Dorota
Niezależnie od tego, czy jesteś początkującym, czy ekspertem w tej dziedzinie, będziesz musiał poznać różne rodzaje i parametry paneli fotowoltaicznych, aby zrozumieć, jak je zaprojektować i wykorzystać dla maksymalnej wydajności. Istnieją trzy rodzaje paneli, a są to monokrystaliczne, cienkowarstwowe i polikrystaliczne. Te typy różnią się sposobem pochłaniania światła, blokowania i omijania diod oraz współczynnikami temperaturowymi.
Monokrystaliczne
W przeciwieństwie do polikrystalicznych paneli fotowoltaicznych, panele monokrystaliczne wykonane są z pojedynczego kryształu krzemu, który ma wyższą sprawność. Panele te są jednak droższe.
Sprawność panelu fotowoltaicznego można zwiększyć poprzez zwiększenie ilości promieniowania słonecznego. Sprawność panelu monokrystalicznego waha się między 16 a 24 procentami, podczas gdy sprawność panelu polikrystalicznego jest bliższa 14 procentom.
Monokrystaliczne panele fotowoltaiczne są nieco droższe od polikrystalicznych, ale ich wyższa wydajność oznacza, że można uzyskać więcej energii elektrycznej z paneli – fragment ten został zaczerpnięty od specjalistów strony Portal Zdrowie & Uroda. Koszt jednego wata w przypadku panelu monokrystalicznego wynosi około 0,50 do 0,80 USD.
Wydajność paneli polikrystalicznych jest mniej więcej taka sama, a koszt za wat jest nieco wyższy. Niemniej jednak panele polikrystaliczne mają szereg zalet w stosunku do paneli monokrystalicznych, w tym niższe koszty instalacji.
Sprawność panelu PV zależy również od układu i konfiguracji jego ogniw. Na przykład monokrystaliczne panele fotowoltaiczne z krzemu wytwarzają o 50% więcej mocy niż arkusze polikrystaliczne.
Monokrystaliczne panele fotowoltaiczne są również bardziej wydajne pod względem odporności na ciepło. W rzeczywistości panele polikrystaliczne są lepiej przystosowane do regionów o wyższych temperaturach. Ośmiokątny kształt płytek monokrystalicznych nadaje im niepowtarzalny wygląd.
Monokrystaliczne panele fotowoltaiczne są również bardziej trwałe niż panele polikrystaliczne. Oznacza to, że mają dłuższą żywotność. Są też bardziej dyskretne i lepiej dopasowane do koloru dachu. Mają też bardziej rozbudowaną ofertę produkcyjną.
W końcu jest wiele rodzajów paneli słonecznych do wyboru. Najlepszy wybór jest oparty na potrzebach i budżecie twojego domu. Ważne jest, aby wybrać odpowiedni rodzaj panelu dla swojego domu.
Thin-film
Kilka czynników wpływa na rodzaj paneli fotowoltaicznych, których będziesz potrzebował. Czynniki te obejmują wydajność, estetykę i koszty instalacji. Istnieją trzy podstawowe rodzaje paneli, monokrystaliczne, polikrystaliczne i cienkowarstwowe. Istnieje również kilka różnych technik produkcji.
Panele monokrystaliczne, zwane również panelami z krzemu krystalicznego, mają elegancki wygląd. Ich moc znamionowa wynosi od 240 do 300 watów. Są tańsze niż panele cienkowarstwowe. Mają jednak wyższą moc wyjściową i wydajność. Mają czarny wygląd. Mają najlepszy współczynnik temperaturowy.
Panele polikrystaliczne są zazwyczaj używane do zastosowań domowych. Są droższe niż panele cienkowarstwowe, ale mają elegancki wygląd. Panele polikrystaliczne mają moc od 240 do 300 watów. Są one mniej wydajne niż panele monokrystaliczne. Są jednak bardziej opłacalne.
Krzem amorficzny (a-Si) jest drugim najbardziej rozpowszechnionym typem paneli cienkowarstwowych. Pochłania on promieniowanie słoneczne 40 razy skuteczniej niż krzem krystaliczny. Jest idealny dla urządzeń konsumenckich, które wymagają małej mocy. Jest również idealnym rozwiązaniem dla fotowoltaiki zintegrowanej z budynkami. Krzem amorficzny jest podobny do standardowych paneli z płytek krzemowych. Jest również podobny do zwykłego szkła.
Panele polikrystaliczne z biegiem lat poprawiły wskaźniki mocy dzięki nowym technikom produkcji. Krzem amorficzny jest mniej wydajny niż panele polikrystaliczne. Panele te są tańsze w produkcji niż krystaliczne panele krzemowe. Są one również tańsze w instalacji. Mają jednak krótszą żywotność. Mają wyższy koszt kilowatogodziny.
CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) to kolejny rodzaj technologii cienkowarstwowej. Panele CIGS są mniej konkurencyjne niż panele krzemowe. W testach laboratoryjnych mają sprawność przekraczającą 20%. W swojej konstrukcji wykorzystują również materiały toksyczne. Do tych materiałów należą kadm i cynk.
Współczynnik temperaturowy
Za pomocą współczynnika temperaturowego można obliczyć maksymalną moc modułu PV w różnych temperaturach. Jest to szczególnie ważne w kontekście globalnego ocieplenia. Jeśli jesteś na rynku nowych paneli słonecznych, warto zbadać współczynnik temperaturowy.
Współczynnik temperaturowy mierzy zmianę prądu wyjściowego modułu PV dla każdej zmiany temperatury o jeden stopień Celsjusza. Należy pamiętać, że współczynniki temperaturowe różnią się u poszczególnych producentów. Na przykład, panele słoneczne przeznaczone do montażu na słupie mogą mieć współczynnik temperaturowy -0,25 na degC, podczas gdy te przeznaczone do montażu na dachu mogą mieć współczynnik -0,4 na degC.
Wspomniane -0,25 na degC jest trochę po stronie małych wartości i miałoby skromny wpływ na moc panelu. Z drugiej strony, panel o temperaturze -0,4 stopni Celsjusza miałby znaczący wpływ, zmniejszając produkcję nawet o 26 procent.
Użycie współczynnika temperaturowego do pomiaru wydajności panelu słonecznego jest jedynym sposobem na zapewnienie, że otrzymujesz najlepszą możliwą wydajność. W zależności od modelu, temperatura panelu określi, czy otrzymujesz najwięcej mocy ze swojego zakupu.
Współczynniki temperaturowe mogą być mierzone w wielu różnych temperaturach, od 25 st. C do 65 st. C. Należy pamiętać, że temperatura modułu PV jest w dużej mierze zależna od poziomu napromieniowania.
Stosowanie współczynnika temperaturowego jest mądrym posunięciem, ponieważ pomaga podejmować bardziej świadome decyzje o zakupie. Jednak współczynniki temperaturowe są przydatne tylko wtedy, gdy rozumie się, co mierzą i jak je interpretować.
Najlepszym sposobem na określenie współczynnika temperaturowego panelu słonecznego jest przeczytanie arkusza danych producenta. W szczególności należy szukać „współczynnika temperaturowego” „najlepszego” panelu, czyli temperatury, w której panel PV będzie pracował z maksymalną wydajnością.
Diody blokujące i bocznikujące
Zasadniczo w panelach fotowoltaicznych występują dwa rodzaje diod. Są to diody blokujące i bocznikujące. Diody te służą do ochrony ogniw słonecznych przed gorącymi punktami, a także zapewniają niskooporową ścieżkę przepływu prądu wokół zacienionych ogniw słonecznych.
Diody bocznikujące są podobne do diod blokujących, ale służą do innych celów. Diody te są umieszczane szeregowo lub równolegle z ogniwami słonecznymi w matrycy PV. Służą one do zapobiegania przepływowi prądu wstecz przez ciąg ogniw, co zapobiegnie rozładowaniu akumulatora w nocy. Stosowane są również w matrycach słonecznych z równoległym rozgałęzieniem.
Mogą być stosowane w kolejnych generacjach matryc ogniw słonecznych. Stosowane są również w kosmicznych matrycach ogniw słonecznych.
O wartości ogniwa fotowoltaicznego decyduje wiele czynników. Należą do nich: wielkość ogniwa, rodzaj materiału półprzewodnikowego oraz ilość bezpośredniego światła słonecznego padającego na ogniwo. Sprawność konwersji energii słonecznej jest również czynnikiem.
Jeśli ogniwo ulegnie awarii, napięcie wzdłuż całej linii może spaść. Może to spowodować wyłączenie systemu. Wynika to z faktu, że ogniwo nie generuje wystarczającej mocy. Będzie to miało wpływ na moc wyjściową matrycy fotowoltaicznej.
Jeśli panel jest zacieniony, prąd wytwarzany przez ogniwa będzie rozpraszał się do otoczenia. Doprowadzi to w końcu do uszkodzenia ogniwa. Ogniwo w końcu stanie się opornikiem półprzewodzącym. Będzie działało jak rezystor i zacznie generować moc wsteczną. Będzie też działać jako półprzewodnikowy RS.
Z kolei jeśli ogniwo znajdzie się w pełnym słońcu, to prąd wytworzony przez ogniwo będzie płynął przez panel. Dzięki temu panel będzie mógł produkować energię elektryczną.