img_slider.jpg

Moduły fotowoltaiczne

Moduł fotowoltaiczny to podstawowy element budowy elektrowni fotowoltaicznej. Zadaniem modułu fotowoltaicznego jest zamiana energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną w postaci prądu stałego. Ze względu na technologię i budowę moduły fotowoltaiczne dzielimy na cienkowarstwowe i klasyczne z krzemu krystalicznego.

 

moduł fotowoltaiczny krzemowy

Budowa modułu fotowoltaicznego z krzemu krystalicznego

moduł fotowoltaiczny cienkowarstwowy

Budowa modułu fotowoltaicznego z cienkowarstwowego

 

Podział modułów fotowoltaicznych

moduły fotowoltaiczne podział

Wśród technologii krzemowych wyróżniamy.

Moduł z ogniw monokrystalicznych oznaczany, jako MONO c-Si – ogniwa tworzące moduł wyprodukowane są z jednego dużego monokryształu krzemu. Zazwyczaj mają barwę ciemnoniebieską do czarnej. Z uwagi na to, że monokryształ krzemu jest w przekroju kołem, ogniwa monokrystaliczne mają często zaokrąglone rogi. Ten typ baterii słonecznych charakteryzuje się najwyższą sprawnością oraz najwyższym wskaźnikiem spadku mocy wraz ze wzrostem temperatury wśród powszechnie dostępnych modułów PV. Zazwyczaj jest także najdroższy w przeliczeniu na wat zainstalowanej mocy. W oparciu o krzem monokrystaliczny oprócz tradycyjnych ogniw produkowane są także ogniwa typu HIT oraz ogniwa z obiema elektrodami umieszczonymi z tyłu są to niszowe rozwiązanie o wysokiej sprawności.

Moduł z ogniw polikrystalicznych oznaczany, jako POLY/MULTI c-Si – ogniwa tworzące moduł wyprodukowane są z krzemu polikrystalicznego, czyli takiego, który wykrystalizował w postaci wielu kryształów. Zazwyczaj ogniwa polikrystaliczne mają barwę jasnoniebieską, często widoczne są krawędzie kryształów. Z uwagi na technologię produkcji tego typu ogniwa zawsze mają kształt kwadratu ewentualnie prostokąta. Ten typ baterii słonecznych charakteryzuje się wysoką sprawnością, (lecz niższą od modułu mono) oraz wysokim wskaźnikiem spadku mocy wraz ze wzrostem temperatury, lecz zazwyczaj niższym od modułu mono. Zazwyczaj jest także tańszy w przeliczeniu na wat zainstalowanej mocy od modułu mono krystalicznego.

Moduł z ogniw quasi-monokrystalicznych oznaczanych także, jako mono-like-multi lub cast-mono, nowy typ modułów PV, który ukazał się powszechnie na rynku na przełomie lat 2011/2012. Zbudowany jest z hybrydowych ogniw, których centralna część jest monokryształem, a na obrzeżach znajduje się krzem polikrystaliczny. Zaletą tego typu modułu jest wysoka sprawność zbliżona do sprawności modułów monokrystalicznych, jednak przy zachowaniu niższej ceny i niższego wskaźnika spadku mocy w wysokich temperaturach.

Wśród technologii cienkowarstwowych wyróżniamy:

Moduł amorficzny (z krzemu amorficznego) – moduł ten zbudowany jest z cieniutkich ogniw wykonanych z bezpostaciowego krzemu. Wizualnie w module brak jest wyróżniających się ogniw, które tworzą jedną zwartą formację o barwie od ciemnobordowej do czarnej. Ten typ modułów fotowoltaicznych charakteryzuje się relatywnie niską ceną oraz bardzo niską sprawnością na tle modułów z krzemu krystalicznego. Zaletą modułów amorficznych jest bardzo niski wskaźnika spadku mocy wraz ze wzrostem temperaturach niestety słabo zagospodarowują niskoenergetyczne promieniowanie podczerwone z tego względu w celu poprawy sprawności i efektywności moduły z krzemu amorficznego wypierane są przez hybrydy zbudowane z połączonych z połączenia w ramach jednego ogniwa warstw krzemu amorficznego i mikrokrystalicznego mc - Si. Dodanie złącza z krzemu mikrokrystalicznego pozwala poza poprawą sprawności zwiększyć wydajność modułu w słabych warunkach oświetlenia.

Moduł CIGS/CIS – rolę materiału półprzewodnikowego pełni w tym module mieszanina miedzi, indu galu i selenu (CIGS) lub miedzi, indu i selenu (CIS). Wizualnie w module brak jest wyróżniających się ogniw, które tworzą jedną zwartą formację o barwie czarnej. Moduł charakteryzuje się relatywnie niską ceną oraz umiarkowaną sprawnością (wysoką jak na moduły cienkowarstwowe i zbliżoną do słabszych modułów z krzemu krystalicznego) dobrze zagospodarowują niskoenergetyczne promieniowanie rozproszone.  

Moduł CdTe – rolę materiału półprzewodnikowego pełni w tym module tellurek kadmu CdTe. Wizualnie w module brak jest wyróżniających się ogniw, które tworzą jedną zwartą formację o barwie czarnej. Ten typ baterii słonecznych charakteryzuje się relatywnie niską ceną oraz umiarkowaną sprawnością (wysoką jak na moduły cienkowarstwowe i zbliżoną do słabszych modułów z krzemu krystalicznego), posiada także niski wskaźnik spadku mocy wraz ze wzrostem temperatury. Należy zaznaczyć, że mimo wykorzystania kadmu stosowanie tego typu baterii słonecznych jest bezpieczne, dopiero w momencie demontażu muszą one zostać odpowiednio zutylizowane.

 

Niezależnie od technologii moduły fotowoltaiczne charakteryzują 4 podstawowe parametry elektryczne:

  • Napięcie obwodu otwartego Voc - napięcie uzyskane module bez obciążenia
  • Napięcie w punkcie mocy maksymalnej Vmpp - Napięcie przy obciążeniu modułu w sposób pozwalający uzyskać największą moc
  • Prąd zwarcia Isc - Natężenie prądu uzyskane przy zwarciu biegunów
  • Prąd w punkcie mocy maksymalnej Impp - Prąd uzyskany przy obciążeniu modułu w sposób pozwalający uzyskać największą moc
  • To one decydują o konfiguracji pracy połączonych modułów fotowoltaicznych z falownikami.