Rodzaje paneli fotowoltaicznych – parametry, różnice, ceny

Stojąc przed kwestią założenia instalacji fotowoltaicznej, trzeba podjąć między innymi decyzję o rodzaju paneli fotowoltaicznych, które mają być w niej wykorzystane. Okazuje się, że różnice pomiędzy poszczególnymi typami paneli mogą być znaczne – dotyczyć zarówno parametrów technicznych, jak i sposobu montażu oraz samej ceny. Można zdać się w tej kwestii na wiedzę doświadczonego instalatora, ale warto mieć również swoje własne rozeznanie dotyczące dostępnych na rynku najlepszych paneli fotowoltaicznych. 

Rodzaje ogniw fotowoltaicznych

Najbardziej ogólny podział obejmuje przynależność paneli fotowoltaicznych do pierwszej lub drugiej generacji (pierwszego lub drugiego typu). Istniejące panele trzeciej generacji nie mają znaczącego udziału w rynku ze względu na ich wysoką cenę i niską wydajność. Różnice pomiędzy poszczególnymi rodzajami paneli fotowoltaicznych są znaczne, co w konsekwencji przekłada się na sprawność i wydajność całej instalacji. Jakie zatem powinny być dobre panele fotowoltaiczne?

Panele fotowoltaiczne I generacji – mono- i polikrystaliczne

Wszystkie rodzaje paneli fotowoltaicznych należących do tej grupy oparte są o wykorzystanie krzemu. Ich konstrukcja posiada złącze p-n, czyli połączenie warstw o różnym stopniu przewodnictwa. Wśród paneli z tej grupy rozróżniamy panele monokrystaliczne i polikrystaliczne.

• Monokrystaliczne – wykonane z pojedynczych kryształów krzemu, charakteryzujące się uporządkowaną strukturą i jednolitą czarną barwą. Zaliczane są do najlepszych paneli fotowoltaicznych ze względu na wysoką sprawność* w granicach 15-19%. Konieczność odpowiedniego przycinania kryształu wpływa jednak na ich wyższą cenę.

• Polikrystaliczne –  do ich produkcji używane są bloki krzemowe zbudowane z wielu kryształów. Pocięte na kwadratowe płytki tworzą panel o niebieskiej, mieniącej się barwie. Ich sprawność jest również niższa niż paneli monokrystalicznych – zawiera się w przedziale 14-18%. Pewną zaletą takich paneli są mniejsze spadki wydajności wraz ze wzrostem temperatury oraz niższa cena produkcji.

*Sprawność paneli fotowoltaicznych to procent światła słonecznego padającego na 1 m2 powierzchni paneli, które w wyniku procesów zachodzących w ogniwie zostaje zamienione na prąd stały. Sprawdź jak działa fotowoltaika – zasada działania instalacji fotowoltaicznej

Panele fotowoltaiczne II generacji – panele cienkowarstwowe

Budowa tego rodzaju paneli fotowoltaicznych opiera się na wykorzystaniu również innych pierwiastków niż krzem: miedzi, indu, galu czy selenu. Mają ogólnie niższą sprawność w porównaniu z panelami krzemowymi. W warunkach laboratoryjnych jest to (dla większości rodzajów znajdujących się w tej grupie) około 13%, a w codziennym użytkowaniu jedynie jakieś 10%. Panele te cechuje natomiast długa żywotność, a niektóre z nich wyróżniają się także niskimi kosztami produkcji. Mamy tu kilka rodzajów ogniw fotowoltaicznych:

• amorficzne – ogniwa wykonane z wykorzystaniem krzemu, który nie posiada krystalicznej struktury. Krzem nie występuje tu w postaci plastrów, a jedynie jest nanoszony cienką warstwą na inny materiał, na przykład na szkło. Ogniwa takie mają najniższą sprawność (około 10%) zarówno w porównaniu do ogniw, w których wykorzystywany jest krzem, jak również wśród paneli cienkowarstwowych. Stosowane są często w urządzeniach codziennego użytku – między innymi w kalkulatorach. 

• CIGS, CIS – rodzaj paneli fotowoltaicznych osiągających dobrą sprawność (14%) w tej grupie produktów, porównywalną z ogniwami monokrystalicznymi. Ich produkcja jest jednak dość kosztowna (wykonane są z selenku indowo-miedziowego), więc stosowane są zazwyczaj w budynkach korporacyjnych i użyteczności publicznej.

• ogniwa CdTe –swoją charakterystyczną czerwoną barwę zawdzięczają tellurkowi kadmu, którego pozyskanie również wpływa na bardzo wysoką cenę paneli. Wydajność rzędu 12%. Ogniwa te są elastyczne, często wykorzystywane do przyklejania na różne powierzchnie.

• Ogniwa GaAs – technologia wykorzystująca w produkcji ogniw arsenek galu. Bardzo drogie w produkcji, stosowane głównie do budowy statków kosmicznych oraz dużych instalacji pracujących w nietypowych warunkach.

Panele fotowoltaiczne III generacji – ogniwa barwnikowe

Do trzeciego typu paneli fotowoltaicznych należą ogniwa barwnikowe zbudowane na bazie polimerów, pozbawione złącza p-n. Ich działanie opiera się na zjawisku fotosyntezy. Składają się z komórek zawierających syntetyczny barwnik (przypominający budową chlorofil). Ogniwa te są odporne na zacienienia, więc mogą zostać użyte w miejscach, w których nie ma bezpośredniego nasłonecznienia. Niestety cechuje je również niska wydajność, bo mniej więcej 8%, połączona z wysoką ceną produkcji (do ich wytworzenia używana jest platyna). W porównaniu z ogniwami fotowoltaicznymi I i II grupy cechuje je również znacznie krótsza żywotność. Kombinacja tych cech sprawia, że są one praktycznie niedostępne na polskim rynku.

Jaki rodzaj paneli fotowoltaicznych wybrać?

Najczęściej używane są wciąż ogniwa mono- i polikrystaliczne, ze zdecydowaną przewagą tych pierwszych. Do 2018 roku tendencja była odwrotna – na rynku dominowały tańsze panele polikrystaliczne. Ostatnie lata przyniosły jednak niezwykle dynamiczny rozwój i zmianę na rzecz instalacji z ogniwami monokrystalicznymi. Aktualny raport Rynek Fotowoltaiki w Polsce 2021 opublikowany przez Instytutu Energetyki Odnawialnej wskazuje 98% udział w rynku paneli monokrystalicznych i jedynie 2% – polikrystalicznych.

Przemawia za nimi wydajność, dostępność i prostota montażu. Pod względem wydajności mogą się z nimi równać panele cienkowarstwowe CIGS, jednak decydując się na konkretny rodzaj ogniw fotowoltaicznych, warto mieć na uwadze jak najlepszy stosunek jakości do ceny. Oprócz sprawności tego elementu instalacji znaczenie ma również jego żywotność.

Kwestię wyboru paneli rozsądnie jest pozostawić specjalistom, którzy ocenią indywidualną sytuację, możliwości montażu, ilość dostępnego miejsca, nasłonecznienie i wiele innych parametrów mogących mieć wpływ na końcową wydajność całej instalacji. Zatem jeśli rozważasz montaż fotowoltaiki – skontaktuj się z nami. Dobierzemy rodzaj instalacji optymalny do warunków i Twojego zapotrzebowania na prąd.