Popularność fotowoltaiki w Polsce rośnie z roku na rok. Ostatnio wprowadzony rządowy program dotacji „Mój Prąd” uruchomił lawinę – niebawem w Polsce będziemy mieli 200 000 nowych instalacji fotowoltaicznych. Tani prąd i szybki zwrot inwestycji to to co kusi inwestujących w ekologiczną technologię Polaków. Ale jak tak właściwie działa instalacja fotowoltaiczna?
Instalacja fotowoltaiczna składa się z wielu połączonych ze sobą ogniw. Fotony lecące ze Słońca, wywołując ruch elektronów w kryształach krzemu, osadzonych w panelach fotowoltaicznych. Tak powstaje prąd, który przez pozostałe elementy, zasila końcowe urządzenia. Stosowany w panelach krzem musi mieć postać krystaliczną. Skuteczność ogniw zależy od postaci krzemu. Tu powstaje podział na panele monokrystaliczne i polikrystaliczne. Zmniejszenie ilości kryształów powoduje wzrost wydajności ogniwa. Aby to osiągnąć, producenci dążą do wytworzenia ich jak największych rozmiarów. Idealnym stanem jest ogniowo złożone z jednego kryształu.
Ogniwa fotowoltaiczne polikrystaliczne – tanie i proste w produkcji.
Proces krystalizacji krzemu polega na poddaniu materii przetopieniu w temperaturze 1500 st. C. Działania te usuwają również zanieczyszczenia. Następnie powstała masa, po schłodzeniu, zostaje pocięta na cienkie plastry. Tak uzyskane elementy zostają poddane dalszej obróbce. Po oczyszczeniu, kładzie się na nie charakterystyczną warstwę - przeciwdziałającą refleksom światła. Elementy łączy się przewodami elektrycznymi. Proces ten jest bardzo prosty, a panele są znacznie tańsze, niż panele monokrystaliczne.
Ogniwa fotowoltaiczne monokrystaliczne – wydajne, ale droższe.
Ogniwa monokrystaliczne złożone są z pojedynczego kryształu krzemu. W jednym krysztale elektrony poruszają się swobodniej. Dlatego rośnie wydajność. Jest to jednak okupione ceną paneli. Produkuje się je metodą Czochralskiego. Proces ten jest kilkuetapowy i długotrwały, a przez to kosztowny. Polega on na przetopieniu, w wysokiej temperaturze, wielu uprzednio uzyskanych polikryształów krzemu. W takiej jednolitej masie inicjuje się proces uzyskania jednego, dużego – monokryształu. Większa wydajność ogniwa wynika ze zmniejszenia zanieczyszczenia krzemu oraz swobodnego ruch elektronów w pojedynczym krysztale.
Które panele fotowoltaiczne wybrać?
Producenci zabiegają o równowagę między ceną produktu, a jego skutecznością. Dlatego część z nich stara się rozwijać technologię polikryształów. Nowoczesne panele tego typu idą w kierunku skuteczniejszego oczyszczenia krzemu. Powoduje to wzrost wydajności, przy zachowaniu akceptowalnych kosztów produkcji. Niemniej, średnia wydajność paneli polikrystalicznych to 14-16%, a najlepszych do 19% wydajności. Tymczasem, panele monokrystaliczne osiągają wyniki – średnio 16-20%, a najlepsze 25%. Panele monokrystaliczne są też bardziej odporne na spadek wydajności wraz ze wzrostem temperatury,w jakiej pracuje ogniowo. Określa to współczynnik temperaturowy. To jednak wcale nie oznacza, że panele polikrystaliczne nie są opłacalne.
Dokonując wyboru między panelami monokrystalicznymi, a polikrystalicznymi – należy przeprowadzić proste obliczenia swoich możliwości i potrzeb. Opłacalność technologii zależy m.in. od ilością wolnej powierzchnią, jaką dysponujemy oraz jakie jest nasze zapotrzebowanie na energię. Czasem wybór paneli polikrystalicznych, ale z wyższej półki, będzie bardziej opłacalny, niż poniesienie kosztów ogniwa monokrystalicznego. Celem przecież jest to, by jak najszybciej nastąpił zwrot z inwestycji. Dlatego odpowiedź na to pytanie jakie panele fotowoltaiczne wybrać, wymaga dokonania indywidualnej oceny.
