Technologie fotowoltaiczne half cut i perowskite

Nowa generacja paneli fotowoltaicznych - panele half cut i hybrydy perowskite. Fotowoltaika jest dziedziną nauki i techniki, która wyrasta z innowacji. Ciągłe próby doskonalenia oraz badania jej wykonywane przez sztaby profesjonalistów sprawiają, że jej rozwój jest nie tylko konieczny, ale i nieunikniony. Z roku na rok możemy obserwować kolejne przełomy, ale też małe kroki, które sprawiają, że technologie fotowoltaiczne stają się wydajniejsze, bardziej ekologiczne oraz ekonomiczne.

Fotowoltaika jest dziedziną nauki i techniki, która wyrasta z innowacji. Ciągłe próby doskonalenia oraz badania jej wykonywane przez sztaby profesjonalistów sprawiają, że jej rozwój jest nie tylko konieczny, ale i nieunikniony. Z roku na rok możemy obserwować kolejne przełomy, ale też małe kroki, które sprawiają, że technologie fotowoltaiczne stają się wydajniejsze, bardziej ekologiczne oraz ekonomiczne. Przede wszystkim jednak - bardziej dostosowane do zmieniających się potrzeb odbiorców. W jakim kierunku rozwija się ta dziedzina? Fotowoltaika i nowe technologie to temat niezwykle interesujący nie tylko dla specjalistów w dziedzinie, ale także dla tych, którzy zastanawiają się nad wdrożeniem instalacji w swojej firmie, a także domostwie. W naszym artykule poznasz najważniejsze trendy, dowiesz się więcej o innowacyjnych panelach half cut oraz hybrydach z perowskitami.

W ostatnim czasie na rynku możemy obserwować prężny rozwój technologii fotowoltaicznych. Wśród nowinek fotowoltaicznych możemy wymienić m.in. mikropanele. Te składają się z mikrozwierciadeł zbierających światło słoneczne o powierzchni ok. 1 mm2. Innowacyjna budowa poprawia wydajność paneli o około 45%. Mikropanele są na razie w fazie testów - ze względu na bardzo wysoki koszt produkcji jeszcze nie opłaca się produkować ich na masową skalę. Nowymi technologiami w fotowoltaice zajmują się również eksperci z Wielkiej Brytanii. Pracują oni nad opracowywaniem paneli w zupełnie innym kształcie, niż znamy z produktów dostępnych dziś na rynku. Zmiany w tym zakresie przyczynią się do wzrostu wydajności zjawiska fotowoltaicznego. Z kolei na Uniwersytecie Erlangen w Niemczech naukowcy działają nad usprawnieniem procesu chemicznego, który może zwiększyć wydajność paneli fotowoltaicznych przyszłości. Mowa o rozszczepieniu singletowym, które pozwala osiągnąć wydajność konwersji energii na poziomie 50%. Jednak dziś najważniejszymi trendami w temacie technologii fotowoltaicznych są panele half-cut oraz innowacyjne hybrydy z perowskitami.

Nowa generacja paneli fotowoltaicznych

Dlaczego rozwój fotowoltaiki jest konieczny? Technologie fotowoltaiczne są naszą przyszłością. Ich ciągłe ulepszanie przyczyni się do zwiększania jakości i wydajności instalacji, wpłynie na opłacalność inwestycji, a wreszcie - sprawi, że fotowoltaika będzie jeszcze bardziej ekologicznym wyborem. Mając na uwadze także estetyczne aspekty instalacji - zmiany i rozwój wpływają również na sam wygląd instalacji. Z topornych paneli z przeszłości wchodzimy w zupełnie nową erę.

Nowe technologie fotowoltaiki dążą do ciągłego zmniejszania liczby potrzebnych modułów, a tym samym do zmniejszania kosztów obsługi i obniżenia całkowitego kosztu bilansu systemowego. Warto dodać, że inżynierowie pracują nie tylko nad samymi panelami i zwiększeniem ich wydajności, ale także nad elementami mocowań (stelażami) i modułami śledzącymi.

Kto inwestuje w nowe technologie fotowoltaiczne? Z badań wynika, że przede wszystkim użytkownicy komercyjni i przemysłowi. Eksperci przewidują, że nowe generacje paneli fotowoltaicznych zostaną z czasem zauważone szerzej na rynku - są to rozwiązania, które często łatwiej zaadaptować w niesprzyjających warunkach, np. w sytuacjach, gdy na dachu jest mało miejsca na standardową instalację. Wówczas mniej paneli, za to nowoczesnych - o większej mocy i wydajności rozwiązują problem.

