Celule solare: Ce module solare oferă în prezent cea mai bună tehnologie și cea mai mare performanță?

Dezvoltarea tehnologică în domeniul celulelor solare continuă să progreseze rapid. Ceea ce ieri era de ultimă generație și inovator este adesea depășit mâine. Progresele tehnologice fac ca sistemele să fie din ce în ce mai robuste și mai eficiente, ceea ce duce la o cerere tot mai mare de energie electrică fotovoltaică. Această cerere este probabil să fie stimulată și mai mult de Legea privind protecția climei și de obiectivul Germaniei de a atinge neutralitatea climatică până în 2045, motiv pentru care se așteaptă o creștere semnificativă a energiei regenerabile în următorii ani.

Eficiența tehnologiei fotovoltaice depinde în mod crucial de diferitele tipuri de module solare utilizate. În Germania, patru tipuri de module domină în special utilizarea sistemelor fotovoltaice. Prezentăm avantajele și dezavantajele acestora, precum și perspectivele lor de viitor.

Module solare: Ce tipuri există?

Diferitele tipuri de module fotovoltaice se caracterizează prin diferențe uneori semnificative în ceea ce privește designul tehnic. Acest lucru duce la performanțe, durată de viață și costuri foarte variate. Le vom examina mai detaliat mai jos:

• Module sticlă-sticlă / geam termopan
• Module policristaline
• Module monocristaline
• Module cu peliculă subțire
• Module CIS/CIGS

În modulul de sticlă cu tehnologie cu celule bifaciale, lumina este captată atât pe partea din față, cât și pe cea din spate a modulului. Creșterea cantității de lumină captată sporește eficiența modulului.

Legat de asta:

• Celule solare bifaciale – Informații interesante despre modulele solare
• BSC – Celule solare bifaciale: Istoricul celulei solare bifaciale sau cu două suprafețe
• Module solare: Module bifaciale pentru o eficiență sporită și un randament luminos sporit – consultanță, planificare și soluții

Modulele fotovoltaice policristaline, la fel ca omologii lor monocristalini, sunt fabricate din siliciu. După ce siliciul este topit, acesta este turnat în matrițe alungite, dreptunghiulare și răcit lent. Structurile cristaline rezultate sunt apoi separate în etape ulterioare de producție și feliate în napolitane, care formează celulele solare policristaline. Vizual, acestea se disting prin culoarea lor albastră atrăgătoare.

Acest proces are avantajul de a fi relativ ieftin, motiv pentru care modulele fotovoltaice policristaline au fost printre cele mai utilizate celule solare pentru o lungă perioadă de timp. Tehnologia a fost dovedită în funcțiune timp de mulți ani și, prin urmare, este extrem de fiabilă. Pe lângă susceptibilitatea redusă la defecțiuni, durata lungă de viață este un alt avantaj al acestui sistem. Cu toate acestea, procesul de fabricație are dezavantajul de a crea imperfecțiuni la interfețele dintre cristalele individuale. Acest lucru are ca rezultat o eficiență a acestor celule solare care este doar medie, de 12 până la 16%. În consecință, spațiul necesar crește, iar eficiența scade.

Două alte dezavantaje pe care modulele policristaline și monocristaline le au în comun sunt pierderile relativ mari în greutate și performanță în condiții de lumină difuză și temperaturi ridicate.

Modulele monocristaline sunt, de asemenea, fabricate din siliciu. Spre deosebire de modulele policristaline, siliciul este topit a doua oară, rezultând monocristale columnare (de unde și „mono”). Acestea nu suferă de pierderile prin frecare observate în modulele policristaline. Acest lucru duce la o eficiență mai mare de până la 20% în cazul acestor celule solare strălucitoare de culoare albastru închis până la negru.

Pe lângă susceptibilitatea lor redusă la defecțiuni și designul lor dovedit de-a lungul deceniilor, modulele monocristaline se caracterizează prin amprenta lor redusă. Cu toate acestea, aceste module sunt relativ scumpe de fabricat. În plus, sunt relativ grele și au o eficiență redusă în condiții de iluminare slabă și temperaturi ridicate.

În concluzie, ambele tipuri de module cristaline oferă performanțe eficiente. Cu toate acestea, sunt relativ grele, modulele solare monocristaline fiind alegerea mai bună în spațiile restrânse datorită eficienței lor mai mari. Eficiența lor mai mare a dus la adoptarea lor pe scară largă față de celulele solare policristaline, în ciuda prețului lor mai mare.

Totuși, faptul că modulele policristaline sunt cu până la o treime mai ieftine (per kWp) asigură că acestea continuă să fie foarte populare, în special pentru sistemele fotovoltaice mai mari, fără constrângeri de spațiu.

