panele polikrystaliczne (sprawność około 16-17 %) i panele monokrystaliczne (sprawność do 18-22 %).
Zarówno panele polikrystaliczne, jak i panele monokrystaliczne są zdecydowanie cięższe niż panele cienkowarstwowe. Inną 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.
Oprócz zdecydowanie niższej sprawności, warianty cienkowarstwowe wymagają droższej instalacji wyposażonej np. w inwerter transformatorowy galwanicznie izolowany. Urządzenia te (szczególnie starszej generacji) bywają też 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.
Monokrystaliczne czy polikrystaliczne - na co warto zwracać uwagę przy wyborze poszczególnych 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 - panel monokrystaliczny a polikrystaliczny
- Panele monokrystaliczne, tak jak monolit, są jednolite w swojej strukturze
- 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.
- Panel monokrystaliczny najłatwiej poznać po charakterystycznych pustych miejscach, które wyglądają na panelu jak kropki.
- Sprawność paneli w monokrystalicznych jest wyższa o kilka procent niż paneli polikrystalicznych.
- Różnica cen sprzyja zwiększonemu zainteresowaniu inwestorów panelami polikrystalicznymi.
- 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!
