Fotovoltaické moduly: konštrukcia a typy. Fotovoltaický trh sa dynamicky rozvíja. Existuje množstvo fotovoltických panelov vyrábaných v rôznych technológiách. Líšia sa materiálmi použitými pri ich výrobe, elektrickým výkonom a cenami.

Fotovoltaické moduly (panely) sú obdĺžnikového tvaru s rozmermi 100 x 165-170 cm. Vo vnútri rámu je vrstva buniek vyrobená z kremíka, fóliovaná a pokrytá sklom. Sklo by malo byť čo najjasnejšie, aby dobre absorbovalo slnečné žiarenie. Na zníženie oslnenia sa bežne používajú antireflexné vrstvy.

Veľkosť jedného fotovoltaického článku je približne 15 x 15 cm. Jeden modul pozostáva zo 60 článkov štandardne usporiadaných v šiestich radoch po 10. Na trhu nájdete aj fotovoltické panely pozostávajúce zo 48 alebo 72 článkov, ktoré sa líšia veľkosťou a výkonom. Keďže výkon solárneho panelu je súčtom výkonu všetkých jeho článkov, tieto tri skupiny panelov by sa nemali porovnávať.

Konštrukcia fotovoltaického modulu

Fotovoltaický modul má vrstvenú štruktúru. Najdôležitejšia je tenká, asi 0,2-milimetrová vrstva kryštalického kremíka, ktorá je z oboch strán pokrytá EVA fóliou. Z vrchnej strany je modul pokrytý nárazuvzdorným tvrdeným sklom. Pod spodnou vrstvou fólie je spevňujúca plastová podložka. Celý je zakrytý rámom vyrobeným z hliníka odolného voči zaťaženiu a poveternostným vplyvom. Kryštáľové články sú spojené vodičmi s prúdom (prípojnice - prípojnice). Do elektrického systému sa vypúšťa cez vodiče so solárnymi konektormi.

Typy solárnych modulov

Najobľúbenejšie sú silnovrstvové kremíkové fotovoltaické články. Môžu byť dvoch typov: monokryštalické alebo polykryštalické. Majú dobrú energetickú účinnosť a také ceny, že sa z nich oplatí stavať inštalácie. Dôležitá je aj ich vysoká odolnosť a udržanie vysokej účinnosti po dostatočne dlhú dobu. Ide o fungujúci a perspektívny segment fotovoltického trhu, preto sa intenzívne rozvíja. Na trhu dominujú monokryštalické moduly, ktoré sú efektívnejšie. Mnoho výrobcov uvádza nové úpravy na dosiahnutie vyššej účinnosti, dlhšieho výkonu a lepšej použiteľnosti. Vedľa nich nájdeme tenkovrstvové moduly (vyrobené z kremíka alebo iných materiálov, ako je telurid kadmia), perovskitové moduly (vyrobené z anorganických chemických zlúčenín) a dokonca využívajúce organické materiály. Tieto technológie sú však stále nevhodné pre masové využitie pre ich nízku účinnosť, vysoké výrobné náklady a relatívne krátku životnosť.

Monokryštalické fotovoltaické moduly

Monokryštalické fotovoltické moduly majú účinnosť 19-20%. Sú aj také s účinnosťou 25 %, no sú veľmi drahé. Na trhu nájdeme monokryštalické fotovoltické moduly s menovitým výkonom presahujúcim 350 Wp. Môžu byť použité na vytvorenie efektívnejšej inštalácie s menšou plochou ako polykryštalické články.

Monokryštalické fotovoltaické panely sú efektívnejšie, pretože proces výroby elektriny prebieha vo vnútri jednotlivých kryštálov, z ktorých sa skladajú jednotlivé články. V polykryštalických moduloch je pohyb elektrónov menej efektívny, pretože jednotlivé kryštály sú menšie a článok je vyrezaný z bloku vyrobeného z mnohých kryštálov. Dôležitý je aj spôsob výroby kremíkových kryštálov. V monokryštalickej verzii materiál dosahuje vyšší stupeň čistoty, čo pomáha zvyšovať efektivitu.

Výroba monokryštalických článkov je drahšia ako polykryštalických článkov, preto sú aj ich ceny vyššie. Monokryštalické bunky sú tmavo modré, tmavo modré a dokonca čierne. Vyznačujú sa kosoštvorcovým tvarom - štvorcom so zrezanými rohmi.

