Rodzaje modułów i ogniw fotowoltaicznych

Rodzaje modułów fotowoltaicznych

Ogniwo fotowoltaiczne należy do najnowocześniejszych źródeł energii odnawialnej – wiatrak, siłownia wodna są znane od wieków, a źródłami nowoczesnymi stały się na przełomie XIX i XX wieku, kiedy to wynaleziono i rozpoczęto produkcję prądnic elektrycznych.

budowa-moduu-pv.jpg
Prosty, nieskomplikowany, na pierwszy rzut oka, moduł fotowoltaiczny w rzeczywistości jest wyrobem złożonym. Jego podstawą, rdzeniem, jest arkusz o określonej ilości (ok. kilkadziesiąt sztuk) półprzewodnikowych ogniw fotowoltaicznych, otoczony z obu stron specjalnymi foliami, przednią i tylną, o wielkiej przezroczystości i dużej odporności na oddziaływanie warunków atmosferycznych, w tym zmiennych temperatur, wilgoci, promieniowania słonecznego, itp. Od strony zewnętrznej moduł przykrywa płyta wysokogatunkowego, doskonale przezroczystego szkła. Moduły ujęte są w ramy zapewniające im, w połączeniu ze szkłem i foliami, odpowiednią szczelność, gwarantującą brak dostępu wilgoci do ogniw i ich połączeń elektrycznych. Całość́ uzupełnia duża ilość drobnych elementów, takich jak przewody, skrzynki łączeniowe, zapewniające połączenia pomiędzy poszczególnymi modułami i dające możliwość tworzenia elektrowni słonecznych. 
Patrząc na różne moduły można zauważyć, że składające się na nie ogniwa mają różne kolory i odcienie. Jedne są ciemno granatowe do czarnych inne bardziej niebieskie z wyraźnymi kryształami. Kolor ogniwa zależy od technologii produkcji oraz użytego materiału.  85% ogniw dostępnych na rynku zbudowana jest z krzemu. 

moduł monokrystaliczny

moduł monokrystaliczny

moduł polikrystaliczny

moduł polikrystaliczny

moduł z krzemu amorficznego

moduł z krzemu amorficznego

Główne typy ogniw fotowoltaicznych

ogniwo-monokrystaliczne.jpg

Ogniwo polikrystaliczne

wykonane są z wykrystalizowanego krzemu. Charakteryzują się sprawnością w przedziale 14-18% oraz umiarkowaną ceną, gdyż technologia ich produkcji jest znacznie mniej energochłonna  i nie wymaga tak restrykcyjnego reżimu jakościowego. Zazwyczaj posiadają charakterystyczny niebieski kolor i wyraźnie zarysowane kryształy krzemu. Sprawność ogniw jest mniejsza niż ogniw monokrystalicznych, ale fakt znacznego obniżenia kosztów produkcji sprawia, że są nadal najpowszechniej stosowanymi ogniwami w fotowoltaice.  
ogniwo-amorficzne.jpg

Ogniwo monokrystaliczne

wykonane z jednego monolitycznego kryształu krzemu. Charakteryzuje się wysoką sprawnością zazwyczaj 18-22% oraz wysoką ceną. Posiadają charakterystyczny ciemny kolor.  Posiadają charakterystyczne obcięte rogi oraz równomierną , jednolitą strukturę. Zmiana mocy generowanej z ogniwa w małym stopniu zależy do temperatury oraz ogniwo to ma mniejszy spadek mocy w czasie. 
poly.png

Ogniwo z krzemu amorficznego

wykonane z amorficznego, bezpostaciowego niewykrystalizowanego krzemu. Charakteryzują się niską sprawnością w przedziale 6-10% oraz niską ceną. Zazwyczaj posiadają charakterystyczny lekko bordowy kolor i brak widocznych kryształów krzemu.

Rozwój ogniw drugiej generacji

Ogniwo 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.

Ogniwo CIGS

Ogniwa CIGS wykonane z mieszaniny półprzewodników takich jak miedź, 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.

Ogniwa CdTe, CIGS a także niektóre ogniwa z krzemu amorficznego to tak zwane ogniwa cienkowarstwowe, w których warstwa aktywnego półprzewodnika ma grubość kilku mikrometrów, czyli jest blisko 100 cieńsza niż w przypadku ogniw z krzemu Poli czy Mono krystalicznego. Cienkowarstwowe ogniwa II generacji dzięki znacznej redukcji zużycia półprzewodników charakteryzują się korzystnym stosunkiem ceny do mocy.

Nowe obszary badań w obszarze fotowoltaiki

Ciągły postęp technologiczny powoduje że nauka poszukuje nowych coraz tańszych i bardziej efektywnych metod przetwarzania energii słonecznej w energię elektryczną.

Jednym z bardziej obiecujących materiałów które w ciągu kolejnej dekady mogą z fazy badań przejść do komercyjnego zastosowania są perowskity. Perowskity to materiały o specyficznym ułożeniu siatki krystalicznej. Ich właściwości nie determinuje skład, lecz struktura ułożenia atomów. Przede wszystkim perowskity są świetnymi pochłaniaczami światła. Lepszymi nawet niż dotychczasowy lider  arsenek galu, który z kolei jest znacznie lepszy od najbardziej popularnego dzisiaj krzemu. Dzięki temu są w stanie pochłonąć światło w ultracienkich warstwach. Zmniejsza to przynajmniej trzykrotnie zużycie materiału niezbędnego do wyprodukowania ogniwa. Bardzo praktyczne jest również to, że ogniwa można wytwarzać w procesie mokrej chemii. To znaczy, że na przykład można taki perowskit po prostu nadrukować.

Warto zaznaczyć, że ogniwa oparte na perowskicie to zupełnie inne podejście do fotowoltaiki. Nie można wprost przyrównywać do nich ogniw krzemowych. Dzięki unikalnym właściwościom perowskitów będzie można, np. zespolić ogniwa z szybami. Okna zmienią się w panele fotowoltaiczne niewiele tracąc na przezroczystości. Można będzie również pokrywać ogniwami perowskitowymi dachówki, przez co cały dach stanie się panelem fotowoltaicznym, dzięki elastyczności perowskitów niczym na pozór nie różniącym się od dachu pokrytego zwykłą dachówką. Perowskity można by nanosić na całe elewacje nowoczesnych budynków lub hal produkcyjnych, dzięki czemu nie tylko dach i okna, ale i ściany produkowałyby prąd.

Co istotne w tym obszarze badawczym znaczącą rolę odgrywa polska nauka. 

perowskity.jpg

Kiedy technologia ta zostanie skomercjalizowana i będzie przynosić korzyści jej użytkownikom, GoSolar będzie ją dostarczać. Trzymamy kciuki !

O GoSolar

Naszą misją jest zapewnienie naszym Klientom komfortu życia i niezależności energetycznej.

Uzyskamy to dzięki dostarczaniu Im najwyższej jakości rozwiązań z obszaru Odnawialnych Źródeł Energii oraz świadczeniu kompleksowego, profesjonalnego serwisu.

Ostatnie nowości

©2019 GoSolar Sp. z o.o. Wszystkie prawa zastrzeżone. Znaki towarowe należą do ich właścicieli. Design featured by Aga Kosa

Szukaj