RODZAJE PANELI FOTOWOLTAICZNYCH

Panele fotowoltaiczne konwertują energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Instalacja fotowoltaiczna przyłączona jest do instalacji elektrycznej budynku, wytwarzając w ten sposób prąd potrzebny do zasilania urządzeń w naszych domach czy przedsiębiorstwach. Wydajność, moc, odporność na warunki atmosferyczne oraz cena – to wszystko zależy od rodzaju paneli fotowoltaicznych.

Rynek paneli fotowoltaicznych oferuje szeroki wachlarz rozwiązań technologicznych, mających bezpośredni wpływ zarówno na ich wydajność jak i cenę. Choć cena jest bardzo często główną determinantą to w procesie decyzyjnym, należy zwrócić szczególną uwagę właśnie na ich wydajność, czyli rzeczywistą ilość promieniowania słonecznego, jaka przechodzi przez nasze panele i zostaje przetworzona w energię elektryczną. Wyróżniamy trzy podstawowe rodzaje paneli fotowoltaicznych: panele amorficzne, panele polikrystaliczne oraz panele monokrystaliczne. 

Panele amorficzne 

Aktualnie najrzadziej wybierane przez klientów. Nazywane także ogniwami cienkowarstwowymi, charakteryzują się bardzo niewielką wydajnością (ok. 6-10%) co ma bezpośrednie przełożenie na ich długofalową sprawność. Przy produkcji używa się krzemu amorficznego. Do ich bezwzględnych zalet należą przede wszystkim niska cena, odporność na zmianę temperatury oraz wyjątkowa lekkość i elastyczność. Panele amorficzne wytwarzane są zazwyczaj z jednego ogniwa. Ze względu na swoją wyjątkową lekkość montowane są na elewacjach budynków. Trzeba jednak zaznaczyć, iż takie rozmieszczenie paneli fotowoltaicznych ma niekorzystny wpływ na wydajność modułów fotowoltaicznych. 

Z modułami z krzemu amorficznego spotykamy się także w sprzętach codziennego użytku takich jak m.in. kalkulatory czy zegarki. 

Panele polikrystaliczne 

To kolejny rodzaj ogniw fotowoltaicznych coraz rzadziej stosowanych w instalacjach, głównie z powodu dość niskiej wydajności (ok. 14-16%) co również, tak jak w przypadku paneli amorficznych, sprawia iż muszą być montowane na dużych powierzchniach. Dotychczas były to jedne z najczęściej montowanych paneli fotowoltaicznych w Polsce z uwagi na fakt, iż dobrze sprawdzają się w warunkach gorszego nasłonecznienia.  Ich charakterystyczny jasnoniebieski kolor jest wynikiem budowy ogniw opartej na tzw. krzemie polikrystalicznym, oznacza to, że wykrystalizował on z wielu monokryształów krzemu. Ogniwa zazwyczaj mają kształt kwadratu lub prostokąta. Polikrystaliczne baterie słoneczne, w przeciwieństwie do paneli monokrystalicznych, są znacznie tańsze, co również determinuje ich wybór przez polskich konsumentów. 

Panele monokrystaliczne

Aktualnie najbardziej wydajne panele fotowoltaiczne na rynku (między 16-20%). Charakteryzują je pojedyncze ogniwa fotowoltaiczne z jednorodnego kryształu krzemu, zazwyczaj posiadające kształt wielokątów. Wpływa na to cięcie bloków krzemu w taki sposób, aby warstwy miały grubości ok. 0,3 mm. Kształt ośmiokąta wynika przede wszystkim z przyjętej strategii produkcyjnej, umożliwiającej maksymalne wykorzystania materiału oraz miejsca na panelach. Z uwagi na czasochłonny proces produkcji monokrystaliczne panele fotowoltaiczne charakteryzują się wyższą ceną w stosunku do amorficznych oraz polikrystalicznych. Ich udział na rynku fotowoltaiki w Polsce, zgodnie z danymi IEO, w 2019 r. wyniósł niecałe 80%. Takie rozwiązanie jest wyjątkowo korzystne dla osób, które mają ograniczoną powierzchnię, ale i dobrze nasłonecznioną. Wśród niewątpliwych zalet wyróżnić można także wysoką odporność na zmienne warunki atmosferyczne, ale przede wszystkim bezkonkurencyjną wydajność. Panele monokrystaliczne odznaczają się ciemniejszą barwą, bardzo często czarną co stanowi walor estetyczny dla coraz większej grupy klientów. 

Technologia modułów PV

Najbardziej rozpowszechnioną technologią dla modułów PV jest tzw. Half-Cut oraz PERC.

Perc

Technologia PERC (z ang. Passivated Emitter and Rear Cell)  to tzw. technologia pasywacji emitera tylnej części ogniwa charakteryzująca się dodatkową warstwą dielektryka w dolnej warstwie modułu, która działa jak reflektor. Pozwala to na ponowne odbicie się promieni słonecznych, które nie wygenerowały elektronu i stworzenie dodatkowej możliwości dla fotonu do wytworzenia energii. Wyprodukowanie dłuższej wiązki światła zwiększa więc wydajność paneli, zwłaszcza w bardziej pochmurne dni lub pod wieczór. 

Half-Cut

W technologii Half-Cut mamy do czynienia z modułami ciętymi na pół. Oznacza to, iż klasycznej wielkości ogniwo o wymiarach 156×156 mm zostaje przecięte na dwie części o wymiarach 156×78 mm. Dzięki takiemu rozwiązaniu z 60 ogniw (standardowa ilość ogniw w klasycznym module krzemowym) uzyskujemy 120 ogniw, które są ze sobą połączone w łańcuchy na panelu w sposób równoległy. Zastosowanie tej technologii zmniejsza natężenie prądu, a tym samym w znacznej mierze ogranicza straty mocy między modułem a ogniwem nawet o cztery razy. Przy panelach w systemie Half-Cut obciążenie prądowe znacznie spada, ogniwa fotowoltaiczne mniej się nagrzewają, co wpływa na ich wydajność oraz żywotność.

