Jakie moduły wybrać? Mono czy polikryształy?
Moduły fotowoltaiczne są najważniejszym elementem instalacji fotowoltaicznej, stąd też już przy pierwszym spotkaniu staramy się uświadamiać naszych Klientów jakie są różnice oraz wady i zalety wszystkich rozwiązań dostępnych na rynku.
Wśród rodzajów modułów fotowoltaicznych, możemy wyróżnić trzy najbardziej popularne i rozpowszechnione technologie: monokrystaliczne, polikrystaliczne i cienkowarstwowe (amorficzne). Moduły mono i poli krystaliczne, składają się z ogniw wykonanym z krystalicznego krzemu. Krzemowe moduły fotowoltaiczne są obecnie najbardziej popularnymi i najczęściej spotykanymi – szacuje się, że w 2020 r. ponad 90% wszystkich instalacji fotowoltaicznych składa się z modułów krzemowych – mono lub poli krystalicznych. Technologia cienkowarstwowych modułów jest póki co niszowa, głównie ze względu na ich mniejszą wydajność, a co za tym idzie – konieczność zajęcia większej powierzchni na dachu, aby uzyskać taką samą moc instalacji.
Monokryształy
Jest to najstarsza i jednocześnie najbardziej rozwinięta z powyżej opisanych technologii. Ogniwa monokrystaliczne są wytwarzane z jednorodnej struktury krystalicznej krzemu, dzięki czemu mają jednorodny ciemnogranatowy (wręcz czarny) kolor. Co ciekawe, metodę otrzymywania monokryształów krzemu wynalazł Jan Czochralski w 1916 r. (tak zwana metoda pomiaru szybkości krystalizacji metali). W wyniku procesu krystalizacji krzemu powstaje krzemowy blok w kształcie walca (o długości około 2 metrów i grubości 20 cm). Aby stworzyć ogniwa krzemowe, blok jest wycinany w prostokątny element i przechodzi przez proces obróbki diamentowymi piłami na bardzo cienkie płytki krzemowe. Po nałożeniu warstwy antyrefleksynej i elektrod przewodzących prąd, ogniwo jest praktycznie gotowe do wykorzystania przy produkcji modułów fotowoltaicznych.
Polikryształy
Produkcja ogniw polikrystalicznych ma krótszą historię od monokryształów. Polikryształy mogą być wytwarzane bezpośrednio po krystalizacji kilku bloków krzemowych połączonych razem i poddanych obróbce termicznej krzemu. Z punktu widzenia zaawansowanie i długości procesu produkcyjnego, szybsze (a co za tym idzie tańsze) w wytworzeniu są ogniwa polikrystaliczne. Ogniwa polikrystaliczne mają jaśniejszą barwę od monokryształów (niejednorodna struktura) i są od nich mniej wydajne. W praktyce oznacza to, że aby uzyskać taką samą moc z instalacji fotowoltaicznej, należy zamontować większą ilość modułów polikrystalicznych.
A jak najprościej rozróżnić moduły monokrystaliczne od polikrystalicznych? Oprócz barwy (mono – ciemnogranatowy / czarny kolor; poli – jasnogranatowy), ogniwa monokrystaliczne mają zawsze ścięte rogi, zaś polikryształy mają kształt prostokąta.
Ogniwa cienkowarstwowe
Moduły cienkowarstwowe są produkowane przy użyciu zupełnie innej, ciągle rozwijającej się technologii. Moduły cienkowarstwowe mają zazwyczaj jednolitą, czarną barwę a jej transparentność (przezierność) może być regulowana przez producentów w zależności od potrzeb klienta. Moduły cienkowarstwowe są wytwarzane przez osadzenie różnych substancji chemicznych (m.in. krzem amorficzny, tellurek kadmu, selenek miedzi) na taflę szklaną.
Ogniwa cienkowarstwowe mają najniższą wydajność spośród omawianych technologii, przez co potrzebują najwięcej powierzchni do wykorzystania aby uzyskać konkretną moc instalacji (w tym zestawieniu monokrystaliczny krzem wypada najlepiej). Wydajność modułów cienkowarstwowych z roku na rok rośnie (w tym momencie dostępne na rynku moduły cienkowarstwowe osiągają sprawność na poziomie 15%, vs. ok. 20% w przypadku monokryształów), stąd też przewiduje się, że w przeciągu najbliższych kilku lat ich udział w rynku będzie się systematycznie zwiększał.
Którą technologię wybrać?
W przypadku mikroinstalacji fotowoltaicznych zdecydowanym liderem są moduły oparte na ogniwach krzemowych, głównie ze względu na cenę w przeliczeniu na jeden kilowat instalacji. Jeszcze kilka lat temu różnica cenowa między monokryształami, a polikryształami była znacząca (monokryształy są droższą technologią), stąd instalacje fotowoltaiczne oparte na modułach polikrystalicznych były częściej spotykane. Przez ostatnie 2 lata różnica cenowa między mono a polikryształami zmniejszyła się i obecnie technologią dominującą szczególnie w przypadku klientów indywidualnych są ogniwa monokrystaliczne. Nie bez znaczenia jest też wydajność modułów, która w przypadku „Kowalskiego” może mieć decydujące znaczenie ze względu na ograniczenia miejsca na dachu przeznaczonego do montażu modułów. Aby zainstalować 5kW mocy przy użyciu modułów polikrystalicznych, należy zamontować 18 modułów, zaś przy monokrystalicznych o dwa mniej. W wielu przypadkach przy wyborze ostatecznego rozwiązania wygrywa estetyka i… moda. A ta według naszych obserwacji, w ostatnich miesiącach zdecydowanie idzie w kierunku ogniw monokrystalicznych.