Panourile fotovoltaice sunt dispozitive care convertesc direct energia solară în energie electrică. Ele joacă un rol crucial în producerea energiei regenerabile și au o importanță tot mai mare în tranziția către surse de energie curate.
Transformând direct energia solară în electricitate, sistemele de panouri fotovoltaice contribuie la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră și la combaterea schimbărilor climatice. Ele oferă o sursă inepuizabilă de energie, sunt ușor de instalat și pot fi integrate în diverse medii, de la locuințe la ferme solare de mari dimensiuni. În plus, panourile fotovoltaice contribuie la diversificarea surselor de energie, reducând dependența de combustibilii fosili și sprijinind tranziția către un sistem energetic mai sustenabil și mai ecologic.
Tipuri de panouri fotovoltaice
Există trei tipuri principale de panouri fotovoltaice, fiecare având caracteristici și aplicații specifice:
Panouri monocristaline (monocristal)
Aceste panouri sunt fabricate dintr-un singur cristal de siliciu de înaltă puritate. Celulele au o formă uniformă și culoare închisă. Eficiența lor este ridicată (până la 22%), iar performanțe în condiții de lumină scăzută sunt bune. Chiar dacă au costuri mari de producție și achiziție, ele sunt durabile.
Panouri policristaline (Policristal)
Pentru producerea de panouri policristaline se folosesc mai multe cristale de siliciu, rezultând o textură și culoare albastră distinctă. Eficiența acestor panouri este ceva mai redusă (până la 18%) și panourile policristaline au nevoie de mai mult spațiu pentru aceeași putere generată. În schimb, modelele policristaline au costuri mai mici și o fabricare mai simplă decât modelele monocristaline.
Citește și: Panouri solare mono-cristaline vs. poli-cristaline – o comparație în detaliu
Panouri cu peliculă subțire (Thin-Film)
Aceste panouri sunt fabricate din diverse materiale (cadmiu-telur, siliciu amorf) aplicate în straturi foarte subțiri pe o suprafață flexibilă. Cu durată de viață mai scurtă și eficiență mai mică decât modelele din siliciu (10-12%), panourile thin film sunt ideale pentru suprafețele mari sau neconvenționale. Ele sunt flexibile, ușoare, și funcționează bine în condiții de temperaturi ridicate.
Panourile bifaciale
Panourile fotovoltaice bifaciale sunt capabile să capteze lumină solară pe ambele fețe ale panoului, ceea ce le permite să genereze mai multă energie comparativ cu panourile tradiționale. Ele pot crește producția de energie cu până la 30% prin captarea luminii reflectate de suprafețele din jur. Panourile bifaciale au costuri mai mari și necesită montaj și orientare speciale, dar se pot monta în configurații verticale sau pe structuri care permit iluminarea ambelor fețe.
Panouri fotovoltaice pe bază de perovskite (experimental)
Aceste panouri utilizează un material semiconductoare cu structură cristalină similară cu mineralul perovskit. Aflate încă în stadiul de cercetare și dezvoltare, panourile pe bază de perovskite promit eficiență mare și costuri reduse de producție. Ele pot atinge eficiențe comparabile sau chiar mai mari decât panourile monocristaline și au costuri mai mici de fabricare. Panourile pe bază de perovskite pot avea probleme de stabilitate și durabilitate în condiții de mediu fluctuante. În plus, unii compuși folosiți (plumbul) pot ridica probleme de mediu și sănătate.
Panourile monocristaline
Descriere și principiu de funcționare
Panourile fotovoltaice monocristaline reprezintă unul dintre cele mai avansate și eficiente tipuri de panouri solare disponibile. Ele sunt fabricate dintr-un singur cristal pur de siliciu, ceea ce le conferă o structură uniformă și o eficiență ridicată.
Unul dintre studiile care au relevat acest aspect a fost publicat de SolarPower Europe în 2023. Conform acestui Raport de Performanță al Panourilor Fotovoltaice – 2023, panourile monocristaline au o eficiență medie de 20% în aplicațiile comerciale și rezidențiale, comparativ cu 16% pentru panourile policristaline și 12% pentru tehnologia thin-film. Această diferență în eficiență se reflectă în capacitatea de a produce mai multă energie pe unitate de suprafață, ceea ce este crucial pentru utilizarea în spații limitate.
Iată care sunt caracteristici principale ale panourilor monocristaline:
Material
Sunt produse din siliciu de înaltă puritate, într-un proces numit Czochralski, care presupune creșterea unui singur cristal mare de siliciu, tăiat ulterior în felii subțiri (wafer-uri).
Culoare și aspect
Panourile monocristaline au, de obicei, o culoare uniformă neagră sau albastru închis și colțuri rotunjite. Aspectul lor uniform le face ușor de recunoscut și sunt atrăgătoare din punct de vedere estetic.
Dimensiuni și spațiu
Deoarece sunt mai eficiente, modelele monocristaline pot genera mai multă energie pe metru pătrat, necesitând mai puțin spațiu pentru instalare comparativ cu alte tipuri de panouri.
Durabilitate
Au o durată de viață lungă, de obicei între 25 și 30 de ani, și mențin o performanță bună pe termen lung. Majoritatea producătorilor oferă garanții extinse, atât pentru produs, cât și pentru eficiență.
Performanță în condiții de lumină scăzută
Panourile monocristaline funcționează eficient chiar și în condiții de lumină scăzută, fiind capabile să producă energie pe parcursul întregii zile, inclusiv în zilele mai înnorate.
