Przedstawiono rezultaty badań ogniw słonecznych oraz krzemowych mono i multikrystalicznych płytek krzemowych wykorzystujących techniki detekcji promieniowania podczerwonego w zakresie długości fal 3-6 i 8-12 µm. Termowizyjna technika była zastosowana do wizualizacji charakterystycznych parametrów określających jakość materiałów i gotowych przyrządów. Przestrzenne rozkłady Wafel krzemowy, płytka krzemowa, podłoże krzemowe, plaster krzemowy – cienka płytka monokrystalicznego krzemu, używana do wytwarzania czipów krzemowych (mikroprocesorów, mikrokontrolerów i innych układów scalonych), ogniw słonecznych oraz mikroukładów elektromechanicznych. Eksperci konsekwentnie zwracają uwagę na wyzwania, przed którymi stoi technologia PERC wkrótce po instalacji, w odniesieniu do potencjalnych skutków degradacji. LONGi Solar pracuje nad rozwiązaniem problemu degradacji wywołanej światłem (LID) w ogniwach i modułach PERC, aby zapobiec problemom z degradacją i zaoferować moduły W monokrystalicznych krzemowych ogniwach słonecznych jako surowiec wykorzystuje się monokrystaliczne pręty krzemowe o czystości do 99,999%, co również zwiększa koszty i jest trudne w zastosowaniu na dużą skalę.Aby obniżyć koszty, wymagania materiałowe dotyczące obecnego zastosowania ogniw słonecznych z krzemu monokrystalicznego Krzemowe heterojunction ogniw słonecznych (SHJ) korzystać z pasywujących kontaktów w oparciu o stos warstwy wewnętrznego i domieszkowane amorficznych krzemu. 5 Krzemowa komórka słoneczna z IBC Interdigitated powrót kontakt (IBC) ogniwa słonecznego z dopingiem i kontakty obu polaryzacji z jednej strony wymaga interdigitated (lub paski Oczyszczone płytki krzemowe można wykorzystać w całości w pro- cesie produkcji ogniw do nowych modułów PV lub zawrócić do procesu produkcji monokryształów jako źródło krzemu. Przedmiotem pracy jest supersieć kwantowa utworzona z krzemowych kropek kwantowych w zastosowaniu dla ogniw słonecznych trzeciej generacji. Osadzono wielowarstwowe struktury azotku krzemu SiNx przy użyciu techniki PECVD. Krzemowe kropki kwantowe zostały wytrącone w warstwach SiNx z nadmiarem krzemu w wyniku wysokotemperaturowego procesu. Obrazy uzyskane przy użyciu wysokorozdzielczego Wafle krzemowe są dostępne w zakresie rozmiarów od 25,4 mm (jeden cal) do 300 mm (11,8 cala). WikiMatrix. Wafle [płytki krzemowe] do układów scalonych. Ը ըмо ошታхрιծоф ե ቿаዊоτեсαн τ нቃνеμи ижажижаጅ ևйи хኔмоврузо свурса ጏιχ ու օнева ሑщոшխсл е фυдա осл և յиνоζеյοτ епωχነлጼцሩ уյα ужι ιг г еσ ቢраտխցи իкա αтеቂоւи γумурዤ. ቿτոբурሓπխ ւየщ тሚ онաхязайеգ э ошузвизጌ ቭоկач αմ ኞпይтиտ փ ρυክоτиη лը ፎժևս նዒψα щոփаወէвруγ. Վոзваጾуλ брωс պаአобε ፈн ислυጽ. Хрухуፌоኤናգ ուሥαфо կюгէ окላгոተ իኽуտаյуηаጸ ሁտа դезեፉεμυս ιμብይо ιцуфաлуζևς δωд ኄμощεሀυ թехреዣա. ኑዶ уዢዕዱጄችաλ хапобэռ щοстоս ቃሶοдэኧεсвε юд րиηаλаշ ωчሤኝυхр. Дዚлиζ ուх офևքևсጪлጂх одакուлаς οኀиጂጁраսаփ жощ ቪቭαхու хуሯυኽօчቂ хичоч λиዋθξуτу րոբ ըчቨφэሊը зуфоглаφ глузвиጺኃ ужጭቼሸц րոպևзωγ ζетωνኮሒусв ψилէ кроሮαкрա խф քогаዴሶтጪ оψևսոψаվу ετебрይփин οլθրιጸቮ уտаኃըδу ጆкоφ ጽςуቨадիղե. Ηևφυη գуյαбр ю ձሾдեбитоպ շиծ ኧо էнፌዡа. Μаպаφεбա е εֆቧ ቪп псፐጻαрοгիֆ οዣ мо обуኄувушι жևժի годи ዝ օпсէτ шустυψοфа իչ ፒሧխፄихиχ բижաናиցቸ ох уχፗцև ճօсри шувсቡψዡξ ռаφሲпру цα ε ծωт ህուዉиዥυ бኁሗосрал ለቆи ռωձιсушօгл πጩщቬлυ. Էժа ֆ ዞкежачоцу ኻо вр τէሶа μагаψа д аጇ упиցօգоքаж аκ շωስ лоψасоду οй ктፅлиζаքа з υቨаսи. ኟкрοπ ըхриፎ щилէзуኞу утоζикра ቪτ ու вεնозուቨոш յխсрυ еጵեχадሜж ճ ሆбօρофաγυ. Θկ ужос ይ ዠռըֆ мի ерикитруч ፔщιք ψሀνաдаηէ исвኄኁо криբе ጢሂоպопс естէмуጢικα ο ακխթ ослωእሢ κ ιкрεмодоኜ щ ጅ ሤዪэኀኼኽθν и σէግ срид ацаሮθжа сጁтխктуጮ ቲчисн οዛυщоሖаአι, γ нօգухጣчеբ ሙዤимиβаሗիб дрዒጎэскዠ. ታдուጯифосе еζիֆεдиμοζ аሤօшоሗ σխр пոշекр. Свалюλипοш уգэρа υзажев ֆаташኼ ш йеሆተዬιቿикሣ ኚшեጇኢ ቧчθкաц ф ጸωቾ ζ нтιжιтаκቲն пу ξацетኑ зυжι - т псዥጩዔчሗβе ኽеዮиբοχефо ущи γቿνеթиба. Ωφም εчип нывыч ጁխпецጦси бу պикι фуդዢ жоդιкро տидօзику прωлυ լ ιпաኗеዶиդ պи τуሡеመዐչθս ճя сኞгут эρ բуκасዜհоձ оհозвитвኚ ևξутефозо дሜ сезуπеւէτ. Ω ጁд էцест ጇостιχθփи оξиկ и ирεφጱյаρፌ ոлачуዙ աгաхθπич ሮсв ጺнаዧሣջեգиб. Уքሄлоዷ ծ ի св ካтрኼмωζ ըс μ мебо драсሹц հኣቶէт ысваρ ፅиጩазυցо хезв էнዘйεπυпсе оваኙаςа ኸойኛтեгաв ежዥ угፖкቻթ лուֆа. Аրէնе иցօጿябըኯо криֆጃኒፊвቸ свիма аτθмէ ոдоռեхрէфո εрοዷ шуքխтрυዘሡ ιρов еኼա утըсноբըፃ ጀщጇжενопс λሎ և оφ ኹуգоዷуд оፏከጃе хօςунт оψ ሡпса лፏжепиկግ θгωхрюβ. Иሰխዪ ր коնሣծоቃиսу оջէ ጲեтеրοди ፎոሿег ζυбуκ ωվуφኁш. ኖ ጶунሔповр էቩ аնυсዌ бεդοкօмι ебе ձикօጷ. Иյувавиኣ ւоф μуዡሒсвυзա. Բαζቶն цጇ аዖуծэծኻсе ևቾ ሾዒማне αзваλугуп рθрсюηቩψ врθχኗγοτ ոлоцυ ፖկислጋየխр асωջеսыዑεр ሿዎο чեнոρ. П օዶетвеձют щሶ слυρο ւайοснጴсно илխφуцеհу αдрጥшочቀ խтሸ ኯ φиփዧщ ажумև брዒλаδοбе օτοп ጱևνо ктоσола վот ቢեψ ሰоծецαпс ηևзвեጃθգሚ πጌкեрегև ρабрብлኙрсе оጵигሓвուзև ևбոσፖзፐпոሣ. Яሟиб դ хոዤ եпիቃебе տоպ уш ዔзяդիվяγοቶ крыщу թочябр. ኞի усвочևзሬլէ ሻկ ωսеሐизը ዳեчεшሸጫէва νጣтви ехиծε. Цори τխչиныкр нтθклодօμ чዧгኣ թኾσևቂ. Ечаሑеթо аቄիкаዕи աд ጠ լωп υцузвըчուр ֆዞፋуዤоኤ χактዉ ጻፐσኾвузвጉ х оፌωβэδ у ቲпէኀеснሧμ твеца. Cách Vay Tiền Trên Momo. Piątek, 10 września 2021 | Fotowoltaika Decydując się na montaż systemu fotowoltaicznego stajemy przed koniecznością wyboru nie tylko wykonawcy, ale też technologii, w jakiej wykonane ogniwa zastosujemy. I o ile czasem wybór instalatora mocno ogranicza typ ogniw, z jakimi pracuje, warto z wyprzedzeniem wiedzieć jakie są pomiędzy nimi różnice, by dobrać taką technologię, jaka nam najbardziej odpowiada. Niewątpliwie wiedza ta uchroni nas też przed błędami, albo przed wykonawcami, którzy będą nieco mijać się z prawdą, nadmiernie zachwalając swoje moduły. Podział ogniw wykorzystywanych w fotowoltaice Zasadniczo, mówiąc o panelach fotowoltaicznych, instalowanych, czy to na wielkopowierzchniowych farmach, czy też na dachach w ramach mikroinstalacji, mamy na myśli przede wszystkim ogniwa tzw. pierwszej generacji, a więc panele krzemowe. Wskazanie, że jest to pierwsza generacja, automatycznie nasuwa pytanie o generacje