Panele monokrystaliczne czy polikrystaliczne?

Jak działają panele fotowoltaiczne?

Panele słoneczne są podstawowym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej. To one właśnie odpowiadają za przemianę energii słonecznej padającej na ich powierzchnię w energię elektryczną. Możliwe jest to za sprawą tego, że wykonywane są one z kryształów krzemu zarówno jeśli chodzi o panele fotowoltaiczne polikrystaliczne, jak i monokrystaliczne. Fotony dostarczane do paneli fotowoltaicznych przez słońce generują bowiem ruch w wyniku ich kolizji z elektronami kryształów krzemu, który jest na tyle swobodny, że można przekształcić go w stałą energię elektryczną, zamienianą za pomocą falowników w instalacji fotowoltaicznej w prąd zmienny trafiający do gniazdek i zasilający urządzenia elektryczne. Dla uzyskania odpowiedniej mocy paneli łączy się je natomiast w moduły mające właściwą wydajność.

Krzem będący niezbędnym elementem paneli fotowoltaicznych musi mieć natomiast postać krystaliczną, aby był on w stanie produkować prąd z energii słonecznej, i to właśnie na przetwarzaniu jego w ogniwa polega różnica między panelami mono i polikrystalicznymi.

Czym są panele monokrystaliczne?

Panele monokrystaliczne to nowoczesne ogniwa, które charakteryzują się intensywnym, czarnym kolorem, będącym ich znakiem rozpoznawczym. Określane są one jako jedne z najlepszych obecnie rozwiązań, jeśli chodzi o fotowoltaikę. Zbudowane są z kryształów krzemu o ośmiokątnym kształcie i uporządkowanej strukturze, przez co można zauważyć między nimi niewielkie przerwy.

Jak wygląda produkcja paneli monokrystalicznych?

Produkcja ogniw monokrystalicznych odbywa się za pomocą metody Czochralskiego, w której uzyskuje się jeden monokryształ krzemu, stąd też nazwa tego typu paneli. Proces produkcyjny w tym przypadku jest więc skomplikowany i trwa nawet do 48 godzin. Uzyskane walce krzemu tnie się następnie na plastry i układa obok siebie, tworząc tym samym ogniwa fotowoltaiczne, starając się jak najbardziej zminimalizować przy tym powstawanie w nich pustych przestrzeni zmniejszających ich wydajność, poprzez formowanie kryształów krzemu w wielokąty.

Czym są panele polikrystaliczne?

Polikrystaliczne panele posiadają natomiast niebieski kolor, który pozwala rozpoznać je każdemu. Są one obecnie jednymi z najpopularniej stosowanych ogniw fotowoltaicznych w instalacjach słonecznych, przede wszystkim ze względu na ich cenę. Posiadają częściowo uporządkowaną strukturę krzemu, przyjmującego prostokątną postać, dzięki temu z łatwością cała powierzchnia ogniwa może zostać pokryta za ich pomocą.

Jak są produkowane polikrystaliczne panele?

Proces produkcji paneli polikrystalicznych jest o wiele prostszy niż w przypadku modeli monokrystalicznych. Opiera się on przede wszystkim na krystalizacji krzemu poprzez połączenie jego kilku bloków w jedną całość w temperaturze 1500 stopni Celsjusza. Następnie są one cięte na kawałki w kształcie prostokątów lub kwadratów i powlekane powłokami antyrefleksowymi zamieniając się tym samym w ogniwa fotowoltaiczne. Oznacza to więc, że panele polikrystaliczne powstają z jednego kawałka kryształu krzemu.

Różnice między panelami monokrystalicznymi i polikrystalicznymi

Panele monokrystaliczne i polikrystaliczne różnią się między sobą nie tylko procesem produkcyjnym, ale także parametrami, jakie pozwalają osiągnąć podczas ich użytkowania. Przy czym największe różnice można zauważyć, porównując ogniwa monokrystaliczne i ogniwa polikrystaliczne pod względem ich wydajności, ceny oraz jakości.

Wydajność w przypadku ogniw fotowoltaicznych to nic innego jak to ile dany panel jest w stanie wytworzyć energii elektrycznej z dostarczanej do niego energii słonecznej. Wobec tego panele polikrystaliczne osiągają wydajność na poziomie od 14% do 16%. Przy czym parametr ten zależny jest od ilości użytego do ich produkcji kryształu krzemu, ponieważ im mniej kryształów, tym swobodniej mogą się poruszać w nich elektrony, zwiększając tym samym wydajność panelu. Z kolei wydajność paneli monokrystalicznych to od 16 do nawet 20%, co jest uznawane za ich największą przewagę nad modelami polikrystalicznymi. Taka różnica wynika w tym przypadku przede wszystkim z tego, że krzem pozyskiwany do ich produkcji za pomocą metody Czochralskiego jest lepszej jakości.

