Panele fotowoltaiczne – budowa, zasada działania, moc

Czym jest panel fotowoltaiczny

Panel fotowoltaiczny to niemalże najistotniejszy element całej instalacji PV. Składa się z połączonych ze sobą ogniw fotowoltaicznych. To właśnie zlokalizowane w panelach ogniwa odpowiadają za proces pobierania energii ze słońca, która następnie zostanie przetworzona w energię elektryczną. Proces ten nazywamy zjawiskiem bądź efektem fotowoltaicznym. Od konstrukcji paneli, ich usytuowania oraz orientacji względem słońca zależy naprawdę wiele. Tobie, jako przyszłemu użytkownikowi fotowoltaiki zależy przede wszystkim na panelach trwałych, z których będziesz pozyskiwać możliwie dużo energii.

Budowa paneli fotowoltaicznych

Określenia takie jak: ogniwo fotowoltaiczne, panel fotowoltaiczny oraz moduł fotowoltaiczny bywają niekiedy używane w roli synonimów. W rzeczywistości jednak są to elementy o różnym przeznaczeniu. Jak już wspomnieliśmy, zjawisko fotowoltaiczne zachodzi w ogniwie. Ogniwa, będące najmniejszymi częściami całości, łączy się ze sobą w większe całości zwane modułami lub potocznie panelami fotowoltaicznymi. Obecnie obu tych pojęć używa się zamiennie.

Najczęściej kupowanymi panelami są panele monokrystaliczne oraz polikrystaliczne. Mniejszym zainteresowaniem cieszą się panele amorficzne i cienkowarstwowe. Większość klientów staje przed dylematem – monokrystaliczne czy polikrystaliczne? Które panele wybrać?

Musimy pamiętać, że do produkcji ogniw fotowoltaicznych wykorzystuje się przeważnie krzem. Od tego, czy jest on w ogniwie osadzony jako jeden kryształ czy też wiele jego kawałków zespolonych w jedną bryłę, zależy wiele. Przede wszystkim cena oraz sprawność. Z uwagi na indywidualne zapotrzebowanie, zarówno tańsze i mniej wydajne panele polikrystaliczne, jak też bardziej skomplikowane, ale bardziej wydajne panele monokrystaliczne, znajdują swoich entuzjastów.

Na czym opiera się działanie paneli słonecznych

Do działania paneli fotowoltaicznych potrzebne jest słońce i jego promienie. Obecne w panelach ogniwa pobierają energię z promieniowania słonecznego. Krzem stanowiący materiał półprzewodnikowy doskonale radzi sobie z transmisją ładunku elektrycznego. Ważne jest tutaj odpowiednie ustawienie paneli. Dzięki temu ogniwa mogą w niezakłócony sposób pobierać energię i przekazywać ją dalej do falownika. Trzeba pamiętać, że energia pobrana przez ogniwo jest tzw. prądem stałym. Aby jednak prąd mógł popłynąć do domowego gniazdka, musi stać się prądem zmiennym. Za tę konwersję odpowiada falownik zwany również inwerterem.

Moc paneli ma znaczenie

Określenie potencjalnej mocy paneli dla Twojego domu ma kluczowe znaczenie w procesie wyboru odpowiedniej instalacji fotowoltaicznej. Dobrze dobrana moc instalacji PV pozwala osiągnąć największe oszczędności i sama w sobie staje się bardziej opłacalną inwestycją. Dobrze oszacowana moc daje gwarancję, że nie będziesz zmuszony czerpać zbyt wiele dodatkowej energii z sieci energetycznej, jak również nadmiar, który do niej odprowadzisz, nie zostanie przez Ciebie odzyskany i wykorzystany.

Aby oszacować, ile energii powinna wytwarzać dla Ciebie fotowoltaika, oblicz średnią moc na podstawie rachunków za prąd z ostatniego roku. Jeśli dopiero budujesz dom, stwórz listę sprzętów, które będą pobierały prąd oraz określ liczbę osób, które będą zamieszkiwać w gospodarstwie domowym. W internecie znajdziesz także wsparcie w postaci kalkulatorów online.