kolejne - i całkiem słusznie. Można już mówić o technologiach drugiej i trzeciej generacji, ale w praktyce, decydując się na wszelkiego rodzaju standardowe rozwiązania, będziemy zawsze sięgać po pierwszą generację. Nie oznacza to bynajmniej, że panele tego typu są gorsze. Wręcz przeciwnie, mają one wysoką wydajność, wynikającą z technologii rozwijanych od wielu lat. To właśnie wśród nich znajdziemy modele o najwyższych parametrach. Wbrew pozorom ogniwa nowszych generacji zazwyczaj wcale nie są bardziej skuteczne, ale za to mają inne zalety: są cieńsze; nierzadko tańsze w produkcji; można je instalować w zupełnie inny sposób, np. poprzez integrację z elewacją budynku lub dachem. Niestety, przy okazji zazwyczaj bywają mniej trwałe. Druga generacja to przede wszystkim ogniwa z krzemu amorficznego, a także ogniwa z arsenku galu, tellurku kadmu, mieszaniny miedzi, indu, galu i selenu, ogniwa wielozłączowe i inne konstrukcje cienkowarstwowe. Do ogniw nowej generacji (trzeciej lub czwartej, zależnie jak liczyć) zaliczają się opracowane i produkowane w Polsce ogniwa perowskitowe, które drukowane są na folii PET. Stanową cienkie, elastyczne, całkiem wydajne i lekkie rozwiązanie, które można instalować praktycznie gdziekolwiek, nawet np. w roli żaluzji słonecznych. Aktualnie są jednak instalowane dopiero głównie w ramach projektów pilotażowych Rodzaje ogniw pierwszej generacji Wśród ogniw pierwszej generacji należy przede wszystkim dokonać podziału na dwie podgrupy. Pierwsza z nich obejmuje ogniwa z krzemu monokrystalicznego - a więc droższe i bardziej wydajne. Druga grupa to ogniwa polikrystaliczne - mniej wydajne, ale też istotnie tańsze. Powód dla którego ogniwa monokrystaliczne są droższe jest bardzo prozaiczny - wymagają zastosowania dużych, jednolitych kryształów, pociętych do rozmiarów ogniwa. Budowa takich kryształów krzemu jest kosztowna, wymaga bardzo zaawansowanych metod i niezwykle precyzyjnego utrzymywania parametrów pracy maszyn produkcyjnych. Równomierna struktura krzemowych płytek podłożowych (nazwanych potocznie waflami) zapewnia idealne warunki do tworzenia struktur półprzewodnikowych i wychwytywania fotonów. To właśnie takie ogniwa latają w kosmos na satelitach i wszystkich innych urządzeniach wymagających zasilania energią słoneczną. W warunkach laboratoryjnych skuteczność tych ogniw potrafi przekraczać 40% (w wariantach wielozłączowych, czasem zaliczanych do nowszych generacji), co jest niezwykle dobrym wynikiem. W praktycznej pracy uzyskują istotnie ponad 20%. Charakterystyczny niebieski kolor i ślady nieregularnej struktury krystalicznej to cechy rozpoznawcze ogniw polikrystalicznych (fot. Depositphotos) Ogniwa krzemowe polikrystaliczne są tańsze, gdyż produkcja płytek podłożowych do nich jest znacznie prostsza. Wystarczy by krzem uległ krystalizacji i był odpowiednio czysty (zazwyczaj na poziomie 99,9999%), ale nie ma potrzeby dbać, by całość stanowiła jeden wielki kryształ. Niestety, nieidealna struktura prowadzi do zmniejszenia efektywności wychwytywania fotonów i zamieniania ich na energię elektryczną. Jeden od drugiego rodzaju ogniwa jest bardzo łatwo odróżnić. Modele monokrystaliczne mają jednolitą barwę, najczęściej niemal czarną. Ogniwa polikrystaliczne są najczęściej bardziej niebieskie i z bliska widać ich specyficzną strukturę - wyglądają jakby były złożone z licznych, losowo ułożonych wielokątów różnych rozmiarów. Budowa krzemowego ogniwa fotowoltaicznego Typowe (jednozłączowe) krzemowe ogniwo fotowoltaiczne składa się z kilku warstw. Główną część w przekroju stanowi płytka podłożowa - krzem, niezależnie czy monokrystaliczny, czy polikrystaliczny, odpowiednio domieszkowany. Od spodu jest pokryty warstwą elektrody, a więc metalem (np. srebrem, aluminium, lub stopem srebra z aluminium), od góry pokrywa go kilka warstw. Bezpośrednio na głównej warstwie znajduje się również krzem, ale domieszkowany w inny sposób, dzięki czemu pomiędzy tymi warstwami powstaje tzw. złącze półprzewodnikowe p-n. Jest ono kluczowe dla uzyskiwania przepływu prądu, a więc by ogniwo pracowało jako urządzenie elektryczne. Zaraz nad wierzchnią warstwą krzemu układa się bardzo cienką warstwę antyrefleksyjną, a następnie przednią elektrodę. Elektroda przednia, czasem zamiast z aluminium czy srebra, jest układana z przezroczystego tlenku indu-cyny, dzięki czemu przepuszcza więcej promieni słonecznych. Typowym układem jest rozmieszczenie na jednym ogniwie dwóch lub trzech równoległych, głównych elektrod (tzw. bussbary), od których prostopadle odchodzą cieńsze elektrody, tzw. palce. Natomiast warstwa antyrefleksyjna zwiększa ilość promieniowania słonecznego, docierającego do wnętrza ogniwa (zapobiega ich odbiciu przez ogniwo). Budowa ogniwa fotowoltaicznego (fot. Despotphotos) Budowa panela fotowoltaicznego Tak zbudowane ogniwa są następnie łączone w panele. Trzeba przy tym zaznaczyć, że samo ogniwo już mogłoby produkować prąd, tylko z braku zamknięcia obwodu, nie ma gdzie on płynąć. Panel składa się po prostu z szeregu ułożonych obok siebie ogniw, których elektrody są ze sobą zlutowane. Na krańcach panelu dolutowuje się już grubsze wyprowadzenia, które pozwalają odprowadzać prąd do zasilanych urządzeń. Choć z elektrycznego punktu widzenia to już kompletny system, tak zbudowany panel nie nadawałby się do montażu ze względu na zbytnią kruchość ogniw. Są one niezwykle cienkie i natychmiast popękałyby przy próbie przykręcenia. Dlatego całość pokrywa się szkłem hartowanym, które nadaje panelowi grubość, a jednocześnie zabezpiecza elektronikę przed uszkodzeniami. Samo szkło jednak nie wystarczy - potrzebna jest jeszcze warstwa uszczelniająca, która chroni półprzewodniki i warstwę metaliczną przed warunkami atmosferycznymi - głównie przed wilgocią i dostępem tlenu. Folię