Solární články: Které solární moduly v současnosti nabízejí nejlepší technologii a největší výkon?

Technický vývoj solárních článků pokračuje rychle vpřed. Co bylo včera ultramoderní a inovativní, je zítra často zastaralé. Technický pokrok činí systémy stále stabilnějšími a efektivnějšími, což vede ke zvyšující se poptávce po FV elektřině. To bude pravděpodobně dále stimulováno zákonem o ochraně klimatu a klimatickou neutralitou, o kterou Německo usiluje do roku 2045, a proto lze v následujících letech očekávat výrazný růst obnovitelných energií.

Různé typy solárních modulů hrají zásadní roli v účinnosti FV technologie. V této zemi existují zejména čtyři typy modulů, které dominují použití ve FV systémech. Představíme vám jejich výhody a nevýhody a také jejich perspektivy.

Solární moduly: Jaké typy existují?

Typy FV modulů se vyznačují někdy výraznými rozdíly v technickém provedení. To znamená, že poskytují velmi odlišné výsledky, pokud jde o výkon, dobu používání a náklady. Níže se na ně chceme podívat blíže:

• Moduly sklo-sklo / dvojité sklo
• Polykrystalické moduly
• Monokrystalické moduly
• Tenkovrstvé moduly
• Moduly CIS/CIGS

U skleněného modulu s technologií bifaciálních buněk je světlo zachyceno na přední i zadní straně modulu. Větší využití světla zvyšuje účinnost modulu.

Vhodné pro:

• Dvouplošné, bifaciální nebo bifaciální solární články – zajímavé informace o solárních modulech
• BSC – Bifaciální solární články: Historie bifaciálních nebo dvoupovrchových solárních článků
• Solární moduly: Bifaciální/bifaciální moduly pro vyšší účinnost a zvýšenou světelnou účinnost – poradenství, plánování a řešení

Polykrystalické FV moduly, stejně jako související monokrystalické moduly, jsou vyrobeny z křemíku. Po roztavení se nalije do podlouhlých čtvercových forem a pomalu se ochladí. Výsledné krystalové struktury se v dalších výrobních krocích rozdělují a rozkládají na disky, které tvoří polykrystalické solární články. Vizuálně se vyznačují nápadně modrou barvou.

Tento proces má tu výhodu, že je relativně levný, a proto polykrystalické FV moduly patřily dlouhou dobu mezi nejpoužívanější solární články. Technologie je dlouhodobě osvědčená v provozu, a proto je mimořádně spolehlivá. Kromě nízké náchylnosti k poruchám má tento systém také dlouhou životnost. Výrobní proces má však nevýhodu, že na hraničních vrstvách jednotlivých krystalů dochází k rozmazání. To znamená, že účinnost těchto solárních článků je pouze ve středním rozmezí 12 až 16 %. To zvyšuje nároky na prostor a snižuje efektivitu.

Dvě další nevýhody, které mají polykrystalické a monokrystalické moduly společné, jsou jejich relativně vysoká hmotnost a ztráta výkonu v podmínkách rozptýleného osvětlení a vysokých teplotách.

Monokrystalické moduly jsou také vyrobeny z křemíku. Na rozdíl od polykrystalické struktury se křemík roztaví podruhé a vytvoří sloupcové monokrystaly (proto „mono“). Netrpí třecími ztrátami pozorovanými u polykrystalických modulů. To vede k vyšší účinnosti až o 20 % u tmavě modře až černě třpytivých solárních článků.

Monokrystalické moduly se kromě nízké náchylnosti k poruchám a desítky let osvědčené implementace vyznačují menší prostorovou náročností. Výroba těchto modulů je však poměrně nákladná. K tomu se přidává jejich relativně vysoká hmotnost a jejich snížená účinnost za zhoršených světelných podmínek a vysokých teplot.

Stručně řečeno, obě formy krystalického modulu fungují efektivně. Jsou však poměrně těžké, i když monokrystalické solární moduly jsou lepší volbou při omezeném prostoru kvůli jejich vyšší účinnosti. Jejich vyšší účinnost se postarala o to, že i přes vyšší cenu často zvítězily nad polykrystalickými solárními články.

Až o třetinu nižší cena (za kWp) polykrystalických modulů však zajišťuje, že se nadále těší velké oblibě, zejména ve větších FV systémech bez prostorových omezení.

