Piața europeana a energiei solare continuă să crească. Puntul central al evolutiei tehnologice sunt modulele – panourile fotovoltaice, care au evoluat continuu în ultimii 20 de ani. Deocamdata, prețurile pentru panourile fotovoltaice au scăzut datorită importurilor majore din Asia de Sud-Est, mai ales din China. Acum că au fost limitate cantitatile, prețul va fi din nou în creștere. Care este insa diferența dintre diferitele module fotovoltaice?
Elemente fundamentale pentru descrierea panourilor solare
Începuturile tehnologiei fotovoltaice sunt călătoriile în spațiu. În anii 1980, tehnologia solară a fost dezvoltată în mod special pentru a fi utilizată în zona terestră, pe baza situatiei de după criza petrolului. Între timp, celulele solare sunt folosite pentru a genera energie electrică peste tot. Panourile solare miniaturale oferă energie pentru calculatoare de birou și soluții la scară largă integrate în acoperiș sau pe acoperis acoperă teoretic necesarul de energie al unei intregi case. În condiții bune, 20 de metri patrati de colectoare pot genera peste 3500 de kilowați ore de energie solară. Pentru cele mai bune rezultate, este important să alegeți modulele potrivite pentru fiecare locație. Pentru a genera cea mai mare putere disponibilă, celulele solare, care transformă lumina în energie electrică, sunt conectate în serie în cadrul modulelor fotovoltaice.
Celulele solare
Celulele solare din cadrul diferitelor module sunt produse în mod diferit, au eficiență diferită, costă diferit și utilizează diferite materii prime în procedul de producție. Randamentul descrie cât de multă energie electrică utilizabilă este generată în raport cu iradiatia solara. Cu cât randamentul este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de energie electrică pe care o celulă solara o produce cu aceeași radiație solară. Durata de viață a modulelor fotovoltaice s-a îmbunătățit foarte mult și de regula este de cel puțin 20 de ani.
Pe baza experientei dobandite, dezvoltatorii au elaborat module din ce in ce mai rezistente la condițiile meteorologice nefavorabile. Avand o viata lunga, un sistem fotovoltaic este profitabil chiar și cu un pret redus pentru energia injectata in retea. Cu degradarea maximă, producătorul garanteaza cu privire la puterea care este furnizată după un anumit timp (de obicei 20 de ani). Degradarea nu ar trebui să fie mai mare de 10-20% în 20 de ani. Cu toate acestea, dacă un modul a fost fabricat în Asia de Est, cu greu pot fi revendicate drepturi de garanție. Pentru a beneficia de garanție, este bine sa fie alese produse ce provin de la producatori cu buna reputatie si reprezentare, evitand producatorii mici, ocazionali, fara un brand recunoscut.
Panouri solare monocristaline
Modulele fotovoltaice monocristaline constau din cristale mari de siliciu numite lingouri. Lingourile sunt produce prin topirea siliciului și apoi răcirea acestuia într-o manieră controlată. Pe măsură ce lingoul se răcește, acesta este rotit constant pentru a produce un singur cristal de înaltă puritate si eficiență ridicată. Cu toate acestea, procesul complex de fabricație determină costuri ridicate. Consumul ridicat de energie în producerea cristalelor a dus la o analiză critică a productiei panourilor solare.
Celulele solare individuale sunt interconectate și încadrate după acoperirea lor cu un film transparent. Modulele fotovoltaice sunt apoi atașate la cadru cu un sistem de montare prefabricat format din cârlige și șine pe suprafața de susținere. Modulele fotovoltaice monocristaline realizează eficiențe foarte ridicate între 16 și 19 procente. În lumina directă a soarelui, se poate obține o eficiență mai mare cu 20%.
Cu toate acestea, temperaturile ambientale ridicate sau lumina slabă, difuză au un impact negativ asupra performanței. Modulele fotovoltaice monocristaline trebuie utilizate numai dacă modulele pot fi aliniate în direcția sudică. Durata de viață a modulelor fotovoltaice monocristaline este de cel puțin 20 până la 30 de ani. Întreținerea lor implica costuri reduse și degradarea datorată îmbătrânirii este puțin probabilă. Modulele fotovoltaice monocristaline sunt adesea folosite atunci când există probleme de spațiu sau provocări statice. În acest caz, aceste module costisitoare pot oferi performanța necesară datorită eficienței lor ridicate chiar și în absența spațiului. O selectie de panouri monocristaline gasiti aici
Panouri fotovoltaice policristaline
Panourile fotovoltaice policristalin sunt mia ieftin si mai simplu de produs. Raportul preț – performanță este deosebit de avantajos pentru acestea. În producția de celule policristaline, siliciul este încălzit și topit, apoi turnat sub formă de bloc și tăiat în felii. Pe măsură ce platourile sub formă de disc se răcesc, structurile neomogene se formează în orientarea cristalului. Aceste impurități structurale reduc insa eficiența, care este în prezent de aproximativ 15-18%. Modulele fotovoltaice policristaline reacționează la fel de sensibil ca și modulele fotovoltaice monocristaline la umbrire sau condiții nefavorabile de temperatură.