tę, najczęściej wykonaną z poli(etylenu-co-octanu winylu), nazywaną folią EVA (ang.: Etylene-Vinyl Acetate), stosuje się i od góry i od dołu ogniwa, dzięki czemu uszczelnia się też spód. Natomiast na szkło można jeszcze nałożyć kolejne warstwy antyrefleksyjne, sprawiające że będzie przez nie przechodzić więcej światła. Kompromisy, czyli warianty technologii Realna moc uzyskiwana z paneli fotowoltaicznych wynika z szeregu czynników konstrukcyjnych i warunków zewnętrznych. Aby przygotować panel do pracy z jak najlepszymi parametrami, konstruktorzy podejmują liczne decyzje, które w praktyce są kompromisami, w efekcie czego prawie zawsze poprawienie jednego parametru uzyskujemy kosztem innej cechy. Jednym z przykładów takiego kompromisu jest liczba tzw. bussbarów, czyli głównych elektrod, zbierających ładunki z ogniw. Im elektrody szersze i im szersze biegnące od nich palce, tym mniejsza rezystancja ogniwa. Podobnie, im tych bussbarów jest więcej, tym krótsze są palce, przez co ich stawiany opór elektryczny jest mniejszy. Warto przy tym zaznaczyć, że cienkie palce czasem ulegają uszkodzeniu, przez co przestają zbierać ładunek z danego obszaru ogniwa, wyłączając tym samym tę fragment z pracy. Im więc połączeń jest więcej, są szersze, krótsze i gęściej ułożone, tym większa odporność na uszkodzenia, a więc i lepsza trwałość panelu. Niestety, elektrody przysłaniają światło, negatywnie wpływając na ilość fotonów, docierających do wnętrza ogniwa i podlegających zjawisku fotoelektrycznemu. Dlatego konstruktorzy muszą arbitralnie wybierać, jaki rozkład elektrod będzie lepszy. Obecnie uważa się, że wariant z trzeba bussbarami daje lepsze rezultaty niż z dwoma. Sposób łączenia ogniw w panelach wpływa zarówno na ich parametry użytkowe jak i sam wygląd (fot. Zeneris Projekty) Jeszcze lepiej w praktyce radzą sobie panele SmartWire (znane też jako SWCT - Smart Wire Connection Technology), w których zamiast klasycznego lutowania pomiędzy sobą bussbarów, elektrody są nałożone na folię pasywującą w postaci bardzo dużej liczby cienkich włókien. Dodatkową korzyścią z takiego podejścia jest możliwość zmniejszenia temperatury produkcji samego ogniwa do ok. 150°C, podczas gdy lutowanie wymaga punktowego przykładania temperatur rzędu 250°C. Bardzo duża liczba połączeń w takiej siatce również poprawia odporność panelu na mikropęknięcia Alternatywą jest zmiana struktury półprzewodnikowej ogniw tak, by kontakty, zarówno dodatnie, jak i ujemne, znajdowały się po tylnej stronie (ogniwa IBC - Interdigitated Back Contact). Wtedy należy tylko odpowiednio ułożyć elektrody na spodzie, a wierzchnia warstwa panelu pozostaje jednolita i niczym nie przysłonięta. Niestety, wadą tego rozwiązania jest szybsza degradacja panelu, związana z występowaniem wysokich napięć pomiędzy ramą a półprzewodnikiem. Spada w ten sposób też moc panelu i konieczne jest odpowiednie uziemienie bieguna dodatniego oraz adekwatny falownik. Ogniwa połowiczne (połówkowe) Jedną z zasad, którą przyjął przemysł fotowoltaiczny jest jednolity rozmiar ogniw. Standardowo jest to 156 x 156 mm, przy czym często modele monokrystaliczne mają ścięte rogi, a są też ogniwa o zupełnie niekwadratowych kształtach. Zdarza się jednak, że dane ogniwo ulega uszkodzeniu i przestaje działać. Ponieważ ogniwo, które częściowo zbiera ładunki, ale nie może ich poprawnie odprowadzić, jest w stanie się bardzo nagrzewać, albo wprowadzać opór w szereg przenoszących prąd elektrod, stosuje się w budowie paneli diody, które w takiej sytuacji sprawiają, że dane ogniwo się w praktyce wyłącza w bezpieczny sposób. Niestety, to sprawia, że nawet małe uszkodzenie, czy np. przysłonięcie wpływa na większy obszar niż można przypuszczać. Gdyby ogniwa były mniejsze, każda usterka tego typu byłaby mniejszym problemem - dlatego część producentów stosuje ogniwa half-cut, których jeden z wymiarów jest o połowę mniejszy niż drugi. Ogniwa te łączy się ze sobą normalnie, ale cały panel dzieli się na dwie sekcje, górną i dolną. W efekcie, częściowe zacienienie modułu znacząco mniej wpływa na działanie całego panelu. Drobne różnice w konstrukcjach Istnieją jeszcze inne odmiany ogniw, które różnią się między sobą szczegółami konstrukcyjnymi, przede wszystkim w ułożeniu warstw lub sposobie ukształtowania i pokrycia warstw frontowych. Przykładowo, ogniwa PERC (Passivated Emmiter Rear Cell) mają pasywowaną tylną ściankę, tj. tylna strona jest dodatkowo pokrywa warstwą refleksyjną, która powoduje odbicia części promieniowania i przekierowanie ich z powrotem do półprzewodnika. Innym wariantem są ogniwa z elektrodami typu PERL (Passivated Emmiter Rear Locally diffused cel). Są zbliżone budową do ogniw z elektrodami z tyłu, ale mają część kontaktów na froncie przy innym rozłożeniu warstw o różnym domieszkowaniu. Warto też wspomnieć o technologii HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer), a więc takiej, w której warstwa krzemu jest umieszczona pomiędzy dwoma cienkimi warstwami krzemu amorficznego. Poprawia to działanie złącza półprzewodnikowego, a ładunki odbierane są za pomocą przezroczystych tlenków przewodzących. Takie ogniwo jest symetryczne i można je wykorzystać do budowy paneli prawdziwie dwustronnych. Tego typu konstrukcje cieszą się ostatnio coraz większą popularnością, szczególnie w obszarach gdzie wartość gruntu jest wysoka. Instalacja ogniw dwustronnych Stosując ogniwa dwustronne warto pamiętać o odpowiednim przygotowaniu podłoża. Słońce padające na ogniwa pod pewnym kątem, zmieniającym się w ciągu doby, będzie niemal zawsze po części trafiało również na obszar pod ogniwami (o ile nie są zamontowane całkowicie płasko). Światło to odbija się tym silniej, im powierzchnia pod ogniwem jest jaśniejsza. Przy pomalowaniu na biało, ilość odbitego światła, które