Wiedza i pomoc
21.10.2024

Jakie są rodzaje ogniw fotowoltaicznych? Sprawdzamy!

Opisujemy, z czego składa się panel słoneczny

fot. pixabay.com

Ze względu na popularność instalacji PV, na rynku dostępnych jest wiele możliwości, które trzeba dokładnie sprawdzić. Przyszli prosumenci mogą wybrać również między materiałami, z jakich wykonane będą panele słoneczne. Przed podjęciem decyzji należy poznać ich

W skrócie:
  • Ogniwa fotowoltaiczne to tworzywa, z których składają się panele słoneczne. Nazywa się je także ogniwami fotoelektrycznymi. 
  • Ogniwa dzieli się na 3 kategorie: I generacji (monokrystaliczne, polikrystaliczne, amorficzne), II generacji i III generacji.
  • Podstawowe wyróżniki kategorii ogniw fotoelektrycznych to: cena, tworzywo, sprawność, dostępność i żywotność. 

Czym jest ogniwo fotowoltaiczne?

Panele fotowoltaiczne składają się ogniwa fotowoltaicznego, nazywanego również fotoelektrycznym, a więc elementu, w którym promieniowanie słoneczne zamieniane jest w prąd stały. Nazywa się to zjawiskiem fotowoltaicznym. Ogniwa różnią się między sobą przede wszystkim:

  • Ceną
  • Tworzywem, z którego są wykonane
  • Żywotnością
  • Dostępnością
  • Sprawnością, czyli efektywnością
Czy wiesz, że...

Panel słoneczny zazwyczaj składa się z kilkudziesięciu ogniw fotowoltaicznych, jakie mają wielkość ok. 15x15 cm. Są ułożone w równych odstępach na całej powierzchni panelu i połączone w sposób równoległy lub szeregowy.

Jakie są rodzaje ogniw fotowoltaicznych?

Wyróżniamy ogniwa I generacji, II generacji i III generacji. W pierwszym przypadku dostępne są ogniwa monokrystaliczne i polikrystaliczne, a w drugim mamy do dyspozycji ogniwa amorficzne. Które z nich są najpopularniejsze? Polacy chętnie wybierają panele solarne polikrystaliczne i monokrystaliczne krzemowe.

Ogniwa fotowoltaiczne - pexels.com

Ogniwa I generacji:

Wytwarzane są z krzemu krystalicznego i stanowią bardzo dużą część ogniw wykorzystywanych na polskim rynku (około 80%). Dzielą się na:

Ogniwa monokrystaliczne

Ogniwa te charakteryzują się największą sprawnością (15-20%) i najdłuższą żywotnością, ale też dość wysoką ceną. Takie ogniwo słoneczne jest dobrym rozwiązaniem dla osób, które nie mają dużej powierzchni do zagospodarowania na panele. Rozpoznamy je po typowym sześciokątnym kształcie (kwadrat ze ściętymi rogami) i bardzo ciemnym, prawie czarnym kolorze.

Przy ogniwach monokrystalicznych często wykorzystywana jest technologia half-cut, w której ogniwa są przecinane na pół. W efekcie, płytka panela posiada 2 razy więcej ogniw, dzięki czemu moduły:

  • Mają większą moc, dlatego są wydajne.
  • Nie nagrzewają się mocno, co skutkuje wydłużoną żywotnością.
  • Wyróżniają się większą wytrzymałością.
  • Są bardziej odporne na zacienienie.

Ogniwa polikrystaliczne

Charakteryzują się niższą sprawnością, lecz nadal stosunkowo wysoką (do 15%), co oznacza niższą cenę niż przy ogniwach monokrystalicznych. Dla prosumenta oznacza to, że będzie musiał zainwestować w większą ilość paneli słonecznych dla osiągnięcia takiej samej mocy, jak przy panelach monokrystalicznych. Ich kolor jest ciemnoniebieski.

Ogniwa II generacji:

Od ogniw I generacji różnią się budową i  materiałami, z jakich są wykonane. Budowa ogniwa fotowoltaicznego jest nieco prostsza, dlatego koszt wykonanych z nich paneli jest mniejszy (a więc zmniejsza się koszt całej instalacji fotowoltaicznej). Udział ogniw II generacji na rynku fotowoltaiki nie jest jednak duży ze względu na ich niską sprawność. Tutaj często wyróżnia się:

Ogniwa amorficzne

Sprawność tych ogniw jest stosunkowo niska (6-8%), a wytwarzane są z krzemu amorficznego, nie krystalicznego. Cena paneli amorficznych jest niska, jednak ze względu na małą ilość dostawców są trudniej dostępne. Prosumenci powinni również wiedzieć o ich krótkiej żywotności - mogą posłużyć około 10 lat. Pojedyncze ogniwo tego typu jest często wykorzystywane w mniejszych sprzętach, takich jak lampy ogrodowe czy kalkulatory.

Ogniwa III generacji

Najrzadziej wykorzystywane fotoogniwa na rynku rozwiązanie. Panele fotowoltaiczne wykorzystują inny mechanizm działania niż poprzednie rodzaje, dzięki czemu są między innymi bardziej odporne na występujące zacienienia i nieprzychylne warunki. Na ten moment, prowadzone są badania potencjału, mające na celu podwyższenie ich sprawności. Ich istotną zaletą jest elastyczność i lekkość, która w znacznym stopniu ułatwia montaż instalacji.

Jakie są zastosowania ogniw fotowoltaicznych?

Zastosowania ogniw fotowoltaicznych są różnorodne, wszystkie z nich pozwalają pozyskiwać i wykorzystywać energię odnawialną ze słońca w codziennym życiu. Oto kilka z takich zastosowań:

Zastosowania ogniw fotowoltaicznych - pexels.com

Instalacje i farmy PV

Farmy fotowoltaiczne zazwyczaj znajdują się na przestrzeniach gruntowych i nieużytkach. Mają na celu produkować energię, która następnie zostanie wykorzystana do zasilania większych obiektów lub osiedli.

Mikroinstalacje fotowoltaiczne

Nie wymagają oddzielnego pozwolenia na budowę. Są to takie systemy, gdzie elektrony wytwarzają do 50 kWh - zazwyczaj stosowane są w mniejszych firmach lub domach jednorodzinnych.

Większe instalacje fotowoltaiczne

To te instalacje, które wytwarzają powyżej 50 kWh. Znajdują zastosowanie w placówkach publicznych, zakładach produkcyjnych i miejscach użytku publicznego. Wymagają posiadania oddzielnej zgody na budowę.

Fotowoltaika dla samorządów

Mniejsze panele fotowoltaiczne bywają montowane przy sygnalizacji świetlnej, przejściu dla pieszych lub ulicznych latarniach. To dobry wybór tam, gdzie występuje utrudniony dostęp do klasycznej energii elektrycznej lub samorządy chcą stawiać na nowoczesne źródła pozyskiwania prądu.

Wiata fotowoltaiczna

To specjalne miejsce, które stanowi garaż dla samochodu elektrycznego i jednocześnie małą ładownię, korzystającą z energii ze słońca. Pozyskiwana jest zatem zielona energia, która  cechuje się odnawialnością i jest darmowa.