Panel, a moduł PV

Moduł a panel PV – co to jest i jak działa?

W czasie transformacji energetycznej kluczową rolę odgrywają moduły i panele fotowoltaiczne. Dzięki zdolności do przekształcania promieniowania słonecznego w energię elektryczną, te innowacyjne urządzenia stanowią więc fundament nowej ery energetyki odnawialnej. W tym artykule odpowiemy więc na pytanie, co to jest moduł, jak działa panel PV i jakie są jego rodzaje.

Moduł PV – co to jest? 

Zanim rozważymy różnice między modułem PV a panelem PV, warto przyjrzeć się samemu skrótowi, towarzyszącemu tym pojęciom. Co to znaczy PV? Cząstka ta pochodzi od angielskiego słowa “photovoltaics,” co tłumaczymy jako fotowoltaika. Zatem moduł PV to po prostu moduł fotowoltaiczny, natomiast panel PVpanel fotowoltaiczny.

Budowa panelu fotowoltaicznego 

Aby zrozumieć, jaka jest różnica między panelem a modułem PV, należy przyjrzeć się również budowie panelu fotowoltaicznego. Każdy moduł PV składa się z ogniw fotowoltaicznych wykonanych z krzemu. Działanie tych ogniw polega na przekształcaniu energii słonecznej w energię elektryczną, generując prąd stały, przekazywany następnie do inwertera. W inwerterze prąd stały konwertuje się na prąd zmienny, gotowy do zasilenia gniazdek w budynkach i różnorodnych urządzeń elektrycznych.

Jak działa fotowoltaika?

Aby zrozumieć różnicę między tymi dwoma pojęciami, warto dowiedzieć się także, jak działa panel fotowoltaiczny. Każda pojedyncza płytka krzemowa składa się z dwóch warstw oddzielonych barierą potencjału. Ujemna warstwa górna zawiera nadmiar elektronów, podczas gdy warstwa dolna jest dodatnia i charakteryzuje się niedoborem elektronów. Kiedy foton pada na warstwę górną ogniwa, uwalnia dodatkowe elektrony, tworząc różnicę potencjałów. Obwód zamyka się poprzez odbiornik energii elektrycznej, co skutkuje przepływem prądu między płytami – jest to tak zwane zjawisko fotoelektryczne.

Przeczytaj również:

Falownik, mikroinwerter, optymalizator mocy paneli słonecznych – czym są i który wybrać?

Ogniwa fotowoltaiczne montowane są w moduły, czyli panele PV, łączone w szereg, tworząc swego rodzaju łańcuchy. Natomiast ustawione równolegle względem siebie, kreują tak zwaną matrycę fotowoltaiczną.

Przeczytaj również:  Falownik, mikroinwerter, optymalizator mocy paneli słonecznych – czym są i który wybrać?

Ważne jest, aby moduł pracował z maksymalną wydajnością, gwarantując całemu systemowi osiągnięcie najwyższego poziomu efektywności i zwiększając jego trwałość. Moduł PV jest zatem jednym z podstawowych elementów, który tworzy panel fotowoltaiczny.

Rodzaje paneli fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne dzielą się na:

  • monokrystaliczne,
  • polikrystaliczne.

Różnice między tymi dwoma typami paneli PV wynikają ze sposobu produkcji. W przypadku paneli polikrystalicznych pierwszym krokiem jest krystalizacja krzemu, służąca usunięciu zanieczyszczeń. Proces ten przebiega w temperaturze 1500 stopni, co prowadzi do powstania bryły krzemowej, którą następnie kroi się na plastry, tworzące ogniwo fotowoltaiczne.

O budowie panelu monokrystalicznego informuje nas sama nazwa – “mono” oznacza pojedynczy. Ogniwo z tego typu paneli PV powstaje z jednego kawałka kryształu, co pozwala elektronom na swobodne poruszanie się. Produkcja jest jednak bardziej skomplikowana.