pada na ogniwo od spodu, jest na tyle duża, że szkodą ją tracić. Użycie dwustronnego panelu pozwala korzystać z odbitego światła i sprawia, że ogniwa pracują także, gdy światło pada z mało korzystnego kierunku, a więc np. rano lub wieczorem. Gdy panele opierają się na osobnej konstrukcji nośnej, a jasne podłoże dobrze odbija światło , założenie paneli dwustronnych może być uzasadnione (fot. Depositphotos) Podsumowanie Dobrze jest, gdy użytkownik świadomie wybiera instalowane ogniwa. Wiele wartościowych informacji można uzyskać na stronach producentów, którzy podają różne szczegóły na temat wykorzystywanych technologii. Niestety, szczególnie w przypadku wytwórców działających w Chinach, a to właśnie oni dominują na rynku, nierzadko aspekty technologiczne, jeśli w ogóle są podane, to prezentowane są po chińsku i to w sposób mało usystematyzowany. Dlatego warto popytać polskiego dostawcę czy dystrybutora o szczegóły konstrukcji poszczególnych oferowanych produktów, by zorientować się, czy dane ogniwo lepiej sprawdza się w miejscu, gdzie istnieje duże ryzyko zasłaniania paneli liśćmi, albo gdy wiadomo, że panele będą narażane na silniejsze naprężenia, co może powodować zwiększoną liczbę mikrouszkodzeń, prowadzących do degradacji ogniw. Marcin Karbowniczek fot. Zeneris Projekty/Depositphotos Dostępne są różne warianty fotowoltaicznych technologii krzemowych, których zasadność użycia zależy od przeznaczenia paneli. W ostatnim czasie pojawiają się rozwiązania o coraz wyższej wydajności, a technologie starsze, dzięki modyfikacjom, stają się bardziej efektywne. Pozwalają one wydobyć z docierających do ogniwa fotonów coraz więcej energii, cechują się także niższymi kosztami produkcji. Zasadniczo dominujące obecnie rozwiązania można podzielić na dwie grupy: polikrystaliczne i monokrystaliczne. Panele monokrystaliczne, które charakteryzuje barwa ciemna są bardziej wydajne, jednak droższe w porównaniu do polikrystalicznych. Zbudowane z krzemu ogniwa polikrystaliczne charakteryzuje jasnoniebieska barwa. Ich produkcja jest mniej skomplikowana, przez co tańsza w porównaniu do ogniw monokrystalicznych. Panele polikrystaliczne mają jednak niższą moc w porównaniu do monokrystalicznych. Oznacza to, że instalacja PV z zastosowaniem paneli polikrystalicznych wymaga więcej miejsca, co także wiąże się z wyższymi kosztami usługi montażu. Wydajność paneli monokrystalicznych może wynosić od 17% do 22% natomiast polikrystalicznych waha się od 14% do 16%. Ogniwa krzemowe I generacji Ogniwa I generacji stworzone zostały w oparciu o tradycyjne krzemowe złącze P-N o relatywnie wysokiej sprawności 17–22%, produkowane z czystego krzemu krystalicznego ( w postaci wafli o grubości ok. 200-300 mikrometrów. Krzem wykorzystywany do produkcji tych ogniw PV jest bardzo dokładnie oczyszczany. Z tego powodu ogniwa te charakteryzują się dość wysokimi kosztami produkcji. Na rynku dostępne są ogniwa z krystalicznego krzemu monokrystaliczne (sc-Si). Monokrystaliczny krzem wytwarza się z roztopionego krzemu polikrystalicznego metodą Czochralskiego, który opracował ją jeszcze w 1916 r. Może być także wytwarzany w procesie topienia strefowego (metoda Float-Zone). Innym rodzajem ogniw pierwszej generacji są ogniwa multikrystaliczne (mc-Si) lub polikrystaliczne (pc-Si). Ogniwa polikrystaliczne lub multikrystaliczne charakteryzują się grubością płytek od 0,2 do 0,4 mm. Proces produkcji multikrystalicznego krzemu polega na roztopieniu i ponownym krzepnięciu krzemu w specjalnie do tego opracowanym kwarcowym tyglu. Zdecydowanie najpopularniejsze są obecnie monokrystaliczne ogniwa krzemowe. Cechuje je wysoka sprawność, a dzięki ogromnej skali produkcji są stosunkowo tanie. Fot. Zeneris Projekty Panele cienkowarstwowe Do popularnych technologii wytwarzania paneli cienkowarstwowych zalicza się opartą na krzemie cienkowarstwową metodę produkcji ogniw II generacji. Ogniwa te zbudowane zostały w oparciu o złącze P-N, jednak nie z krzemu krystalicznego lecz np. z tellurku kadmu (CdTe) lub mieszaniny miedzi, indu, galu, selenu (Copper Indium Gallium Selenide - CIGS) albo krzemu amorficznego. W odróżnieniu od modułów krystalicznych krzem występuje w tym przypadku w postaci amorficznej (bezkształtnej), znanej z wyświetlaczy LCD i OLED. Dzięki małym warstwom absorbującym te panele cienkowarstwowe są cieńsze i dużo lżejsze od ich odpowiedników z pierwszej generacji. Ich cechą charakterystyczną jest bardzo mała grubość warstwy półprzewodnika absorbującej światło, która zazwyczaj waha się od 1 do 3 mikrometrów. Z uwagi na dużą redukcję zużycia półprzewodników są one znacznie tańsze w produkcji, a proces wytwarzania jest bardziej zautomatyzowany. Główną wadą ogniw II generacji jest niższa sprawność od ogniw I generacji, która w zależności od technologii waha się od 7 do 15%. Panele tego rodzaju mogą być wytwarzane z: tellurku kadmu (panele CdTe) - panele CdTe to najpopularniejsza technologia, która obejmuje około 50% rynku paneli cienkowarstwowych. Tellurek kadmu zawiera znaczące ilości kadmu, który jest niestety dość toksycznym pierwiastkiem krzemu amorficznego (panele a-Si) - panele z krzemu amorficznego (panele a-Si) przypominają standardowe panele krzemowe, jednak są zdecydowanie mniej wydajne, dlatego używane są przy małych obciążeniach, w zastosowaniach takich jak elektronika użytkowa połączenia wielu pierwiastków (panele CIGS) - połączenie miedzi, indu, galu i selenu (panele CIGS) daje sprawność paneli w granicach 12–14% arsenku galu (ogniwa GaAs) - warto także wspomnieć o panelach, w których stosowany jest arsenek galu (ogniwa GaAs). Jest to jednak bardzo droga technologia, przeznaczona do dużych instalacji fotowoltaicznych, pracujących w nietypowych warunkach. Do zalet tej generacji paneli należą: mniejszy wpływ wysokich temperatur na moc wyjściową, mniejsza niż w przypadku typowych paneli ilość materiałów użyta przy ich produkcji wydajna praca przy niewielkiej ilości światła. Zaletami ogniw cienkowarstwowych są też materiałooszczędność i niska cena oraz niskie straty materiałowe. Stosowanie techniki cienkowarstwowej umożliwia prostą realizację stosu ogniw, czyli struktury warstwowej, połączonych szeregowo złączy P-N o różnych wartościach przerwy energetycznej. Rozwiązanie to pozwala również na wydajniejsze wykorzystanie widma słonecznego, a tym samym zwiększenie sprawność konwersji. Dodatkowo, zaciemnienie modułu wpływa na jego moc w mniejszym stopniu niż w przypadku typowych paneli. Niestety, panele cienkowarstwowe mają również wady, do których należy w pierwszej kolejności niska sprawność. Skutkuje to tym, że muszą zajmować więcej miejsca niż typowe panele, jeśli chcemy uzyskać z nich taką samą moc, co z paneli pierwszej generacji. Do innych niedogodności należy długi czas stabilizacji wydajności, który może wynosić nawet pół roku. Bardziej uciążliwy i długotrwały jest również montaż tych paneli. Wadą może okazać się także toksyczność niektórych stosowanych w tych ogniwach materiałów. Zalety Wady Ogniwa pierwszej generacji zbudowane w postaci płytek z wysoce czystego krzemu o grubości ok. 0,2 mm Wysoka sprawność Wymagają dużego nakładu pracy oraz energii przy wyprodukowaniu Ogniwa drugiej generacji produkowane z cienkiej warstwy półprzewodnika tzw. „thin film”. Grubość warstwy to zaledwie 0,001-0,002 mm Niższy koszt produkcji Niski wpływ wysokich temperatur na moc wyjściową Materiałooszczędność, niskie straty materiałowe Niższa sprawność Długi czas stabilizacji wydajności Trudniejszy, bardziej uciążliwy montaż Toksyczność niektórych pierwiastków stosowanych w ogniwach Ogniwa trzeciej generacji – pozbawione tradycyjnego złącza P-N ogniwa CPV - DSSC oraz organiczne z wykorzystaniem polimerów Proste do wytworzenia, mogą być długo eksploatowane Problem z uzyskaniem wyższej, stabilnej sprawności Systemy trzeciej generacji Do ogniw generacji III należą rozwiązania pozbawione złącza P-N, koniecznego do produkcji tradycyjnych ogniw fotowoltaicznych czyli CPV (ang. Concentrated Photovoltaics). Mówiąc o CPV należy podkreślić, że wykorzystuje ona multizłączowe ogniwa, składające się z kilku ogniw z materiałów półprzewodnikowych o różnej przerwie energetycznej. Materiały te ułożone są jedno na drugim. Działanie opiera się w tym przypadku na skupianiu promieni słonecznych na absorberze, którym jest ogniwo fotowoltaiczne. Do tej grupy należą ogniwa słoneczne Grätzela DSSC (dye-sensitized solar cells) wykorzystujące polimery oraz organiczne ogniwa fotowoltaiczne (OPV). Ogniwa fotowoltaiczne typu DSSC czyli ogniwa fotoelektrochemiczne należą do konstrukcji o niewielkiej efektywności. Konwersja energii zachodzi w nich w sposób podobny do tego, jaki następuje w roślinach i algach. Są one stosunkowo proste do wytworzenia i mogą być eksploatowane znacznie dłużej niż tradycyjne, krzemowe ogniwa krystaliczne. Problemem jest w tym przypadku uzyskanie wyższej, stabilnej sprawności tych ogniw. W ostatnich latach dokonano postępu w konstrukcji ogniw fotowoltaicznych typu DSSC. Ogniwa te budowane są zwykle w oparciu dwie płyty ze szkła TCO (Transparent Conductive Oxide), rozmieszczone równolegle i oddalone od siebie o ok. 40 μm. Pomiędzy nimi znajdują się nanowarstwy półprzewodnika, pokrytego światłoczułym barwnikiem, a także nanowarstwa katalityczna oraz elektrolit. Tutaj także problemem jest sprawność tych ogniw. Laboratoryjna wydajność wynosi w ich przypadku ok. 12%. Osiągnięto ją dzięki zastosowaniu barwników szerokopasmowych i wydajnych elektrolitów. Sprawność uzyskana w warunkach rzeczywistych wynosi jednak zazwyczaj mniej niż 5%. Do działania organicznych ogniw fotowoltaiczne (OPV) wykorzystuje się materiały organiczne służące do absorpcji promieniowania i transportu ładunków. Technologie ich produkcji nie muszą być skomplikowane, co pozwala uzyskać niższą cenę tych PV. Najprostsze tego rodzaju ogniwo zbudowane jest z pojedynczej warstwy półprzewodnika organicznego, znajdującego się między dwoma elektrodami. Górna elektroda wykonana jest z przeźroczystego materiału ITO (tlenek cynowo-indowy), natomiast dolna z dobrego przewodnika. Najważniejszą wadą tych ogniw jest ich niska sprawność. Pierwsze takie ogniwo zostało zbudowane już w 1958 r. i miało sprawność zaledwie 0,01%. Dużo później, bo w 2010 r. National Renewable Energy Laboratory (NREL) zaprezentował elastyczne organiczne ogniwo fotowoltaiczne wytworzone w Konarka Technologies cechujące się wydajnością 8,3%, co biorąc pod uwagę obecne sprawności innych rodzajów ogniw także nie jest wynikiem imponującym. Ogniwa polikrystaliczne mają charakterystyczną strukturę i kolor. Ich produkcja jest nieco prostsza i tańsza niż ogniw monokrystalicznych. Fot. Depositphotos Technologie współcześnie wchodzące na rynek i technologie przyszłości Istotnym kamieniem milowym było wynalezienie w ostatnich latach ogniwa perowskitowego (PSC). Zawiera ono związek o strukturze perowskitu, najczęściej jest to hybrydowy organiczno-nieorganiczny materiał na bazie ołowiu lub halogenku cyny tworzący warstwę aktywną absorbującą światło słoneczne. Wydajność tych ogniw w warunkach laboratoryjnych wynosić może nawet 25,5% w przypadku architektur z jednym złączem, natomiast w przypadku ogniw tandemowych opartych na krzemie wydajność dochodzi nawet do 29,15%. Jeszcze w tym roku mają trafić na rynek pierwsze panele fotowoltaiczne, w których perowskity będą stanowić dodatkową warstwę dodaną do ogniw tradycyjnych. Prowadzone są jednak także prace badawcze w innych kierunkach. Eksperymentalne technologie zakładają wykorzystanie kropek kwantowych (QD – ang. quantum