Principiu de funcționare
Panourile monocristaline funcționează pe baza efectului fotovoltaic, prin care energia luminoasă este transformată în electricitate. Când fotonii din lumina solară lovesc celulele solare din siliciu monocristalin, electronii din stratul de siliciu sunt excitați și se mișcă, creând o diferență de potențial între straturile n și p. Aceasta generează un curent electric continuu (DC). Energia electrică poate fi utilizată direct sau convertită în curent alternativ (AC) cu un invertor.
Avantaje
- Eficiență ridicată
Au cea mai mare eficiență de conversie a energiei solare în electricitate (de obicei între 15-22%). Modelele monocristaline produc mai multă energie pe unitatea de suprafață comparativ cu alte tipuri de panouri.
- Performanță bună la temperaturi ridicate
Își mențin eficiența mai bine decât alte tipuri de panouri în condiții de temperaturi ridicate.
- Durabilitate și longevitate
Au o durată de viață mai lungă, de obicei 25-30 de ani sau chiar mai mult. În plus, modelele monocristaline sunt mai rezistente la condițiile meteorologice adverse.
- Aspect estetic
Au un aspect uniform și elegant, fiind adesea preferate pentru instalații rezidențiale.
- Spațiu redus necesar
Datorită eficienței ridicate, necesită mai puțin spațiu pentru a produce aceeași cantitate de energie.
- Performanță bună în condiții de lumină slabă
Funcționează mai eficient în condiții de lumină difuză sau în zile înnorate.
Dezavantaje
- Cost inițial ridicat
Sunt de obicei mai scumpe decât alte tipuri de panouri solare.
- Sensibilitate la umbrire
Performanța întregului panou poate fi afectată semnificativ dacă o parte este umbrită. Astfel, o umbrire de 25% a unui panou poate duce la o scădere a producției de energie cu până la 50%. De altfel, chiar și o umbrire de doar 10% poate reduce eficiența cu 30-40%.
- Proces de fabricație complex
Producția implică un proces mai complex și consumator de energie.
- Generare de deșeuri în procesul de fabricație
Procesul de tăiere a cristalelor de siliciu rezultă în pierderi de material.
- Performanță redusă la temperaturi foarte ridicate
Deși performează mai bine decât alte tipuri, eficiența scade totuși la temperaturi foarte ridicate.
- Fragilitate
Sunt mai fragile decât panourile policristaline sau cele cu film subțire
Panourile policristaline
Descriere și principiu de funcționare
Panourile fotovoltaice policristaline sunt o alternativă populară și mai accesibilă la panourile monocristaline. Ele sunt fabricate din mai multe cristale de siliciu topite împreună, rezultând o structură granulară, neuniformă, de culoare albastru deschis.
Principiu de funcționare
Panourile fotovoltaice policristaline funcționează pe baza efectului fotovoltaic, similar cu cele monocristaline. Când lumina soarelui (fotonii) lovește celulele solare din siliciu policristalin, electronii din material sunt excitați și se deplasează, generând astfel un curent electric. Diferența de potențial creată între straturile de siliciu de tip p și n determină fluxul de electroni printr-un circuit extern, producând curent continuu (DC). Această energie poate fi utilizată direct sau convertită în curent alternativ (AC) pentru consum.
Celulele sunt realizate dintr-un amestec de cristale de siliciu, ceea ce face ca electronii să se miște mai puțin eficient comparativ cu panourile monocristaline. Acest lucru reduce eficiența, dar costurile sunt mai scăzute.
Caracteristicile principale ale panourilor policristaline sunt:
Material
Siliciul folosit este topit și turnat într-o matriță, după care este tăiat în felii (wafer-uri), fiecare având mai multe cristale amestecate. Acest proces este mai simplu și mai puțin costisitor decât fabricarea celulelor monocristaline.
Aspect
Panourile policristaline au o culoare albastru deschis, cu o textură vizibil granulară datorită multiplelor cristale din fiecare celulă. Colțurile lor sunt de obicei drepte, deoarece wafer-urile nu sunt tăiate dintr-un cristal rotund ca la cele monocristaline.
Costuri
Sunt mai ieftine de produs și, implicit, mai accesibile decât panourile monocristaline. Acesta este unul dintre principalele lor avantaje, fiind o opțiune populară pentru proiecte cu buget redus.
Performanță
Deși sunt mai puțin eficiente, ele funcționează bine în condiții de lumină puternică și pot avea o performanță mai slabă în condiții de temperaturi ridicate sau lumină difuză comparativ cu panourile monocristaline.
Pentru panourile policristaline, coeficientul de temperatură este de obicei între -0.4% și -0.5% per grad Celsius. Aceasta înseamnă că pentru fiecare grad Celsius peste temperatura standard de testare (25°C), eficiența panoului scade cu aproximativ 0.4-0.5%.
În zilele foarte calde, când temperatura panoului poate ajunge la 60-70°C, performanța poate scădea cu până la 10-20% față de condițiile standard.
Durată de viață
Au o durată de viață similară cu cea a panourilor monocristaline, de obicei între 25 și 30 de ani, și oferă garanții de performanță comparabile.
Avantaje
- Cost mai redus
Sunt mai ieftine decât panourile monocristaline, făcându-le o opțiune mai accesibilă.
- Proces de fabricație mai eficient
Producția lor generează mai puține deșeuri și consumă mai puțină energie.
