Cele mai bune panouri solare

Despre eficiența panoului solar

Eficiența unei celule solare se calculează din gradul de conversie a luminii solare (iradierea) în energie electrică. În ultimii ani – datorită multor progrese ale tehnologiei fotovoltaice – rata medie de conversie a panourilor a crescut de la 15% la peste 20%. Această creștere a eficienței a dus la creșterea puterii unui panou de dimensiuni normale de la 250W la 380W.

Eficiența unui panou solar este determinată de două factori principale:

– eficiența celulei solare, în funcție de designul celulei și tipul de siliciu.

– eficiența generală a panoului, inclusiv aspectul celulei, configurația și dimensiunea panoului.

Dar cum putem compara eficiența a 2 panouri solare diferite?

În diferite condiții, panourile solare transformă lumina solară în energie electrică cu eficiență diferită. Astfel, ar fi dificil să compari diferite panouri solare.

Eficiența celulelor solare

Eficiența celulelor este determinată de structura lor și de materialul de siliciu utilizat, care este de obicei de tip P sau N.

Designul celulei joacă un rol semnificativ în eficiența panoului. Principalele elemente care cresc randamentul celulelor solare sunt următoarele:

– compoziția materiei prime de siliciu,

– utilizarea mai multor bare colectoare, adică bare colectoare, și 

– utilizarea tehnologiei de pasivizare (PERC).

Celulele de contact din spate interdigitate (IBC) cu costuri ridicate sunt în prezent cele mai eficiente (20-22%) datorită celulelor de siliciu de tip N de puritate ridicată și pierderilor reduse de ecranare a barelor colectoare. Cu toate acestea, recentele celule mono PERC MBB și cele mai recente celule solare cu celule heterojuncție (HJT) au atins, de asemenea, niveluri de eficiență mult peste 20%.

O serie de factori pot afecta eficiența generală a unui panou solar, inclusiv:

– temperatura,

– nivelul radiațiilor,

– tipul de celule

– și modul în care celulele sunt conectate

În mod surprinzător, chiar și culoarea suportului de protecție poate afecta eficacitatea. Spatele negru (negru complet) poate arăta mai estetic, dar absoarbe mai multă căldură, rezultând o temperatură mai mare a celulei. Aceasta, la rândul său, crește rezistența și astfel reduce ușor eficiența panoului solar.

Linia de start al cursei de eficiență a fost celula solară tradițională policristalină și monocristalină cu 60 de celule. Acestea se consideră deja tehnologii depășite, dar sunt încă cele mai ieftine panouri de produs. Este adevărat că tot mai mulți producători își trec producția de la celule solare policristaline ieftine la cele monocristaline mai scumpe.

Următorul pas în creșterea eficienței a fost introducerea semicelulelor și utilizarea tehnologiei PERC. Producătorii au îmbunătățit în continuare acest lucru utilizând bare colectoare 9-12-16 (MBB) în locul vechilor bare colectoare tradiționale 4-5-6. Așa am ajuns la cea mai bună tehnologie a celulelor solare de astăzi, produsă în masă, HTJ (HeTeroJunction) și IBC (Interdigitated Back Contact).

Celulă solară de tip P sau de tip N?

Cumpărătorului obișnuit probabil că nu-i pasă deloc dacă panoul solar care i-a fost recomandat este alcătuit din celule de tip P sau N-Type. Dar, din moment ce aceste două concepte au fost menționate de atâtea ori, să facem o descriere concisă.

O celulă solară convențională cu siliciu cristalin (c-Si) este de fapt o placă de siliciu, care poate produce energie mai eficientă prin diferite materiale adăugate. Principala diferență dintre celulele de tip P și cele de tip N este numărul de electroni.

Celulele de tip P combină de obicei bor cu siliciu, care are un electron mai puțin decât siliciul. Astfel, celula solară devine încărcată pozitiv. Pentru celulele de tip N, pe de altă parte, aditivul este fosforul, care are un electron mai mult decât siliciul. Astfel, celula devine încărcată negativ.

Deși prima celulă solară inventată de Bell Labs a fost N-Type, P-Type a devenit mai comună. Motivul principal pentru aceasta este că la început a dominat utilizarea științifică, iar celulele de tip P au fost mai rezistente, de ex. împotriva radiațiilor și degradării spațiului. Datorită rolului său important în cercetarea spațială, dezvoltarea celulelor solare s-a mutat către celulele de tip P, și de-a lungul timpului, această tehnologie a pătruns și în utilizarea rezidențială.

Dar mai mulți producători de panouri solare au menținut soluții cu celule de tip N, datorită diferitelor avantaje ale acestora. Deoarece fosforul a fost adăugat în materialul celulelor în loc de bor, acestea au fost lipsite de defecte bor-oxigen, ceea ce a cauzat o scădere a eficienței și purității celulelor de tip P. Celulele de tip N au o eficiență mai mare și sunt mai puțin afectate de degradare cauzată de lumină (CAPAC).

Potrivit International Technology Roadmap for Photovoltaic Technology (ITRPV), cota de piață a celulelor de tip P va rămâne dominantă până în 2028. Între timp, producția de celule de tip N crește de la abia 5% la aproximativ 28%! Ceea ce este o schimbare uriașă. Este oarecum asemănător cu ruperea marginilor monocelulelor împotriva celulelor poli.

În momentul de față, nu este posibil să se precizeze clar care dintre celulele de tip P și N-tip va ieși victorios pe baza eficienței lor. Pe parcursul anului 2020, de exemplu, pe linia N-Type a fost atinsă o eficiență de 24,13% în condiții de laborator. Dar celulele de tip P nu au rămas în urmă cu eficiența lor de 23,95%.

Suprafața și eficiența

Eficiența poate face o mare diferență în ceea ce privește cantitatea de suprafață necesară pentru acoperiș. Panourile cu eficiență mai mare produc mai multă energie pe metru pătrat și astfel necesită mai puțin spațiu pe acoperiș. Prin urmare, panourile solare de înaltă eficiență oferă o soluție ideală pentru acoperișuri cu o suprafață de instalare limitată.

Dacă comparăm 2 sisteme de panouri solare cu eficiențe diferite, diferența este clar vizibilă.

16 x 660W panouri solare poli = 10.560W

16 x panouri solare mono de 500 W = 8.000 W

Eficacitatea în condiții reale

În utilizarea reală eficiența operațională a panourilor solare depinde de mulți factori externi. În funcție de condițiile locale de mediu, acești factori pot reduce eficiența panoului și performanța generală a sistemului.

Principalii factori care afectează eficiența panoului solar:

– radiație (W/m2)

– ecranare

– orientarea panoului

– temperatura

– spațiul (lățime)

– sezonul

– praful și murdăria

Factorii care afectează cel mai mult eficiența panoului în utilizarea în condiții reale sunt iradierea, umbrirea, orientarea și temperatura.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *