Istnieje kilka rodzajów modułów paneli fotowoltaicznych. Niektóre są monokrystaliczne, a inne skoncentrowane. Aby podjąć świadomą decyzję, należy zrozumieć te różnice. Poniżej wymieniono najważniejsze cechy różnych modułów paneli fotowoltaicznych.
Monokrystaliczne moduły paneli fotowoltaicznych
Monokrystaliczne moduły paneli fotowoltaicznych absorbują światło słoneczne i wytwarzają pole elektryczne. To pole elektryczne składa się z napięcia i prądu. Moc produkowana przez panel monokrystaliczny jest określana przez równanie P = V x I. Panele monokrystaliczne mogą zasilać urządzenia zasilane prądem stałym (DC) lub przekształcać je w prąd zmienny (AC). Ten typ paneli ma najwyższą sprawność i moc spośród wszystkich typów.
Monokrystaliczne panele słoneczne mają również tendencję do najdłuższej żywotności spośród wszystkich typów paneli słonecznych. Panele te działają również lepiej niż panele polikrystaliczne w warunkach słabego oświetlenia. Dodatkowo, ich jednolity wygląd jest bardziej estetyczny. Jest to ważne, jeśli rozważasz instalację paneli słonecznych dla swojego domu. Ze względów estetycznych panele monokrystaliczne są lepszą opcją niż polikrystaliczne.
Monokrystaliczne panele słoneczne są droższe niż polikrystaliczne, ale oferują najwyższą moc i wydajność. Panel monokrystaliczny o mocy 350 W będzie kosztował od 350 do 525 USD. Moduły polikrystaliczne paneli słonecznych, z drugiej strony, mają lepszy stosunek ceny do wydajności i można je kupić już za 315 do 350 dolarów za moduł.
Monokrystaliczne moduły paneli słonecznych są najpopularniejszym wyborem dla mieszkaniowych projektów solarnych. Jednak nie są one tak wydajne jak panele polikrystaliczne. Ich moc wyjściowa zwykle waha się między 240 a 300 watów. Jednak wraz z udoskonaleniem technologii i procesów produkcyjnych, różnica między panelami polikrystalicznymi i monokrystalicznymi zaczyna się zmniejszać. W rezultacie więcej właścicieli domów jest skłonnych zainwestować w panele monokrystaliczne.
Monokrystaliczne panele słoneczne ulegają degradacji w tempie od 0,3% do 0,8% rocznie. Pod wpływem gorących warunków monokrystaliczne ogniwa słoneczne tracą jeszcze więcej mocy. Z tego powodu panele te nie są idealne dla gorącego klimatu. W zależności od sposobu użytkowania, mogą one służyć nawet przez 40 lat.
Monokrystaliczne panele fotowoltaiczne mają wyższą sprawność konwersji niż moduły paneli polikrystalicznych. Wykorzystują również bor, domieszkę, która ma niską degradację indukowaną światłem, która wynosi około 2% w porównaniu z 1% dla ogniw słonecznych multikrystalicznych. Udział tych paneli w rynku w 2018 roku wynosi około 60%.
Koncentryczne moduły paneli słonecznych (CPV) wykorzystują duży układ luster i heliostatów do skupiania światła słonecznego. Energia ta jest następnie gromadzona i przechowywana za pomocą magazynów termicznych. Panele te są szczególnie przydatne w obszarach, w których występuje szczytowe zapotrzebowanie na energię słoneczną. Zapotrzebowanie zazwyczaj wzrasta o zachodzie słońca, kiedy panele słoneczne produkują mniej energii.
Skoncentrowana energia słoneczna jest łatwiejsza do zainstalowania i utrzymania niż inne źródła energii. Ponadto koszty eksploatacji elektrowni CSP są znacznie niższe niż elektrowni węglowodorowych czy jądrowych. Może być wykorzystywana w połączeniu z innymi źródłami energii w celu stworzenia bardziej niezawodnej sieci energetycznej i zaspokojenia przyszłego zapotrzebowania na energię elektryczną. Może być również wykorzystywana do zagęszczania ciężkiej ropy naftowej i wspomagania jej wydobycia.
Skoncentrowana energia słoneczna wykorzystuje lustra i heliostaty do skupiania światła słonecznego na wieży zbierającej, przekształcając je w energię cieplną. Energia ta jest następnie wykorzystywana do zasilania silników lub turbin. Chociaż jest to nadal stosunkowo drogie rozwiązanie w porównaniu z innymi odnawialnymi źródłami energii, Departament Energii promuje wysiłki mające na celu obniżenie kosztów.