Cine poate instala mai multe module poate compensa eficiența ceva mai scăzută prin costurile de achiziție mai ieftine. În ceea ce privește durata de viață și degradarea performanțelor, modulele fotovoltaice policristaline sunt comparabile cu modulele fotovoltaice monocristaline. Modulele fotovoltaice policristaline sunt cele mai populare module fotovoltaice cu cea mai mare cotă de piață. Dacă acoperișul sau spațiul deschis au o suprafata suficienta, sunt recomandate întotdeauna module solare policristaline. O parte dintre modulele existente acum pe piata le gasiti aici.
Panourile solare amorfe
Denumite și module cu film subțire, constau dintr-un strat subțire depozitat în vapori pe un suport. Acestea pot fi fabricate ieftin cu conținut scăzut de siliciu și devin din ce în ce mai populare. Eficiența lor este de numai 6 până la 10%, mult sub cea a modulelor solare policristaline sau monocristaline. În funcție de mărime, modulele amorfe sunt extrem de ușoare și flexibile, de la 8 la 16 kg și pot fi folosite cu rezultate bune chiar și în lumină difuză.
Module fotovoltaice sticlă-sticlă
Panourile solare sticlă – sticlă sunt foarte robuste și se caracterizează printr-o durată lungă de viață. Modulele din sticlă dublă, protejează celulele solare prin învelișuri pe două fețe, utilizând geamuri de sticlă de grosime egala. Sticla utilizată are o grosime de numai 2 milimetri. O acoperire anti-reflectorizantă impiedica pierderile de reflexie la interfețele dintre aer și sticlă. Un modul de sticlă dublă cu 60 de celule cântărește aproximativ 20 kg. Este necesar ca modulele de sticlă dublă să fie montate precis și cu mai multa grija decât alte module fotovoltaice, ceea ce face ca ansamblul să fie mai complex.
Module din sticlă nu poseda o rama metalica dar modulele se autocurăța mai bine. Modulele de sticlă dublă au o durată de viață de 30 de ani cu putere constantă. Aceasta înseamnă că durata de viață este în medie cu 5 ani mai mare decât durata de viață estimată a altor module fotovoltaice. In timpul transportului și instalării modulele din sticla sunt susceptibile la micro-fisuri în celulele solare.
Module fotovoltaice pentru balcon
Panourile solare fotovoltaice de balcon sunt sisteme fotovoltaice mici care pot fi conectate la prizele electrice normale din casă. Astfel, dispozitivele alimentează direct consumatori din rețeaua electrică a unei locuințe. Astfel de module pot acoperi consumul anual al unui frigider sau a mașinii de spălat vase.
Sunt numite de asemenea module fotovoltaice plug-in sau „Plug Solar Devices” si pot fi instalate pe parapetele balcoanelor, pe terase sau pe acoperisuri de garaj. Ele sunt foarte simple și se amortizeaza după aproximativ zece ani. Prin intermediul unui invertor, curentul generat de soare este transformat în curent alternativ și alimentat prin stecker direct la priza. Un exemplu, aici.
Module din folie de sticla
Pentru panourile solare din folie de sticlă, celula solară este încadrată de o placă de sticlă pe partea frontală și o peliculă din plastic pe spate. Sticla securizată folosită este deosebit de translucidă și are rolul de a proteja celulele solare de influențele mediului. Pe partea din spate există un film stabil de polivinil cu conexiunea electrică. Tipurile de celule folosite pot fi diferite. Performanța modulelor de sticlă este de obicei garantată de producători până la 25 de ani.
Module solare flexibile și semi-flexibile
Modulele solare flexibile sunt proiectate pentru a acoperi nevoile mobile, avioane și bărci cu energie solară. Pe lângă flexibilitate, modulele solare flexibile se caracterizează prin greutatea lor redusă. Acestea sunt proiectate pentru a fi extrem de rezistente la apă, dulce si sărată. Modulele solare flexibile pot fi încorporate în textile sau în țesături de cort. Chiar și atunci când sunt pliate sau laminate, acestea nu se distrug. Modulele solare flexibile utilizează celulele solare, care transformă lumina prin intermediul moleculelor de coloranți organici. Din moment ce nu se utilizează siliciu, straturile celulare active pot fi subțiri, de doar câteva sute de nanometri.