- Performanță bună la temperaturi ridicate
Tind să funcționeze mai bine decât cele monocristaline în condiții de căldură extremă.
- Aspect estetic variat
Au un aspect “mozaic” care poate fi considerat atractiv de unii utilizatori.
- Eficiență decentă
Deși nu la fel de eficiente ca cele monocristaline, modelele policristaline au o eficiență bună (13-16%).
Dezavantaje
- Necesită mai mult spațiu
Pentru aceeași putere, este nevoie de o suprafață mai mare de panouri policristaline.
- Durată de viață potențial mai scurtă
În general, au o durată de viață ușor mai redusă decât panourile monocristaline.
- Performanță mai slabă în condiții de lumină scăzută
Tind să fie mai puțin eficiente în zile înnorate sau cu lumină difuză.
- Aspect mai puțin uniform
Aspectul “mozaic” poate fi considerat mai puțin atractiv de unii utilizatori, în comparație cu aspectul uniform al panourilor monocristaline.
- Sensibilitate la impurități și defecte
Procesul de fabricație poate duce la mai multe imperfecțiuni în structura cristalină, afectând ușor performanța.
Panourile subțiri (thin film)
Descriere și principiu de funcționare
Panourile fotovoltaice cu peliculă subțire (Thin-Film) sunt un tip de panouri solare realizate din straturi foarte subțiri de material fotovoltaic, aplicate pe un substrat de sticlă, plastic sau metal. Spre deosebire de panourile tradiționale din siliciu, acestea sunt mai flexibile și mai ușoare.
Caracteristici principale ale panourilor thin-film sunt:
Materiale
Panourile Thin-Film sunt fabricate din diverse materiale semiconductoare, cum ar fi:
- Siliciu amorf (a-Si): Cel mai comun material, dar cu eficiență mai scăzută.
- Cadmiu-telur (cdte): Ofere un raport bun între cost și eficiență.
- Cupru-indiu-galiu-seleniu (CIGS): Materialul cel mai eficient din categoria Thin-Film.
Aspect
Datorită straturilor foarte subțiri (de ordinul micronilor), panourile Thin-Film sunt flexibile și pot fi utilizate pe suprafețe mari sau neconvenționale. Aspectul lor este de obicei uniform și monocromatic.
Performanță
Panourile Thin-Film funcționează bine în medii cu temperaturi mai ridicate și lumină indirectă. Performanța lor nu scade drastic odată cu creșterea temperaturii, cum se întâmplă la panourile din siliciu.
Aplicații
Datorită flexibilității și greutății reduse, sunt potrivite pentru clădiri comerciale, acoperișuri curbate, vehicule și alte suprafețe unde panourile rigide nu sunt o opțiune.
Costuri
Deși sunt mai ieftin de produs pe suprafețe mari, eficiența lor mai scăzută înseamnă că necesită mai mult spațiu pentru a genera aceeași cantitate de energie ca panourile din siliciu cristalizat (de2-3 ori mai mult).
Principiu de funcționare
Panourile fotovoltaice cu peliculă subțire (Thin-Film) funcționează prin transformarea luminii solare în electricitate, utilizând efectul fotovoltaic. Straturi subțiri de material semiconductor, cum ar fi siliciul amorf sau cadmiu-telurul, sunt aplicate pe un substrat. Când lumina soarelui (fotonii) lovește aceste straturi, electronii din material sunt excitați și se deplasează, generând un curent electric continuu (DC). Această energie poate fi apoi convertită în curent alternativ (AC) pentru utilizare. Panourile Thin-Film sunt mai eficiente în condiții de lumină difuză și temperaturi ridicate.
Materialele sunt aplicate într-un strat subțire, ceea ce permite crearea unor panouri mai flexibile și ușoare. Aceste materiale sunt mai puțin eficiente în conversia luminii solare în electricitate decât siliciul cristalin, dar sunt mai economice și mai versatile în aplicare.
Tipuri de panouri thin-film
Panouri thin-film din siliciu amorf (a-Si)
Material: Siliciu amorf este un formă de siliciu necristalizat, aplicat în straturi foarte subțiri pe substraturi flexibile sau rigide.
Eficiență: Aproximativ 6-9%.
Avantaje: Costuri de producție mai mici și performanță bună în condiții de lumină slabă.
Dezavantaje: Eficiență mai scăzută și degradare a performanței în timp (efectul de “degradare luminoasă”).
Panouri thin-film din Cadmiu-telur (cdte)
Material: Straturi subțiri de cadmiu-telur sunt utilizate pentru a crea celule solare eficiente.
Eficiență: Aproximativ 10-12%.
Avantaje: Costuri de producție reduse și eficiență bună pentru dimensiunea și costul materialelor.
Dezavantaje: Conțin cadmiu, un material toxic, ceea ce ridică probleme de mediu și reciclare.
Panouri din Cupru-indiu-galiu-seleniu (CIGS)
Material: Utilizează un amestec de cupru, indiu, galiu și seleniu pentru a crea un strat fotovoltaic subțire.
Eficiență: Aproximativ 12-15%.
Avantaje: Eficiență relativ ridicată pentru panouri Thin-Film și performanță bună în condiții de lumină difuză.
Dezavantaje: Costuri de producție mai mari comparativ cu alte tipuri de Thin-Film și dificultăți în obținerea materialelor.
Panouri din siliciu microcristalin (μc-Si)
Material: Este o formă de siliciu cristalizat în particule foarte mici, similar cu siliciul amorf, dar cu o eficiență mai mare.
