Wybranie paneli fotowoltaicznych do naszego budynku wcale nie jest takie proste. W tym wpisie postaramy się odpowiedzieć na takie pytania jak: główne różnice pomiędzy panelami, rodzaje paneli i ich jakość.
Panele fotowoltaiczne – komponenty
Przy wyborze komponentów do naszego systemu musimy sobie uświadomić, że większość paneli jest produkowana w Chinach. Dotyczy to również tych europejskich, w którym stosowane są chińskie ogniwa krzemowe. Możemy więc śmiało stwierdzić, że jakość większości urządzeń będzie na zbliżonym poziomie, choć zdarzą się wyjątki. Pamiętajmy jednak, by nie dać skusić się nad wyraz okazyjnej cenie – przy panelach niewiadomego pochodzenia koszt napraw/usprawnień może być bardzo wysoki. Duże różnice znajdziemy natomiast w konstrukcji samych falowników, które odpowiedzialne są za przetwarzanie prądu o stałym napięciu (z paneli na przemienny, nadający się do zasilania domowych urządzeń). Nie należy zatem oszczędzać podczas wyboru falownika do naszej instalacji. Zdajmy się na doświadczenie renomowanych firm. Początkowy koszt będzie może większy, niż w przypadku zastosowania dalekowschodniego zamiennika, jednak uchroni nas to przez zwiększeniem kosztów eksploatacji.
Dobra instalacja, mniejsze ryzyko awarii
Z przeprowadzonych badań i różnego rodzaju symulacji wynika, że dobry montaż paneli, poprawnie wykonana instalacja i zastosowanie komponentów o należytej jakości dadzą bardzo dobry stosunek mocy szczytowej do uzyskanej energii elektrycznej (1kW mocy szczytowej na 1000 kWh/rok). Jeżeli zdecydowalibyśmy się na zastosowanie najgorszych komponentów, uzyskalibyśmy moc mniejszą o około 25%.
Jeżeli jednak nie posiadamy ograniczonego miejsca dla paneli fotowoltaicznych, na pierwszym miejscu możemy postawić nie sprawność układu, a na przykład gwarancję producenta, serwis gwarancyjny/pogwarancyjny, rabaty. Najważniejszym w całym procesie instalacji naszych paneli jest nie kto inny jak sam instalator. Profesjonalista powinien dobrać sprzęt idealnie pod nasz budynek. Wszystko po to, by instalacja mogła dać z siebie 100%.
Panele fotowoltaiczne – rodzaje ogniw
Najpopularniejsze panele fotowoltaiczne, które przeznaczone są do domowego użytku, zbudowane są z ogniw krzemowych. Występują dwa rodzaje tychże ogniw: monokrystaliczne i polikrystaliczne. Pierwszy charakteryzuje się sprawnością na poziomie 18-22% oraz dużą trwałością. Obecnie dominuje jednak drugie rozwiązanie, którego sprawność wynosi 14-18%, a żywotność (liczona w latach) jest dużo mniejsza, niż w przypadku pierwszego rozwiązania. Całość sprowadza się tutaj do ceny, która przemawia na korzyść paneli polikrystalicznych. Stanowią one bowiem około 85-90% rynkowej oferty. Jeżeli chcemy pójść po najniższej linii oporu (czego nie polecamy) możemy wybrać ogniwa wykonane z krzemy amorficznego. Są one najmniej sprawne spośród wszystkich, ale ich cena również plasuje się na niskim poziomie. Ogniwa te charakteryzują się wysoką sprawnością początkową, która w warunkach eksploatacyjnych szybko się obniża. Przez to sprawność jest o około 30% niższa, niż w ogniwach o strukturze krystalicznej. Przekłada się to na większą powierzchnię paneli potrzebną do uzyskania założonej mocy.
W tym miejscu przejdźmy do fotoogniw drugiej generacji, tj. cienkowarstwowych. Komponenty te mogą być wykonane z krzemu amorficznego i mikrokrystalicznego. Proces tworzenia to nic innego jak rozpylanie krzemu na szklane (najczęściej) podłoże. Natomiast najnowsze konstrukcje fotoogniw oparte są na mieszaninie różnych półprzewodników (np. siarczku kadmu (CdS), arsenku galu (GaAs), tellurku kadmu (CdTe)). To właśnie do nich należą ogniwa CIGS, które charakteryzują się wyższą sprawnością, niż krzemowe rozwiązania. Ich największą zaletą jest cena. Na koniec zostały nam fotoogniwa trzeciej generacji, czyli ogniwa barwnikowe (stosowane nazwy skrótowe: DSC, DSSC, DYSC, BOS – barwnikowe ogniwo słoneczne). W rozwiązaniu tym energia elektryczna powstaje w procesie podobnym do fotosyntezy, która zachodzi w roślinach (różnica to zastosowanie sztucznego barwnika w ogniwach). Ich główną zaletą jest tania i ekologiczna produkcja. Pamiętajmy, że panele z rodziny DSC są zupełnie przezroczyste, co pozwala na montowanie ich jako np. płyt fasadowych.
