Monokryštalické vs. Polykryštalické solárne panely

Výrobcovia solárnych systémov neustále testujú nové technológie, aby zefektívnili svoje panely.

V dôsledku toho sa solárna výroba rozvetvila do širokej škály technológii solárnych článkov . Môže byť mätúce pokúsiť sa zistiť, prečo by ste si mali zvoliť jednu z možností nad druhou.

Premýšľali ste niekedy nad rozdielom medzi monokryštalickými a polykryštalickými solárnymi panelmi? Alebo články typu N verzus P? Ste na správnom mieste. Tento článok poskytne prehľad na vysokej úrovni o hlavných technológiách solárnych článkov na trhu a vysvetlí ich výhody a nevýhody.

Monokryštalické vs. polykryštalické vs. tenkovrstvové solárne panely

Prvý súbor termínov opisuje, ako sa solárne články tvoria zo surovín.

Tradičné solárne články sú vyrobené z kremíka, vodivého materiálu. Výrobca tvaruje surové kremíkové doštičky na kremíkové články rovnakej veľkosti.

Solárne články môžu byť buď monokryštalické (vyrezané z jedného zdroja kremíka) alebo polykryštalické (z viacerých zdrojov). Pozrime sa na rozdiely medzi týmito dvoma možnosťami.

Monokryštalické solárne panely

Monokryštalické solárne panely obsahujú články, ktoré sú vyrezané z jediného kryštalického kremíkového ingotu. Zloženie týchto buniek je čistejšie, pretože každý článok je vyrobený z jedného kusu kremíka.

Výsledkom je, že mono panely sú o niečo účinnejšie ako poly panely. Tiež dosahujú lepšiu výkonnosť v prostrediach s vysokou teplotou a slabým osvetlením.  To znamená, že budú produkovať elektrický výkon bližšie k menovitému výkonu (štítkovému) v menej ideálnych podmienkach.

Sú však drahšie na výrobu a vyššie náklady sa prenášajú na kupujúceho. Mono panely sú o niečo drahšie ako poly panely s rovnakým výkonom.

Výrobný proces pre monokryštalické panely produkuje viac kremíkového odpadu ako alternatíva. Mono panely sú vyrezané zo štvorcových kremíkových doštičiek a rohy sú odrezané, tým sa vytvoril zreteľný tvar článku zobrazený na obrázku vyššie.

Monokryštalické panely majú jednotný čierny vzhľad, pretože články sú vyrobené z jedného kusu kremíka. Osobne si myslím, že vyzerajú lepšie ako polykryštalické panely, ale samozrejme je to len otázka preferencie.

Polykryštalické solárne panely

Polykryštalické solárne články sú vyrobené zo zmiešaných viacerých kusov kremíka. Menšie kúsky kremíka sa formujú a upravujú tak, aby vytvorili solárny článok. Pri tomto procese sa produkuje menej odpadu, pretože počas výroby sa takmer nevyhodí žiadna surovina.

Zmiešané zloženie buniek dáva poly panelom ikonickú modrú farbu. Ak sa na ne pozriete zblízka, uvidíte, že textúra a farba sú nerovnomerné v dôsledku spôsobu výroby buniek.

Poly solárne panely sú o niečo menej účinné ako monokryštalické kvôli nedokonalostiam na povrchu solárnych článkov. Výroba je samozrejme lacnejšia, čo znamená, že pre koncového používateľa sú lacnejšie.

Tenkovrstvové solárne panely

Väčšina dnes montovaných solárnych panelov je vyrobená z monokryštalických alebo polykryštalických solárnych článkov.

Existuje tretí typ solárnej technológie, nazývaný tenkovrstvové panely, ktoré sa zvyčajne používajú na rozsiahle inžinierske projekty a niektoré špeciálne aplikácie. Tenkovrstvové panely sa vyrábajú nanesením tenkej vrstvy vodivého materiálu na podkladovú dosku zo skla alebo plastu.

Tenkovrstvové panely nie sú pri inštaláciách pre domácnosti zvyčajne vidieť, pretože sú oveľa menej efektívne ako monokryštalické alebo polykryštalické panely. S obmedzeným priestorom na streche používajú zákazníci z radov domácností tradičnejšie kryštalické kremíkové panely, aby maximalizovali výrobu z dostupného priestoru.