Aby otrzymać najlepsze uzyski z instalacji PV, musisz pamiętać o dobrym usytuowaniu instalacji. Należy tutaj unikać miejsc zacienionych, jak również wszystkich tych, do których promienie słoneczne mają utrudniony dostęp. Panele fotowoltaiczne możesz zamontować na dachu albo na gruncie. Oba rozwiązania mają swoje plusy i minusy. Niezależnie od tego kluczową kwestią jest wspomniana ekspozycja na działanie promieni słonecznych.

Podczas planowania montażu instalacji należy więc zwrócić uwagę nie tylko na obecność miejsc zacienionych. Istotnymi aspektami są także: kąt nachylenia instalacji oraz jej kierunek. Dla poboru energii słonecznej ma również znaczenie wielkość instalacji fotowoltaicznej. Z większej liczby paneli uzyskamy więcej energii. Możliwości powierzchniowe zwłaszcza w sytuacji instalacji dachowych mogą być jednak ograniczone, stąd niektórzy decydują się na instalacje fotowoltaiczne na gruncie. Dobrze jest jednak pamiętać, że moc paneli musi być dopasowana do projektu całej instalacji fotowoltaicznej. Stąd też instalowanie większych paneli (np. o mocy 450 kW) nie zawsze okaże się opłacalne. Mogą co prawda zajmować więcej miejsca, jednak ostatecznie ich efektywność może okazać się mniejsza na tle całej instalacji.

Trwałość i gwarancja

Gdy już zainwestujemy niemałe pieniądze w zakup i montaż instalacji PV, oczekujemy, że będzie ona służyć nam przez dziesiątki lat. Coraz częściej spotykamy 25-letnią gwarancję na panele fotowoltaiczne i obecnie jest to już standard. Ponieważ panele fotowoltaiczne wykonywane są z coraz lepszych i coraz trwalszych materiałów, producenci nie boją się udzielać tak długiej gwarancji. Warto pamiętać, że instalacje PV od dobrych producentów świetnie radzą sobie także po upływie okresu gwarancyjnego, zaś spadek sprawności nie jest zbyt odczuwalny. W każdym razie po upływie ćwierćwiecza od montażu paneli, ich wydajność nie powinna być niższa niż 80% wartości początkowej.

W polskich warunkach panele fotowoltaiczne nie są wystawione na działanie niekorzystnych warunków atmosferycznych, które mogłyby wyraźnie skrócić ich żywotność. Ekstremalne upały, silne mrozy czy gradobicia potrafią przyczynić się do szybszego zużycia instalacji. Mimo tego, iż nasze warunki należą do najbardziej przyjaznych instalacjom fotowoltaicznym, nie powinniśmy zapominać o konieczności konserwacji paneli. Warto obserwować panele, sprawdzać stan ich zabrudzenia, jak również monitorować wydajność falownika. Można to robić np. dzięki dedykowanym aplikacjom na smartfona.

Żywotność dłuższa niż szacowano?

Powszechnie wiadomo, że moduły fotowoltaiczne ulegają degradacji. Do tej pory szacowano, że po 25 latach używania, ich wydajność spada do ok. 80%. Jednak powstały nowe badania, z których wyniknęło, że degradacja mocy instalacji po kilkunastu latach okazała się niższa, niż zakładano. To znaczy, że żywotność paneli może być jeszcze wyższa, niż pierwotnie przypuszczano.

Wybierając panele fotowoltaiczne, pamiętaj też o…

…właściwym doborze ekipy montażowej. Nie jest najlepszym pomysłem samodzielne instalowanie paneli. Jest to proces skomplikowany, który może okazać się niebezpieczny dla niedoświadczonego montera. Decydując się na ekipę montażową, należy zwrócić uwagę na jej doświadczenie oraz na to, czy oferuje ubezpieczenie na wypadek powstałych podczas montażu uszkodzeń. Montażyści powinni współpracować z firmą projektującą, która odpowiada za dobór komponentów oraz miejsca instalacji, precyzyjne połączenie ze sobą wszystkich elementów oraz uziemienie instalacji. Dobra firma powinna także służyć kompleksowym wsparciem oraz obsługą poinstalacyjną.