fbpx

Moduły fotowoltaiczne

Efekt fotowoltaiczny (fotoelektryczny) jest procesem generowania prądu elektrycznego z promieniowania elektromagnetycznego (światła). Pierwsze, znana demonstracja zjawiska fotoelektrycznego miała miejsce w 1839 r. i dokonał jej francuski uczony Edmond Becquerel. Dalsze badania nad fotoprzewodnikami przyniosły kolejne odkrycia, lecz dopiero w drugiej połowie XX wieku produkcja energii ze światła zyskała wymiar przemysłowy.

Pierwsze zastosowanie ogniw fotowoltaicznych miało miejsce w lotach kosmicznych, po obydwu stronach żelaznej kurtyny. W latach siedemdziesiątych XX wieku pojawiała się koncepcja wykorzystania generowanej w ten sposób energii jako alternatywy dla paliw kopalnych. Poprawiała się też sprawność paneli, która w roku 1960 przekroczyła 10% oraz obniżyła się cena, która jeszcze w latach sześćdziesiątych wynosiła ok. 100 USD za 1 wat energii, by w latach siedemdziesiątych spaść do 20 USD.

Dzisiaj przeciętna sprawność panelu zaczyna się od 18-19% i dochodzi do 22-24%, a koszt energii liczony w dolarach, w warunkach amerykańskich, wynosi ok. 0,50 USD za 1 wat.

Budowa instalacji fotowoltaicznej

Przydomowa instalacja składa się z paneli fotowoltaicznych, inwertera oraz licznika dwukierunkowego. Współczesne panele produkowane są z monokrystalicznego lub polikrystalicznego krzemu, które pełnią funkcję fotoprzewodnika. Ogniwa monokrystaliczne charakteryzują się wyższą sprawnością, a polikrystaliczne niższą ceną.

Rolą inwertera jest zamiana otrzymywanego prądu stałego na zmienny i przekazanie go do domowej instalacji energetycznej. Inwertery mogą być jednofazowe lub trójfazowe, w zależności od mocy samej instalacji. Drugim rozróżnieniem jest konstrukcja typu off-grid (wyspowa) i on-grid (sieciowa). Inwerter wyspowy nie pozwala na połączenie z energią z sieci i oddawanie do niej nadwyżek. Trzecią kategorią są inwertery podpięte bezpośrednio do paneli (mikroinwertery) lub wpięte szeregowo do połączonych ogniw (inwertery stringowe).

Licznik dwukierunkowy pozwala na oddawanie nadwyżek mocy do sieci energetycznej, skąd użytkownik może ją pobrać w okresie zwiększonego zapotrzebowania na prąd.

Ogniwa fotowoltaiczne

panele fotowoltaiczne dla domu

Ogniwo fotowoltaiczne (ogniwo słoneczne) jest urządzeniem elektrycznym, którego zadaniem jest przemiana energii świetlnej w prąd elektryczny o określonych parametrach. Pojedyncze ogniwa fotowoltaiczne są podstawowymi elementami składowymi większych struktur, zwanymi potocznie panelami słonecznymi. Same ogniwa potrafią być aktywowane przez każdy rodzaj światła, także sztucznego. Fotoelektryczne właściwości ogniw są wykorzystywane w różnych rozwiązaniach przemysłowych.

Ogniwa fotowoltaiczne noszą nazwę materiału, z którego zostały wytworzone, pozwalającego na absorpcje światła słonecznego. Zazwyczaj jest to krzem. Produkuje się z niego ogniwa polikrystaliczne (wielokrystaliczne) i ogniwa monokrystaliczne.

Technicznie, modele polikrystaliczne składają się z krzemowych monokryształów i wypełniacza amoficznego (mikrokrystalicznego lub nanokrystalicznego). Nieregularna struktura takiego panelu powoduje, że przekazywana wewnątrz niego energia jest częściowo rozpraszana. W efekcie wydajność energetyczna jest ogniwa obniżona, a temperatura jego pracy wyższa.

Modele monokrystaliczne są wytwarzane albo poprzez topienie krzemu i jego filtrację, albo też poprzez samoczynne formowanie się struktur krystalicznych (hodowla kryształów). Co ciekawe, najbardziej popularną, współczesną metodą produkcji monokryształów krzemu jest technologia polskiego chemika i metaloznawcy, Jana Czochralskiego z 1915 roku.

Montaż paneli

Skuteczność instalacji fotowoltaicznej w dużej mierze jest uzależniona od optymalnego montażu paneli. Miejsca zacienione drzewami, schowane pomiędzy kominami i wykuszami dachu lub położone w sąsiedztwie wysokich budynków, będą miały niższą sprawność.

Podobnie może być w przypadku paneli fotowoltaicznych instalowanych w różnych kierunkach geograficznych. Zawsze wtedy część instalacji będzie pracować z niższą efektywnością. Jeżeli zostaną połączone szeregowo z jednym inwerterem, to w efekcie obniży się moc generowana z całego zestawu.

Skuteczność paneli

Skuteczność energetyczna paneli mierzona jest wg normy STC, czyli Standard Test Conditions. Są to warunki laboratoryjne, uwzględniające temperaturę 25 stopniach Celsjusza nasłonecznienie 1 tys. wat na 1 metr kwadratowy panela przez okres 1 godziny. Panele polikrystaliczne pracują z efektywnością ok 18%, monokrystaliczne ok. 22%. Przyjmuje się, że w Polsce panel jest w stanie wyprodukować rocznie od 0,8 tys. do 1 tys. kW wg norm STC.

Dobrze jest przyjąć alternatywnie także inny sposób kalkulacji sprawności paneli. NOCT (ang. Normal Operating Cell Temperature) uwzględnia naturalne warunki atmosferyczne pracy. To znaczy niższą temperaturę powietrza, mniejsze nasłonecznienie oraz lekki wiatr chłodzący instalację. Stosując normy NOCT należy zmniejszyć oczekiwaną sprawność produkcyjną paneli o ok. 25%

Wybór paneli

Praktycznie całość światowej produkcji paneli krzemowych jest zlokalizowana w Chinach z uwagi na niskie koszty pracy oraz energii przemysłowej. W Europie najczęściej są tylko składane. W naszej ofercie znajdą Państwo panele i moduły PV następujących firm:

  • Winaico – wywodzący się z Tajwanu, operujący globalnie producent, oferujący produkty średniej półki cenowej
  • Bruk-Bet – polski producent paneli fotowoltaicznych, szybko zdobywający rynek krajowy i europejski
  • Sun Power – wywodzący się z Kalifornii, największy amerykański producent paneli, którego produkty zasilały m.in misję Pathfinder, bezzałogowych samolotów elektrycznych.
  • REC Solar Holdings AS – norweski producent specjalizujący się w energii słonecznej, znany z wysokiej jakości swoich wyrobów.

Nasi specjaliści chętnie podzielą się swoją wiedzą i pomogą w wyborze najlepszego rozwiązania. Dostosowanego do Państwa oczekiwań i potrzeb. Będzie nam miło wesprzeć Państwa decyzje w zakresie wyboru najlepszych paneli.