Výroba tenkovrstvovej technológie je však lacnejšia a vo väčšom meradle sa stáva nákladovo efektívnejšou možnosťou. Pri komerčných a priemyselných projektoch bez akýchkoľvek obmedzení priestoru nezáleží na nižšej účinnosti tenkovrstvovej technológie. Tenkovrstvové panely sú často v týchto situáciách nákladovo najvýhodnejšou možnosťou.

Navyše, ak ste už videli flexibilné solárne panely na karavane alebo na lodi, tenkovrstvová technológia je to, čo tieto možnosti umožňuje. Avšak nie všetky flexibilné solárne panely sú vyrobené s pomocou tejto technológie. Flexibilný solárny panel Renogy z našej ponuky je vyrobený z niekoľko desiatok mikrometrov tenkých monokryštalických člankov, čím výrobca dosiahol požadovanú flexibilitu celého panela.

Pretože sú (ako už názov napovedá) oveľa tenšie ako tradičné kremíkové doštičky, tenký film môže byť nanesený na plast, aby sa vytvorili flexibilné solárne panely. Tieto panely sú obzvlášť vhodné pre karavany a mobilné použitie, keď nemáte na pripevnenie panelu k dispozícii plochý povrch.

Podľa materiálu z ktorých sa vyrábajú, spomenieme najznámejšie:

• CdTe panely (Kadmium, Telúr)
• CIGS panely (Meď, Indium, Gálium, Selén)
• GaAs panely (Gálium, Arzén)
• Tenkovrstvové kremíkové panely: 
  • amorfné panely (a-Si)
  • amorfné / mikrokryštalické tandemové články (mikromorf)
  • tenkovrstvový polykryštalický kremík na skle

Solárne články typu N verzus typu P

Predchádzajúca časť sa týka procesu, ktorým sa surovina formuje do kremíkových doštičiek.

Táto časť sa týka procesu, ktorým sa tieto doštičky upravujú tak, aby sa zmenili na fungujúci solárny článok, ktorý môže generovať elektrický prúd.

Čo sú to solárne články typu P?

Solárne články typu P sa obvykle vyrábajú z kremíkovej doštičky dotovanej bórom. Pretože bór má o jeden elektrón menej ako kremík, vytvára pozitívne nabitý článok.

Články typu P sú ovplyvnené degradáciou indukovanou svetlom, ktorá spôsobuje počiatočný pokles výkonu v dôsledku vystavenia svetlu. Toto je historicky najbežnejšia metóda úpravy solárnych článkov.

Čo sú to solárne články typu N?

Články typu N sú dotované fosforom, ktorý má o jeden elektrón viac ako kremík, čo spôsobuje záporné nabitie článku.

Články typu N sú imunitné voči defektom bóru-kyslíka a preto nie sú ovplyvnené degradáciou vyvolanou svetlom (LID). Ako sa dá očakávať, sú ako prémiová možnosť, pretože počas životnosti panelu menej degradujú.

Väčšina panelov, ktoré sú v ponuke, využíva solárne články typu P, ktoré môžu degradovať o niečo rýchlejšie, ale stále fungujú dobre 30+ rokov.

Keď vezmete do úvahy nižšie náklady na články typu P, zvyčajne sa vyplatí lacnejší solárny modul, ktorý sa degraduje o niečo viac, na rozdiel od podstatne drahšieho panelu s mierne menšou degradáciou. Tento názor sa však môže zmeniť, pretože pokroky v technológii typu N a časom klesajú náklady.

Iné rozdiely v technológii solárnych článkov

Solárne panely s PERC článkami

PERC je skratka pre technológiu Passivated Emitter a Rear Cell. Solárne články PERC sa vyznačujú ďalšou vrstvou materiálu na zadnej strane solárneho panelu, ktorá sa nazýva pasivačná vrstva.

Považujte pasivačnú vrstvu za zrkadlo. Odráža svetlo, ktoré prechádza panelom, čo mu dáva druhú šancu byť absorbovaný solárnym článkom. Viac slnečného žiarenia je absorbované článkom, čo vedie k vyššej účinnosti panelu.

Bunková technológia PERC získava trakciu na trhu, pretože zahrnutie pasivačnej vrstvy neprináša veľké výrobné oneskorenia ani výdavky. Zvýšenie efektívnosti viac ako odôvodňuje ďalší krok vo výrobnom procese.