W procesie tym, znanym jako metoda Czochralskiego, dodaje się polikryształków krzemu, o wysokim stopniu czystości, do wnętrza tygla, topiąc je w jednolitą masę przy temperaturze 1500 stopni. Następnie umieszcza się w stopionym materiale zarodek kruszcu, z którego z czasem wyrośnie pełnowymiarowy kryształ. Proces ten przebiega stopniowo – trwa około 48 godzin. Na koniec zarodek jest powoli usuwany, pozostawiając po sobie duży, cylindryczny monokryształ krzemu.

Moduł a panel PV – co to jest i jak działa?

Co się bardziej opłaca? 

Znając już różnice techniczne, ważne jest zrozumienie uzysków z poszczególnych rodzajów paneli PV. Wydajność paneli polikrystalicznych kształtuje się na poziomie 14-16%, co wynika z kilku czynników. Przede wszystkim złączone kryształy nie dostarczają wystarczającej swobody ruchu dla elektronów. W przypadku ogniw polikrystalicznych wyższej jakości obserwuje się większe kryształy. Im mniejsza liczba kryształów, tym większa swoboda poruszania się elektronów, co przekłada się na wyższą wydajność ogniwa.

To może cię zainteresować:

Zasady fotowoltaiki w 2023 roku. Czy instalacja fotowoltaiczna wymaga pozwolenia, czy tylko zgłoszenia?

Największym atutem ogniw monokrystalicznych jest ich wysoka efektywność. Panele o średniej jakości zazwyczaj osiągają wydajność między 16 a 20%. Inna korzyść to niższy współczynnik temperaturowy ogniw monokrystalicznych. Panele fotowoltaiczne zazwyczaj pracują wydajniej w niższych temperaturach, a każdy wzrost temperatury, nawet o jeden stopień Celsjusza, prowadzi do utraty wydajności. Panele monokrystaliczne radzą sobie lepiej w tej kwestii, co jest szczególnie korzystne w warunkach, gdzie temperatury są dużo wyższe.

Przeczytaj również:  W ciągu trzech lat w Polsce powstanie fabryka magazynów energii nowego typu

Fotowoltaika sprawdza się więc również w klimacie Polski, gdzie warunki są korzystne zarówno dla paneli monokrystalicznych, jak i polikrystalicznych. To może być zaskakujące, kiedy uświadomimy sobie, że klimat w Polsce nie jest wcale mniej korzystny dla paneli PV niż chociażby w upalnej Afryce.

Powyższa informacja jest kluczowa zwłaszcza w obliczu zawirowań wokół branży fotowoltaicznej, do których doszło w ostatnich miesiącach. Choć pozornie może się wydawać, że zimą instalacja PV nie działa, to dzięki urządzeniom takim jak moduły PV, panele PV i optymalizatory, o tej porze roku także można produkować prąd ze Słońca.

Kilka słów na koniec 

Aby w pełni wykorzystać potencjał drzemiący w tych urządzeniach, trzeba jednak zdać sobie sprawę z kilku ważnych kwestii dotyczących zużycia energii. Nowy system rozliczeń (net-billing) promuje autokonsumpcję, co oznacza, że inwestując w fotowoltaikę, trzeba się nastawić na skonsumowanie jak największej ilości uzyskanej energii. Jak to osiągnąć?

Najprostszym, choć dość drogim rozwiązaniem, jest zakup magazynu energii. Nie są one jeszcze zbyt popularne w Polsce, choć w zeszłorocznej edycji programu dofinansowania fotowoltaiki “Mój Prąd”, pojawiła się opcja dopłaty do tego urządzenia.

Innym rozwiązaniem jest inwestycja w elektryczny system ogrzewania na podczerwień, który zużyje wyprodukowaną energię. Dzięki temu nie trzeba sprzedawać prądu po niskich stawkach, natomiast można samemu go zużywać według własnych potrzeb.

Podobne artykuły

Comments are closed.