Jakie panele fotowoltaiczne wybrać?

Czym jest fotowoltaika?

Fotowoltaika to technologia, która polega na pozyskiwaniu energii słonecznej, by następnie przetworzyć ją w energię elektryczną. Prąd zmienny jest wytwarzany z promieniowania słonecznego za pomocą odpowiednich falowników. Ponieważ ta technologia wykorzystuje promieniowanie słoneczne, aby wytworzyć prąd, musi być jasno. Niektóre fotoogniwa dobrze radzą sobie z absorpcją światła odbitego, dzięki czemu charakteryzują się wysoką sprawnością, nawet w bardzo pochmurne dni. Ilość prądu, jaką można wytworzyć za pomocą paneli solarnych, zależy od 3 czynników:

•  mocy instalacji,
• kąta nachylenia paneli,
• intensywności promieniowania.

Chociaż fotowoltaika to dość młoda technologia, to jednak w ostatnich miesiącach można zaobserwować jej dynamiczny rozwój. Co chwilę na rynku pojawiają się nowe ogniwa fotowoltaiczne o wysokiej efektywności i dużej mocy. Zmiany widać również w konstrukcji modułów, które stają się coraz większe, zaś ich rozmiary dochodzą nawet do 3 m². Dzięki temu idealnie nadają się do tworzenia naziemnych farm słonecznych. Większość klientów wybiera jednak mniejsze moduły fotowoltaiczne, które można łatwo zamontować na dachu budynku.

Budowa paneli fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne składają się z modułów, a te z ogniw. Surowcem wykorzystywanym do produkcji tych ostatnich jest krzem, występujący w fotoogniwach pod różnymi postaciami. Pełni funkcję półprzewodnika, który gromadzi energię pochodzącą ze słońca i pozwala przekształcić ją w prąd. Pojedyncze ogniwa fotowoltaiczne mają małe wartości napięć i mocy, dlatego niezbędne jest ich połączenie w ramach modułu i panelu, co pozwala zsumować moc energii, jaką wytwarzają. By instalacja działała efektywnie, wykorzystane do jej budowy moduły powinny pochodzić od jednego producenta oraz należeć do tego samego typu.

W przypadku paneli fotowoltaicznych częściej mówi się o ich sprawności (efektywności) niż wydajności. Na czym polega różnica? Wydajność paneli solarnych zależy od ich parametrów eksploatacyjnych oraz intensywności promieniowania słonecznego. Z kolei sprawność wskazuje, jak wiele mocy można uzyskać z pojedynczego modułu. Jeśli wynosi np. 20%, to oznacza to, że średnio 1/5 pozyskanej energii słonecznej jest przetwarzana w prąd. Im bardziej sprawna jest instalacja, tym mniej modułów potrzeba, by wytworzyć określoną ilość energii elektrycznej. Jeśli zastanawiasz się, jakie panele fotowoltaiczne wybrać, pamiętaj, że na rynku dostępne są produkty o różnej sprawności. Dlatego przed podjęciem ostatecznej decyzji, zapoznaj się ze specyfikacją producenta. Zwróć uwagę na to, by różnice w efektywności modułów nie wynosiły więcej niż 0,5%. 

Panele fotowoltaiczne – rodzaje

Podstawowym kryterium służącym do klasyfikowania modułów fotowoltaicznych jest technologia wytwarzania ogniw, jakie się w nich znajdują. Wraz z tym wyróżnia się:

• ogniwa monokrystaliczne (czarne),
• ogniwa polikrystaliczne (niebieskie),
•  ogniwa amorficzne (ciemnobordowe).

Panele monokrystaliczne są wytwarzane z ogniw, składających się z jednego dużego kryształu krzemu. Kryształ jest następnie cięty na cienkie plastry. Proces produkcji ogniw monokrystalicznych jest skomplikowany i kosztowny, co przekłada się na cenę gotowego modułu. Ich sprawność jest jednak wysoka i wynosi ok 18%.

Moduły polikrystaliczne, zwane również multikrystalicznymi, są produkowane z odpowiednio przygotowanych krzemowych płytek. Do produkcji ogniw polikrystalicznych wykorzystuje się kilka mniejszych monokryształów krzemu. Zdaniem ekspertów panele tego rodzaju są nieco mniej efektywne niż moduły wykonane z ogniw monokrystalicznych, ale różnice w sprawności są bardzo małe i wynoszą zaledwie 2%.