Skoncentrowana energia słoneczna również produkuje ciepło i energię elektryczną poprzez przekształcenie światła słonecznego w energię elektryczną. Dzięki możliwości magazynowania ciepła, technologia skoncentrowanej energii słonecznej może być wykorzystywana nawet w dni, w których nie ma światła słonecznego. A ponieważ technologia ta potrafi magazynować ciepło, może być wykorzystywana także we wczesnych godzinach porannych i wieczornych.
Skoncentrowana energia słoneczna (CSP) ma długą historię rozwoju. Jest używana od lat 80. i ma ogromny potencjał jako czysta energia. Jest w stanie konkurować zarówno z energią jądrową, jak i węglową. Dzięki ciągłym innowacjom i rozwojowi w zakresie magazynowania energii cieplnej, CSP może stać się znaczącym źródłem energii słonecznej na dużą skalę.
Systemy CSP magazynują nadwyżkę energii, którą można wykorzystać w okresach słabego nasłonecznienia, w nocy lub w zimie. Pomaga to zwiększyć wykorzystanie energii słonecznej i przezwyciężyć problemy związane z nieciągłością. Należy jednak zauważyć, że CSP nadaje się tylko do niektórych miejsc, ponieważ wymaga dużych obszarów ziemi, które otrzymują bezpośrednie światło słoneczne. Technologia ta nie jest odpowiednia dla zastosowań mieszkaniowych.
Multi-busbar
Technologia modułów paneli fotowoltaicznych Multi-busbar poprawia wydajność ogniw słonecznych poprzez zmniejszenie wpływu sił zewnętrznych na poszczególne ogniwa. Taka konstrukcja ogranicza również liczbę mikropęknięć i poprawia wydajność energetyczną oraz niezawodność. Ta technologia modułów jest dostępna w wielu różnych odmianach. Przykładami wysokowydajnych modułów wieloskładnikowych są SunBravo PM060MW6 i SunBravo PM072MW6.
Główną różnicą pomiędzy konwencjonalnymi i wielosystemowymi modułami fotowoltaicznymi jest liczba szyn zbiorczych w każdej komórce. Tradycyjnie moduły słoneczne wykorzystywały dwie lub trzy taśmy szyn zbiorczych pomiędzy sąsiednimi ogniwami. Jednak w miarę jak panele słoneczne stawały się coraz bardziej wydajne, zwiększała się liczba szyn zbiorczych na ogniwo. Obecnie szyny zbiorcze łączą przednią i tylną stronę sąsiednich ogniw.
Moduł panelu fotowoltaicznego Multi-busbar wykorzystuje szereg okrągłych przewodów miedzianych. Te złącza sznurkowe są wykonane z drutów o przekroju 12 z 20 podkładkami do lutowania. Poprawiają one wydajność ogniw słonecznych i zwiększają moc ogniw nawet o sześć do dziewięciu watów. Wzór siatki Multi-busbar poprawia również wykorzystanie światła słonecznego poprzez poprawę wielokrotnego odbicia. Zmniejsza również ryzyko powstawania gorących punktów.
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na wysokowydajne panele słoneczne, producenci stale eksperymentują z nowymi konstrukcjami. Starają się zoptymalizować całą konstrukcję ogniw słonecznych, aby poprawić ich wydajność i niezawodność. Ten proces optymalizacji całego ogniwa prowadzi do rozwoju nowych innowacji, takich jak technologia modułów PV Multi-busbar.
Ogniwa słoneczne mają nadrukowane na przedniej i tylnej stronie cienkie paski miedzi lub posrebrzanej miedzi, zwane busbarami. Paski te zbierają elektrony i przekazują je do falownika solarnego w celu przekształcenia w prąd zmienny. Szynoprzewody są zazwyczaj wykonane z miedzi lub posrebrzanej miedzi, co poprawia przewodność i zmniejsza utlenianie. Technologia ta minimalizuje również wykorzystanie metali w modułach, obniżając ich ogólny koszt.
LG zastosowało rewolucyjne podejście do projektowania paneli fotowoltaicznych z wieloma szynami zbiorczymi. Producent ten przesunął proces montażu ogniw poprzez zastosowanie serii maleńkich przewodów. Te nowe szyny zbiorcze mają niską oporność elektryczną i zmniejszają naprężenia w panelach. Co więcej, mają niższe temperatury pracy. Zmniejsza to ryzyko wystąpienia gorących punktów spowodowanych lokalnym zacienieniem, zabrudzeniem i uszkodzeniem ogniw.
Technologia modułów paneli fotowoltaicznych z wieloma szynami zmniejsza również straty P i poprawia ogólną sprawność paneli. Dodatkowo, dzięki mniejszej odległości przewodów, zmniejsza się liczba mikropęknięć. Zwiększa to wydajność modułów i obniża koszty produkcji.