Eficiență: Aproximativ 8-12%.
Avantaje: Performanță mai bună comparativ cu siliciul amorf și costuri de producție moderate.
Dezavantaje: Eficiență mai mică decât panourile monocristaline și policristaline.
Avantaje panouri thin-film
- Flexibilitate și greutate redusă
Panourile thin-film sunt foarte subțiri și flexibile, putând fi instalate pe suprafețe curbate. Greutatea tipică pentru panourile thin-film este între 1,2 și 2,5 kg/m². Panourile solare cu siliciu cristalin cântăresc în medie între 10 și 20 kg/m², deci panourile thin-film sunt semnificativ mai ușoare.
- Performanță bună în condiții de lumină difuză
Funcționează mai eficient în condiții de lumină slabă sau înnorată. Pot genera electricitate chiar și la intensități luminoase de 100-200 W/m², comparativ cu ~1000 W/m² în condiții de soare puternic.
- Costuri de producție mai mici
Procesul de fabricație este mai simplu și mai ieftin.
- Aspect estetic
Au un design mai subțire și mai discret.
- Rezistență bună la temperaturi ridicate
Performanța scade mai puțin la temperaturi înalte.
- Potrivite pentru aplicații la scară largă
Pot acoperi suprafețe mari cu costuri reduse.
Dezavantaje panouri thin-film
- Eficiență mai scăzută
Au o eficiență de conversie mai mică decât panourile cristaline.
- Necesită mai mult spațiu
Pentru aceeași putere, ocupă o suprafață mai mare.
- Degradare mai rapidă
Durata de viață este în general mai scurtă.
- Mai puțin testate pe termen lung
Sunt o tehnologie mai nouă, cu mai puține date pe termen lung.
- Disponibilitate limitată
Sunt mai puțin răspândite pe piață decât panourile tradiționale.
- Potențiale probleme de mediu
Unele tipuri folosesc materiale rare sau toxice.
- Eficiență scăzută la temperaturi joase
Performanța poate scădea semnificativ la temperaturi foarte scăzute.
Panourile bifaciale
Panourile fotovoltaice bifaciale pot capta lumina solară pe ambele fețe ale panoului. Spre deosebire de panourile fotovoltaice tradiționale, care captează energia solară doar de pe o singură față, panourile bifaciale sunt proiectate să utilizeze atât partea frontală cât și partea din spate pentru a maximiza colectarea luminii solare. Aceste panouri sunt echipate cu un strat transparent pe partea din spate, permițând astfel captarea luminii reflectate de pe sol sau alte suprafețe.
Iată principalele caracteristici ale panourilor bifaciale
Design Dual-Face
Panourile bifaciale au celule fotovoltaice pe ambele fațete, permițând captarea luminii solare directă pe partea frontală și lumina reflectată pe partea din spate. Partea din spate a panoului este realizată dintr-un material transparent, cum ar fi sticlă sau plastic, care permite trecerea luminii către celulele de pe spate.
Eficiență îmbunătățită
Panourile bifaciale pot produce cu până la 30% mai multă energie decât panourile tradiționale datorită utilizării luminii reflectate de pe suprafețele din jur. Performanța lor este îmbunătățită în condiții de lumina difuză și pe terenuri cu reflectivitate mare, cum ar fi cele acoperite cu zăpadă sau apă.
Astfel, pe terenuri acoperite cu zăpadă, producția de energie a panourilor bifaciale poate crește cu până la 25-35% față de panourile monofaciale. Instalate deasupra apei, panourile bifaciale pot genera cu 10-20% mai multă energie decât pe uscat.
Versatilitate la instalare
Modelele bifaciale pot fi instalate într-o varietate de configurații, inclusiv pe structuri suspendate, verticale sau pe stâlpi, pentru a maximiza captarea luminii reflectate.Instalarea poate fi ajustată pentru a profita de iluminarea ambelor fețe, dar necesită planificare și poziționare corespunzătoare.
Durabilitate și rezistență
Utilizarea sticlei sau a altor materiale rezistente pe ambele fețe contribuie la durabilitatea și longevitatea panoului bifacial. Aceste panouri sunt gândite pentru a rezista la condiții meteorologice variate, inclusiv la intemperii și expunere îndelungată la soare.
Costuri și investiție
De obicei, panourile bifaciale au un cost inițial mai ridicat comparativ cu cele tradiționale, din cauza tehnologiei avansate și a materialelor utilizate. Cu toate acestea, randamentul energetic sporit poate duce la economii mai mari pe termen lung și la recuperarea investiției.
Impactul asupra designului
Panourile bifaciale pot avea un aspect modern și estetic, deseori prezentând un design transparent pe partea din spate. Ele pot fi integrate în mod creativ în proiecte arhitecturale și de construcție, datorită designului lor flexibil și estetic.
Principiul de funcționare
Panourile bifaciale sunt concepute pentru a capta lumina solară directă pe fața frontală și lumina reflectată pe fața din spate. Materialul semiconductoare al panoului este acoperit cu un strat de sticlă sau plastic transparent, care permite trecerea luminii către celulele fotovoltaice de pe ambele fețe.
Lumina solară captată de ambele fețe este transformată în energie electrică de către celulele fotovoltaice. Cele două straturi de celule sunt conectate într-un circuit electric care colectează curentul generat.
Fața din spate a panoului beneficiază de lumina reflectată de pe suprafețele din jur, cum ar fi solul, apa sau alte structuri, ceea ce poate contribui la o producție suplimentară de energie. Eficiența acestei captări a luminii reflectate depinde de caracteristicile suprafeței de reflecție și de unghiul de instalare al panoului.
Panourile bifaciale sunt de obicei instalate pe structuri care permit iluminarea ambelor fețe, cum ar fi montajul pe stâlpi sau structuri ridicate. Această orientare permite maximizarea captării luminii solare și reflectate.
Avantaje
Beneficii
- Eficiență sporită
Pot produce cu până la 30% mai multă energie decât panourile fotovoltaice tradiționale, datorită captării luminii de pe ambele fețe.
- Versatilitate
Pot fi utilizate în diverse configurații, inclusiv în instalații verticale sau pe structuri care permit iluminarea ambelor fețe.
- Reducerea costurilor pe termen lung
Deși costul inițial este mai mare, producția crescută de energie poate compensa acest cost suplimentar în timp.
Dezavantaje
- Costuri inițiale mai mari
Panourile bifaciale sunt de obicei mai scumpe decât cele tradiționale.
- Complexitate în instalare
Necesită un montaj specializat și o orientare adecvată pentru a maximiza eficiența captării luminii reflectate.
Comparația tipurilor principale de panouri fotovoltaice
Iată un tabel comparativ care prezintă eficiența, durabilitatea și costul principalelor tipuri de panouri fotovoltaice:
| Tip de Panou | Eficiență | Durabilitate | Cost aproximativ per panou (RON) |
| Monocristalin | 18-22% | 25-30 ani | 1.500 – 2.500 RON |
| Policristalin | 15-18% | 25-30 ani | 1.200 – 2.000 RON |
| Thin-Film | 10-12% | 15-25 ani | 800 – 1.500 RON |
| Bifaciale | 18-22% | 25-30 ani | 1.800-3.500 Ron |
Prezentăm și câteva detalii în ceea ce privește comparația dintre cele trei tipuri fundamentale de panouri fotovoltaice:
Eficiență–Reprezintă procentul de energie solară transformată în electricitate.
- Monocristalin: Cel mai eficient dintre cele tradiționale, cu o eficiență de 18-22%.
- Bifacial: Panourile bifaciale au o eficiență tipică între 18% și 22%. Aceasta include eficiența generată de fața frontală (aproximativ 15%-18%) plus energia suplimentară captată de fața din spate (aproximativ 3%-6%), în funcție de condițiile de iluminare și reflectivitatea suprafeței din jur.
- Policristalin: Eficiență medie, între 15-18%.
- Thin-Film: Cel mai puțin eficient, cu o eficiență de 10-12%.
Durabilitate: Se referă la durata de viață estimată a panourilor, în general exprimată în ani.
- Monocristalin, policristalin și bifacial: au o durabilitate de 25-30 ani.
- Thin-Film: Durabilitate mai scăzută, de 15-25 ani.
Cost: Reflectă prețul de achiziție și producție.
- Monocristalin și bifacial: Cele mai scumpe, datorită procesului complex de fabricație.
- Policristalin: Mai accesibile comparativ cu cele monocristaline.
- Thin-Film: Cele mai ieftine, cu costuri de producție și achiziție reduse.
Analizarea avantajelor și dezavantajelor fiecărui tip de panou, în funcție de aplicație
Panouri Monocristaline
Avantaje:
- Eficiență ridicată: Cu o eficiență de 18-22%, aceste panouri generează mai multă energie pe unitate de suprafață, fiind potrivite pentru spații limitate.
- Durabilitate: Au o durată de viață lungă, de obicei între 25 și 30 de ani, cu o pierdere mică de performanță în timp.
- Performanță bună în lumină slabă: Funcționează bine chiar și în condiții de lumină slabă sau parțial înnorată.
Dezavantaje:
- Cost ridicat: Prețul de achiziție și producție este mai mare comparativ cu alte tipuri de panouri.
- Sensibilitate la temperatură: Performanța poate scădea ușor la temperaturi foarte ridicate, deși acest efect este minim comparativ cu alte tipuri.
Aplicații recomandate
- Proiecte rezidențiale: Ideale pentru acoperișuri cu spațiu limitat.
- Sisteme de generare de energie pe termen lung, datorită durabilității și eficienței ridicate.
Panouri Policristaline
Avantaje
- Cost mai mic: Prețurile sunt mai accesibile decât cele ale panourilor monocristaline, făcându-le o alegere economică.
- Eficiență acceptabilă: Cu o eficiență de 15-18%, sunt adecvate pentru majoritatea aplicațiilor.
Dezavantaje
- Eficiență inferioară: Necesită mai mult spațiu pentru a produce aceeași cantitate de energie comparativ cu panourile monocristaline.
- Performanță mai slabă la lumină scăzută: Mai puțin eficiente în condiții de lumină slabă comparativ cu panourile monocristaline.
Aplicații recomandate
- Proiecte comerciale: Pot fi utilizate pe acoperișuri mari sau terenuri de mari dimensiuni unde costul redus este important.
- Proiecte cu buget limitat, când costurile sunt o preocupare majoră și spațiul nu este o problemă.
Panouri Thin-Film
Avantaje:
- Flexibilitate și greutate mică: Pot fi aplicate pe suprafețe curbe sau neconvenționale, cum ar fi acoperișuri curbate sau structuri flexibile.
- Performanță bună în lumină difuză: Performanță bună în condiții de lumină slabă sau difuză și la temperaturi ridicate.
