Wybór najlepszych paneli słonecznych do Twojego domu lub firmy

Obecnie panele słoneczne oferują niezawodne rozwiązanie energetyczne. Nie tylko zmniejszają zależność od sieci, ale także mogą zaoszczędzić sporo pieniędzy na rachunkach za prąd. 

W tym artykule przedstawiono podstawowe założenia dotyczące paneli słonecznych, ich podział, trendy i wyzwania oraz wskazówki, jak wybrać panel najlepiej odpowiadający Twoim potrzebom.

Spis treści
Przegląd paneli słonecznych
Wielkość rynku i wzrost
Kategorie paneli słonecznych
Trendy i wyzwania
Kilka wskazówek przed zakupem

Przegląd paneli słonecznych

Panele słoneczne wykorzystują ogniwa fotowoltaiczne (PV) do przetwarzania światła słonecznego na energię elektryczną, dając użytkownikom możliwość zasilania swoich domów lub firm niezależnie od sieci, a jednocześnie zmniejszając rachunki za prąd. 

Systemy paneli słonecznych składają się z wielu pojedynczych ogniw fotowoltaicznych składających się z warstwy krzemu, warstwy fosforu (która zapewnia ładunek ujemny) i warstwy boru do pozyskiwania energii odnawialnej (która zapewnia ładunek dodatni). 

Ogniwa fotowoltaiczne to cienkie warstwy półprzewodników fotowoltaicznych, które generują energię elektryczną bezpośrednio ze słońca i dostarczają napięcie tak długo, jak długo jest wystarczająco dużo światła słonecznego.

Panele słoneczne są generalnie klasyfikowane do następujących typów: monokrystaliczne panele słoneczne, polikrystaliczne panele słoneczne, cienkowarstwowe panele słoneczne, panele słoneczne PERC i dwustronne panele słoneczne. Panele słoneczne mogą być rozmieszczone w różnych obszarach nieruchomości w zależności od rodzaju panelu słonecznego. 

Panele słoneczne do użytku domowego mają zazwyczaj wymiary 1.6×1 metra (około 5.25×3.25 stopy), a każdy panel zazwyczaj wytwarza od 250 do 400 watów mocy. Komercyjne panele słoneczne mogą być większe i odpowiednio mocniejsze. 

Panele słoneczne zazwyczaj mają żywotność od 25 do 30 lat, ale w dużej mierze zależy to od marki i jakości. Większość sztywnych paneli słonecznych zapewnia co najmniej 20 lat gwarantowanej wydajności.

Wielkość rynku i wzrost

Grandview szacuje się, że globalna wartość rynkowa panele słoneczne osiągnęła 170.25 mld USD w 2023 r. Oczekuje się, że liczba ta będzie rosła w tempie CAGR na poziomie 7.7% rok do roku dzięki ciągłym wzrostom popytu. 

Popyt na panele słoneczne w Chinach wzrósł o 36.4%, podczas gdy popyt w Europie, Ameryce Północnej, Azji i Pacyfiku oraz Indiach wzrósł odpowiednio o 16.8%, 17.6%, 13.2% i 6.9%. Europa i Ameryka Północna odpowiadają za 34.4% światowego popytu. 

Popyt w Niemczech, Hiszpanii, Polsce, Holandii i innych krajach europejskich podwoił się na przestrzeni lat. Stany Zjednoczone, Niemcy i inne części Europy Zachodniej stoją w obliczu znacznego wzrostu kosztów energii elektrycznej i gazu ziemnego w gospodarstwach domowych, co powoduje, że kraje te przyjmują energię słoneczną w szybszym tempie.

Kategorie paneli słonecznych

Panele słoneczne Dzielą się głównie na panele słoneczne z monokrystalicznego krzemu, panele słoneczne z polikrystalicznego krzemu, panele słoneczne z cienkowarstwowych (amorficznych) paneli słonecznych, panele słoneczne PERC i panele słoneczne bifacjalne.

