 Panele fotowoltaiczne składają się z pojedynczych ogniw solarnych, które generują napięcie elektryczne, gdy padają na nie promienie słoneczne. Proces ten znany pod pojęciem fotowoltaika bazuje na specjalnym materiale, z którego wykonywane są niemalże wszystkie ogniwa solarne. Materiałem tym jest krzem, który jest półprzewodnikiem o typowych dla materiałów półprzewodnikowych właściwościach. Krzem, podobnie jak tlen, jest jednym z najczęściej występujących pierwiastków na kuli ziemskiej, a dzięki temu jest niemalże niewyczerpalnym i tanim surowcem. Jednakże przed wykorzystaniem w branży fotowoltaicznej musi zostać poddany skomplikowanemu i kilkuetapowemu procesowi obróbki. W procesie tym ze zwykłego piasku krzemowego odzyskany zostaje bardzo czysty, krystaliczny krzem.
W zależności od struktury krystalicznej i technologii produkcyjnej rozróżniamy:
• Ogniwa solarne monokrystaliczne
• Ogniwa solarne polikrystaliczne
• Ogniwa solarne cienkowarstwowe
Ogniwa solarne monokrystalicznemożemy rozpoznać po ich czarnym lub niebieskawym kolorze. Składają się z jednego kryształu, a w porównaniu do innych komórek krzemowych są najbardziej wydajne. Wykorzystywane są przeważne tam, gdzie powierzchnia na potrzeby generowania prądu i instalacji paneli jest ograniczona. Żywotność ogniw solarnych monokrystalicznych wynosi minimalnie 20 lat. Wybierane do instalacji gdzie potrzebny jest duży uzysk mocy a jest mało miejsca na montaż.
Polikrystaliczne lub multikrystaliczne ogniwa solarne poznamy po niebieskim kolorze powierzchni. Ich struktura kryształowa jest tylko częściowo uporządkowana, co w efekcie przekłada się na nieco niższą wydajność. Produkcja ogniw polikrystalicznych jest łatwiejsza, a sposób ich wykonania mniej skomplikowany, dlatego też ogniwa tego typu są najczęściej wykorzystywane w fotowoltaice. Dla dużych powierzchni. Najczęściej wybierana. Najlepszy stosunek ceny do mocy.
Panele cienkowarstwowemożna rozpoznać po ciemnobrązowym lub czarnym kolorze. Składają się z cienkiej niekrystalicznej (amorficznej) warstwy krzemu. Dzięki zastosowaniu niewielkiej ilości materiału należą do rozwiązań najtańszych, wymagają jednak większej powierzchni. Panele tego typu są mniej wydajne przy pełnym nasłonecznieniu. Ich zaletą jest natomiast wydajność przy niskiej intensywności światła lub przy świetle rozproszonym, a także przy wysokich temperaturach eksploatacji.
Wpływ światła i temperatury na wydajność:
Im bardziej intensywnie napromieniowywane jest przez światło ogniwo solarne, tym więcej prądu elektrycznego generuje, a w związku z tym panele fotowoltaiczne zwiększają swoją wydajność. W godzinach porannych i wieczornych, przy zachmurzonym niebie lub podczas mgły wydajność jest wprawdzie niższa, ale prąd produkowany jest nieprzerwanie, ponieważ systemy fotowoltaiczne działają również przy naświetlaniu światłem rozproszonym. Wbrew obiegowej opinii panele fotowoltaiczne mają wyższą wydajność przy niższych temperaturach niż w pełnym słońcu. Przy odpowiedniej cyrkulacji powietrza z tylnej strony paneli solarnych można obniżyć ich temperaturę, a tym samym zwiększyć moc generowaną przez ogniwa.
Jak zmierzyć wydajność paneli fotowoltaicznych?
Szczytowa moc panelu solarnego podawana jest w jednostce watt peak (z języka angielskiego „peak = szczyt”) i oznaczona jest symbolem małej litery „p” za danymi podanymi w jednostce wat lub kilowat (Wp, kWp). Wartość ta oznacza moc, którą panele fotowoltaiczne osiągają w pełnym słońcu i przy zdefiniowanych warunkach testowych. Peak lub moc szczytowa często oznaczana jest jako „wartość nominalna” lub też „moc nominalna” i obowiązuje dla wartości zmierzonych w optymalnych warunkach roboczych. |