Panely s polovičnými článkami (half-cut cells)

Polo-rezané články sú presne také, aké znejú: solárne články rozrezané na polovicu.

Menšia veľkosť buniek s polovičnými rezmi im poskytuje niektoré základné výhody, hlavne (ste uhádli) zlepšená účinnosť oproti tradičným solárnym článkom..

Solárne články prenášajú elektrický prúd cez pásky (bus-bary), ktoré spájajú susedné články v paneli. Časť tohto prúdu je stratená kvôli odporu počas prenosu.

Pretože polovičné články majú polovičnú veľkosť ako tradičné články, vytvárajú polovicu elektrického prúdu. Nižší prúd medzi článkami znamená menší odpor, čo nakoniec zvyšuje účinnosť solárneho článku.

Okrem toho môžu byť polovične rezané články viac odolné voči tieňom. Keď tieň dopadne na solárny článok, nielen to znižuje produkciu z tohto článku, ale aj všetky ostatné články, ktoré sú k nemu pripojené v sérii.

Tradičný solárny panel môže mať 60 solárnych článkov zapojených do série. Ak tieň spadne na jednu sériu buniek, môžete stratiť jednu tretinu produkcie tohto panela.

Na rozdiel od toho by panel vyrobený z napoly rezaných článkov mal 120 buniek s polovičnými rezmi, zapojených do série / paralelne s dvoma reťazcami po 60 článkoch. Tieň, ktorý dopadá na jeden reťazec, by nemal vplyv na výstup druhého, čo minimalizuje výrobné straty spôsobené problémami tieňom.

Obojstranné solárne panely

Obojstranné alebo bifaciálne solárne panely sú panely, ktoré sú na oboch stranách ošetrené vodivým materiálom. Sú navrhnuté tak, aby využívali odrazené slnečné svetlo, ktoré dopadá aj na zadnú stranu panelu.

Teoreticky to znie ako skvelý nápad, pretože zdvojnásobujete povrchovú plochu panela. V praxi si však bifaciálne panely vyžadujú oveľa nákladnejšiu montáž, aby sa z technológie získali skutočné výhody.

Systém musí byť namontovaný vo zvýšenej polohe tak, aby bol pod panelmi voľný priestor. Vyžaduje tiež správny reflexný materiál pod inštalovanými panelmi, napríklad biele skaly na zemi alebo bielu strechu. Inštalácia bifaciálnych panelov na bežnú škridlovú strechu má mizivý efekt na výrobu energie zo zadnej strany panelu.

Inštalácia obojstranných panelov je podstatne drahšia a v tomto okamihu malé zisky z efektivity nerobia dosť na to, aby pokryli dodatočné náklady na inštaláciu. Bifaciálne panely nie sú celkom pripravené na prerazenie na trhu, ale to sa môže meniť s ďalším vývojom technológie.

Ktoré panely by som si mal zvoliť pre svoj projekt?

Práve teraz by ste mohli pociťovať určité preťaženie informáciami. Je príjemné pochopiť zákutia výrobného procesu, ale nakoniec je tu jedna otázka pre každého: „ktorý z nich by som si mal kúpiť?“

Naša rada je vždy táto: pozrite sa na cenu za watt a odtiaľ pokračujte.

Ak chcete urobiť spravodlivé porovnanie medzi produktmi, vydelte náklady na panel nominálnym výkonom. Výsledok vám povie, koľko energie vygenerujete za euro, ktoré miniete. Napríklad:

Solárny panel Einnova Solarline 40Wp: 44,90 € / 40 W =  1,12 € / Watt

Solárny panel Victron Energy 60Wp: 59,90 € / 60 W = 0,99 € / Watt

V tomto prípade je cenový rozdiel spôsobený tým, že čím sú solárne panely rozmerovo menšie, tým vyššie sú náklady na výrobu panela. Z ekonomického hľadiska je rozumné kupovať väčšie – výkonnejšie panely:

Monokryštalický solárny panel RISEN 400Wp – čierny rám: 72,60 € / 400 W = 0,18 € / Watt

Polykryštalický solárny panel Amerisolar 285Wp: 124,90 € / 285 W = 0,43 € / Watt

Pri rozhodovaní zvážte, či vo vašom rozhodnutí zohrávajú aj iné faktory (napríklad technológia solárneho panelu alebo krajina pôvodu).