W mniejszych urządzeniach, które nie potrzebują dużej ilości energii, często wykorzystywane są ogniwa amorficzne, nazywane także cienkowarstwowymi. To stosunkowo tanie w produkcji ogniwa słoneczne, które składają się z cieniutkich warstw krzemu, pełniących rolę półprzewodników. Te warstwy w procesie produkcji nakłada się na gładką powierzchnię, wykonaną np. ze szkła. Wiele osób na etapie poszukiwania odpowiednich rozwiązań solarnych do swojego domu zastanawia się, czy warto kupić panele amorficzne. Podejmując decyzję, trzeba pamiętać, że ich sprawność jest stosunkowo niska, gdyż wynosi ok 8%. Z tego względu ta technologia z reguły jest wykorzystywana do budowy dużych instalacji solarnych.

Na rynku dostępne są także ogniwa fotowoltaiczne z warstwą PERC (ang. Passivated Emitter Rear Cell). Ta technologia znacząco poprawia absorpcję promieniowania słonecznego, co pozwala zwiększyć sprawność instalacji. Jeśli szukasz wysokiej jakości paneli fotowoltaicznych, możesz się również spotkać z panelami wytwarzanymi w technologii HALF CUT. Takie moduły składają się z połówkowych ogniw fotowoltaicznych, które posiadają większą moc wyjściową i charakteryzują się wyższą wytrzymałością mechaniczną.

Jak działa instalacja fotowoltaiczna?

Systemy fotowoltaiczne składające się z wielu modułów mogą mieć zróżnicowaną strukturę. W tzw. systemach prostych wytworzony prąd jest przekazywany bezpośrednio do zasilanych urządzeń. Jego napięcie jest jednak niskie, przez co taki system nie będzie w stanie zapewnić odpowiedniej ilości energii dla urządzeń potrzebujących dużej mocy. Systemy umiarkowane, stosowane do budowy instalacji domowych, są wyposażone w specjalne falowniki. Za ich pomocą prąd stały jest przekształcany w prąd zmienny o różnych zakresach. Taka instalacja pozwala zaspokoić podstawowe potrzeby typowego gospodarstwa domowego. W przypadku systemów profesjonalnych wykorzystywane są zarówno falowniki, jak i moduły sterujące. Te ostatnie umożliwiają zarządzanie zasilaniem kilku budynków, a także ilością prądu oddawanego do sieci. Systemy profesjonalne są zazwyczaj stosowane w dużych gospodarstwach rolnych lub obiektach przemysłowych.

Zdaniem ekspertów odpowiednio zaprojektowana i właściwie zamontowana instalacja jest w stanie pokryć całoroczne zapotrzebowanie na energię elektryczną typowego gospodarstwa domowego. Prąd wyprodukowany za pomocą paneli fotowoltaicznych może być zużywany na bieżąco, zaś jego nadwyżka jest przekazywana do sieci energetycznej. By wykorzystać nadwyżki wyprodukowanej energii w nocy lub w dni o małym nasłonecznieniu, konieczna jest wymiana licznika prądu, na taki o charakterze dwukierunkowym. Takie urządzenie z jednej strony zlicza, ile energii oddajesz do sieci, a z drugiej, ile energii z niej pobierasz.

Wytrzymałość paneli fotowoltaicznych

Ponieważ instalacje fotowoltaiczne znajdują się na zewnątrz i są narażone na oddziaływanie niekorzystnych warunków atmosferycznych, wiele osób zastanawia się, jaka jest wytrzymałość ogniw solarnych. Większość producentów zapewnia, że nowoczesne moduły fotowoltaiczne charakteryzują się wysoką trwałością, wynoszącą nawet 30 lat, oraz sprawnością na poziomie co najmniej 80%. Jeśli zastanawiasz się, skąd taka pewność, skoro fotowoltaika to dość młoda technologia, to musisz wiedzieć, że wprowadzane na rynek moduły są testowane w nowoczesnych laboratoriach. Tam sprawdza się ich odporność na promieniowanie słoneczne oraz oddziaływanie niekorzystnych związków chemicznych znajdujących się w powietrzu. Przeprowadzane są również badania, za pomocą których ocenia się odporność instalacji na gradobicie, a także zmiany temperatury. Wysoką trwałość instalacji potwierdza również długi okres gwarancyjny, wynoszący co najmniej 10, a nierzadko nawet 25 lat.