Modulele solare semi-flexibile sunt module solare foarte subțiri care se află pe plăci de aluminiu și sub un strat de acoperire din material plastic și au o grosime de aproximativ doi milimetri. Deoarece modulele fotovoltaice flexibile se încălzesc adesea prea mult, de exemplu, atunci când sunt montate pe o punte a unei barci, acest lucru reduce performanța lor. Pentru a compensa lipsa de energie, modulele necesita o suprafață mai mare decât modulele rigide.
Panouri solare hibride
Modulele fotovoltaice, care nu transformă energia solară doar în energie electrică ci și in căldură pentru încălzire, se numesc module hibride sau panouri fotovoltaice termice (PVT). Se face o distincție între modulele PVT acoperite și cele neacoperite. Prin urmare, proiectarea modulelor PVT este mai complexă decât cea a modulelor fotovoltaice convenționale. Modulul solar hibrid descoperit ar trebui să genereze cât mai multă energie solară în timp ce modulul hibrid acoperit cu sticlă ar trebui să genereze cât mai multă căldură solară. Pe partea din spate a modulelor este o componentă termică cu un strat special, așa-numitul „absorber”, în care circulă un fluid solar care absoarbe căldura generată.
Lichidul solar se încălzește si este apoi direcționat către un boiler, unde încălzește de regula apă. Modulele hibride sunt folosite în cazul în care este nevoie de căldură pe tot parcursul anului, cum ar fi în piscine publice sau complexe hoteliere cu o cerere constantă de apă calda.
În cazul în care căldura generată nu poate fi utilizată pe tot parcursul anului, modulele PVT nu sunt profitabile. Integrate în fațada casei, modulele hibride pot produce energie solară și pot utiliza căldura generată în același timp cu izolația fațadelor. Într-un acoperiș al unei clădiri rezidențiale obișnuite, suprafața solară utilizabilă este de obicei mai mare decât suprafața colectoarelor necesare pentru acoperirea cererii de căldură. În acest caz, este mai logic să combinați module fotovoltaice convenționale cu module PVT. De asemenea, este de recomandat utilizarea modulelor hibride în combinație cu o pompă de căldură.
Tigle solare
Modulele solare fotovoltaice sunt oferite ca tigle modulare, sub formă de plăci. Aceste plăci solare sunt așezate pe acoperiș ca tiglele convenționale. Pentru unii consumatori, față de capacitatea de a genera energie proprie este important si aspectul estetic al sistemului lor solar. Pentru acestia, tiglele solare devin din ce în ce mai populare. Modulele fotovoltaice în formă de tigla pot fi vizibile și pot fi instalate exact în spațiul corspunzator nevoilor energetice. Cele mai vechi versiuni ale unor astfel de celule solare, care erau lipite pe plăci de lut, erau slabe si neprofitabile.
Cablarea între ele era atât de complexă încât au fost acum înlocuite de variante mai moderne. Celulele solare sunt fie încorporate în ceramica, fie celulele solare in sine funcționează ca plăci de acoperiș. În interiorul acoperișului, tiglele sunt apoi cablate și grupate în module. Versiunile mai noi ale placilor solare sunt realizate din plastic sau ardezie. Blocurile solare din plastic au un strat de celule solare izolate cu un disc transparent din plastic. Producătorul Tesla a prezentat in 2016 tigle din sticlă de cuarț.
Concluzie – alegerea corectă
Care panou solar fotovoltaic este cel ideal, nu se poate spune cu exactitate. În cazuri individuale, este relevant ce putere și ce randament ar trebui să fie atinse. Cu un spațiu suficient și condiții bune de iluminare, cu lumină directă a soarelui fără umbrire, un sistem de panouri poate fi instalat la un cost mai mic. Dacă aveți spațiu limitat și prin urmare trebuie să optimizați randamentul sistemului dvs., veți alege module mai scumpe și cu eficiență ridicată pentru a genera cantitatea necesară de energie.
În orice caz, este logic să știți foarte bine consumul dorit înainte de a alege un modul fotovoltaic. Injectiile in reteaua de electricitate a energiei electrice care nu poate fi folosita direct nu mai sunt platite la fel de bine ca acum cativa ani, nici macar in tarile cu traditie si tendinta este de scadere a pretului platit pentru unitatea de energie. Din acesta cauza in multe situatii se prefera inmagazinarea energiei suplimentare ca alternativa la injectarea acesteia in retea. Cu o baterie de stocare pe bază de plumb sau litiu, energia solară poate fi utilizată în mod flexibil. Chiar și atunci când soarele nu strălucește, energia este disponibilă, iar consumul propriu poate fi optimizat. Despre aceste solutii, intr-un alt material.