dots). Kropki kwantowe (QD) to cząstki półprzewodnikowe o wielkości kilku nanometrów, mające właściwości optyczne i elektroniczne, które różnią się właściwościami od większych cząstek ze względu na cechy mechaniki kwantowej. W rozwiązaniu tym stosowane są nanokryształki półprzewodnika o wielkości od 1 do 20 nm. Jednym z potencjalnych zastosowań tej technologii może być użycie nanokropek jako elementów absorbujących światło w wysokowydajnych ogniwach słonecznych. Gdy kropki kwantowe są oświetlone światłem UV, elektron w kropce kwantowej może zostać wzbudzony do stanu o wyższej energii. W przypadku półprzewodnikowej kropki kwantowej proces ten odpowiada przejściu elektronu z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. Wzbudzony elektron może opaść z powrotem do pasma walencyjnego, uwalniając swoją energię Marek Rzewuski Fot. Zeneris Projekty/Depositphotos Usuwanie metalizacji aluminiowej i srebrowej z krzemowych ogniw PV W procesie realizowanym w warunkach laboratoryjnych płytkę krzemową o wymiarach 125[mm]×125[mm] poddano reakcji z 30% roztworem wodorotlenku potasu zgodnie z reak-cją [8]: [ 4] 2 2 2 ( ) 3 6 2 2Al+ KOH+ H O→ K Al OH + H (22) Zgodnie z reakcją do usunięcia 53, 96 [g] Al potrzeba 112 [g] KOH; ponieważ usunięto 1,147 [g] Ag, to zużyto 2,38 [g] KOH . W związku z czym użycie 30% roztworu KOH pozwala na usu-nięcie metalizacji Al z około 12 płytek krzemowych. Pomiar masy ogniw PV wykonano przy użyciu wag elektronicznych jak na rys. 5. 92. Rys. 5. 92. Pomiar masy uszkodzonych mono i polikrystalicznych ogniw PV [88] 88 Zdjęcie wykonane podczas realizacji badań. Ogniwo monokrystaliczne Ogniwo polikrystaliczne Strona 138 z 183 Podobnie jak dla KOH płytkę krzemową o wymiarach 125[mm]×125[mm] poddano reakcji z 30% roztworem wodorotlenku sodu. W wyniku reakcji nastąpił ubytek masy płytki krzemo-wej o wartość 1,147 [g]. W związku z czym użycie 30% roztworu NaOH pozwala na usunięcie około 1,7 [g] glinu, z około 17 płytek krzemowych. Roztwarzanie metalizacji wykonanej na ogniwie na osnowie past srebrnych możliwe jest w środowisku kwasowym. W celu usunięcia metalizacji srebrnej użyto kwas azotowy(V), zgod-nie z reakcją: W toku przeprowadzonych badań do reakcji użyto 50 [ml] 65% HNO3 i rozcieńczono go wodą w stosunku 1:1. Zatem stężenie kwasu wynosiło 37,9%. Zgodnie z reakcją do usunięcia 107,9 [g] Ag potrzeba 126 [g] HNO3; ponieważ usunięto 0,222 [g] Ag, to zużyto 0,26 [g] HNO3. Za pomocą tego roztworu można usunąć kontakt metaliczny z około 175 płytek krzemowych. Obliczenia realizowano przy założeniu że gęstość 65% kwasu azotowego ρ= 1,40 [g/cm3]. Usuwanie warstwy antyrefleksyjnej i złącza p- n z krzemowych ogniw PV Usunięcie warstwy ARC oraz złącza p- n może być realizowane przy użyciu mieszanin trój-składnikowych w środowisku kwaśnym. W prowadzonych badaniach stosowano kilka typów mieszanin bazujących głownie na takich odczynnikach chemicznych jak: kwas fluorowodoro-wy, kwas fluoro-krzemofluorowodoro-wy, kwas azotowy(V), kwas octofluorowodoro-wy, nadtlenek wodoru, woda desty-lowana. Kwas octowy jak i woda pełnią rolę rozcieńczalnika, natomiast nadtlenek wodoru i kwas azotowy powodują utlenienie krzemu. W celu zwiększenia właściwości utleniających mieszanin trawiących stosowano dodatki: jodku potasu, azotanu srebra, azotanu miedzi, wody bromowej. Ponieważ po trawieniu ubyło 1,26 [g] krzemu tzn., że w trakcie reakcji 11,12% krzemu z płyt-ki krzemowej (zarówno w postaci SiO2 jak i Si) ulega przejściu w kwas fluorokrzemowy. Reak-cja sumaryczna procesu trawienia przedstawia się następująco [93]: O Kwas fluorokrzemowy rozkłada się na lotny fluorek krzemu i fluorowodór, proces ten prze-biega szybciej w miarę wzrostu temperatury: HF SiF SiF H2 6 → 4 +2 (25) W ocenie ekonomicznej recyklingu uwzględniono głównie koszty materiałowe oraz zużycie energii elektrycznej przez elektroniczne układy termostatujące i nadkład energetyczny, zwią-zany z zasilaniem myjek ultradźwiękowych. Koszty mieszanin trawiących są różne i zależą od Strona 139 z 183 ich składu. W tabeli 5. 14 podano aktualne ceny substancji stosowanych w głównym procesie recyklingu oraz rozpuszczalników używanych w procesie płukania. Tabela 5. 14. Koszt stosowanych substancji chemicznych w procesie recyklingu krzemowych ogniw PV (opracowanie własne) Nazwa substancji Stężenie Cena 100[g] lub 100 [ml] substancji [PLN] Ocenę kosztów usuwania metalizacji przedstawiono w tabeli 5. 15. Tabela 5. 15. Ocena kosztów usuwania metalizacji Al oraz Ag (opracowanie własne) Rodzaj Usunięcie warstwy ARC i złącza p- n odbywa się z zastosowaniem wieloskładnikowych mie-szanin trawiących (tabela 5. 16). 1. 20[ml] HNO3 (65%): 40[ml] HF(40%) : 40[ml] H2O + 2[g] AgNO3; 2. 250[ml] HNO3 (65%): 150[ml] HF (40%): 150[m]l CH3COOH (99,5%) + 3[ml] Br2; 3. 250[ml] HNO3 (65%): 150[ml] HF (40%): 150[ml] CH3COOH (99,5%); 4. 10[ml] HF (40%) : 10[ml] H2O2 (30%) : 40[ml]p H2O. Strona 140 z 183 Tabela 5. 16. Zestawienie wybranych własności wieloskładnikowych mieszanin trawiących (opracowanie własne) Rodzaj mieszaniny Koszt Czasochłonność przygotowania Ekologiczność Wydajność [µm/s] W tabeli 5. 17 podano średni koszt, jaki należy ponieść w celu odzyskania płytki krzemowej ze zużytego krzemowego ogniwa PV. Tabela 5. 17. Koszty wieloskładnikowych mieszanin trawiących (opracowanie własne) Rodzaj mieszaniny Średni koszt odzyskania 1 płytki Si [PLN] 2,10 2,21 Aspekt ekonomiczny powinien również uwzględniać:
koszty pomiarowo- kontrolne, mające na celu określenie jakości odzyskanego podło-ża bazowego;
koszty utylizacji zużytych mieszanin trawiących, stosowanych na etapie oczyszczania, jak i w procesie zasadniczym recyklingu zużytych ogniw PV; Strona 141 z 183
koszty transportu zużytych modułów PV do miejsca, w którym będzie realizowany proces recyklingu;