Panele fotowoltaiczne – najważniejsze pojęcia
W tym miejscu chcielibyśmy Wam przedstawić najważniejsze informacje odnośnie paneli fotowoltaicznych. Poniżej znajdziecie listę najważniejszych pojęć wraz z krótkim objaśnieniem. Powinno Wam to pomóc podczas wyboru paneli do swojej instalacji. Zalecamy jednak konsultację z profesjonalną firmą trudniącą się w tego typu instalacjach.
- Moc szczytowa – jest to moc elektryczna, którą uzyskuje się w warunkach testowych STC (Standard Test Conditions) bliskich optymalnym, tj. gdy natężenie promieniowania słonecznego docierające do paneli (irradiancja) wynosi ok. 1000 W/m2, a ich temperatura osiąga -25stC. Niestety, w życiu nie zawsze jest tak kolorowo jak w teorii. W pochmurne dni promieniowanie wynosi poniżej 100 W/m2, a temperatura latem sięga nawet 75stC, co przekłada się na mniejszą moc. Jeśli chodzi o Polskę, średnia (dla całego roku) moc paneli wynosi około 10% mocy szczytowej (oznaczenie Wp, jako podkreślenie mocy szczytowej).
- Temperaturowy współczynnik mocy – należy pamiętać, że wraz ze wzrostem temperatury naszych paneli maleje ich moc. W praktyce, przy natężeniu promieniowania słonecznego na poziomie 1000 W/m2 może być ona niższa, niż wartość podawana dla STC. O procentowym spadku przy wzroście temperatury o 1stC (lub kelwin [K]) informuje opisywany współczynnik (TCoP). Im mniejsza wartość tym lepiej.
- Tolerancja mocy – to wskaźnik, który informuje nas o wielkości różnicy pomiędzy nominalną, rzeczywistą mocą szczytową konkretnego egzemplarza. Pamiętajmy, że materiały, z których wykonane są ogniwa nie są jednorodne, przez co możliwe są odchylenia od nominalnych wartości. Ważne, by tolerancja mocy była dodatnia.
- Napięcie w punkcie mocy maksymalnej UMPP – im większa różnica pomiędzy opisywaną wartością, a napięciem w systemie zasilanym przez panel (np. akumulatory), tym większe straty energii i spadek mocy. Problem ten rozwiązuje system odpowiedzialny za śledzenie maksymalnego puntu pracy (MPPT). W system ten wyposażone są (coraz częściej) regulatory ładowania systemów fotowoltaicznych.
- Prąd zwarcia Isc – jest to największy, możliwy prąd, który generowany jest wyłącznie przez światło padające na ogniwa (w momencie, gdy styki panelu są zwarte). Bada się go w warunkach testowych (TSC). Jego wartość podawana jest w amperach (A), która świadczy o wydajności zastosowanych fotoogniw (im większa, tym lepiej).
- Prąd zwarcia Isc – jest to największy, możliwy prąd, który generowany jest wyłącznie przez światło padające na ogniwa (w momencie, gdy styki panelu są zwarte). Bada się go w warunkach testowych (TSC). Jego wartość podawana jest w amperach (A), która świadczy o wydajności zastosowanych fotoogniw (im większa, tym lepiej).
- Sprawność – jest to stosunek maksymalnej mocy elektrycznej do mocy promieniowania światła słonecznego, które pada na powierzchnię czynną paneli (wyrażana w %). Im większy omawiany parametr, tym lepiej, ponieważ dana moc będzie uzyskana z panelu o mniejszej powierzchni.
- Napięcie obwodu otwartego Uoc – jest to największa możliwa różnica potencjałów na stykach panelu. Jest to tzw. napięcie jałowe, które mierzone jest w STC. Jednostka, w której podaje się opisywany parametr to wolty (V). Pamiętajmy, że parametr ten nie może przekraczać maksymalnego napięcia wejściowego, przypisanego do ładowania akumulatorów. WAŻNE: Moc podwyższ się wraz ze spadkiem temperatury!).