Wydajność ogniw monokrystalicznych i polikrystalicznych na takich poziomach przekłada się także bezpośrednio na to, ile są one w stanie wyprodukować energii elektrycznej. W związku z tym, jak łatwo się domyślić pod tym względem lepsze są modele monokrystaliczne zapewniające około 320 Wp, a nawet 370 Wp w porównaniu do ogniw polikrystalicznych mających osiągi na poziomie maksymalnie około 285 Wp. Oznacza to więc, że przy instalacjach składających się z takiej samej liczby 10 paneli mono i polikrystalicznych można uzyskać odpowiednio moc fotowoltaiki wynoszącą 3200 kWh oraz 2850 kWh. W związku z tym, jeśli chcemy zainstalować fotowoltaikę na mniejszej powierzchni, lepszym rozwiązaniem są panele monokrystaliczne.

Kolejną różnicą, która może przeważyć szalę, jeśli chodzi o to, jakie wybrać panele — monokrystaliczne czy polikrystaliczne — jest ich cena. Za panele polikrystaliczne trzeba bowiem zapłacić mniej i to nawet o 400 złotych za sztukę w porównaniu do modeli monokrystalicznych. Dla przykładu za ogniwa polikrystaliczne, których będzie w instalacji fotowoltaicznej 10 sztuk i są one produkowane przez średniej klasy producenta, trzeba zapłacić około 12 000 złotych, z kolei za taką samą ilość paneli monokrystalicznych już około 17 000 złotych. Jak więc widać drugie rozwiązanie znacznie wpływa na koszt instalacji fotowoltaicznej, pomimo nawet mniejszego kosztu ich montażu czy braku konieczności zastosowania dodatkowych mikroinwerterów. Z czego to wynika? Przede wszystkim z odmiennego sposobu ich produkcji, które w przypadku kiedy panel jest polikrystaliczny, generuje mniej odpadów oraz wymaga mniejszej ilości czasu na jego wykonanie.

Ostatnim z elementów różniących panele monokrystaliczne i polikrystaliczne jest ich jakość, która co prawda zarówno w pierwszym, jak i drugim przypadku w dużej mierze zależy od standardów producenta, jednak większość ogniw objętych gwarancjami premium to modele monokrystaliczne. Może to więc nam sugerować, że są one nie tylko wydajniejsze, ale także trwalsze.

Podsumowanie różnic ogniw monokrystalicznych i polikrystalicznych

Chcąc wyszczególnić najważniejsze różnice paneli monokrystalicznych i polikrystalicznych stosowanych w instalacjach fotowoltaicznych, należy przede wszystkim zwrócić uwagę na to, że:

• panele monokrystaliczne wymagają mniejszej ilości miejsca pod ich montaż od modeli polikrystalicznych, aby osiągnąć tę samą moc z instalacji fotowoltaicznej,
• moduły fotowoltaiczne monokrystaliczne cechują się jednolitą, czarną kolorystyką,
• sprawność paneli polikrystalicznych jest niższa od paneli monokrystalicznych o kilka procent,
• za zakup tej samej ilości paneli polikrystalicznych trzeba zapłacić mniej niż w przypadku ogniw monokrystalicznych,
• ogniwa polikrystaliczne i monokrystaliczne prezentują się odmiennie, drugie z nich są uznawane za bardziej estetyczne przez chociażby zaokrąglone rogi,
• gwarancją premium objęte są w większości przypadków moduły monokrystaliczne.
• współczynnik temperaturowy paneli polikrystalicznych jest wyższy.

Panele monokrystaliczne czy polikrystaliczne, które z nich wybrać?

Panele fotowoltaiczne opłacalność - oto jest pytanie. Wybór między panelami monokrystalicznymi i polikrystalicznymi powinien być zawsze podyktowany warunkami, w jakich pracować ma cała instalacja fotowoltaiczna. Nie należy więc w tym przypadku zwracać uwagi wyłącznie na cenę obu tych rozwiązań. W związku z tym na panele monokrystaliczne najlepiej się zdecydować, kiedy nie mamy dużej ilości miejsca dostępnego pod montaż instalacji fotowoltaicznej, gdyż wymagają one mniej miejsca, zapewniając tę samą moc instalacji w porównaniu do modeli polikrystalicznych. Tak samo, jeśli w miejscu montażu paneli fotowoltaicznych występują zacienienia, które obniżają wydajność nie tylko jednego ogniwa, ale całej instalacji. W przypadku osób, dla których względy estetyczne są równie istotne co sprawność całej instalacji fotowoltaicznej, odpowiednim wyborem będą również panele monokrystaliczne. Cechują się one bowiem czarnym, matowym kolorem, który ułatwia wkomponowanie ich aranżację przestrzenną wokół domu.

Podsumowując, chcąc podjąć decyzję o tym, czy zamontować panele monokrystaliczne, czy polikrystaliczne najlepiej skonsultować się w tej sprawie ze specjalistą, który zaprezentuje wady i zalety obu tych rozwiązań, uwzględniając indywidualne kwestie związane z umiejscowieniem paneli fotowoltaicznych. Jeśli jednak chcemy, aby instalacja fotowoltaiczna nie zajmowała zbyt wiele miejsca na dachu lub gruncie oraz zależy nam na jej estetycznym wyglądzie, a cena nie gra roli, warto skłonić się ku montażowi paneli monokrystalicznych.