Budowa i wytrzymałość paneli fotowoltaicznych

Czy fotowoltaika jest odporna na warunki atmosferyczne?

Tak. Panele zostały zaprojektowane by wytrzymywać burze, gradobicia, czy temperatury -30°C. Mają większą odporność na warunki atmosferyczne niż nowoczesne okna, czy drewniane budynki.
Jak wygląda instalacja?

Poniżej znajdziesz schemat wraz ze zdjęciami przedstawiający przykładową instalację.

2_fotowoltaika

Jak jest zbudowany panel fotowoltaiczny?

Każdy moduł składa się z ogniw krzemowych połączonych szeregowo i/lub równolegle. Od góry i od dołu moduły są zalaminowane przezroczystą folią, dzięki czemu ogniwa pozostają w próżni. Przed uszkodzeniami mechanicznymi moduł chroni hartowana szyba o grubości 3,2 lub 4mm. Szyba ta zmniejsza także ilość odbitego promieniowania słonecznego, ograniczając straty energii, które powodują zmniejszenie uzyskanej przez moduł PV mocy. W ograniczeniu tych strat pomocne jest również wypolerowanie powierzchni szkła. W celu zmniejszenia odbicia światła pokrywa się je warstwą przeciwodblaskową lub stosuje się teksturowanie powierzchni.
Od dołu modułu szczelność zapewnia specjalna folia typu „backsheet”. Do usztywnienia całej konstrukcji służy rama aluminiowa. Kolejnym elementem jest puszka przyłączeniowa, z której wychodzą dwa kable zakończone wtyczkami łączące moduły w szeregi. W tej puszce znajdują się diody bocznikujące („by passy”). Ich zadaniem jest nie dopuszczenie do przegrzania panelu, w przypadku wystąpienia zacienienia oraz nie dopuszczenie do znaczącego obniżenia ilości wytwarzanej energii elektrycznej. Niektóre puszki posiadają specjalny rozłącznik, który rozłączy szereg lub pojedynczy moduł w razie awarii.

Jakie istnieją rodzaje ogniw fotowoltaicznych?

  • MONOKRYSTALICZNE

Ogniwa monokrystaliczne wykonane są z jednego dużego kryształu krzemu i są dość drogie. Wyróżniają się ciemnym, niemal czarnym kolorem. Charakteryzuje się wysoką sprawnością zazwyczaj 18-22%. Tego rodzaju ogniwa stosowane są zazwyczaj przy mocach 150 – 180 W na jeden panel. Ogniwa monokrystaliczne mają kształt wielokątów (najczęściej ośmiokątów) co powoduje, że nie pokrywają powierzchni panelu w 100%. Ogniwa tego typu mają wysoką sprawność energetyczną i są drogie ze względu na wysoką jakość materiału półprzewodnikowego koniecznego do ich wytwarzania. Oddawana do odbiorników moc użyteczna wytworzona przez ogniwo zmniejsza się wraz z temperaturą. Moc ogniwa PV zależy od gęstości strumienia padającego promieniowania słonecznego.

2a_fotowoltaika_polikrystaliczna
  • POLIKRYSTALICZNE

Ogniwa polikrystaliczne robione są z wykrystalizowanego krzemu. Wytwarza się je w procesie odlewania, krzepnięcia kierunkowego lub techniki wzrostu wstęgowego. Wewnątrz struktury ogniwa polikrystalicznego występuje pionowy przepływ ładunku, przez co może być porównywalne z połączeniem większej ilości ogniw monokrystalicznych połączonych równolegle. Mają niższą sprawność energetyczną i są tańsze w produkcji niż ogniwa monokrystaliczne. Charakteryzują się sprawnością w przedziale 14-18%. Technologia polikrystaliczna stosowana jest przy produkcji modułów o wyższych mocach – powyżej 200 W na jeden panel. W przeciwieństwie do paneli monokrystalicznych ogniwa są w kształcie prostokątnym, co powoduje, że pokrywają one powierzchnię panelu w 100%. Ogniwa polikrystaliczne są bardzo odporne na czynniki zewnętrzne i łatwo dostępne na rynku.

2a_fotowoltaika_amorficzne
  • AMORFICZNE

Ogniwa amorficzne wykonane z amorficznego, bezpostaciowego niewykrystalizowanego krzemu. Mają bardziej matowy, bordowy lub brązowy kolor i brak widocznych kryształów krzemu. Charakteryzują się niską sprawnością w przedziale 6-10% oraz niską ceną.

2a_fotowoltaika_CDTE
  • CDTE

Ogniwa CdTe wykonane z wykorzystaniem półprzewodnikowego tellurku kadmu CdTe. W tej technologii zazwyczaj cały moduł zbudowany jest z jednego ogniwa a jego sprawność wynosi 10-12%. Z uwagi na bardzo niskie zużycie półprzewodnika ogniwa oparte o tellurek kadmu charakteryzują się dobrym stosunkiem ceny do mocy.

2a_fotowoltaika_CIGS
  • CIGS

Ogniwa CIGS wykonane z mieszaniny półprzewodników takich jak miedz, ind, gal, selen tzw. CIGS. W tej technologii bardzo często cały moduł zbudowany jest z jednego ogniwa a jego sprawność wynosi 12-14%. W przypadku ogniw opartych o CIGS możliwa jest produkcja metodą przemysłowego druku, który jest bardzo tanim i wydajnym sposobem produkcji ogniw.