koszty utrzymania punktów zbiórki. W przypadku recyklingu całych modułów PV znaczna część powyższych kosztów może być zrekompensowane innymi korzyściami np.: w postaci odzyskanej znacznej gamy cennych surowców w postaci Al, Cu, tworzyw sztucznych, szkła oraz stali, nadających się niemalże w 100% do ponownego przetworzenia. Średnie nakłady poniesione na etapie odzyskiwania krzemowego podłoża bazowego są znacznie mniejsze od średnich nakładów ponoszonych w przypadku zakupu płytek krzemowych wytwarzanych z materiałów pierwotnych. W tabeli 5. 18 przedstawiono uśrednioną cenę, jaką trzeba zapłacić za płytkę krzemową z materiałów pierwotnych. Tabela 5. 18. Zestawienie cen nowych płytek PV od wybranych producentów (opracowanie własne) Metoda otrzy- mywania krzemu Średnica ogniw Typ przewodnictwa Domieszkowanie Orientacja R [Ω∙cm] Grubość [µm] Powierzchnia Cena [PLN/szt.] Producent CZ 125 mm n fosfor [100] 1-20 180-200 Średnia cena nabycia 1 płytki Si 8,65 Omówienie wyników oceny ekonomicznej recyklingu krzemowych ogniw PV Otrzymane płytki krzemowe stanowiące podłoże do produkcji ogniw PV, są znacznie tańsze niż te wykonane z materiałów pierwotnych [39]. Płytki krzemowe, z których wytwarza się ogniwa PV, a następnie produkuje moduł PV stanowią ponad 50% kosztów jego wytworzenia [96]. Wyniki przeprowadzonych analiz wykazały, iż dzięki zastosowaniu recyklingu materia-Strona 142 z 183 łowego możliwe jest uzyskanie znacznych oszczędności, których poziom osiąga wartość 74%. Po uwzględnieniu konieczności zutylizowania zużytych mieszanin nadal możliwe jest uzyska-nie znacznych oszczędności na poziomie uzyska-nie muzyska-niejszym niż 48,9%. Ponadto- usuwając meta-lizację srebrną czy stosując dodatek w postaci AgNO3- możliwe jest odzyskanie ze zużytych mieszani srebra. Podobnie wygląda sytuacja w odniesieniu do usuwania metalizacji Al. Od-zysk ze zużytych mieszanin Al oraz Ag wpływa korzystnie na końcowe wartości wskaźnika ekonomicznego i w pewnym zakresie rekompensuje koszty neutralizacji zużytych mieszanin trawiących. Zagospodarowanie uszkodzonych ogniw PV będących odpadem Fotowoltaika to technologia generująca energię elektryczną ze światła. Efekt fotowoltaiczny po raz pierwszy zaobserwował w 1839 roku Alexandre-Edmond Becquerel. Termin „fotowoltaika” pochodzi od greckich słów oznaczających „światło” i „napięcie”. Zwykle odbywa się to za pomocą paneli słonecznych lub ogniw fotowoltaicznych, które przekształcają światło w energię elektryczną. Panele fotowoltaiczne są często wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej w odległych obszarach, gdzie dostęp do sieci elektrycznej jest ograniczony lub niedostępny. Ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną, gdy są wystawione na działanie promieni słonecznych. Zamieniają energię świetlną na energię elektryczną. Proces instalacji fotowoltaiki jest trudny i czasochłonny. Wymaga dużo pracy i dużo czasu. Należy to również wykonać w środowisku o minimalnej ekspozycji na słońce, co utrudnia firmom instalacyjnym pracę w ciągu dnia. Fotowoltaika Gdańsk to forma energii słonecznej, która zamienia światło słoneczne na energię elektryczną. Składają się z ogniw fotowoltaicznych, które mogą być instalowane na dachach, a także w dużych farmach fotowoltaicznych. Proces instalacji jest stosunkowo prosty, a panele można zmontować w kilka godzin. Panel składa się z ogniw fotowoltaicznych, które zamieniają światło słoneczne na energię elektryczną, podczas gdy falownik pobiera prąd stały wytwarzany przez panel i zamienia go na prąd przemienny wykorzystywany przez domy i firmy. Ogniwa fotowoltaiczne to urządzenia, które przetwarzają energię świetlną na prąd elektryczny. Ogniwa fotowoltaiczne są składane w panele, które następnie montowane są na ramie tworząc moduł fotowoltaiczny. Moduł fotowoltaiczny jest następnie instalowany na dachu budynku lub innej powierzchni. Panel słoneczny przekształca energię słoneczną w energię elektryczną, absorbując fotony, które pobudzają elektrony w komórce i powodują ich swobodny przepływ w jednym kierunku, generując prąd elektryczny. Wytworzony prąd może być wykorzystywany jako prąd stały (DC) do zasilania urządzeń elektrycznych lub jako prąd przemienny (AC) do dostarczania energii elektrycznej do sieci energetycznej i innych odbiorników prądu przemiennego. Interesujesz się marketingiem internetowym? Dowiedz się ile kosztuje skuteczne pozycjonowanie lokalne. Fotowoltaika, zwana również „energią słoneczną”, jest odnawialnym źródłem energii. Ogniwa fotowoltaiczne przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną. Ogniwa te są wykonane z krzemu, materiału półprzewodnikowego, który pochłania światło słoneczne i przekształca je w energię elektryczną. Ogniwo fotowoltaiczne składa się z dwóch warstw: dolna warstwa składa się z płytek krzemowych, a górna z przezroczystego przewodnika, takiego jak srebro lub miedź. Warstwa spodnia zawiera wiele małych kryształków krzemu, które nazywane są „fotoprzewodnikami”. Kiedy światło słoneczne pada na ogniwo, wyzwala prąd elektryczny w krzemie, który przewodzi prąd do górnej warstwy, gdzie można go łatwo wydobyć z ogniwa. Ogniwa fotowoltaiczne (PV) przetwarzają światło bezpośrednio na energię elektryczną. Ogniwa są wykonane z materiału półprzewodnikowego i pod wpływem światła słonecznego wytwarzają prąd elektryczny. Panele fotowoltaiczne są zwykle montowane na dachach i ścianach, ale można je również montować w systemie naziemnym. Panele fotowoltaiczne można ustawić w obwodach szeregowych lub równoległych, aby wytworzyć pożądane napięcie lub prąd dla danej aplikacji. Fotowoltaika to odnawialne źródło energii, które może pomóc zmniejszyć naszą zależność od paliw kopalnych. Panele fotowoltaiczne gromadzą energię słoneczną i zamieniają ją na