Ogniwa cięte na pół - half cut cells

W temacie fotowoltaika i nowe technologie nie mogłoby zabraknąć informacji o innowacyjnych modułach half cut, które cieszą się coraz większą popularnością. Sprawdź dlaczego!

Standardowy, klasyczny moduł wykonany w technologii krzemowej składa się (najczęściej) z 60 ogniw o wymiarach 156 x 156 mm. Nowość wprowadzona w modułach half cut polega na podziale poszczególnych ogniw na pół, dzięki czemu powstaje moduł o 120 ogniwach w rozmiarze 156 x 78 mm.

Schemat przepływu prądu w modułach monokrystalicznych half cut cells

1. Diody bocznikujace - bypas
2. Jeden z 3 szeregów w panelu standardowym i jeden z 6 szeregów  w module półówkowym
3. Przepływ prądu 

Ta zmiana wpływa na ograniczenie strat mocy na linii ogniwo PV - moduł PV. Stratę mocy możemy wyliczyć jako iloczyn oporu i kwadratu prądu. Zatem ogniwo mające o połowę mniejszą powierzchnię wytworzy odpowiednio mniejszy prąd. Odnosząc te dane do wzoru na stratę mocy - mniejszy prąd to mniejsza strata mocy. Tym samym korzystając z połowę mniejszych ogniw, transportujemy mniejszy prąd i mniejszy opór elektryczny. To natomiast przekłada się bezpośrednio na wzrost mocy modułu i wzrost jego wydajności.

Opinie o panelach half cut są bardzo dobre ze względu na znaczną poprawę najważniejszego parametru - mocy. Zysk wydajności modułu poprzez zmniejszenie oporu elektrycznego jest widoczny przede wszystkim w warunkach wysokiego natężenia promieniowania słonecznego. Badania pokazują, że moc paneli half cut jest od 5 do 8 W wyższa od analogicznych pod względem rozmiaru modułów krzemowych. W 2018 roku Longi Solar poinformował o rekordowej mocy 360 W uzyskanej na panelu monokrystalicznym half cut PERC.

Znaczna poprawa wydajności w panelach half cut to nie jedyny ich atut. Testy tych produktów pokazały, że podział panelu na dwie sekcje powoduje wzrost ich odporności na zacienienie. To z kolei sprawia, że są mniej podatne na powstawanie hot-spots’ów (gorących punktów), a więc sytuacji, w których jedna komórka w łańcuchu ma znacznie niższy prąd od pozostałych, co powoduje przegrzanie na małym obszarze. Panele half-cut są również odporne na zjawisko PID (Potential/Induced Degradation), czyli degradację ogniwa poprzez indukowane napięcie. Zjawisko to wpływa na osłabienie wydajności całego systemu fotowoltaicznego.

Panele half cut a panele tradycyjne - porównanie

Popyt na fotowoltaikę stale rośnie. Producenci modułów oraz pozostałych komponentów stale szukają rozwiązań, by polepszyć wydajność urządzeń przy zachowaniu ich bezpieczeństwa pracy, jakości i trwałości. Dlaczego opinie o panelach half cut są tak dobre? Dziś moduły fotowoltaiczne są najbardziej kosztownym elementem całej instalacji - zastosowanie lepiej wydajnych ogniw połówkowych half cut wpływa znacznie na rozwój rewolucji technologicznej.

Poznaj różnice między panelem half cut a panelem tradycyjnym:

1. Większa moc wyjściowa modułów monokrystalicznych half cut PERC w porównaniu z modułem tradycyjnym (różnica około 5-8 W).
2. Mniejszy współczynnik temperaturowy i tym samym większa moc panelu half cut. 
3. Większa odporność na zacienienie.
4. Mniejszy współczynnik PID (degradacja modułu) i tym samym mniejsza strata mocy w całym systemie fotowoltaicznym
5. Wyższy współczynnik wypełnienia uzyskany dzięki niższej rezystancji szeregowej ogniw.

Ogniwa cięte na pół half-cut cells zdecydowanie lepiej znoszą częściowe zacienienie

Porównanie ogniw half-cut z tradycyjnymi wykazuje znaczne korzyści tych pierwszych. Lepsza wydajność i inne parametry elektryczne, odporność na obciążenia mechaniczne oraz zacienienie, czy mniejszy współczynnik PID skłaniają coraz więcej osób po sięgnięcie po tę innowacyjną technologię fotowoltaiczną. Jedyny aspekt, który może budzić wątpliwość to cena paneli half-cut. Jak większość nowych technologii w fotowoltaice - ogniwa half-cut są droższe od tradycyjnych. Mimo tego - zastosowanie ogniw połówkowych, dzięki zwiększeniu ich wydajności, znacznie skraca czas zwrotu inwestycji.

