Jakie są rodzaje ogniw fotowoltaicznych w panelach PV?

rodzaje ogniw fotowoltaicznych

Zanim zdecydujesz się na założenie paneli fotowoltaicznych na dachu swojego domu lub na gruncie z wykorzystaniem odpowiedniego stelażu, powinieneś między innymi poznać rodzaje ogniw fotowoltaicznych. Jakie są w sprzedaży i czym się od siebie różnią?

Każda instalacja fotowoltaiczna składa się z pojedynczych elementów, złączonych w większą konstrukcję. Elementami tymi są ogniwa czy też panele fotowoltaiczne, których zadaniem jest wytwarzanie energii elektrycznej. Na rynku dostępne są różne rodzaje ogniw fotowoltaicznych, które mogą działać w odmienny sposób.

Czym są ogniwa fotowoltaiczne i jak działają?

Ogniwa łączone są w panele lub moduły. Zbudowane są z półprzewodnika, którym najczęściej jest krzem, stąd też i nazwa ogniw krzemowych. Półprzewodnik ten odpowiada za przeprowadzenie procesu przemiany energii promieni słonecznych na energię elektryczną, w postaci prądu stałego, z udziałem specjalnego urządzenia nazywanego falownikiem.

Rodzaje paneli fotowoltaicznych i ich ogniw

Istnieje co najmniej kilka kryteriów wyodrębniania rodzajów ogniw fotowoltaicznych. Między innymi można podzielić je na trzy generacje, przy czym pierwsza generacja obejmuje ogniwa, które opierają swoją budowę o krzem i można wśród nich wymienić monokrystaliczne lub polikrystaliczne. Jest jednak także druga z generacji ogniw fotowoltaicznych, gdzie w ich budowie wykorzystywany jest inny pierwiastek niż krzem. Jest to zwykle arsenek galu lub dwuselenek indowo-miedziowy. Najrzadziej zaś występuje rodzaj ogniw fotowoltaicznych III generacji.

Ogniwa fotowoltaiczne pierwszej generacji

Wymieniając różne rodzaje ogniw, należy wspomnieć o podziale ogniw fotowoltaicznych na ogniwa pierwszej lub drugiej generacji. Pierwsze z nich to inaczej ogniwa krzemowe, które w swojej budowie wykorzystują kryształy krzemu – pierwiastka dobrze znanego i wykorzystywanego na wiele różnych sposobów. Ich konstrukcja opiera się o tzw. złącza P-N.

Zalety ogniw krzemowych

Zaletą ogniw fotowoltaicznych klasyfikowanych wśród ogniw krzemowych jest wysoka dostępność – wiele firm produkuje takie panele fotowoltaiczne. Rodzaje stosowanych tu rozwiązań pozwalają na dopasowanie ich do twoich indywidualnych potrzeb i wymagań, a krzemowe ogniwa mają relatywnie wysoką sprawność i efektywność działania. Co więcej, ich zaletą pozostaje to, że dają możliwość współpracy z dowolnym inwerterem (falownikiem).

Zobacz też:  Program Mój Prąd – zdobądź dofinansowanie do instalacji fotowoltaicznej

Możesz zdecydować się na dwa rodzaje ogniw fotowoltaicznych krzemowych:

  • ogniwa monokrystaliczne;
  •  ogniwa polikrystaliczne.

Czym charakteryzują się ogniwa monokrystaliczne?

Jak sama nazwa wskazuje, ogniwa monokrystaliczne są wykonane z dużego, jednego, monolitycznego kryształu krzemu o okrągłym kształcie, co powoduje, że każde ogniwo ma doskonałą strukturę wewnętrzną i wysoką sprawność działania przekraczającą 20 procent. Producenci tych rodzajów modułów fotowoltaicznych nadają im kształt wielokątów, by jak najlepiej dopasować je do kształtu prostokątnego gotowych paneli fotowoltaicznych. 

Czym odznaczają się ogniwa polikrystaliczne?