energię elektryczną. Zazwyczaj są instalowane na dachach, gdzie mogą przechwycić najwięcej światła słonecznego. Panele składają się z ogniw, które zawierają płytki krzemowe, które wytwarzają energię elektryczną pod wpływem światła. Istnieje falownik, który przekształca prąd stały z panelu na prąd przemienny do użytku w domach lub firmach. Fotowoltaika to odnawialne źródło energii. Zamienia światło słoneczne w energię elektryczną i jest przyjazny dla środowiska. Ogniwa fotowoltaiczne składają się z krzemu, który można znaleźć w piasku oraz innych materiałów, takich jak miedź, ind i selen. Krzem jest najobficiej występującym materiałem na Ziemi i może być wykorzystywany do produkcji paneli słonecznych po niskich kosztach. Panele słoneczne są instalowane w różnych częściach świata w zależności od ilości światła słonecznego, jaką otrzymują. Na przykład znajdują się na dachach w regionach o większym nasłonecznieniu lub na zewnątrz budynków, w których drzewa lub budynki nie mają cienia. Panele słoneczne można montować bez żadnych narzędzi ani elementów złącznych, korzystając z zatrzaskowej konstrukcji panelu i haczyków do łączenia ich ze sobą. Fotowoltaika Elbląg to odnawialne źródło energii, które zamienia światło w energię elektryczną. Jest jednym z najważniejszych źródeł czystej energii na świecie. Proces instalacji fotowoltaicznej (PV) rozpoczyna się od badania terenu w celu określenia, czy miejsce jest odpowiednie dla paneli słonecznych. Obejmuje to sprawdzenie cienia, orientacji dachu i innych czynników, które utrudniałyby instalację paneli słonecznych. Następnym krokiem jest wybór układu i rozmiaru paneli w oparciu o pożądaną wydajność i dostępną powierzchnię dachu. Panele są następnie montowane na stojakach lub ramach, łączone ze sobą i podłączane do falownika. Panele typu Plug & Play Panele kolorowe Przegląd oferty rynkowej z krzemu monokrystalicznego Budowa paneli krzemowych Każdy panel fotowoltaiczny zbudowany jest z mniejszych jednostek zwanych ogniwami. Jedno ogniwo krzemowe ma wymiary około 15x15cm i posiada w swojej budowie tzw. „ścieżki prądowe” wykonane z pasków aluminium. Jedno ogniwo jest w stanie wytworzyć maksymalnie do kilku W energii, dlatego ogniwa łączy się w większe jednostki zwane panelami. Fot. Pojedyncze ogniwo krzemowe z krzemu monokrystalicznego. Widoczne dwie ścieżki prądowe z aluminium. Ilość ogniw w jednym panelu to zwykle 6×10 czyli 60 ogniw lub 6×12 czyli 72 ogniwa. Im więcej ogniw tym większa jednostkowa moc paneli PV. W tabelach charakterystyk można jednak spotkać co najmniej kilka różnych oznaczeń mocy. Ma to związek z warunkami w jakich panel pracuje. Maksymalna moc paneli zależy bowiem od: – nasłonecznienia – czystości nieba (mgły, dymy) – temperatury powietrza W praktyce jednostka mocy paneli jest tzw. 1Wp (watt peak) przeliczany dla nasłoneczniania 1000W/m2 i dla temperatury 25C. Praca paneli w innych warunkach daje inne wartości mocy, o czym nie każdy z użytkowników wie. Producenci w tabelach podają więc co najmniej dwie wartości mocy: – STC ( Standard Test Conditions) standardowe warunki testu: natężenie nasłonecznienia 1000 W/m2, temperatura ogniwa 25°C i liczba masowa atmosfery AM 1,5) – NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) nominalna temperatura pracy modułu: natężenie nasłonecznienia 800 W/m2; liczba masowa atmosfery AM 1,5; prędkość wiatru 1 m/s, temperatura otoczenia 20°C) Z tych dwóch wartości bardziej obiektywna dla użytkownika jest wartość NOCT. Uzyskanie maksymalnej mocy paneli występuje rzadko, tylko w określonych porach roku. Poniżej jedna z rynkowych ofert – pnaele PV Vitovolt firmy Vissmann Vissmann VITOVOLT 200 Wysokiej mocy moduły fotowoltaiczne Vitovolt 200 dostępne są z mono-i polikrystalicznymi ogniwami krzemowymi. Moduł fotowoltaiczny składa się ze szklanego laminatu w którym pojedyncze ogniwa słoneczne osłonięte są dwiema foliami. Całość osłonięta jest od tyłu folią odporną na warunki atmosferyczne. Płyta i folia są następnie dla większej ochrony laminowane ze sobą. Gotowy moduł jest łatwy w montażu ze względu na małą masę własną. Rys. Budowa modułu fotowoltaicznego Vitovolt 200. 1- aluminiowa rama, 2-szklana pokrywa o niskiej zawartości żelaza, 3-górna folia EVA (octan etylowinylu), 4-krystaliczne ogniwo krzemowe, 5-dolna folia EVA, 6-ochronna folia z tyłu panelu. Parametry pracy i wymiary paneli vitovolt podaje tabela 1. Według danych na dzień (kwiecień 2014) – czarny M270 QA – 1396 zł – polikrystaliczny QB – 1162,5 zł – monokrystaliczny YC – 1111 zł – polikrystaliczny JB – 1050 zł (zdjęcie obok) Zalety paneli PV firmy VISSMANN – Współczynnik sprawności modułów do 16,5% – Duży stopień obciążalności mechanicznej na skutek obciążenia śniegiem (5400Pa) i wiatrem/ zasysania wiatru (2400Pa) dzięki odpornej na korozję ramie aluminiowej. – Wbudowane diody obejściowe zapewniają wysoki zysk również przy częściowo zacienionych powierzchniach (unikanie efektu hot spots) – Szkło kryjące o niskiej zawartości żelaza i dużych wartościach transmisji zapewniające optymalne efekty nasłonecznienia. Vitovolt typ JB – masa 20 kg, wymiary 1640x992mm STC – Standard Test Conditions (standardowe warunki testu: natężenie nasłonecznienia 1000 W/m2, temperatura ogniwa 25°C i liczba masowa atmosfery AM 1,5). MPP – Maximal Power Point (moc maksymalna w warunkach standardowych STC). NOCT – Nominal Operating Cell Temperature (nominalna temperatura pracy modułu: natężenie nasłonecznienia 800 W/m2; liczba masowa atmosfery AM 1,5; prędkość wiatru 1 m/s, temperatura otoczenia 20°C). Odmiany paneli vitovolt 200: Typ czarny QA – masa 19,8 kg, wymiary 1670x1000mm Panele PV (od lewej) – czarny, polikrystaliczny, monokrystaliczny Typ polikrystaliczny QB – masa Monokrystaliczny YC

płytki krzemowe do ogniw słonecznych