Monokrystaliczne panele słoneczne

Monokrystaliczne krzemowe panele słoneczne charakteryzują się ciągłą i jednolitą strukturą krystaliczną, co oznacza, że ​​elektrony przepływają przez materiał łatwiej, co skutkuje zwiększoną wydajnością. 

Te ogniwa są wycinane z pojedynczego dużego kryształu krzemu, co nadaje im zaokrąglony, kwadratowy wygląd. Monokrystaliczne panele słoneczne z krzemu są stosunkowo drogie w produkcji, głównie ze względu na mniejsze wykorzystanie materiałów krzemowych podczas produkcji i złożoność samego procesu produkcyjnego. 

Monokrystaliczne panele słoneczne z krzemu charakteryzują się zazwyczaj sprawnością konwersji na poziomie 15%–22%, co stanowi jedną z najwyższych sprawności dostępnych obecnie na rynku komercyjnych ogniw słonecznych.

Ten typ panelu słonecznego ma następujące zalety:

Wysoka wydajność: Panele słoneczne wykonane z monokrystalicznego krzemu są zwykle bardziej wydajne niż panele słoneczne wykonane z polikrystalicznego krzemu, ponieważ charakteryzują się lepszą ruchliwością elektronów.

Trwałość: Panele monokrystaliczne mają zazwyczaj dłuższą żywotność, często sięgającą 25 lat lub więcej.

Wydajność w wysokich temperaturach: Monokrystaliczne panele słoneczne z krzemu wykazują mniejszy spadek wydajności w środowiskach o wysokiej temperaturze niż inne rodzaje ogniw słonecznych.

Scenariusz zastosowania:

Dachy budynków mieszkalnych: Ze względu na wysoką wydajność i walory estetyczne, panele monokrystaliczne są powszechnie stosowane w systemach solarnych na dachach budynków mieszkalnych.

Budynki komercyjne: Monokrystaliczne panele słoneczne są często wybierane w przypadku projektów, które mają wysokie wymagania dotyczące efektywności i wykorzystania przestrzeni.

Duże farmy słoneczne: W przypadku tych projektów, mimo że początkowy koszt może być wyższy, panele monokrystaliczne zapewniają lepszy zwrot z inwestycji w dłuższej perspektywie ze względu na swoją wysoką wydajność i trwałość.

Zastosowania przenośne i mikro: Panele monokrystaliczne nadają się również do zastosowań związanych z ładowarkami słonecznymi i przenośnymi systemami zasilania ze względu na ich wysoką wydajność.

Polikrystaliczne panele słoneczne

Panele słoneczne z krzemu polikrystalicznego są wykonane z polikrystalicznego krzemu, materiału składającego się z wielu małych kryształów krzemu. W tych ogniwach istnieją granice między kryształami krzemu, co nieznacznie zmniejsza ruchliwość elektronów, wpływając tym samym na wydajność ogniwa. 

Powierzchnia polikrystalicznych paneli słonecznych z krzemu jest zazwyczaj niebieska, a kryształy mają nieregularny wzór. Panele polikrystaliczne mają zazwyczaj wydajność od 13% do 16%, niższą niż panele monokrystaliczne.

Ten typ panelu słonecznego ma następujące zalety:

Opłacalność: Panele fotowoltaiczne z krzemu polikrystalicznego są tańsze w produkcji niż panele z krzemu monokrystalicznego, ponieważ mają prostszy proces produkcji i większe wykorzystanie materiału krzemowego. 

Polikrystaliczne panele słoneczne mają zazwyczaj żywotność około 20 do 25 lat, co jest nieco krótsze w porównaniu do paneli monokrystalicznych. Polikrystaliczne panele słoneczne są zazwyczaj tańsze niż monokrystaliczne, co czyni je bardziej popularnymi w przypadku projektów o ograniczonym budżecie.