Ogniwa polikrystaliczne również są wykonane z krzemu, lecz nie z jednego kawałka kryształu, tylko z masy małych kryształków. Dzięki temu można im nadać prostokątny kształt, który pokrywa jednolicie całą powierzchnię panelu PV. Nie ma tu żadnych strat przy jego konstruowaniu. Gdybyś przyjrzał się dokładnie panelom z ogniwami polikrystalicznymi, zauważyłbyś, że mają widoczne kryształki krzemu. Cechuje je relatywnie wysoka sprawność, do 18 proc., choć nie tak duża jak ogniw fotowoltaicznych monokrystalicznych. Za to koszty ich produkcji są niższe, dzięki czemu ten rodzaj paneli fotowoltaicznych automatycznie jest tańszy.

Ogniwa fotowoltaiczne drugiej generacji

Charakterystyczne dla paneli fotowoltaicznych drugiej generacji jest to, że mają wyjątkowo cienką warstwę aktywną, odpowiadającą za produkcję prądu. Jest ona nawet do stu razy cieńsza od płytki krzemowej, czyli ma od 1 do 3 mikrometrów. Takie panele są lekkie, tańsze w produkcji i sprzedaży od innych rodzajów ogniw fotowoltaicznych, ale ich sprawność jest niższa – średnio wynosi 10 procent i mniej. Opierają się na złączu P-N, jak w przypadku paneli I generacji, ale wykorzystują w swojej budowie:

  • Krzem amorficzny – tani w produkcji, który cechuje się wysoką sprawnością przy pochłanianiu promieniowania słonecznego;
  • CIGS – to mieszanina miedzi, selenu, indu i galu;
  • CdTe – tellurek kadmu.
Zobacz też:  Kredyt na fotowoltaikę, czyli jak sfinansować inwestycję w domową elektrownię słoneczną?

Najlepiej ogniwa fotowoltaiczne II generacji sprawdzają się w miejscach, w których są one narażone na wpływ wysokiej temperatury, przekraczającej optymalną na poziomie 25 stopni Celsjusza oraz przy dużym nasłonecznieniu. Wolniej tracą one swoją moc przy instalacji paneli fotowoltaicznych w strefie tropikalnej. Nie są drogie, ale mają niższą odporność na efekt zacienienia. Niewielu producentów oferuje ogniwa fotowoltaiczne II generacji.

Ogniwa III generacji

Najnowsze, czyli trzecie generacje ogniw fotowoltaicznych, obejmują taki rodzaj paneli fotowoltaicznych, które bazują na materiałach nietoksycznych i przy tym ogólnodostępnych, dlatego są dosyć tanie. Mogą być wytwarzane z polimerów, które działają bliźniaczo podobnie do półprzewodników w krzemowych ogniwach. Na podłoże z tworzywa sztucznego nanoszone są polimery w formie nadruku, gdzie w cząsteczce występują naprzemienne wiązania pojedyncze i podwójne. Nie mają złącza P-N, dlatego nie mogą współpracować z klasycznymi półprzewodnikami, jakie stosowane są w panelach I i II generacji. Niestety, ale panele te mają bardzo niską sprawność i trwałość. Są bardzo cienkie i lekkie, a przy tym giętkie i elastyczne.

Który rodzaj paneli fotowoltaicznych wybrać?

Coraz większa liczba rodzajów ogniw fotowoltaicznych sprawia, że może być ci trudno dokonać trafnego wyboru takiego rodzaju paneli słonecznych, który najlepiej sprawdzi się w twoim przypadku. Najczęściej będą to rozwiązania I generacji, czyli ogniwa krzemowe. Jeśli najbardziej zależy ci na obniżeniu kosztów inwestycji w panele fotowoltaiczne, wybierz ogniwa polikrystaliczne. Podział ogniw fotowoltaicznych według ich sprawności pokazuje jednak, że lepsze pod tym względem będą monokrystaliczne.

Jak widać, nie ma jednoznacznej odpowiedzi, który rodzaj paneli fotowoltaicznych będzie najlepszy. Można jednak powiedzieć, że najbardziej istotne są kwestie ceny i wydajności. Jeśli łączą się one w danym typie ogniwa, warto postawić właśnie na takie rozwiązanie.

Dyplomowany budowlaniec, utrzymujący się z układania słów w treści. Prywatnie miłośnik ogrodnictwa, zafascynowany odnawialnymi źródłami energii i szansą, jaką stają się dla naszej planety. W wolnych chwilach poświęca czas dobrej książce i aktywności fizycznej.

Podziel się opinią na temat artykułu

Dodaj Odpowiedź

EkoHub
Logo