Główną zaletą instalacji fotowoltaicznych w systemie Half-Cut jest ich zwiększona wydajność przy częściowym zacienieniu, co nie ma miejsca w przypadku klasycznych paneli fotowoltaicznych. Niezależnie połączone połówki modułów nie ograniczają pracy całego ogniwa. Jeśli jedna część paneli zostanie zacieniona lub przybrudzona, pozostałe części w dalszym ciągu będą produkować energię, w przeciwieństwie do technologii standardowej gdzie brudne panele potrafią produkować nawet do 8% mniej energii elektrycznej.

Na rynku możemy spotkać się także z tzw. fotoogniwami barwnikowymi. Wykonuje się je np. z polimerów. W tego rodzaju rozwiązaniach energia wytwarzana jest w procesie sztucznej fotosyntezy. Taki typ ogniw charakteryzuje się niezwykłą lekkością i cienkością, a co ciekawe panele tego typu są przezroczyste, dlatego wykorzystuje się je m.in. jako płyty elewacyjne. Podczas ich produkcji nadrukowuje się na podłożu z tworzywa sztucznego warstwy polimerowe. Niestety wydajność tych paneli fotowoltaicznych nie jest zbyt wysoka i waha się w okolicach kilku procentów.

Jaki rodzaj paneli będzie dla nas najlepszy?

Aktualnie rynek paneli fotowoltaicznych w Polsce jest nasycony modelami mniej lub bardziej znanych producentów elementów instalacji. Dlatego każdy, kto zdecyduje się wdrożyć to rozwiązanie zarówno w swoim domu czy przedsiębiorstwie, może liczyć na szeroki wachlarz rozwiązań, pod względem wykorzystanej technologii, rodzaju zastosowanych materiałów, wyglądu zewnętrznego jak i ceny.

Zdecydowanie w celu realizacji montażu instalacji pierwszym krokiem powinno być spotkanie ze specjalistą z zaufanej firmy instalacyjnej w celu odbycia wizji lokalnej i rozmowy o indywidualnych zapotrzebowaniach klienta na energię elektryczną (przydatne będą tutaj rachunki za prąd obejmujące rok wstecz, aby dokonać możliwie najdokładniejszej analizy). Analiza domu i terenu należącego do klienta będzie tutaj odgrywała kluczową rolę w wyborze rodzaju paneli. Jeśli nie ma możliwości wykonania cięższej instalacji, panele amorficzne będą tutaj jedyną opcją. Jeżeli nasz budynek nie posiada przeciwskazań do montażu standardowej konstrukcji oraz ogniw o normalnej ciężkości, jednak naszym kryterium będzie cena – najlepiej będzie zdecydować się na panele polikrystaliczne. Nie ulega jednak wątpliwości, iż to właśnie dzięki panelom monokrystalicznym zapewnimy sobie największą wydajność.  Analizując rodzaje paneli i decydując się na ich zakup, musimy pamiętać o kilku ważnych kwestiach: jaka jest ich efektywność, czy są odporne na warunki atmosferyczne i uszkodzenia mechaniczne oraz jaką gwarancję posiadają.

Rynek PV w Polsce, czyli na co decydują się Polacy

Zgodnie z najnowszym wydaniem raportu „Rynek mikroinstalacji fotowoltaicznych Polska ‘19” przygotowanym przez Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej Polska PV, aż 79% Polaków zdecydowało się na panele monokrystaliczne.[1] Zauważono także tendencję wzrostową w zakresie wykorzystywania w domowych mikroinstalachach modułów Half-Cut, czyli modułów dzielonych na pół, dzięki czemu ze standardowej ilości 60 na panelu możemy uzyskać ilość 120. Ze statystyk możemy zaobserwować, że rodzaje paneli wykorzystywane w dzisiejszych instalacjach wyparły nieefektywne panele amorficzne. Ich ilość nie została nawet ujęta w zestawieniu.

Wykres prezentuje procentowy udział sprzedaży poszczególnych typów modułów pod względem mocy.

Źródło: http://polskapv.pl/wp-content/uploads/2020/05/Raport_PV_2019_SBF.pdf

Polacy coraz częściej decydują się na ogniwa fotowoltaiczne. Tendencja wzrostowa obserwowana jest zwłaszcza w ostatnich latach. Zgodnie ze stanem na 31 grudnia 2019 r. ich liczba wyniosła 162 055 sztuk co oznacza, że średnio, na co 36 domów mieszkalnych właściciele zdecydowali się na montaż paneli fotowoltaicznych. Należy zwrócić również szczególną uwagę na fakt, iż wraz ze wzrostem zainteresowania ogniwami słonecznymi rośnie również moc realizowanych inwestycji.

Ogniwa fotowoltaiczne pozwalają nam uniezależnić się od ciągłych wzrostów cen energii elektrycznej, a także zapewnić sobie nieprzerwane dostawy prądu. Pozytywnie wpływają na otaczające nas środowisko naturalne, znacząco ograniczając zanieczyszczenie powietrza. Dzięki niskiej awaryjności i długim terminom gwarancji producentów możemy być pewni, iż decydując się na instalację, decydujemy się na pewną inwestycję, która nie tylko się zwróci, ale i wygeneruje dla nas znaczne oszczędności na przestrzeni najbliższych 30 lat (średni czas działalności instalacji fotowoltaicznej).