Niezwykle istotne w kontekście technologii fotowoltaicznych jest postawienie na odpowiednie produkty. Korzystaj z urządzeń tylko tych firm, których doświadczenie daje gwarancję najwyższej jakości. Pamiętaj o tym, że moduły z ogniwami połówkowymi half cut stawiają wysokie wymagania producentów - wymagają dodatkowych cięć i połączeń między ogniwami. Jakość, wydajność i bezpieczeństwo pracy są w tym przypadku najważniejsze.

Moduł fotowoltaiczny z ogniwami ciętymi na pół hcc - half cut cells w porównaniu z tradycyjnym modułem fotowoltaicznym

Hybrydy z perowskitami

Drugą technologią fotowoltaiczną, która zrewolucjonizuje rynek, są hybrydy z perowskitami. Panele krzemowo-perowskitowe powstały w szwajcarskich laboratoriach i są kolejną odpowiedzią na zapotrzebowanie użytkowników na panele o wyższej wydajności.

Średnia wydajność standardowych paneli opartych o technologię krzemową wynosi około 22%. Te najbardziej rozpowszechnione ogniwa (stanowią nawet 90%) na rynku wkrótce zostaną wyparte przez dużo lepsze jakościowo nowe technologie w fotowoltaice.

Hybrydowe ogniwa perowskitowe mają wydajność na poziomie ponad 25%. Ten wynik może nie jest powalający, jednak z czasem korzystania z instalacji - po prostu się opłaca. Ciągłe zmiany i dopracowywanie tej technologii fotowoltaicznej z pewnością przyniosą lepsze efekty. Eksperci twierdzą, że mieszana technologia ogniw wkrótce osiągnie sprawność na poziomie około 30%.

Za postawieniem na hybrydy z perowskitami przemawia ekonomia, ponieważ proces nakładania ogniw perowskitowych na krzemowe można wykorzystać także w standardowej produkcji ogniw krzemowych. Ta technologia fotowoltaiczna w zasadzie jest już zdatna do wdrożenia na masową skalę.

Do niedawna słyszało się dużo negatywnych opinii dotyczących stabilności hybryd. Lata badań i testów sprawiły, że dziś można z całą pewnością stwierdzić, że hybrydy z perowskitami są absolutnie bezpieczną technologią fotowoltaiczną.

Perowskity charakteryzują się tym, że są niezwykle elastyczne i lekkie. W porównaniu do tradycyjnych paneli - można je nadrukować na niemal każdej powierzchni - fasadach budynków, a także dachach o niskiej nośności. Mogą także przyjąć najróżniejsze kształty oraz wejść do szerokiej gamy produktów, np. jako markiza, żaluzja czy roleta fotowoltaiczna. Wszystko to otwiera zupełnie nowe możliwości nie tylko dla rynku przemysłowego, ale także dla domostw zainteresowanych wdrożeniem instalacji fotowoltaicznej.

Fotowoltaika i nowe technologie to temat, który należy ciągle aktualizować. To branża obecna na rynku światowym i rzesze ekspertów z najróżniejszych zakątków globu stale pracują, by rozwijać i ulepszać technologie fotowoltaiczne. Ogniwa cięte na pół half cut czy hybrydowe z perowskitami to jedne z licznych innowacyjnych produktów, które za chwilę staną się zupełną normą. A fotowoltaika będzie rozwijać się dalej, oferując swoim odbiorcom coraz lepsze, bardziej wydajne, ekonomiczne i ekologiczne rozwiązania. Warto śledzić te trendy i być na bieżąco - ze względu na dobro planety i dobro każdego portfela.

Nawet największa innowacja, aby sprawdziła się, potrzebuje najwyższej jakości producentów i firm dysponującymi załogami profesjonalnych instalatorów. Tylko to da pewność najwyższej jakości i bezpieczeństwa. Pamiętaj, że nowe technologie bez tych dwóch aspektów nie przyniosą pożytku. Postaw więc na profesjonalistów. Zapraszamy do kontaktu!

Zapytaj o panele fotowoltaiczne w technologii half cut?

Napisz do nas!