Polikrystaliczne panele PV zbudowane są z wielu kryształów krzemu, dają niższą wydajność (14-17%), ale są tańsze. Charakteryzują się niebieskim, niejednolitym kolorem. Monokrystaliczne panele tworzone z pojedynczych kryształów krzemu osiągają wyższą sprawność (17-22%) przy wyższej cenie. Mają jednolity czarny kolor i lepiej działają przy słabym nasłonecznieniu. Zajmują mniej miejsca przy tej samej mocy i cechują się dłuższą żywotnością (25-40 lat) w porównaniu do paneli polikrystalicznych (20-35 lat).
Wybranie odpowiednich paneli fotowoltaicznych to ważna decyzja przy planowaniu instalacji słonecznej, która będzie miała długoterminowy wpływ na efektywność całego systemu. W aktualnych realiach rynkowych dominują dwa główne typy ogniw: monokrystaliczne i polikrystaliczne, różniące się wyglądem i parametrami technicznymi i wydajnością energetyczną. Panele monokrystaliczne, rozpoznawalne po charakterystycznej ciemnej, niemal czarnej barwie, wytwarzane są z pojedynczego kryształu krzemu o uporządkowanej strukturze atomowej. Proces ich produkcji jest bardziej skomplikowany i kosztowny, co bezpośrednio przekłada się na wyższą cenę końcową. Technologia wytwarzania wymaga zastosowania bardzo czystego krzemu (o czystości 99,999%), a sam proces krystalizacji jest bardzo precyzyjny i czasochłonny.
Podstawowe różnice w wydajności energetycznej
Polikrystaliczne moduły fotowoltaiczne wyróżniają się niebieskim, niejednolitym zabarwieniem i są produkowane z wielu małych kryształów krzemu. Ich współczynnik sprawności energetycznej oscyluje zazwyczaj między 15% a 17%, co jest wartością niższą niż w przypadku ogniw monokrystalicznych (które osiągają sprawność nawet do 22%). Można jednak zauważyć, że w warunkach zachmurzenia lub rozproszonego światła – panele polikrystaliczne mogą wykazywać lepszą efektywność. „Różnica w wydajności staje się szczególnie widoczna w czasie intensywnego nasłonecznienia, kiedy to monokrystaliczne ogniwa w pełni wykorzystują swój potencjał”. Musimy wziąć pod uwagę takie czynniki jak: temperatura pracy, współczynnik temperaturowy czy degradacja czasowa.
- Sprawność energetyczna monokrystalicznych: 18-22%
- Sprawność energetyczna polikrystalicznych: 15-17%
- Żywotność obu typów: 25-30 lat
Aspekty techniczno-ekonomiczne wyboru paneli
Przy podejmowaniu decyzji o wybraniu konkretnego typu paneli, znaczenie ma analiza stosunku jakości do ceny oraz dostępnej powierzchni montażowej.
Monokrystaliczne moduły fotowoltaiczne sprawdzą się świetnie w przypadku ograniczonej przestrzeni instalacyjnej (dzięki wyższej sprawności na metr kwadratowy). Parametry techniczne – takie jak współczynnik temperaturowy mocy (który określa spadek wydajności przy wzroście temperatury) czy tolerancja mocy – powinny być dokładnie przeanalizowane w kontekście lokalnych warunków atmosferycznych. Czy musimy dopłacić do monokrystalicznych paneli? To zależy od własnych możliwości finansowych. „Wybranie między technologiami powinien być podyktowany przede wszystkim lokalnym mikrokliatem i charakterystyką zużycia energii” – tak brzmi jedna z podstawowych zasad projektowania systemów fotowoltaicznych.
Starcie tytanów fotowoltaiki – które panele słoneczne sprawdzą się najlepiej w Twoim domu?
Sprawność energetyczna paneli monokrystalicznych jest mocno wyższa i waha się między 15% a 22%, daje to lepsze wykorzystanie dostępnej przestrzeni na dachu. Te wysokowydajne moduły świetnie sprawdzają się w warunkach ograniczonej powierzchni montażowej. Charakteryzują się też lepszą pracą w okresach zachmurzenia i przy wyższych temperaturach, co jest ważne w polskim klimacie. Panele polikrystaliczne, choć tańsze w produkcji, osiągają sprawność na poziomie 13-17%.
Wymagają więc większej powierzchni, aby uzyskać tę samą moc co ich monokrystaliczne odpowiedniki. Można jednak zauważyć, że różnica w rzeczywistej produkcji energii między tymi technologiami nie jest już tak dramatyczna jak parę lat temu. Wybranie konkretnego rozwiązania powinien być podyktowany przede wszystkim dostępną powierzchnią montażową, budżetem oraz lokalnymi warunkami nasłonecznienia. W tym roku zauważalny jest trend spadku popularności paneli polikrystalicznych na rzecz bardziej wydajnych modułów monokrystalicznych.
Jak długo przetrwają różne rodzaje paneli słonecznych w ekstremalnych warunkach?
Konstrukcja ogniw fotowoltaicznych opiera się na warstwowej budowie z wykorzystaniem półprzewodników. Najpopularniejsze ogniwa krzemowe monokrystaliczne wyróżniają się wydajnością do 22% i trwałością sięgającą 25-30 lat. Polikrystaliczne moduły, choć tańsze w produkcji, dają nieco niższą sprawność około 17-19%.
- Ogniwa cienkowarstwowe (CIGS, CdTe)
- Ogniwa perowskitowe nowej generacji
- Klasyczne ogniwa krzemowe
Technologia amorficznego krzemu, mimo niższej wydajności rzędu 7-10%, daje efekt świetnie w warunkach słabego nasłonecznienia i przy wysokich temperaturach. Nowoczesne ogniwa tandemowe, łączące różne technologie, pozwalają osiągać rekordowe sprawności przekraczające 26%.
Wpływ nanocząstek metalicznych na wydajność ogniw słonecznych
Zastosowanie nanocząstek srebra i złota w warstwie aktywnej ogniw fotowoltaicznych prowadzi do sporego zwiększenia absorpcji światła.
Z pomocą zjawisku plazmonicznego rezonansu powierzchniowego, można uzyskać nawet 15% wzrost wydajności konwersji energii słonecznej. Naukowcy pracują nad optymalizacją wielkości i rozmieszczenia nanocząstek.
Fotowoltaiczne perły inżynierii – dlaczego PERC podbija świat?
Technologia PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) to przełomowe rozwiązanie w dziedzinie fotowoltaiki, które mocno zwiększa wydajność modułów solarnych. Z pomocą dodatkowej warstwie pasywacyjnej na tylnej powierzchni ogniwa, technologia PERC pozwala na zwiększenie sprawności modułu nawet o 2% w porównaniu do standardowych ogniw. Warstwa ta odbija światło, które przeniknęło przez ogniwo z powrotem do jego wnętrza, maksymalizując wykorzystanie energii słonecznej. Moduły PERC wyróżniają się lepszą wydajnością w warunkach słabego nasłonecznienia oraz przy wysokich temperaturach, co czyni je świetnym wyborem dla instalacji dachowych. Tak, technologia ta zmniejsza efekt degradacji indukowanej światłem (LID), wydłużając równocześnie żywotność paneli. W tym roku koszty produkcji ogniw PERC mocno spadły, co przyczyniło się do ich masowej adaptacji w przemyśle fotowoltaicznym. Obecnie większość przodujących producentów oferuje moduły oparte na tej technologii, uznając ją za standard w nowoczesnych instalacjach solarnych.
