Panele fotowoltaiczne w ostatnim czasie zyskują na popularności. Dzieje się tak z powodu mody na bycie proekologicznym, a przede wszystkim z powodu tego, że cena prądu obecnie wynosi coraz więcej. Rocznie oszczędności z fotowoltaiki mogą wynieść nawet kilka tysięcy złotych w zależności od zastosowanych ogniw fotowoltaicznych. W artykule będą zaprezentowane poszczególne rodzaje paneli fotowoltaicznych.
Panele fotowoltaiczne – podstawowe informacje
Należy na początku wyjaśnić, czym są panele słoneczne. To elementy wykonane z płytki krzemu, w których następuje zamiana promieniowania słonecznego na prąd, a to przekłada się na zjawisko, jakim jest produkcja energii elektrycznej. Ogniwa fotowoltaiczne są najczęściej klasyfikowane ze względu na materiał zastosowany do produkcji paneli. Ze względu na strukturę, ogniwa fotowoltaiczne dzielą się na trzy następujące po sobie generacje ogniw. Materiałem, który dominuje na rynku jako ich budulec, jest krzem. Najczęściej jest wykorzystywany w technologii paneli fotowoltaicznych. Panele fotowoltaiczne są to moduły półprzewodnika, które zapewniają przemianę energii typu bezpośredniego. Energia elektryczna powstaje dzięki przetwarzaniu promieni słonecznych w energię elektryczną potrzebną w każdym domu. Fotowoltaika oferuje różne panele fotowoltaiczne. Wymiary, rodzaj użytego materiału i cena stanowią ich główne kryterium różnicowania.
Jakie panele fotowoltaiczne wybrać (oferta 2018 – 2019)? Rodzaje ogniw fotowoltaicznych
Na rynku występuje kilka rodzajów ogniw, które są zbudowane z kryształu krzemu. Panele fotowoltaiczne tego typu dzielą się kilka rodzajów. Obecnie dominujące na rynku są takie panele słoneczne:
- ogniwa polikrystaliczne,
- ogniwa monokrystaliczne,
- ogniwa z krzemu amorficznego.
Należy pamiętać, że wyżej wymienione rodzaje paneli fotowoltaicznych mają wysoką żywotność, ich gwarancje przewidują okres 25 lat ich użytkowania. Przede wszystkim zaletami ogniw krzemowych jest ich szeroka dostępność oraz liczne grono producentów, którzy zajmują się ich produkcją oraz dystrybucją. Osoby, które zdecydują się na wybór paneli krzemowych, muszą pamiętać o relatywnie wysokiej sprawności i efektywności takiego ogniwa. Do ich wad należy zaliczyć podatność ogniwa na efekt zacienienia, co w przypadku tej instalacji związane jest z kurzem zalegającym na elementach modułów.
Panele polikrystaliczne
Przed omówieniem paneli fotowoltaicznych typu polikrystalicznych istotne jest stwierdzić, że ogniwo tego typu wykonane jest z bloku krzemu poddanego krystalizacji. Moduły tego typu są tanie i zapewniają wysoki poziom sprawności. Sprawność tych paneli fotowoltaicznych wynosi około 16%. Kształt paneli to złączone ze sobą płytki, które mają w sobie elektrody, a powstają w wyniku topienia bloków krzemowych. Panele polikrystaliczne wykorzystywane są najczęściej przez osoby, które po raz pierwszy stykają się z modułami fotowoltaiki.
Panele monokrystaliczne – co je wyróżnia?
Ten rodzaj ogniw fotowoltaicznych posiada równie wysoką sprawność. Panele monokrystaliczne wykonywane są z oczyszczonego piasku krzemowego z udziałem boru. Następnie forma ma kształt walca i jest przycinana w sposób laserowy w kwadratowe płytki.
Panele z krzemu amorficznego – podstawowe cechy
Panele fotowoltaiczne wykonane z krzemu amorficznego należą do drugiej generacji paneli. Ogniwa tego typu charakteryzują się tym, że są tanie w produkcji i dostępne po niskiej cenie, a ich główną zaletą jest wysoka sprawność. Należy jednak wiedzieć, że ogniwa typu amorficznego mogą mieć wysoką moc, co sprawia, że niezbędne jest przeprowadzenie odpowiedniej regeneracji.