- Cost redus: Costul de producție este mai mic, ceea ce face panourile Thin-Film mai accesibile.
Dezavantaje
- Eficiență redusă: Eficiență de 10-12%, necesitând mai mult spațiu pentru a genera aceeași cantitate de energie comparativ cu celelalte tipuri de panouri.
- Durabilitate mai mică: Durată de viață mai scurtă, între 15 și 25 de ani, și posibile probleme de degradare în timp.
Aplicații Recomandate:
- Aplicații neconvenționale: ideale pentru suprafețe flexibile sau curbe și pentru clădiri comerciale sau industriale.
- Proiecte mari sau comerciale, atunci când costul și flexibilitatea sunt mai importante decât eficiența maximă și durata de viață lungă.
Panouri bifaciale
Avantaje
- Pot produce cu până la 30% mai multă energie prin captarea luminii pe ambele fețe.
- Pot fi montate pe structuri variate, inclusiv acoperișuri și pereți verticali.
- Beneficiază de lumina reflectată de suprafețele din jur.
Dezavantaje
- Prețul este mai ridicat comparativ cu panourile tradiționale.
- Necesită o montare specializată și o orientare adecvată.
- Eficiența suplimentară depinde de reflectivitatea suprafeței din jur.
Aplicații recomandate
- Ferme fotovoltaice: Ideale pentru proiecte mari unde se poate maximiza captarea luminii reflectate.
- Clădiri comerciale: Pot fi utilizate pe acoperișuri comerciale și industriale.
- Aplicații arhitecturale: Oferă un design modern pentru proiecte de arhitectură inovatoare.
- Zone cu reflectivitate mare: Eficiente în zone acoperite cu zăpadă sau lângă apă.
Cum alegem panourile fotovoltaice
Factori de luat în considerare în selecția panourilor fotovoltaice
Alegerea unui tip de panou fotovoltaic implică luarea în considerare a mai multor factori pentru a asigura cea mai bună opțiune pentru nevoile și condițiile tale. Iată factorii principali de care trebuie să ții cont:
Eficiență
Eficiența se referă la procentul de energie solară convertită în electricitate. Astfel, panourile cu eficiență mai mare produc mai multă energie pe unitate de suprafață. Dacă aveți un spațiu limitat, alegeți panouri cu eficiență ridicată, cum ar fi cele monocristaline.
Cost
Costul reprezintă prețul de achiziție și instalare al panourilor. Comparați costul inițial al panourilor și al instalării. Panourile bifaciale sunt cele mai scumpe și sunt urmate de panourile monocristaline. Cu toate acestea, ele sunt și mai eficiente. Panourile Thin-Film sunt mai accesibile la achiziție, dar necesită mai mult spațiu pentru a produce aceeași cantitate de energie.
Durabilitate și durată de viață
Acest aspect se referă la perioada în care panourile își mențin performanța optimă. Panourile cu o durată de viață mai lungă și o garanție extinsă sunt mai potrivite pentru investiții pe termen lung. Verificați garanțiile oferite de producător și experiența anterioară a produsului.
Performanță în condiții de lumină scăzută și temperatură ridicată
Capacitatea panourilor de a funcționa bine în condiții de lumină difuză sau temperaturi ridicate contează pentru achiziție. Dacă locuiți într-o zonă cu multe zile înnorate sau temperaturi ridicate, alegeți panouri care performează bine în aceste condiții. Panourile Thin-Film au o performanță bună în lumină slabă și la temperaturi ridicate.
Spațiul disponibil
Trebuie să considerați suprafața disponibilă pentru instalarea panourilor solare. Panourile cu eficiență mai mare sunt ideale pentru spații limitate, deoarece generează mai multă energie pe unitate de suprafață. Dacă dispuneți de un spațiu generos, puteți opta pentru panouri cu eficiență mai mică și cost mai redus.
Flexibilitate și tipul de substrat
Capacitatea panourilor de a fi instalate pe diverse suprafețe diferă, de aceea trebuie analizat și acest aspect înainte de achiziție. Astfel, panouri Thin-Film sunt mai flexibile și pot fi instalate pe suprafețe curbe sau neconvenționale. Dacă aveți un acoperiș cu forme neobișnuite, acest tip poate fi mai potrivit.
Impactul asupra mediului
Cei mai mulți clienți sunt interesați de efectul panourilor fotovoltaice asupra mediului în timpul producției, utilizării și reciclării. Panourile cu impact redus asupra mediului sunt preferabile pentru cei care sunt preocupați de sustenabilitate. Evaluarea reciclabilității și a materialelor toxice utilizate poate influența alegerea.
Panourile thin-film au de obicei un impact mai mic asupra mediului în timpul fabricației datorită utilizării unor materiale mai puțin intensive energetic. Totuși, ele pot prezenta dificultăți în reciclare și au o durabilitate mai scăzută.
Panourile monocristaline și policristaline implică procese de fabricație mai intense energetic, dar sunt mai durabile și au o eficiență mai mare, ceea ce poate reduce impactul pe termen lung. Producția de panouri bifaciale implică utilizarea de materiale mai costisitoare și tehnologii avansate, ceea ce poate duce la un impact mai mare asupra resurselor și energiei în procesul de fabricație
În general, panourile thin-film sunt considerate mai ecologice în fabricare, dar avantajele pot fi echilibrate de durabilitatea și eficiența mai mare ale panourilor cristaline.
