Monokryštalické alebo polykryštalické: Aký typ solárnych panelov zvoliť?
ilustračná foto: pixabay
Nestabilné ceny energií a zvyšujúci sa tlak na dekarbonizáciu energetiky spôsobujú, že fotovoltika sa stáva čoraz atraktívnejšia aj pre bežné domácnosti. Stúpajúci dopyt sa podpisuje aj pod rýchly vývoj, pričom rozdiely medzi jednotlivými technológiami sú dnes už oveľa výraznejšie než pred desiatimi rokmi.
Tradičná voľba medzi monokryštalickými a polykryštalickými panelmi je len prvým krokom. Presahujú ju moderné technológie typu PERC, Half-cut či TOPCon, ktoré posúvajú hranice účinnosti, teplotnej stability aj životnosti. Ich zohľadnenie pri výbere solárnych panelov je kľúčové pre optimalizáciu výkonu a návratnosti investície.
V tomto článku sme zosumarizovali základný prehľad aktuálne dostupných typov solárnych panelov a pokúsili sme sa načrtnúť rámec, podľa ktorého sa dá zorientovať pri výbere fotovoltiky pre rodinný dom.
Monokryštalické vs. polykryštalické solárne panely
Články monokryštalických solárnych panelov sa vyrábajú z jedného kryštálu čistého kremíka, čo im zaručuje jednotnú štruktúru a vysokú účinnosť (18 – 22 %). Nielenže na menšej ploche vyprodukujú viac energie, ale dokážu efektívnejšie pracovať aj pri nie úplne ideálnych podmienkach, teda pri vysokých teplotách a slabšom svetle. Monokryštalické panely sú stabilné a majú dlhú životnosť pri veľmi nízkych stratách výkonnosti. Vynikajú aj súrodým čiernym vzhľadom, ktorý môže pôsobiť estetickejšie. Ich nevýhodou je vyššia cena.
Polykryštalické panely vznikajú odliatím viacerých kryštálov kremíka do jedného celku. Výsledná štruktúra je menej homogénna, čo sa prejavuje v nižšej účinnosti (15 – 18 %). V porovnaní s monokryštalickými panelmi ich výkon pri vysokých teplotách a slabšom osvetlení rýchlejšie klesá. Majú charakteristický modrastý odtieň s viditeľnou štruktúrou. Sú však cenovo dostupnejšie a tiež si zachovávajú dobrú životnosť.
Prehľad vlastností a porovnanie
Ktorý typ solárnych panelov zvoliť?
Monokryštalické panely sú ideálnou voľbou pre domy s menšou plochou strechy a pre lokality s menej ideálnymi svetelnými podmienkami – napr. v tieni alebo pri východnej / západnej orientácii. Vyberajú si ich aj majitelia očakávajúci dlhodobo vyššiu výkonnosť, moderné technológie (napr. PERC, TOPCon) a rýchlejšiu návratnosť investície aj pri vyššej vstupnej cene.
Polykryštalické panely sú vhodnejšie pre zákazníkov, ktorí nie sú obmedzovaní priestorom (napr. s veľkou plochou strechy) a chcú minimalizovať vstupné náklady aj za cenu nižšej účinnosti. Predstavujú optimálne riešenie pre lokality s lepšími svetelno-teplotnými podmienkami, teda pre oblasti s nižšou teplotou a vyššou intenzitou slnečného žiarenia, napr. na horách alebo v otvorenom teréne.
Vedeli ste, že existuje aj tretí typ – tenkovrstvové solárne panely? Vyrábajú sa nanesením tenkej vrstvy fotovoltického materiálu na povrch skla, kovu alebo plastu. Sú lacnejšie, ale majú nižšiu účinnosť (10 – 13 %) a kratšiu životnosť. Pre bežné strešné inštalácie na rodinných domoch sa používajú zriedkavo. Sú riešením pre veľké priemyselné inštalácie, napr. solárne farmy.
Solárne panely typu P vs. panely typu N
Solárny článok je kremíková doštička. Ak má vyrábať elektrický prúd, musí byť dopovaná ďalšími chemikáliami. Keď sa povie, že solárny panel je typu P alebo N, ide o označenie spôsobu, ako je kremík dopovaný a aký typ elektrického náboja prevažuje v základnom materiáli.
Solárny panely typu P sú v praxi najbežnejšie. Majú kremíkové doštičky dopované bórom. Keďže bór má o jeden elektrón menej ako kremík, vzniká celkový kladný náboj (preto „typ P“). Vrchná vrstva doštičky je dopovaná fosforom (typ N), aby sa vytvoril P-N prechod, v ktorom vzniká elektrické pole. Vzhľadom na to, že panely typu P boli vyvinuté pred desiatkami rokov, sú v súčasnosti cenovo dostupnejšie. Ich nevýhodou je vyššia náchylnosť na svetlom vyvolanú degradáciu a na poškodenie kovovými nečistotami.
Solárne panely typu N sú v podstate opakom typu P. Majú kremíkové doštičky dopované fosforom, ktorý má o jeden elektrón viac ako kremík, a tak vytvára celkový negatívny náboj. Vrchná vrstva je v tomto prípade naplnená bórom. Panely typu N majú v porovnaní s typom P viac výhod. Sú účinnejšie, odolnejšie voči svetlom vyvolanej degradácii, majú vyššiu teplotnú toleranciu a sú menej náchylné na kovové nečistoty, čo vedie k ich dlhšej životnosti. Ich hlavnou nevýhodou je vyššia cena.
Ktorý typ solárnych panelov zvoliť?
Panely typu P predstavujú overené a spoľahlivé riešenie pre bežné inštalácie rodinných domov. Sú zlatým štandardom pri obmedzenom rozpočte.
Panely typu N sú ideálne pre tých, ktorí chcú maximalizovať výkon, minimalizovať degradáciu a počítajú s dlhoročnou prevádzkou aj za cenu vyššej vstupnej investície.
Moderné technológie solárnych panelov
Všetky moderné technológie majú jediný hlavný cieľ – zvýšiť účinnosť solárnych panelov. Líšia sa v náročnosti výroby, cene a dostupnosti, ale každá z nich je krokom k efektívnejšej fotovoltike.
PERC
PERC je skratka pre Passivated Emitter a Rear Cell. Ide o vylepšenie klasického článku typu P tým, že sa na zadnú stranu pridá reflexná, tzv. pasivačná vrstva. Neabsorbované svetlo sa vďaka nej odrazí späť do článku. PERC zvyšuje účinnosť solárneho panela hlavne pri horšom svetle, teda ráno, večer a pri zamračenom počasí. Technológia je jednoduchá, účinná a cenovo dostupná.
Half-cut články
Half-cut panely majú klasické kremíkové články rozdelené na polovicu. Menšie články vytvárajú menej elektrického prúdu, čím sa znižuje odpor a straty. V konečnom dôsledku sa účinnosť solárneho článku zvyšuje. Half-cut panely sú navyše výkonnejšie pri čiastočnom zatienení a majú lepšiu tepelnú stabilitu aj dlhšiu životnosť.
TOPCon
TOPCon je skratka pre Tunnel Oxide Passivated Contact. Ide o modernú technológiu, ktorá predstavuje podobné vylepšenie pre články typu N ako PERC pre P články. Kľúčový rozdiel oproti PERC článkom spočíva v tom, že medzi kremík a kovový kontakt sa pridáva veľmi tenká vrstva oxidu kremičitého a nad ňu nanokryštalický alebo amorfný kremík. Tieto vrstvy fungujú ako pasivačné, teda znižujú rekombináciu nosičov náboja a tým zvyšujú účinnosť premeny slnečnej energie na elektrickú. TOPCon panely môžu dosiahnuť účinnosť presahujúcu 25 %. Okrem toho pomalšie degradujú, vykazujú menšie výkonové straty pri vysokých teplotách a sú účinné aj pri horších svetelných podmienkach.
HJT
HJT je skratka pre Heterojunction. Ide o pokročilý typ solárnych článkov, ktorý spája dve rôzne polovodičové technológie, monokryštalický kremík typu N a nedotovaný amorfný kremík, do jednej vysoko efektívnej vrstvenej štruktúry. Táto kombinácia vytvára tzv. heteroprechod – prechod medzi dvoma rôznymi typmi kremíka – ktorý zabraňuje rekombinácii nosičov a umožňuje veľmi efektívne zachytávanie a vedenie elektrického náboja. Výsledkom je článok s vysokou účinnosťou, nízkymi stratami a výbornou stabilitou pri rôznych svetelných aj teplotných podmienkach.Technológia patrí aktuálne k najdrahším riešeniam na trhu, ale vníma sa ako budúcnosť soláru a jej cena rýchlo klesá.
Ako si vybrať technológiu solárnych panelov
Technológie vyžadujúce si vyššiu vstupnú investíciu (napr. TOPCon alebo HJT) sú vhodné najmä pre inštalácie s dôrazom na maximálny výnos z obmedzenej plochy (napr. strechy v meste), do náročnejších klimatických podmienok (napr. do horúcich oblastí) a pre investorov, ktorí očakávajú dlhodobo najvyššiu návratnosť a minimálnu degradáciu.
Ak uprednostňujete high-end riešenia, môže byť pre vás vhodný napr. panel N typ + TOPCon + Half-cut. Naopak, zlatý štandard a rozumný pomer ceny a výkonu vám prinesie panel P typ + Perc + Half-cut.
Zdroje:
https://www.beny.com/sk/types-of-solar-panels/
https://www.unisolar.sk/rady-a-tipy/monokrystalicke-vs-polykrystalicke-solarne-panely/
https://solarlinkaustralia.com.au/n-type-vs-p-type-panels-which-should-you-choose/
https://www.solarpanelscz.com/blog/co-jsou-solarni-panely-s-heteroprechodovou-technologii-hjt-vyhody
https://sk.dsisolar.com/info/guide-to-topcon-solar-cells-89354972.html
