MENU
Jesteś tutaj: FOTOWOLTAIKA PANELE FOTOWOLTAICZNE POLIKRYSTALICZNE CZY MONOKRYSTALICZNE, KTÓRE Z NICH WYBRAĆ.

PANELE FOTOWOLTAICZNE POLIKRYSTALICZNE CZY MONOKRYSTALICZNE, KTÓRE Z NICH WYBRAĆ.

PANELE FOTOWOLTAICZNE POLIKRYSTALICZNE CZY MONOKRYSTALICZNE, KTÓRE Z NICH WYBRAĆ. W skrócie - nie ma znaczenia, czy wybierzesz panele polikrystaliczne, czy monokrystaliczne. Te dwa typy znacznie więcej łączy, niż dzieli. Ważne natomiast, byś kupił panele dobrej jakości. Jeśli jednak interesuje Cię techniczne i praktyczne różnice między tymi panelami, zapraszamy do lektury !

Podstawowe różnice w strukturze paneli polikrystalicznych i monokrystalicznych – porównanie.

Zanim omówimy różnice najważniejsze z punktu widzenia klienta – dotyczące cen i wydajności – omówmy krótko działanie paneli słonecznych i ich proces produkcji. Pomoże nam to zrozumieć, dlaczego te dwa rodzaje tak się od siebie różnią.

Panele fotowoltaiczne, będące podstawą każdej instalacji fotowoltaicznej, składają się z wielu połączonych ze sobą ogniw. Jest to zasada dotycząca zarówno paneli mono-, jak i polikrystalicznych. Identyczny jest też materiał, z którego są wykonane ogniwa. Jest nim krzem, wyjątkowy półmetal, który stał się podstawą całej dzisiejszej elektroniki.

Jak w krzemie powstaje prąd ? A czym w ogóle jest prąd ? Najogólniej mówiąc jest to ruch elektronów. Jak powstaje w krzemie ? Generują je fotony, które lecą nieprzerwanym strumieniem ze Słońca i uderzeją w elektrony. Ruch wynikający z takich kolizji w kryształach krzemu jest tak swobodny, że może być przez nas wykorzystany – i tak przenosi się przez przewody do falownika , dalej do sieci i odbiorników – komputera, ogrzewacza, lodówki, itp.

Krzem musi mieć postać krystaliczną, żeby mógł generować prąd pod wpływem promieni słonecznych. Cała różnica między panelami monokrystalicznymi i polikrystalicznymi sprowadza się do różnic w przetwarzaniu krzemu na ogniwa.

Ogniwa fotowoltaiczne polikrystaliczne – jak się je tworzy ?

Proces produkcji polikrystalicznych ogniw fotowoltaicznych jest zaskakująco prosty. Właśnie to powoduje, że są one znacznie tańsze niż panele monokrystaliczne.

Pierwszym krokiem jest krystalizacja krzemu. Kilka bloków krzemu łączy się i krystalizuje w jedną dużą bryłę. Topienie w temperaturze 1500 stopni C usuwa w pewnym stopniu zanieczyszczenia z krzemu. Bryła zostaje schłodzona i pocięta na cienkie plastry.

W dalszej kolejności te plastry przetwarza się tak, by tworzyły prawdziwe ogniwa fotowoltaiczne. Proces obejmuje czyszczenie, nakładanie powłoki antyrefleksyjnej i przewodów elektrycznych.

Obecnie celem inżynierów jest tworzenie jak największych kryształów, ponieważ im mniej kryształów w ogniwie, tym więcej prądu jest generowane. I łatwo zauważyć, że ostateczną granicą jest ogniwo złożone z pojedynczego kryształu. A takie ogniwo, tworzone tą metodą, zaledwie dorównałoby ogniwu wytwarzanego sposobem, który omówimy teraz.

Ogniwa fotowoltaiczne monokrystaliczne – jak powstają ?

Przedrostek mono- oznacza “pojedynczy”. Zgodnie z nazwą, ogniwo monokrystaliczne jest jednym, solidnym kryształem. Dzięki temu elektrony poruszają się w nim bardziej swobodnie, ale sam proces produkcji jest bardziej skomplikowany. Jak wygląda ? Mamy tutaj wyraźny polski akcent, gdyż wykorzystywany proces produkcyjny nazywa się metodą Czochralskiego, na cześć jego wynalazcy, zasłużonego polskiego chemika, Jana Czochralskiego. Do tygla wrzuca się wysokiej czystości polikryształki krzemu, które zostają tam stopione w jedną masę o temperaturze 1500 stopni. Do niej wprowadza się zarodek kryształu, pojedynczy blok krzemu, z którego powstanie cały kryształ. Powoli (cały proces trwa 48 godzin!) zarodek jest wyciągany, a właściwie to, co z niego wyrosło – duży, cylindryczny monokryształ krzemu.Taki walec tnie się następnie na okrągłe plastry. Jednak układanie koło siebie kółek powoduje powstawanie dużych pustych przestrzeni. Optymalnym rozwiązaniem jest więc przycięcie ich do kształtu zbliżonego bardziej do kwadratu. Oplecione przewodami, poukładane obok siebie ogniwa tworzą panel fotowoltaiczny.

