Panele fotowoltaiczne:
rodzaje, parametry,
jakie wybrać

Fotowoltaika bardzo szybko rozwija się na polskim rynku. Z każdym rokiem zwiększa się moc zainstalowana z paneli fotowoltaicznych. Zmienia się również technologia produkcji poszczególnych komponentów i powstają nowe bardziej wydajne rozwiązania. Przekłada się to na szeroką gamę oferowanych produktów, których moduły różnią się wyglądem, budową czy materiałem, z którego zostały wykonane. Sprawdź, jakie są rodzaje paneli fotowoltaicznych.

Ogólna budowa i zasada działania fotowoltaiki jest zawsze taka sama. Panele fotowoltaiczne składają się z ogniw połączonych szeregowo-równolegle. Stanowią główny element całej instalacji, dlatego ich prawidłowy wybór jest bardzo ważny. Ze względu na rodzaj ogniw fotowoltaicznych panele można podzielić na:

- I generacji: polikrystaliczne i monokrystaliczne,
- II generacji: amorficzne i panele cienkowarstwowe.

Ten prosty podział nie wyczerpuje różnorodności i bogactwa rynku. Istniejące już inne rodzaje paneli, np. polimerowe czy barwnikowe. Są to jednak nadal produkty przyszłości, które nie trafiły jeszcze do powszechnego użytku.

Ogniwa polikrystaliczne, jak sugeruje już sama nazwa, składają się z wielu kryształów krzemu. Moduły wyróżnia kwadratowy kształt, niebieski kolor oraz charakterystyczne paski widoczne na powierzchni ogniw. Jeszcze kilka lat temu były powszechnie stosowane, jednak m.in. ze względu na wydajność oscylującą w granicach 14-18 proc.^[1] ustępują miejsca panelom monokrystalicznym.

Moduły monokrystaliczne to jedne z najnowocześniejszych rodzajów ogniw fotowoltaicznych. Charakteryzują się wysoką sprawnością dochodzącą do 23 proc.^[2], która wynika to głównie z technologii ich produkcji. Każde ogniwo powstaje z pojedynczego kryształu krzemu, dlatego elektrony mają więcej przestrzeni do poruszania się. Z tego powodu panele monokrystaliczne mają lepsze parametry sprawnościowe w stosunku do polikrystalicznych, a jednocześnie wymagają mniejszej powierzchni instalacyjnej. Ponadto wyróżniają się długą żywotnością oraz zwiększoną odpornością na wysokie temperatury i niekorzystne warunki atmosferyczne.

Ogniwa monokrystaliczne charakteryzują się czarną barwą. Dzięki temu fotowoltaika wygląda bardzo estetycznie, w szczególności, gdy zamontowana jest na ciemnym dachu. Moc pojedynczego modułu jeszcze nie tak dawno wynosiła około 300-360 Wp, obecnie te wartości częściej oscylują w granicach 400-500 Wp. Dlatego ten rodzaj paneli fotowoltaicznych idealnie sprawdzi się, gdy zaplanowana powierzchnia pod inwestycję jest ograniczona.

W przeciwieństwie do paneli mono- i polikrystalicznych, które składają się z zespołu połączonych ogniw, cały moduł amorficzny jest pojedynczym ogniwem fotowoltaicznym. Wytworzenie tego rodzaju paneli jest tanie ze względu na stosunkowo niewielką ilość wykorzystanego krzemu, którego cienka warstwa nanoszona jest na szkło lub inne podłoże. Panele amorficzne charakteryzują się znacznym stopniem pochłaniania światła oraz zwiększoną odpornością na wysokie temperatury.

Moduły te mają jednak także słabsze strony. Najpoważniejsza z nich to szybsza utrata wydajności w porównaniu z panelami pierwszej generacji (tj. polikrystalicznymi i monokrystalicznymi). Żywotność paneli amorficznych wynosi około 10 lat, a rzeczywista sprawność nie przekracza około 10 proc.

Technologia produkcji paneli cienkowarstwowych przypomina proces wytwarzania modułów amorficznych. Ogniwa zbudowane są jednak z innych pierwiastków niż krzem. Moduły mają grubość kilku mikrometrów, dlatego można je montować na elewacjach. Bardzo dobrze absorbują światło, ale mają stosunkowo słabą wydajność.

Do tego typu paneli fotowoltaicznych należą m.in. CIGS i CdTe. Ich nazwa pochodzi od symboli pierwiastków, z których zostały zbudowane. Ogniwa CIGS składają się z miedzi, indu, galu i selenu. Ogniwa CdTe wykonane są z półprzewodnika kadmu i tellurku.

Przed podjęciem decyzji dotyczącej wyboru rodzaju paneli fotowoltaicznych warto wziąć pod uwagę kilka czynników, w tym: wydajność, ich trwałość, żywotność, dostępną powierzchnię pod inwestycję oraz cenę. Jakie panele fotowoltaiczne wybrać? Ze względu na swoje właściwości najczęstszym wyborem są panele monokrystaliczne – wydajniejsze i trwalsze niż polikrystaliczne czy cienkowarstwowe.

W niektórych sytuacjach bardziej opłacalny może okazać się montaż paneli polikrystalicznych, które są tańsze od monokryształów. Dotyczy to np. inwestycji przeprowadzanej na potrzeby domków rekreacyjnych, z których korzysta się okazjonalnie w okresie letnim. Ponadto panele polikrystaliczne wykazują dobrą wydajność pracy przy częściowym zacienieniu.

Z kolei panele amorficzne i cienkowarstwowe z powodu słabszej wydajności oraz wytrzymałości nie są powszechnie stosowane w mikroinstalacjach. Z uwagi jednak na lekkość konstrukcji mogą stanowić element fasad czy elewacji, pełniąc jednocześnie funkcję dekoracyjną oraz generatora energii elektrycznej.

[1] [2] [3] Broszura „Dobre praktyki w MŚP panele fotowoltaiczne” KAPE/Ministerstwo Klimatu i Środowiska file:///C:/Users/11003013/Downloads/29_Instalacje_fotowoltaiczne.pdf