Garanție și suport Tehnic
Înainte de achiziție, vă recomandăm să analizați și perioada de garanție a panourilor fotovoltaice, precum și disponibilitatea suportului tehnic de la furnizor sau producător. Verificați perioada de garanție oferită de producător și calitatea suportului tehnic disponibil. Garanții mai lungi și suport tehnic de calitate asigură protecție împotriva defectelor și problemele de performanță.
Reputația producătorului
Este bine să țineți cont la selecția panourilor fotovoltaice și de renumele și istoricul de fiabilitate al producătorului. Optați pentru produse de la producători cunoscuți și respectați pentru a vă asigura că primiți panouri de calitate și un suport post-vânzare eficient.
Aspectul fizic
Deși nu este esențial, aspectul fizic al panourilor și cum se integrează ele în arhitectura clădirii sunt factori de analizat la achiziție. Dacă aspectul estetic este important, analizați culoarea și designul panourilor. Panourile monocristaline, de exemplu, au un aspect uniform și elegant.
Recomandări pentru diverse aplicații
Case
Recomandare: Panouri Monocristaline și bifaciale
Panourile monocristaline sunt ideale pentru case rezidențiale deoarece au o eficiență ridicată (18-22%), ceea ce înseamnă că generează mai multă energie pe unitate de suprafață. Acest lucru este esențial pentru acoperișuri cu spațiu limitat. În plus, ele au eficiență mare, durabilitate extinsă (25-30 ani) și performanță bună în condiții de lumină slabă. Costul mai ridicat poate fi justificat prin economiile de energie pe termen lung și prin economisirea de spațiu.
Pentru a maximiza producția de energie pe acoperișuri sau în grădini cu spațiu limitat, se pot instala panouri bifaciale. Ele au eficiență sporită și un design atrăgător. Precizăm că instalarea lor poate necesita structuri speciale pentru a profita de lumina reflectată.
Clădiri comerciale
Recomandare: Panouri policristaline și bifaciale
Panourile policristaline oferă un bun raport cost-beneficiu, cu o eficiență de 15-18%. Costurile mai reduse sunt atractive pentru clădiri comerciale unde spațiul disponibil este de obicei mai mare. Costuri inițiale mai scăzute și o durabilitate comparabilă (25-30 ani). Pot fi instalate pe acoperișuri mari sau suprafețe extinse. Deși eficiența este mai mică decât la panourile monocristaline, avantajele costurilor reduse și spațiul disponibil compensează acest aspect.
La clădirile comerciale și panourile bifaciale sunt ideale, mai ales dacă acoperișurile sunt mari, sunt pereți verticali. Modelele bifaciale Pot fi integrate în proiecte arhitecturale inovatoare și pot îmbunătăți imaginea clădirii. Costul și complexitatea instalării pot fi mai ușor gestionate în contextul unui buget mai mare și al unui spațiu adecvat.
Ferme fotovoltaice (proiecte la scală mare)
Recomandare: Panouri Thin-Film și panourile bifaciale
Panourile Thin-Film sunt potrivite pentru ferme fotovoltaice mari deoarece sunt mai ieftine și se pot instala pe suprafețe extinse, fiind mai puțin eficiente (10-12%) decât alte tipuri.Costuri de producție și instalare sunt reduse, iar performanță în condiții de lumină difuză și la temperaturi ridicate este bună.
Extrem de potrivite pentru proiecte de amploare sunt și panourile bifaciale. Ele se pot instala acolo unde se poate maximiza captarea luminii reflectate. Eficiența crescută poate duce la o producție de energie semnificativ mai mare.
Utilizarea pe terenuri mari permite optimizarea orientării și a structurilor de montaj pentru a profita de lumina reflectată. Costurile inițiale și complexitatea instalării sunt compensate de randamentul energetic crescut.
Sisteme de alimentare cu energie în zone izolate
Recomandare: Panouri Thin-Film
În zone izolate, unde costurile de instalare a infrastructurii electrice sunt ridicate, panourile Thin-Film pot oferi o soluție economică pentru instalarea de sisteme solare de mică amploare. Costurile reduse de producție și instalare sunt avantajoase.
Instalații de energie solară integrate în clădiri (BIPV – Building Integrated Photovoltaics)
Recomandare: Panouri Monocristaline și bifaciale
Panourile monocristaline au un aspect uniform și elegant, potrivit pentru integrarea estetică în arhitectura clădirilor. Eficiența ridicată le face potrivite pentru zone cu spațiu limitat. Aceste modele au design elegant și eficiență mare, integrabil în diverse elemente ale clădirii, cum ar fi acoperișuri, fațade sau feronerie.
Panourile bifaciale sunt și ele potrivite pentru integrarea în clădiri, oferind un design estetic și eficiență crescută, mai ales în proiecte arhitecturale care pot utiliza reflecția de la fața din spate a panourilor.
Sisteme de energie solară pentru vehicule (ex.: rulote, bărci)
Recomandare: Panouri Thin-Film
Panourile Thin-Film sunt ușoare și flexibile, ideale pentru aplicarea pe suprafețe curbe și neconvenționale, cum ar fi acoperișurile rulotelor și bărcilor.Greutate redusă, flexibilitate în instalare și performanță bună în condiții variate le recomandă pentru instalarea pe vehicule.