Polykryštalické fotovoltaické moduly

Polykryštalické fotovoltické moduly majú vzhľadom na spôsob výroby charakteristickú modrú farbu. Jedna bunka má štvorcový tvar, pretože je vyrezaná z kubického bloku kryštalického kremíka. Polykryštalické články dosahujú účinnosť 15-16%, najlepšie dokonca 18-19%. Preto panely z nich vyrobené majú nižší menovitý výkon (do cca 300 Wp) ako tie z monokryštalických článkov. Na konfiguráciu inštalácie s určitým výkonom je potrebných viac takýchto modulov. Polykryštalické fotovoltaické moduly sú síce menej efektívne, no stojí za zváženie ich použitie tam, kde nie je obmedzený povrch, na ktorý je možné ich namontovať.Taktiež je potrebné vypočítať, koľko budete musieť zaplatiť za získanie určitého výkonu fotovoltaickej inštalácie z polykryštalických modulov.

Aké moduly zvoliť pre fotovoltaickú inštaláciu: dôležité parametre panelov

Pri výbere modulov pre fotovoltaickú inštaláciu by ste sa mali riadiť nielen ich typom, ale predovšetkým technickými parametrami. Najdôležitejšie z nich sú výkon a účinnosť. Výkon fotovoltaických panelov sa určuje pomocou jednotky Wp (Watt peak), čo je maximálny výkon, ktorý môže článok dosiahnuť v testovacích podmienkach. Výkon (účinnosť) fotovoltických modulov závisí od ich typu a použitých konštrukčných riešení. Výkon modulu sa s vekom znižuje (životnosť). Skutočnou výzvou pre výrobcov je preto rozšírenie vysokej účinnosti fotovoltaických článkov.

Na čo môžete využiť energiu z fotovoltaickej inštalácie? Nákladovo efektívne riešenia>

Slnko

Na rozdiel od toho, čo by sa dalo ako laik očakávať, výkon fotovoltických modulov so zvyšujúcou sa teplotou vzduchu klesá. Fotovoltaika funguje najlepšie pri nízkych teplotách, ale s dobrým slnečným žiarením. Výkon modulov sa testuje pri teplote 25oC, ale na slnečných svahoch striech môže byť letná teplota oveľa vyššia. Dôležitým parametrom je preto aj teplotný koeficient výkonu, ktorý udáva, o koľko percent klesá výkon modulu s každým stupňom zvýšenia teploty nad testovanú hodnotu - 20oC. Čím nižší pomer, tým lepšie.

Fotovoltaické moduly PERC a PERT

Moduly s pasívnym emitorom Rear Cell (PERC) majú na spodnej strane dodatočnú vrstvu dielektrika, aby sa znížila príťažlivosť elektrónov k spodnej elektróde. Spodná pasivácia spôsobuje, že slnečné lúče sa odrážajú späť do vnútra bunky. FV panely s technológiou PERC - s dodatočnou spodnou vrstvou s mnohými malými otvormi - umožňujú elektrické spojenie medzi hornou a spodnou časťou článku.Ich výhodou je, že lepšie využívajú dlhovlnné infračervené žiarenie, čo im umožňuje pracovať efektívnejšie – najmä pri menšom slnečnom svetle.

Ako získať finančnú podporu na investície do fotovoltaiky>

Inovatívne a vo vzťahu k PERC ešte elektricky účinnejšie riešenie je PERT (Pasivated Emitter Rear Cell Totally Diffused), v ktorom nie sú žiadne otvory v pasivačnej vrstve, ale je úplne rozptýlený. Takáto pasivačná vrstva neumožňuje elektrónom uniknúť, ale núti ich odrážať sa od dna a recirkulovať v článku. Vďaka tomu je spätné získavanie odrazeného žiarenia ešte účinnejšie ako pri riešení PERC, čo zvyšuje účinnosť článku.

Bifaciálne - obojstranné aktívne fotovoltaické moduly

V obojstranných aktívnych moduloch bunka absorbuje svetlo z oboch strán, a to nielen zhora, ale aj odrazom zdola.Aktívnejšia práca fotónov podporuje väčšiu produkciu elektriny, takže takéto bunky majú väčší výkon. Aby ste to dosiahli, panel musí byť zospodu priehľadný - je pokrytý sklom alebo vhodnou fóliou.

Fotovoltaické články: montáž krok za krokom>

Obojstranné aktívne fotovoltaické panely tiež vyžadujú správny spôsob montáže. V štandardných situáciách nebudú fungovať, ale oplatí sa po nich siahnuť, keď je vzhľadom na podmienky umiestnenia na pozemku potrebné panely umiestniť v smere východ – západ. Moduly potom môžete nainštalovať vertikálne, aby sa elektrina vyrábala ráno a večer. Bifaciálne panely sa najlepšie používajú vo voľne stojacich konštrukciách na zemi. Mali by byť umiestnené pomerne vzpriamene, aby im netienili chrbát.

Kategórie:

Rekonštrukcia