Baterie fotowoltaiczne drugiej generacji – z czego są tworzone, jakie mają parametry?
Ogniwa wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej są tworzone z innych półprzewodników. Panele polikrystaliczne i monokrystaliczne są tworzone z krzemu z domieszką innych substancji, z kolei baterie drugiej generacji, posiadające większą sprawność, nie są tworzone z kryształu krzemu, a tworzą je elementy arsenku galu. Jest to półprzewodnik o jeszcze wyższej sprawności, która dochodzi do 46 %. Cena takich paneli jest jednak najwyższa, gdyż najczęściej takie technologie wykorzystywane są w technice wojskowej, zasilaniu statków kosmicznych lub w elektrowniach, które wykorzystują do działania panele słoneczne. Podmioty komercyjne, które najczęściej używają ogniw cienkowarstwowych, decydują się na ten krok ze względu na dużą żywotność. Rocznie podmioty inwestujące w tego typu rozwiązania, mogą zaoszczędzić znaczne środki, dzięki którym inne obszary działalności mogą być należycie doinwestowane.
Charakterystyczną cechą dla ogniw drugiej generacji jest to, że warstwa produkująca prąd jest cieńsza. Cena takich ogniw jest niższa niż fotowoltaika pierwszej generacji, jednak oferuje również niższą sprawność. W technologii produkcji ogniw drugiej generacji wykorzystywany jest cigs. To mieszanka indu, galenu, selenu i miedzi. Ind jest bardzo rzadkim pierwiastkiem, a jego produkcja światowa jest znikoma, gdyż wynosi około 500 ton, co przekłada się na jego cenę. Kolejnym rodzajem materiału, który wykorzystywany jest do produkcji takich baterii, jest cdte. Inaczej nazywany jest tellurkiem kadmu. Tellurek jest pierwiastkiem jeszcze rzadziej produkowanym, jego produkcja opiewa na 100 ton. Do zalet wykonanych z niego ogniw często zalicza się to, że najlepiej działają tam, gdzie panują wysokie temperatury. Dużo wolniejszy jest także spadek mocy w przypadku takich ogniw, co ma znaczenie przy ich działaniu. Sprawność baterii fotowoltaicznych drugiej generacji wynosi od 15 do 46 %. Istotną wadą jest to, że materiały do produkcji są uzyskiwane w małych ilościach, przez co ceny ogniw są wysokie. W ujęciu praktycznym nie są polecane użytkownikom, którzy zaczynają swoją przygodę z fotowoltaiką.
Panele trzeciej generacji – z czego wynika ich innowacyjność?
Najnowsza generacja ogniw fotowoltaicznych wykorzystuje materiały organiczne. Spośród nich wymienić należy polimery, mające podobne działanie do półprzewodników. Do produkcji ogniw fotowoltaicznych trzeciej generacji wykorzystuje się technologię, która polega na nanoszeniu na sztuczne podłoże polimeru, który ma formę nadruku. Taka metoda pozwala na masową produkcję ogniw. Sprawność tych baterii wśród wszystkich, innych typów paneli jest określona na 12%. Istotne jest stwierdzić, że ogniwa trzeciej generacji to tak naprawdę wiele różnych technologii, bazujących na nietoksycznych i ogólnodostępnych materiałach.
Producenci mogą oferować nabywcom tanie i szybko wytworzone baterie. Różnica między ostatnią, a dwoma pierwszymi generacjami ogniw polega na braku złącza PN, co oznacza brak możliwości współpracowania z tradycyjnymi półprzewodnikami. Zaletami kolektorów trzeciej generacji jest niski koszt produkcji i łatwość, a do ich głównych wad należy zaliczyć niską sprawność i mniejszą trwałość od pozostałych paneli. Istotne jest również to, że w ramach działań proekologicznych przy wymianie paneli tego typu można liczyć na całkowite poddanie materiałów użytych do ich zastosowania recyklingowi, co pozytywnie wpływa na środowisko.
Podsumowując, od wielu lat materiały używane do wytwarzania paneli słonecznych ewoluowały. Producenci zaczęli zwracać uwagę na innowacyjność i sprawność elementów, czego efektem było wynalezienie nowych sposobów produkcyjnych i wytworzenie generacji paneli słonecznych, które użytkownicy mogą zakupić w celu tzw. podejmowania działań proekologicznych.