Jak název napovídá, tenkovrstvé moduly se vyznačují velmi malou hloubkou. Tenkovrstvé moduly se tradičně vyrábějí s polovodiči vyrobenými z amorfního křemíku. V tomto systému je nosný materiál, obvykle vyrobený ze skla, odpařován s tenkou vrstvou. Tato konstrukční metoda znamená, že tenkovrstvé solární články jsou asi 100krát tenčí než dva solární moduly vyrobené z křemíkových plátků.

V mikroelektronice, fotovoltaice a mikrosystémové technologii jsou destičky kruhové nebo čtvercové disky o tloušťce asi jednoho milimetru. Vyrábějí se z jednoduchých nebo polykrystalických (polovodičových) polotovarů, tzv. ingotů, a obvykle slouží jako substrát (základní deska) pro elektronické součástky, včetně integrovaných obvodů (IC, „čip“), mikromechanických součástek nebo fotoelektrických povlaků. Při výrobě mikroelektronických součástek se obvykle spojuje několik waferů do jedné šarže a zpracovává se přímo za sebou nebo paralelně.

To je také jedna z největších výhod tenkovrstvých modulů, protože jejich nízká hmotnost znamená, že je lze použít velmi flexibilně a všestranně. Proto se tyto moduly již dávno nepoužívají pouze ve velkých FV systémech, ale také pro výrobu elektřiny v hodinkách a dalších drobných elektrotechnických předmětech. Tenkovrstvé moduly se navíc snadno vyrábějí a jejich výroba je nenákladná kvůli nízkým požadavkům na suroviny, což dalo jejich rozšíření další impuls. Jejich výkonová křivka se také v nepříznivých světelných podmínkách tolik nezplošťuje jako u dvou výše zmíněných krystalických modulů.

Úzké moduly však mají nevýhodu v tom, že mají mnohem nižší účinnost než jiné solární články. To je až 7 %, takže jejich použití ve FV systémech vyžaduje značné množství prostoru. Za účelem dosažení vyšší účinnosti nyní výrobci přešli na výrobu tenkovrstvých modulů s teluridem kadmia (CdTe). Princip konstrukce má výhodu v mírně vyšší účinnosti až 8 %. Je zvláště vhodný pro použití v oblastech s vysokou mírou oparu a mlhy a také s rozptýleným světlem. Uživatelé se však musí smířit s vyššími cenami a při demontáži s dodatečnými náklady na dražší recyklaci kadmia obsaženého v modulech. Navzdory zvýšeným nákladům se využití této efektivnější modulární konstrukce nyní zvyšuje.

Kromě toho mnoho společností v současné době zkoumá tenkovrstvé moduly vyrobené za použití sulfidu mědi, zinku a cínu a síry (CZTS). Tento polovodičový materiál má oproti běžným tenkovrstvým solárním článkům výhodu v tom, že při své konstrukci nemusí používat vzácné a toxické prvky. Než však bude tato technologie připravena pro sériovou výrobu, bude to pravděpodobně ještě nějakou dobu trvat.

Tyto moduly jsou speciální formou tenkovrstvých solárních článků a jsou v současnosti druhým nejrozšířenějším typem v této oblasti po variantě CdTe. Jsou založeny na sloučeninách měď-indium-diselenid (CIS) nebo měď-indium-gallium-diselenid (CIGS) a vedou elektřinu výrazně lépe než tenkovrstvé moduly na bázi křemíku. Jejich účinnost se pohybuje mezi 12 a 15 %, což odpovídá nejvyšší účinnosti mezi tenkovrstvými solárními články. Také trpí malou ztrátou v difuzním světle a vysokých teplotách a mají také nízkou hmotnost a nízkou náchylnost k poruchám.

Tyto výhody jsou kompenzovány nákladnou výrobou a složitou recyklací selenu obsaženého v modulech. Vzhledem k relativně nové existenci těchto modulů navíc nejsou dlouhodobé zkušenosti s odolností systému. Je to však především vysoká cena, která se postarala o to, že výroba těchto solárních článků léta stagnuje.

Vše z jednoho zdroje, speciálně navržené pro solární řešení velkých parkovacích ploch. Refinancujete nebo protifinancujete do budoucnosti vlastní výrobou elektřiny.

Rady a řešení najdete zde 👈🏻

Poradenství a plánování včetně nezávazné kalkulace nákladů. Spojujeme vás se silnými fotovoltaickými partnery.

Rady a řešení najdete zde 👈🏻

Jsme rozmístěni napříč regiony v německy mluvících zemích. Máme spolehlivé partnery, kteří vám poradí a zrealizují vaše přání.

Kontaktujte nás 👈🏻