Proiecte de energia solară off-grid (sisteme neconectate la rețeaua electrică)
Recomandare: Panouri Policristaline și panouri bifaciale
Panourile policristaline oferă un bun raport cost-beneficiu pentru proiecte off-grid, unde costurile de instalare trebuie să fie echilibrate cu eficiența și bugetul disponibil.Costuri inițiale sunt mai mici comparativ cu panourile monocristaline și o performanța în condiții diverse este acceptabilă.
În funcție de spațiu, ar putea fi necesară utilizarea unui număr mai mare de panouri pentru a satisface cerințele energetice.
În zonele off-grid, unde spațiul pentru instalare poate fi generos și unde maximizarea producției de energie este crucială, panourile bifaciale pot oferi un avantaj semnificativ prin creșterea eficienței energetice.
Sisteme de energie solară pentru aplicații de urgență (ex.: generatoare de energie pentru situații de urgență)
Recomandare: Panouri Monocristaline
Panourile monocristaline sunt ideale pentru aplicații de urgență deoarece oferă o eficiență ridicată și performanță bună în condiții variate, asigurând o generare constantă de energie. Ele au eficiență mare și durabilitate, asigurând o sursă de energie fiabilă în situații critice. Costurile inițiale mai mari pot fi justificate de importanța fiabilității și performanței în situații de urgență.
Zone cu reflectivitate mare (ex. Zone acoperite cu zăpadă, lângă corpuri de apă)
Recomandare: Panouri bifaciale
Eficiența panourilor bifaciale este maximă în zone cu reflectivitate mare, unde lumina reflectată poate contribui semnificativ la producția de energie. Instalarea trebuie să fie adaptată pentru a profita de condițiile de reflectare specifice. Este important să se asigure că structura de montaj permite captarea optimă a luminii reflectate.
Reflecții finale, recomandări, perspective
Panourile fotovoltaice reprezintă o tehnologie esențială în tranziția către surse de energie regenerabilă și sustenabilă. Alegerea tipului de panou fotovoltaic potrivit—monocristaline, policristaline, thin-film sau bifaciale—este crucială pentru maximizarea eficienței și optimizarea costurilor într-o varietate de aplicații.
Panourile monocristaline se evidențiază prin eficiența ridicată (18-22%), fiind ideale pentru spații limitate și proiecte pe termen lung. Deși au un cost inițial mai mare, ele oferă o performanță excelentă și o durabilitate extinsă. Cu o eficiență de 15-18%, panourile policristaline oferă un echilibru optim între cost și performanță. Ele sunt recomandate pentru clădiri comerciale și proiecte cu spațiu generos.
Mai flexibile și economice, panourile thin-film au o eficiență ceva mai redusă, de (10-12%), fiind adecate pe suprafețe mari sau neconvenționale(ferme fotovoltaice și aplicații pentru vehicule). Performanța lor în condiții de lumină difuză și la temperaturi ridicate le face o opțiune viabilă pentru zone izolate și aplicații specifice.
Captând energie de pe ambele fețe, panourile bifaciale pot genera cu până la 30% mai multă energie în condiții favorabile. Ele sunt adecvate în instalații comerciale și ferme solare unde spațiul și reflectivitatea suprafețelor pot fi optimizate.
În ceea ce privește panourile perovskite, acestea reprezintă o tehnologie emergentă cu un potențial semnificativ datorită costurilor de producție reduse și eficienței crescute. Totuși, sunt necesare soluționarea provocărilor legate de durabilitate și stabilitate înainte ca acestea să fie adoptate pe scară largă.
Adoptarea tehnologiei fotovoltaice nu doar că contribuie la reducerea costurilor energetice și la protejarea mediului, dar joacă un rol important în sprijinirea dezvoltării unui viitor energetic sustenabil. Pentru a face o alegere informată, este esențial să se evalueze cu atenție factorii precum eficiența, costul, durabilitatea și aplicațiile specifice ale fiecărui tip de panou.
Spre ce se îndreaptă tehnologia panourilor fotovoltaice
Pe viitor, se așteaptă creșteri semnificative ale eficienței panourilor fotovoltaice datorită progreselor în materialele utilizate, cum ar fi celulele cu heterojoncție și perovskitele. Costurile de producție se vor diminua datorită tehnologiilor de fabricație mai eficiente și a producției de masă, panourile urmând să devină mai accesibile.
Vor fi dezvoltate soluții avansate pentru stocarea energiei și integrarea în rețele inteligente, îmbunătățind eficiența și utilizarea energiei solare. Se așteaptă ca panourile fotovoltaice vor deveni mai estetice și flexibile, cu opțiuni integrate în clădiri și soluții pentru aplicații variate. Tehnologia se va extinde în regiunile îndepărtate și în țările în dezvoltare, susținută de politici și subvenții.
De asemeni, se preconizează ca procesele de fabricație să devină sustenabile prin implementarea de materiale ecologice, îmbunătățind durabilitatea și reducând impactul ambiental.
SURSE
https://www.solarpanels.ro/panouri-solare-monocristaline
https://www.energieverdeacasa.ro/panouri-solare-monocristaline
https://www.greenenergy.ro/panouri-fotovoltaice
https://www.revistaenergetica.ro
https://solariss.ro/panouri-solare-bifaciale
https://www.solarcenter.ro/blog/avantajele-panourilor-solare-bifaciale
https://www.ecovolt.ro/panouri-solare-bifaciale
https://www.solarenergy.ro/panouri-solare-monocristaline-vs-policristaline
https://www.solarterra.ro/blog/panouri-solare-monocristaline-vs-policristaline
https://www.solarmagazin.ro/tendinte-in-energia-solara-pentru-2023
