Budowa modułu fotowoltaicznego

Z tego artykułu dowiesz się jak zbudowany jest i jak działa moduł fotowoltaiczny oraz ogniwo fotowoltaiczne.

Ogniwa fotowoltaiczne

Do produkcji ogniw fotowoltaicznych, jako materiału półprzewodnikowego najczęściej stosuje się krzem w postaci płytek polikrystalicznych lub monokrystalicznych. Materiał ten, dzięki swoim właściwościom fizykochemicznym jest doskonałym inicjatorem zjawisk piezoelektrycznych zachodzących w panelu PV.

budowa modułu fotowoltaicznego

Folia elektroizolacyjna i szyba hartowana

Wykonane w technologii krzemowej moduły fotowoltaiczne złożone są z ogniw połączonych ze sobą szeregowo lub równolegle. Tylna strona modułu fotowoltaicznego zabezpieczona jest folią elektroizolacyjną tzw. backsheet, która nadaje im również odpowiedni efekt kolorystyczny (najczęściej spotykane wersje kolorystyczne: biała, czarna, transparentna). Natomiast same ogniwa fotowoltaiczne zalane są folią eva tzw. etylenowy polioctan vinylu, który w trakcie procesu laminacji w pełni hermetyzuje macierz ogniw, chroniąc tym samym przed działaniem czynników zewnętrznych. Od strony frontowej czyli słonecznej przed uszkodzeniami mechanicznymi, wilgocią i związkami chemicznymi, ogniwa chroni szyba ze szkła hartowanego oraz wysokiej przepuszczalności światła grubości ok. 2-3,2 mm. Dodatkowymi elementami, z których składa się moduł PV, są rama aluminiowa oraz gniazdo przyłączeniowe wraz z okablowaniem.

budowa ogniwa fotowoltaicznego

Moduły Bruk-Bet Fotowoltaika

Nasze panele fotowoltaiczne wykonane są w technologii krzemowej z ogniwami typu PERC oraz PERT. Ogniwo typu PERC posiada na tylnej warstwie pasywnej emitera pola powstałe na wskutek domieszkiwania krzemu glinem. Poprawiają one sprawność ogniwa i zapobiegają przedostawaniu się elektronów i ich rekombinacji na tylnej powierzchni ogniwa, co przekłada się na lepsze uzyski instalacji fotowoltaicznej.

Technologia PERT

Technologia PERT charakteryzuje się niższym współczynnikiem temperatury i niską degradacją wywołaną światłem. Opiera się na stosowaniu krzemu typu N, który jest odporny na zjawisko LID ze względu na brak tworzenia kompleksów boro-tlenowych odpowiedzialnych za spadek wydajności. Stąd na moduły z ogniwami typu N dajemy aż 30 letnią gwarancję na moc. Wysoka wydajność spowodowana jest większą tolerancją krzemu N na zanieczyszczenia przy jednoczesnym stosowaniu fosforanu jako domieszki.

Moduły szkło-szkło

Trendem, który pojawił się na rynku fotowoltaicznym w ostatnich latach, są moduły szkło-szkło. W odróżnieniu od standardowo zbudowanych modułów ze szkła i folii tylnej, wykorzystuje się do ich produkcji dwie tafle szkła. Można wykorzystać w nich ogniwa tradycyjne, a także bifacial, czyli dwustronne, które wpływają na zwiększenie sprawności modułów oraz wzmacniają ochronę panelu przed działaniem czynników zewnętrznych.

ogniwo fotowoltaiczne – budowa

Warstwa antyrefleksyjna

W celu zwiększenia przenikania światła w głąb modułu do produkcji stosuje się szkło z powłoką ARC (Anti Reflective Coating), dzięki czemu produkty uzyskują gwarantowaną, wyższą moc z mniejszej powierzchni. Nie jest to standardem na rynku, jednak wszystkie moduły Bruk-Bet Fotowoltaika posiadają warstwę antyrefleksyjną, co znacznie wpływa na jakość modułów i ich gwarantowaną przez lata wydajność.

Pozostałe komponenty modułu PV

Do budowy naszych modułów stosujemy gniazda z pięcioma ścieżkami przewodzącymi i 3 diody bocznikujące (bypass). Oferujemy gniazdko przyłączeniowe w wersji standard i z optymalizacją. Gniazdo przyłączeniowe z optymalizacją daje możliwość pracy paneli z maksymalną mocą w każdy warunkach. Diody bocznikujące chronią panel przed przegrzaniem i znaczącym obniżeniem ilości wytwarzanej energii elektrycznej wywołanej m.in. zjawiskiem tzw. zacienienia.

Jak dobrać moc instalacji fotowoltaicznej

Moc instalacji fotowoltaicznej zależy głównie od rocznego zużycia energii elektrycznej. W tym celu liczy się realne zużycie prądu w ciągu roku wyrażone w kilowatogodzinach [KWh]. Warto również wziąć pod uwagę prognozowane zużycie energii w najbliższych latach, na co może mieć wpływ instalacja pompy ciepła. W celu obliczenia orientacyjnej ilości energii elektrycznej jaką wyprodukuje system PV w ciągu roku należy przemnożyć przez 1000 moc instalacji wyrażoną w kilowatach [kW]. Oczywiście jest to metoda uproszczona, ale wystarczająca, aby sprawdzić czy dostępna powierzchnia dachu jest wystarczająca pod generator fotowoltaiczny.

Analizę zapotrzebowania na energię elektryczną z instalacji PV dokonuje zazwyczaj przedstawiciel firmy instalacyjnej podczas audytu na miejscu inwestycji.

Czy instalacja fotowoltaiczna działa podczas awarii prądu?

W przypadku awarii sieci elektroenergetycznej czy odłączenia prądu, instalacja fotowoltaiczna się wyłącza. Dzieje się tak dzięki podłączonym bezpośrednio do sieci inwerterom, które zgodnie z przepisami muszą być wyposażone w zabezpieczenie antywyspowe, by w razie przerwy w dostawie prądu z sieci wyłączyć instalację.

Czy panele fotowoltaiczne działają tylko kiedy jest słońce i bezchmurne niebo ?

Ogniwa PV nie potrzebują intensywnego słońca, aby efektywnie pracować i produkować taką ilość energii elektrycznej, aby zaspokoić potrzeby gospodarstwa domowego. Co więcej, nie potrzebują bezchmurnego nieba, by produkować energię elektryczną. Moduły PV reagują na światło rozproszone i nawet w pochmurne dni wychwytują różne długości fal świetlnych, które docierają do powierzchni ogniw pomimo gęstych warstw chmur. W deszczowe i pochmurne dni wytwarzają one jednak ok. 40% mniej energii elektrycznej w porównaniu do dni słonecznych.

Co oznaczają symbole off-grid i on-grid

Instalacja paneli fotowoltaicznych może działać w systemie on-grid lub off-grid. Instalacja typu on-grid (tzw. instalacja sieciowa) jest podłączona do sieci i nadwyżki prądu przekazuje do sieci operatora energetycznego. W systemie off-grid instalacja jest odcięta od sieci elektroenergetycznej i działa jako niezależny system. Tego typu podłączenia stosuje się miejscach, gdzie nie mamy dostępu do sieci lub chcemy być w 100% niezależni energetycznie. W takich przypadkach prąd wytworzony przez instalację przeznaczony jest wyłącznie na potrzeby użytkownika. Wiąże się to jednak z koniecznością wyposażenia systemu w baterie do magazynowania nadwyżek energii elektrycznej.