Niskie zanieczyszczenie środowiska: Ze względu na prostszy proces produkcyjny, produkcja paneli z krzemu polikrystalicznego wiąże się ze stosunkowo niewielkim obciążeniem dla środowiska.

Lepsze zastosowanie: Mimo że są nieco mniej wydajne, nadal stanowią opłacalną opcję w przypadku zastosowań na dużych obszarach, takich jak farmy słoneczne.

Scenariusze aplikacji:

Duże projekty elektrowni słonecznych: Panele polikrystaliczne są zwykle stosowane w projektach energetycznych na większą skalę ze względu na ich niższy koszt.

Dachy budynków mieszkalnych i komercyjnych: Panele słoneczne polikrystaliczne są opłacalną opcją dla klientów indywidualnych i komercyjnych o ograniczonym budżecie.

Systemy niezależne od sieci: Panele polisilikonowe są również popularnym wyborem w przypadku niektórych zastosowań niezależnych od sieci, takich jak systemy energii słonecznej w odległych obszarach.

Cienkowarstwowe panele słoneczne

Panele słoneczne z cienkowarstwowego krzemu amorficznego użyj amorficznego krzemu jako materiału fotowoltaicznego. W przeciwieństwie do monokrystalicznego lub polikrystalicznego krzemu, amorficzny krzem nie ma wyraźnej struktury krystalicznej. 

Te panele słoneczne są produkowane przez osadzanie bardzo cienkiej warstwy amorficznego krzemu na podłożu, takim jak szkło lub plastik, co czyni je cienkimi i elastycznymi. Ze względu na swój unikalny wygląd i elastyczność, cienkowarstwowe panele słoneczne z amorficznego krzemu mają zalety pod względem estetyki i wszechstronności projektowania.

Żywotność cienkowarstwowych paneli słonecznych z amorficznego krzemu wynosi zazwyczaj od 10 do 15 lat, czyli jest krótsza niż w przypadku krystalicznych paneli słonecznych z krzemu. Sprawność cienkowarstwowych paneli z amorficznego krzemu wynosi zazwyczaj od 6% do 10%, co jest wartością niższą niż w przypadku paneli z krystalicznego krzemu. 

Cienkowarstwowe panele fotowoltaiczne z amorficznego krzemu są z reguły tańsze od paneli fotowoltaicznych z krzemu krystalicznego, głównie ze względu na prostszą procedurę produkcji.

Ten typ panelu słonecznego ma następujące zalety:

Cienkie, lekkie i elastyczne: Cienkowarstwowe panele słoneczne można stosować na wielu powierzchniach ze względu na ich cienkość i lekkość, a nawet nadają się do konstrukcji, które nie są w stanie wytrzymać dużych obciążeń.

Wydajność przy słabym oświetleniu: Cienkowarstwowe panele słoneczne z krzemu amorficznego zwykle działają lepiej niż panele słoneczne z krzemu krystalicznego w warunkach słabego oświetlenia (np. w pochmurne dni lub zimą).

Scenariusze aplikacji:

Zintegrowana fotowoltaika budynkowa (BIPV): Cienkowarstwowe panele słoneczne są szczególnie odpowiednie do zintegrowanej z budynkiem instalacji fotowoltaicznej, takiej jak okna solarne lub dachówki solarne.

Urządzenia przenośne i noszone: Ze względu na swoją cienkość i elastyczność, nadają się również do przenośnych urządzeń solarnych i technologii solarnych noszonych na ciele.

Duże farmy słoneczne: W niektórych przypadkach w dużych farmach słonecznych stosuje się również cienkowarstwowe panele z amorficznego krzemu ze względu na niskie koszty produkcji.

Pasywny emiter i tylne ogniwa słoneczne

Panele słoneczne z pasywnym emiterem i tylnym ogniwem (PERC) posiadają specjalną warstwę materiału, takiego jak tlenek glinu, z tyłu ogniwa słonecznego, zwiększając wydajność. Ta konstrukcja pomaga przechwytywać więcej światła słonecznego i minimalizować utratę elektronów.

