Ogniwa monokrystaliczne

Ogniwa monokrystaliczne jak sama nazwa wskazuje zbudowane są z monolitycznego kryształu krzemu, o kształcie walca i średnicy ok. 30cm, pociętego na płytki o grubości 2-3mm. Kryształ ten uprzednio hoduje się pod ścisłą kontrolą, powolnie wyciągając z roztopionego krzemu krystaliczny zarodek. Jako, że mają one pierwotnie kształt kolisty, aby wyeliminować znaczne straty materiału nie wycina się z nich kwadratów a ośmiokąty – stąd pochodzi ich charakterystyczny kształt. Sprawność ogniw monokrystalicznych wynosi średnio ok. 14-17%. Ogniwo i panele monokrystaliczne rys3.2

Ogniwa polikrystaliczne

Ogniwa polikrystaliczne zbudowane są z wykrystalizowanego krzemu. Jako, że najlepszym kształtem dla ogniw jest kwadrat, pozwalający na szczelne pokrycie panelu materiałem półprzewodnikowym, ogniwa polikrystaliczne krystalizują w prostopadłościennej kadzi po czym również tnie się je na cienkie płytki. Krystaliczna budowa uwidacznia się poprzez niejednolitą powierzchnię płytki, i wraz z kwadratowy kształtem, stanowi charakterystyczną cechę tego typu ogniwa. Ogniwa polikrystaliczne osiągają sprawności rzędu 12-14%. rys3.1 rys.3.3 Podstawowe różnice Jednorodność kryształu ogniw monokrystalicznych i ich uporządkowana struktura wewnętrzna pozwalają na osiąganie wyższych sprawności niż mniejszej czystości ogniwa polikrystaliczne. Ośmiokątny kształt płytek monokrystalicznych determinuje natomiast większe przerwy między ogniwami w obrębie baterii niż w przypadku kwadratowych elementów polikrystalicznych – co odbija się na sprawności całego panelu i zmniejsza różnicę wynikającą z wyższej sprawności pojedynczych ogniw. Nieco wyższą moc z jednostki powierzchni możemy uzyskać z paneli monokrystalicznych, przez co panele polikrystaliczne tej samej mocy zajmują zazwyczaj większą powierzchnię. Różnicę w sprawności można również zauważyć przy różnych warunkach atmosferycznych – panele monokrystaliczne lepiej radzą sobie w dni słoneczne, podczas gdy polikrystaliczne mogą osiągać wyższą efektywność w warunkach zachmurzenia. Wysokie nakłady produkcyjne technologii monokrystalicznej przyczyniają się do dużo wyższych cen tego typu paneli w stosunku do paneli polikrystalicznych, co bezpośrednio przekłada się na ok. 80% udział tych drugich w rynku technologii fotowoltaicznych.

Panel monokrystaliczny

Panel monokrystaliczny (po lewej) oraz polikrystaliczny (po prawej) Podsumowanie Wpływ na wybór typu panelu fotowoltaicznego może mieć przede wszystkim kwestia jaką powierzchnią pod montaż modułów dysponujemy – przy ograniczonych powierzchniach warto zastanowić się nad modułami monokrystalicznymi, oraz koszty jakie chcemy ponieść – panele monokrystaliczne wymagają dużo większych nakładów inwestycyjnych przy porównywalnych mocach. Wybór modułu polikrystalicznego dla budynków mieszkalnych jest zazwyczaj najbardziej optymalny.

Rodzaje systemów fotowoltaicznych

Wyróżniamy trzy główne typy systemów fotowoltaicznych System typu ‘off-grid’ –autonomiczny, nie podłączony do sieci elektroenergetycznej System typu ‘on-grid’ – podłączony do sieci, nastawiony na sprzedaż nadwyżek bądź całej wytworzonej energii System tzw. wyspowy – nastawiony na wytwarzanie i gromadzenie energii na własne potrzeby, przy czym ewentualne nadwyżki energii w systemie lub niedobory są wyrównywane przez sieć elektroenergetyczną. Wybór konkretnego rodzaju systemu zależy od celu instalacji i indywidualnych preferencji inwestora. System ‘off-grid’ Głównym celem systemów typu ‘off-grid’ jest wytwarzanie energii elektrycznej w panelach fotowoltaicznych oraz jej gromadzenie i dystrybucja w określonym obszarze, w ilości wystarczającej do pokrycia całkowitego zapotrzebowania na prąd, tak aby zapewnić niemal zupełną niezależność odbiorcy od operatora sieci elektroenergetycznej. Magazynowanie energii jest realizowane zazwyczaj poprzez podłączenie baterii akumulatorów. W momencie, gdy powstaje nadwyżka energii w systemie jest ona gromadzona i wykorzystywana w czasie nocnym i przy niedostatecznym promieniowaniu słonecznym w ciągu dnia. Systemy tego typu są najczęściej stosowane na terenach pozbawionych dostępu do sieci, a także w przyczepach kempingowych. Budowa systemu typu ‚off-grid’ offgrid System ‘on-grid’ System typu ‘on-grid’ jest systemem umożliwiającym sprzedaż energii do sieci elektroenergetycznej. Nie wymaga on dodatkowego magazynowania energii. Niewątpliwą zaletą jest pełne wykorzystanie wyprodukowanej przez system energii. Może być on zrealizowany na dwa sposoby: jako jedna instalacja korzystająca z energii produkowanej na miejscu na własne potrzeby, ewentualne nadwyżki energii są sprzedawane do sieci, a niedobory uzupełniane z sieci lub jako dwie instalacje – jedna oddaje do sieci całą wyprodukowaną energię, natomiast druga pobiera z sieci tyle energii ile potrzebuje. System ten ma zastosowanie przede wszystkim dla instalacji nastawionej na czerpanie zysków ze sprzedaży prądu, z możliwością osiągnięcia oszczędności związanych ze zmniejszonym zużyciem energii z sieci. Budowa systemu ‚on-grid’ ongrid System tzw. wyspowy Celem systemu wyspowego jest maksymalizacja stopnia pokrycia zapotrzebowania na energię w danym obiekcie. Energia wyprodukowana jest zużywana na własne potrzeby a jej nadmiar gromadzony w systemie magazynowania. Dodatkowe podłączenie instalacji do sieci przyczynia się do pełnego wykorzystania energii wytworzonej w panelach. Sprzedaż energii do sieci następuje jedynie w momentach pełnego naładowania akumulatorów – gdy system sam nie jest w stanie wykorzystać wyprodukowanej energii, również pobór energii z sieci jest realizowany w momencie braku energii w całym systemie. Jest to wariant najdroższy, nastawiony na jak największą autonomię systemu przy 100% pewności ciągłości dostaw energii i 100% wykorzystaniu energii wytworzonej w panelach. Budowa systemu wyspowego rys5.1 Podsumowanie Zmienne warunki nasłonecznienia w ciągu dnia oraz czasowe przesunięcia produkcji energii względem zapotrzebowania na energię w systemie sprawiają, że stałe podłączenie instalacji do sieci energetycznej jest rozwiązaniem korzystnym. Dzięki podłączeniu instalacji do sieci uzyskujemy stabilizację pracy źródła oraz opłacalność przedsięwzięcia – na produkowanej w panelach energii dzięki dopłatom do tzw. zielonej energii możemy po prostu zarobić. Systemy autonomiczne ‘off-grid’ warto montować przede wszystkim w miejscach, gdzie nie ma możliwości podłączenia obiektu do sieci, bądź takie podłączenie wiązałoby się ze zbyt wysokimi kosztami.