Fotowoltaika cienkowarstwowa

Alternatywą dla klasycznych, sztywnych paneli fotowoltaicznych jest wykorzystanie elastycznego, dwucentymetrowego modułu dopasowującego się do kształtu dachu. Wykorzystanie tego typu paneli jest szczególnie kuszące dla posiadaczy dachów o nietypowym kształcie.

Panele cienkowarstwowe

Oferowane są jedynie przez kilku producentów, na przykład Sharp. Powierzchnia absorbująca światło jest aż 350 razy mniejsza niż w standardowych panelach montowanych na dachach lub gruncie. To właśnie tej właściwości zawdzięczają swoją nazwę. Najczęściej rozwój technologii na rynku następuje gdy zachodzi potrzeba obniżenia kosztów by rozszerzyć produkcję lub polepszyć parametry techniczne i przyciągnąć nowych, potencjalnych klientów. W tym przypadku nie było inaczej - panele fotowoltaiczne naklejane na dach wykorzystują inne pierwiastki niż krzem, dzięki czemu są wyjątkowo elastyczne a jednocześnie tańsze. Technologia ich produkcji jest efektem poszukiwania alternatywy dla tego wymagającego półprzewodnika. Ostatecznie nie zrezygnowano z niego jednak całkowicie. Pośród czterech najpopularniejszych metod wytwarzania paneli tego typu nadal znajduje się krzem, jednak w innej formie. Rezygnuje się z kruchej postaci krystalicznej na rzecz krzemu bezkształtnego, podobnego do tego w wyświetlaczach LCD.

Metody produkcji

W takim razie jakie pierwiastki wykorzystuje się w produkcji paneli cienkowarstwowych?

  • tellurek kadmu (panel CdTe) to najbardziej spopularyzowany pierwiastek w produkcji paneli cienkowarstwowych. Stanowi prawdopodobnie 50% całego rynku tego produktu. Jego wadą jest wykorzystanie kadmu, który jest toksyczny i w razie awarii zagraża środowisku naturalnemu.
  • arsenek galu (panel GaAs) stosowany w nietypowych warunkach, na przykład na stacjach kosmicznych
  • miks indu, galu i selenu (moduł CIGS) o sprawności od 12% do 14%
  • silikon amorficzny (panel a-Si) najbardziej zbliżony do standardowych paneli krzemowych. Jest mniej wydajny niż konkurencyjne technologie, ale nie jest toksyczny, więc w przypadku uszkodzenia nie zaszkodzi tak bardzo środowisku. Najczęściej wykorzystuje się go w elektronice użytkowej, gdzie wymagane obciążenia są niskie.

Za i przeciw paneli cienkowarstwowych

Ze względu na swoje rozmiary i wykorzystane technologie, elastyczne moduły są dużo lżejsze i przede wszystkim cieńsze od tradycyjnych paneli. Zaletą jest również atrakcyjny wygląd i możliwość dopasowania się niemal do każdej powierzchni. Pomimo niskiej ceny krzemu która sprzyja sprzedaży modułów tradycyjnych, panele tego typu pozostają w sferze zainteresowań dzięki swoim nietypowym właściwościom. Warto wymienić ich najważniejsze cechy:

  • moc wyjściowa ograniczona w mniejszym stopniu przez wysokie temperatury
  • mniejsza ilość zużytych materiałów do produkcji
  • estetyczny wygląd
  • kształt dopasowany do potrzeb klienta
  • efektywna praca przy niewielkiej ilości światła
  • zaciemnienie modułów nie wpływa na niego tak jak na standardowe panele

Niestety panele cienkowarstwowe nie są zawsze idealnym rozwiązaniem. Mają pewne wady, które wykluczają je z okręgu zainteresowań wielu inwestorów. Przede wszystkim:

  • cechują się niską sprawnością - będziemy musieli ich kupić dużo więcej by osiągnąć porównywalne do standardowych modułów wyniki
  • stabilizacja nawet do pół roku
  • długi czas trwania montażu
  • niska wydajność długoterminowa
  • mała ilość falowników które obsługują tego typu panele
  • toksyczne materiały wykorzystywane do produkcji

Wykorzystanie w praktyce

Obecnie technologia modułów cienkowarstwowych nie jest polecana do wykorzystania w warunkach domowych. Zdecydowanie bardziej opłacalne są na razie panele klasyczne. Spadająca cena krzemu szczególnie korzystnie sprzyja fotowoltaice tradycyjnej. Pamiętajmy jednak, że badania i rozwój technologii trwa ciągle. Warto obserwować rynek i być na bieżąco z trendami, by nie przegapić okazji na inwestycję. Już teraz wielu klientów docenia potencjał modułów cienkowarstwowych i instaluje je na własnej posesji.

Rozwój technologii

Obecne trendy wskazują na rozwój w kilku kierunkach. Przede wszystkim poszukiwana jest najlepsza metoda wykorzystania fotowoltaiki jako materiału budowlanego. Już teraz powstają budynki ze zintegrowanymi panelami, jednak jeszcze daleko do powszechnego zastosowania tego rozwiązania. Panele wstawiane są w postaci dachówek, okien, wiat a nawet całych fasad. Wielu inwestorów docenia ich walory estetyczne oraz ekonomiczne wykorzystanie przestrzeni. Warto wspomnieć również o rozwiązaniu specjalistów z firmy Panasonic. Ich rozwiązanie łączy w hybrydowy sposób krzem amorficzny i krystaliczny, zyskując wyjątkową odporność na temperatury otoczenia.