Żywotność paneli słonecznych PERC jest zazwyczaj podobna do żywotności konwencjonalnych paneli słonecznych z krystalicznego krzemu, wahając się od około 25 do 30 lat. Jednak koszt produkcji paneli słonecznych PERC jest nieco wyższy niż tradycyjnych paneli z krystalicznego krzemu. 

Jednak wraz z dojrzewaniem techniki i produkcją na dużą skalę koszt stopniowo spada. Wydajność paneli słonecznych PERC wynosi zazwyczaj od 18% do 22%, co jest wartością wyższą niż w przypadku konwencjonalnych paneli z krystalicznego krzemu.

Ten typ panelu słonecznego ma następujące zalety:

Wysoka wydajność: panele słoneczne PERC są bardziej wydajne niż tradycyjne panele słoneczne z krystalicznego krzemu, ponieważ efektywniej wykorzystują światło słoneczne i zmniejszają utratę elektronów.

Lepsza wydajność przy słabym oświetleniu: technologia PERC pozwala panelom na lepszą pracę przy słabym oświetleniu, np. późnym popołudniem lub w pochmurne dni.

Scenariusze aplikacji:

Dachy budynków mieszkalnych i komercyjnych: panele słoneczne PERC doskonale nadają się do zastosowań domowych i na dachach obiektów komercyjnych, gdzie przestrzeń jest ograniczona, ze względu na ich wysoką wydajność.

Duże farmy słoneczne: Wysoka wydajność sprawia, że ​​panele słoneczne PERC są popularne w dużych farmach słonecznych, szczególnie tam, gdzie przestrzeń na ziemi jest ograniczona.

Ekstremalne obszary klimatyczne: panele słoneczne PERC ze względu na swoją doskonałą wydajność sprawdzają się również w regionach, w których panują wysokie temperatury lub słabe warunki oświetleniowe.

Dwustronne panele słoneczne

Dwustronne panele słoneczne są zdolne do przechwytywania światła słonecznego z obu stron i generowania energii elektrycznej. Te panele mają ogniwa fotowoltaiczne zarówno z przodu, jak i z tyłu panelu, przechwytując bezpośrednie światło słoneczne, a także światło słoneczne odbite do tyłu panelu.

Żywotność dwustronnego panelu słonecznego jest porównywalna z żywotnością wysokiej jakości konwencjonalnego jednostronnego panelu słonecznego, zwykle około 25 do 30 lat. Dwustronne panele słoneczne mają zazwyczaj wyższe koszty produkcji niż tradycyjne jednostronne panele, głównie ze względu na złożony proces produkcyjny i wykorzystanie dwustronnych materiałów aktywnych. 

Jednocześnie koszty instalacji mogą być nieco wyższe niż w przypadku tradycyjnych paneli jednostronnych, zwłaszcza jeśli zachodzi potrzeba maksymalizacji wytwarzania energii po obu stronach.

Całkowita wydajność dwustronnych paneli słonecznych zależy od wielu czynników, w tym kąta montażu, współczynnika odbicia światła od podłoża i warunków środowiskowych. Teoretycznie mogą być one o 10% do 30% bardziej wydajne niż pojedyncze panele.

Ten typ panelu słonecznego ma następujące zalety:

Większa generacja energii: Dzięki zdolności do wychwytywania światła słonecznego z obu stron, dwustronne panele słoneczne zazwyczaj wytwarzają więcej energii elektrycznej niż konwencjonalne pojedyncze panele.

Wyższa wydajność: Wydajność paneli dwustronnych można znacznie zwiększyć, spełniając określone kryteria, na przykład gdy są instalowane na powierzchniach o wysokim współczynniku odbicia (np. białe dachy lub podłogi).

Lepsze wykorzystanie przestrzeni: W przypadku zastosowań, w których przestrzeń jest ograniczona, np. w środowisku miejskim, dwustronne panele słoneczne pozwalają na bardziej efektywne wykorzystanie dostępnej przestrzeni.