Eksploatacja i serwisowanie paneli solarnych

Obsługa instalacji solarnej, jak i utrzymanie jej wysokiej sprawności są bardzo proste. Odpowiednio zamontowanych paneli nie trzeba serwisować, co znacząco obniża koszt ich utrzymania. Kontrola działania instalacji odbywa się w trybie zdalnym, za pomocą sieci Wi-Fi. Modułów nie trzeba również czyścić, chociaż by utrzymać wysoką sprawność instalacji, warto zadbać o to, aby nie były one przysłonięte, np. przez liście zalegające na dachu. Zaletą instalacji fotowoltaicznej jest także jej wysoka bezawaryjność, co wynika m.in. z tego, że moduły składają się ze stałych, nieruchomych elementów.

Inwestycja w fotowoltaikę to spory koszt, dlatego warto pomyśleć o odpowiednim zabezpieczeniu instalacji, np. na wypadek jej uszkodzenia w wyniku silnego wiatru. Nietrudno wyobrazić sobie sytuację, że podczas huraganu zostanie zerwany dach, a wraz z nim poszczególne moduły. Z tego względu, kupując ubezpieczenie domu, warto rozszerzyć polisę tak, by jej ochrona obejmowała również panele solarne.

Jak wybrać dobre panele fotowoltaiczne?

Chcesz wiedzieć, jakie panele fotowoltaiczne powinieneś wybrać do swojego domu? Jeśli tak, musisz wziąć pod uwagę kilka czynników:

• ilość energii, jaką chcesz wytworzyć, co pozwala ocenić moc gotowej instalacji,
• ilość miejsca na dachu – im jest go mniej, tym sprawniejsza powinna być instalacja,
• parametry ogniw fotowoltaicznych – im wyższe, tym mniej modułów będziesz musiał kupić,
• umiejscowienie paneli – jeśli przez część dnia będą zacienione, to najlepiej zbudować instalację z takich ogniw fotowoltaicznych, które dobrze radzą sobie z absorpcją światła odbitego,
• czas gwarancji, jakiej udziela producent, i zakres usług serwisowych, jakie oferuje.

Najwyższą sprawność posiadają panele monokrystaliczne. Do ich zalet należy też długi czas potencjalnej eksploatacji, wynoszący co najmniej 30 lat. Struktura kryształu, z którego składają się ogniwa monokrystaliczne, sprawia, że są to najwydajniejsze panele fotowoltaiczne dostępne obecnie na rynku. Osiągają bardzo dobre parametry, jeśli chodzi o pobór energii słonecznej i produkcję energii elektrycznej. Chociaż sprawność paneli polikrystalicznych jest nieco niższa, to jednak mają kilka istotnych zalet. Jedną z ważniejszych jest niższy spadek mocy w przypadku wzrostu temperatury. Panele fotowoltaiczne polikrystaliczne lepiej radzą sobie również z wyłapywaniem promieniowania odbitego i załamanego. Tym samym ilość energii, jaką można wytworzyć za ich pomocą, podlega mniejszym wahaniom.

Chociaż panele amorficzne czy polikrystaliczne są mniej wydajne niż panele monokrystaliczne, to jednak argumentem, który często przekonuje inwestorów do ich zakupu, jest koszt budowy instalacji. Cena, jaką trzeba zapłacić za panele amorficzne, jest zdecydowanie niższa niż koszt zakupu paneli solarnych o wyższych parametrach. Trzeba jednak pamiętać, że aby uzyskać odpowiednią moc, liczba takich paneli musi być bardzo duża, przez co rzadko są one stosowane do budowy instalacji dachowych.

Fotowoltaika to technologia mająca pozytywne opinie wśród osób, które z niej korzystają. Pozwala na wytwarzanie energii elektrycznej ze słońca, co znacząco wpływa na spadek rachunków za prąd. Wysoki popyt na panele solarne wynika również z możliwości uzyskania dofinansowania do budowy instalacji. Z tego względu coraz więcej właścicieli nieruchomości decyduje się na montaż paneli fotowoltaicznych na dachu własnego domu.