Panele fotowoltaiczne

Co wchodzi w skład zestawu fotowoltaicznego?

Nie musimy dokonywać oddzielnego zakupu potrzebnych elementów fotowoltaiki (między innymi panele fotowoltaiczne). Wydaje się, że może być to tańsza opcja, jednak ceny gotowych zestawów nie są droższe niż komponentów które wchodzą w ich skład. Prawdopodbnie w każdym funkcjonującym zestawie oferowanym na rynku znajdziemy:

Najważniejszym elementem instalacji są oczywiście panele fotowoltaiczne. To właśnie w nich zachodzą procesy odpowiedzialne za generowanie prądu w naszej mikroelektrowni. Jak są zbudowane? Jaki rodzaj wybrać?

Zasada działania panelu fotowoltaicznego

Elementem odpowiedzialnym za produkcję energii jest ogniwo słoneczne. To własnie w nim następuje przemiana energii promieniowania słonecznego na elektryczną. Fotony padające na półprzewodnik typu p-n mają większą energię niż szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika. Skutkuje to tym, że elektrony przemieszczają się do obszaru n, a dziury do obszaru p. W związku z tym pojawia się różnica potencjałów, czyli napięcia elektrycznego. Oświetlony element układu funkcjonuje jako ogniwo elektryczne. Najczęściej zbudowane są z krzemu, germanu lub selenu. Szeregowe połączenie wielu ogniw nazywamy baterią słoneczną. Końcowa moc zależy od ilości i jakości zastosowanych komponentów.

Budowa panelu fotowoltaicznego

Każdy panel fotowoltaiczny zbudowany jest z dwóch warstw półprzewodnika. Pierwsza z nich to cienka, górna warstwa typu n pokryta dodatkowo elektrodą ujemną i powłoką antyrefleksyjną, pod nią zaś znajduje się grubsza warstwa typu p. Między warstwami występuje różnica potencjałów. Całość obejmuje aluminiowa rama, a ogniwa chronione są warstwą hartowanego szkła i podwójną warstwą folii EVA. Ogniwa krystaliczne złączane są ze sobą przewodami przewodzącymi prąd - szynowodami. Standardowo w skład jednego modułu wchodzi 60 ogniw o wymiarach około 15x15cm. Ostatecznie wymiary pojedynczego panelu wynoszą Około 200 cm x 100 cm x 4 cm i osiągają wagę 21kg. Nowością na rynku są ogniwa z warstwą PERC, która umieszczona w spodniej warstwie panelu odbija promienie słoneczne które nie wytworzyły jeszcze elektronu dzięki czemu mają możliwość wyprodukować energię jeszcze raz. W przypadku tradycyjnych paneli owe promienie są bezpowrotnie tracone.

Rodzaje ogniw fotowoltaicznych

Obecnie na rynku znajdziemy dwie generacje ogniw:

  • Ogniwa grubowarstwowe (Generacja I) dzielą się na:

    -monokrystaliczne - Najwydajniejszy rodzaj ogniwa, zbudowane są z monokryształu krzemu. Charakteryzuje je długa żywotność i wysoka wydajność, jednak sprawia to również, że są najdroższym rodzajem dostępnych paneli. Wyróżniają się czarnym kolorem.

    -polikrystaliczne - Mniej wydajne a co z tym idzie tańsze w produkcji ogniwa zbudowane z nieregularnych krzemowych płytek. Wyróżniają się kolorem niebieskim

  • Ogniwa cienkowarstwowe (Generacja II) - Są wyjątkowo cienkie (od 0,001 do 0,08 mm) dzięki czemu mogą być stosowane jako elementy budowlane. Zbudowane są z tellurku kadmu lub krzemu amorficznego. Ich cena jest zdecydowanie niższa niż paneli które zawierają w sobie krystaliczny krzem.

Reasumując mamy wybór między tańszą, ale mniej wydajną opcją a droższą, bardziej optymalną.