Scenariusze aplikacji:

Duże farmy słoneczne: dwustronne panele słoneczne mogą zwiększyć moc wyjściową na jednostkę powierzchni, zwłaszcza na obszarach o wysokim współczynniku odbicia gruntu.

Systemy dachowe dla obiektów komercyjnych: Na dachach budynków komercyjnych, zwłaszcza tych z materiałami dachowymi o wysokim współczynniku odbicia światła (np. te stosowane przez firmy), dwustronne panele słoneczne mogą zapewnić dodatkową produkcję energii.

Wiaty parkingowe i dachy budynków: Dwukierunkowe panele słoneczne nadają się również do konstrukcji takich jak wiaty parkingowe, zadaszenia korytarzy itp. Są one w stanie przechwytywać światło słoneczne zarówno od góry, jak i od dołu.

Trendy i wyzwania

Trendy

Wydajność paneli słonecznych stale rośnie

Technologia PERC: Technologia PERC zmniejsza utratę elektronów w wyniku rekombinacji i poprawia wydajność konwersji fotoelektrycznej baterii poprzez dodanie warstwy pasywacyjnej i warstwy odblaskowej na tylnej stronie konwencjonalnych krystalicznych krzemowych baterii słonecznych. Technologia ta stała się główną metodą produkcji.

Dwustronne panele słoneczne: Wykorzystując odbite światło słoneczne od ziemi lub innych powierzchni, dwustronne panele mogą przechwytywać dodatkowe światło słoneczne z tyłu. Technologia ta jest szczególnie cenna w obszarach, w których intensywność promieniowania słonecznego jest słaba i może znacznie zwiększyć moc wyjściową.

Ogniwa słoneczne heterozłączowe (HJT): Łącząc zalety krzemu amorficznego i krystalicznego, technologia HJT poprawia ruchliwość elektronów i ogólną wydajność ogniwa poprzez dodanie warstwy krzemu amorficznego do powierzchni krzemu krystalicznego. Akumulatory HJT dobrze działają w niskich temperaturach i przy słabym oświetleniu.

TopCon: Technologia pasywowanego kontaktu tunelowego (TopCon) to zaawansowana metoda produkcji baterii słonecznych. Znacznie zwiększa wydajność i stabilność ogniwa poprzez utworzenie warstwy tlenku tunelowego i pasywowanej warstwy kontaktowej na tylnej stronie krystalicznego ogniwa krzemowego. Technologia TopCon jest szczególnie odpowiednia do zastosowań wymagających wysokiej wydajności i niezawodności.

Ogniwa słoneczne perowskitowe: Technologia perowskitowa to rozwijająca się technologia ogniw słonecznych, znana z niskich kosztów i wysokiej wydajności. Ogniwa te wykorzystują materiały perowskitowe (rodzaj metalohalogenku) jako warstwę pochłaniającą światło, oferując przewagę kosztową w produkcji przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wydajności konwersji energii odnawialnej. Ogniwa perowskitowe wykazują duży potencjał w dziedzinie elastycznych i drukowalnych paneli słonecznych.

Koszty stale maleją

Dzięki lepszej technologii produkcji koszty produkcji paneli słonecznych nadal maleją. Na przykład zautomatyzowana produkcja, lepsze techniki wzrostu kryształów krzemu mogą zmniejszyć zużycie surowców i energii.

Wyzwania

Równowaga pomiędzy techniką a kosztami: Rozwój nowych technologii mających na celu poprawę efektywności musi iść w parze z kontrolą kosztów, aby zapewnić konkurencyjność produktów fotowoltaicznych na rynku.

Zrównoważony rozwój i zanieczyszczenie środowiska: Należy zbadać cały proces produkcji baterii słonecznych, w tym wydobycie surowców, proces produkcyjny i ostateczną utylizację. 