Așa cum sugerează și numele, modulele cu peliculă subțire se caracterizează prin grosimea lor extrem de redusă. În mod tradițional, modulele cu peliculă subțire sunt fabricate folosind semiconductori din siliciu amorf. În acest sistem, un material substrat, de obicei din sticlă, este acoperit cu un strat subțire. Această metodă de construcție are ca rezultat celulele solare cu peliculă subțire de aproximativ 100 de ori mai subțiri decât două module solare fabricate din napolitane de siliciu.

În microelectronică, fotovoltaică și tehnologia microsistemelor, napolitanele sunt discuri circulare sau pătrate cu grosimea de aproximativ un milimetru. Sunt fabricate din semifabricate monocristaline sau policristaline (semiconductoare), cunoscute sub numele de lingouri, și servesc de obicei ca substraturi (plăci de bază) pentru componente electronice, inclusiv circuite integrate (IC, „cipuri”), componente micromecanice și acoperiri fotoelectrice. În producția de componente microelectronice, mai multe napolitane sunt de obicei combinate într-un lot și procesate fie secvențial, fie în paralel.

Acesta este, de asemenea, unul dintre cele mai mari avantaje ale modulelor cu peliculă subțire, deoarece greutatea lor redusă le face foarte flexibile și versatile. Prin urmare, aceste module nu mai sunt utilizate doar în sistemele fotovoltaice mari, ci și pentru generarea de energie în ceasuri și alte dispozitive electronice mici. În plus, modulele cu peliculă subțire sunt ușor de fabricat și ieftine de produs datorită necesarului redus de materii prime, ceea ce a stimulat și mai mult utilizarea lor pe scară largă. În plus, curba lor de performanță nu se aplatizează la fel de mult în condiții de iluminare nefavorabilă ca cea a celor două module cristaline menționate mai sus.

Cu toate acestea, aceste module înguste au dezavantajul unei eficiențe semnificativ mai mici decât alte celule solare. Aceasta poate fi de până la 7%, ceea ce înseamnă că utilizarea lor în sistemele fotovoltaice necesită o cantitate considerabilă de spațiu. Pentru a obține o eficiență mai mare, producătorii au trecut la producerea de module cu peliculă subțire cu telurură de cadmiu (CdTe). Acest principiu de proiectare oferă avantajul unei eficiențe ușor mai mari, de până la 8%. Este potrivit în special pentru utilizarea în zone cu niveluri ridicate de ceață și cețuri, precum și în lumină difuză. Cu toate acestea, utilizatorii trebuie să accepte prețuri mai mari și costuri suplimentare pentru reciclarea mai scumpă a cadmiului conținut în module în timpul dezafectării. În ciuda costurilor crescute, utilizarea acestui design de modul mai eficient este acum în creștere.

În plus, multe companii cercetează în prezent module cu peliculă subțire fabricate folosind sulfură de cupru-zinc-staniu și sulf (CZTS). Acest material semiconductor are avantajul față de celulele solare convenționale cu peliculă subțire că nu necesită utilizarea unor elemente rare și toxice. Cu toate acestea, probabil va mai dura ceva timp până când această tehnologie va fi gata pentru producția de masă.

Aceste module sunt un tip special de celulă solară cu peliculă subțire și în prezent al doilea cel mai comun design în acest domeniu, după varianta CdTe. Se bazează pe compușii diseleniură de cupru-indiu (CIS) sau diseleniură de cupru-indiu-galiu (CIGS) și conduc electricitatea semnificativ mai bine decât modulele cu peliculă subțire pe bază de siliciu. Eficiența lor variază între 12 și 15%, ceea ce este echivalentul celei mai mari eficiențe dintre celulele solare cu peliculă subțire. De asemenea, suferă doar pierderi minime în lumina difuză și temperaturile ridicate și sunt, de asemenea, ușoare și rezistente la defecte.

Aceste avantaje sunt compensate de procesul de fabricație costisitor și de reciclarea complexă a seleniului conținut în module. În plus, din cauza dezvoltării relativ recente a acestor module, există o lipsă de date pe termen lung privind durabilitatea sistemului. Cu toate acestea, în principal prețul ridicat este cel care a cauzat stagnarea producției acestor celule solare timp de ani de zile.

Totul dintr-o singură sursă, special conceput pentru soluții solare pentru parcări mari. Refinanțați sau compensați costurile viitoare cu propria generare de energie electrică.

Găsește sfaturi și soluții aici 👈🏻

Consultanță și planificare, inclusiv o estimare de costuri fără obligații. Vă punem în legătură cu parteneri puternici în domeniul fotovoltaic.

Găsește sfaturi și soluții aici 👈🏻

Avem o prezență regională în întreaga lume vorbitoare de limbă germană. Avem parteneri de încredere care vă vor consilia și vă vor pune în aplicare dorințele.

Contactează-ne 👈🏻