Różnice między panelami poli- a monokrystalicznymi

Omówmy praktyczne różnice między panelami poli oraz mono.

Wydajność

Wydajność w tym konktekście to procent energii dostarczanej przez słońce, którą przetwarza się na energię elektryczną. Na tym procesie zasadza się cała fotowoltaika.

Standardowe panele polikrystaliczne osiągają osiągają wydajność na poziomie 14-16 %. Wynika to, po pierwsze, z faktu, że łączone kryształy nie zapewniają wystarczającej swobody ruchu elektronom. Ogniwa polikrystaliczne lepszej jakości mają większe kryształy. Im mniej kryształów, tym więcej swobody w poruszaniu się mają elektrony i tym większą ogniwo ma wydajność.

Po drugie, słabsza wydajność wynika z czystości kryształu, niższej, niż kryształów tworzonych metodą Czochralskiego.

Producenci paneli fotowoltaicznych starają się obejść ten problem, wciąż rozwijają technologię i zwiększają osiągi paneli polikrystalicznych. Na przykład chiński Suntech wypuścił ostatnio serię paneli z polikrystalicznymi ogniwami fotowoltaicznymi o wydajności 19,1%. Niestety, nie są jeszcze w sprzedaży dla prywatnych instalacji. Jak wypadają w porównaniu panele monokrystaliczne?

Wysoka wydajność ogniw monokrystalicznych jest ich największą zaletą. Średniej jakości panele osiagają zwykle 16-20%, a wysokowydajne modele produkcji Sunpower, Panasonic i LG nawet więcej. Panele monokrystaliczne z serii X-23 produkcji Sunpower przetwarzają prawie 23% energii ze słońca na prąd elektryczny, a maksymalna osiągnięta wydajność wynosi obecnie 25,6%.

Kolejną przewagą ogniw monokrystalicznych jest niższy współczynnik temperaturowy. Co to takiego? Panele fotowoltaiczne gorzej działają w wyższych temperaturach i tracą wydajność z każdym stopniem Celcjusza, do którego rozgrzało się ogniwo (to sprawia, że fotowoltaika naprawdę lubi nasz klimat, a Polska wcale nie ma gorszych warunków dla paneli mono- i polikrystalicznych, niż Afryka). Panele monokrystalicznie nieco lepiej (0,01 do 0,03 punktów procentowych straty / stopień C) radzą sobie z wyższymi temperaturami.

Projektując instalację fotowoltaiczną punktem wyjścia są zawsze potrzeby. Najważniejsze pytanie, którego odpowiedź jest podstawą do dalszych obliczeń brzmi: ile kWp potrzebuję już dziś, by za dwadzieścia pięć lat moja instalacja dalej pokrywała zapotrzebowanie domostwa na prąd? Następnie trzeba sprawdzić, jakie mamy możliwości, a konkretnie – ile paneli możemy wystawić w dobrze nasłonecznionym miejscu. Ponieważ panele monokrystaliczne generują więcej prądu, można wstawić ich mniej.

W przypadku instalacji z mikroinwerterami (stosowanej tam, gdzie okresowo na część instalacji pada cień) ilość paneli ma tym większe znaczenie, że do każdego panelu trzeba dokupić osobny mikroinwerter.

Panele monokrystaliczne średniej jakości dają od 270 do 330 Wp, a te lepsze (LG Neon2 i Sunpower X-22) nawet do 370 Wp. Z kolei osiągi dobrych paneli polikrystalicznych sięgają nawet 285Wp, czyli w pełni zastępują średniej jakości panele monokrystaliczne, a są przy tym generalnie tańsze.

Przykład:
Czteroosobowa rodzina rocznie zużywa 4000 kWh. Mieszkają w domu o dachu dwuspadowym północ-południe. Południowy stok ma wymiary 4 x 8 metrów, czyli ma 32 metry kwadratowe. Zmieści się tutaj maksymalnie 14 paneli. Czy powinni kupić panele mono- czy polikrystaliczne?

  • Panel polikrystaliczny o mocy 270 Wp * 14 paneli = 3400 kWh (3780 W)
  • Panel monokrystaliczny o mocy 330 Wp * 14 paneli = 4150 kWh (4620 W)

Wniosek: W tym wypadku tylko z pomocą paneli monokrystalicznych można wytworzyć wystarczającą ilość energii elektrycznej, by pokryć 100% rocznego zużycia. Dlatego są tutaj właściwym wyborem.