Przykładowo, kluczowymi zagadnieniami są zużycie energii i utylizacja odpadów podczas rafinacji krzemu i produkcji paneli.

Magazynowanie energii i sieci energetyczne: Rozwój wydajnych, niedrogich technologii magazynowania energii odnawialnej jest kluczowy dla rozwiązania problemu przerywanego charakteru wytwarzania energii słonecznej. Jednocześnie infrastruktura sieciowa musi zostać zoptymalizowana, aby zapewnić dostęp do znacznych ilości rozproszonej energii słonecznej.

Wsparcie rynku i polityki: Polityka rządowa, dotacje i zachęty podatkowe są kluczowe dla promocji technologii solarnych. Jednocześnie inwestycje publiczne i prywatne w badania i rozwój są kluczowym czynnikiem w promowaniu innowacji technologicznych.

Łańcuch dostaw: Utrzymywanie wysokich standardów jakości produktu przy jednoczesnym osiąganiu produkcji na dużą skalę. Jednocześnie istnieje ryzyko wahań kosztów surowców i zakłóceń w globalnym łańcuchu dostaw, takich jak problemy z dostępnością krzemu i srebra.

Kilka wskazówek przed zakupem

Oceń zapotrzebowanie na energię

Oszacuj teoretyczną generację mocy, biorąc pod uwagę położenie geograficzne i lokalny klimat (np. średnia liczba godzin słonecznych, wzorce pogodowe). Wybierz kąt i orientację światła słonecznego w określonym miejscu, aby określić optymalny kąt rozmieszczenia paneli.

Wybierz odpowiedni typ panelu słonecznego

Jeśli przestrzeń jest ograniczona, wymagana jest wysoka wydajność, a budżet jest wystarczający, właściciele domów powinni wybrać monokrystaliczne panele słoneczne. Jeśli jednak budżet jest ograniczony lub dostępna przestrzeń jest większa, panele polikrystaliczne mogą okazać się bardziej odpowiednie, choć nieco mniej wydajne. 

Cienkowarstwowe panele słoneczne (np. CIGS, CdTe) nadają się do zastosowań z nierównymi powierzchniami lub tam, gdzie wymagany jest elastyczny montaż. Dwustronne panele słoneczne mogą zapewniać wyższą wydajność energii odnawialnej w miejscach, które mogą wykorzystywać odbite światło z ziemi lub innych struktur.

Przeanalizuj opłacalność

• Oblicz początkowy koszt instalacji paneli słonecznych, uwzględniający koszt sprzętu, takiego jak panele, inwertery i stelaże, a także koszty instalacji.
• Oceń oczekiwaną produkcję energii odnawialnej i długoterminowe koszty operacyjne, w tym koszty konserwacji i ewentualnej wymiany paneli.
• Należy wziąć pod uwagę dostępne dotacje rządowe, zachęty podatkowe i inne formy wsparcia politycznego.
• Oszacuj roczną produkcję energii odnawialnej przez system i oblicz okres zwrotu oraz stopę zwrotu.

Wybierz doświadczonego i renomowanego instalatora systemów solarnych

• Upewnij się, że zespół instalacyjny zna lokalne przepisy budowlane i wymagania dotyczące dostępu do sieci.
• Przeprowadzaj regularne kontrole i czyszczenia, aby zapewnić optymalną pracę paneli słonecznych.
• Wykorzystaj inteligentny system monitorowania, aby śledzić wydajność systemu i na czas identyfikować problemy.
• Ustal regularny harmonogram konserwacji obejmujący czyszczenie paneli słonecznych i sprawdzanie połączeń elektrycznych.
• W przypadku większych projektów należy rozważyć użycie systemu zdalnego monitorowania w celu sprawdzania wydajności systemu w czasie rzeczywistym.

Na koniec, jeśli jesteś zainteresowany zakupem paneli słonecznych, na stronie znajdziesz tysiące odpowiednich produktów od renomowanych dostawców. Chovm.com.