Log In / Sign In

Moduły fotowoltaiczne – porównanie sposobu produkcji paneli monokrystalicznych i polikrystalicznych

Wytwarzanie modułów fotowoltaicznych w polskich warunkach odbywa się na zautomatyzowanej linii produkcyjnej. Głównym surowcem do produkcji zarówno monokrystalicznych jak i polikrystalicznych ogniw PV jest wysokiej czystości krzem krystaliczny (c-Si), jednak mimo to różnice pomiędzy obydwoma technologiami można zauważyć nawet gołym okiem.

Niezgodność kształtu czy barwy ogniw wynika z różnych metod ich wytwarzania i niesie za sobą wiele skutków np. odmienne sprawności przetwarzania promieniowania słonecznego na energię elektryczną przez cały panel PV. Skąd zatem biorą się te różnice?

Bez tytułu

Ogniwa monokrystaliczne mają kształt sześciokąta, a składający się z nich panel charakteryzuje się niedokładnym przyleganiem ogniw w rogach – rogi ogniw są zawsze ścięte. Te drugie – polikrystaliczne – to regularne kwadraty, dlatego na panelach polikrystalicznych brak w/w pustych przestrzeni.. Dlaczego? W przypadku paneli polikrystalicznych kwadratowe ogniwa idealnie do siebie przylegają wypełniając tym samym całą powierzchnię panelu.

Jaka jest przyczyna różnic w kształcie, a co za tym idzie i parametrów poszczególnych ogniw? Odpowiedź znajdziemy przyglądając się metodzie ich produkcji.

Krzem do produkcji ogniw polikrystalicznych krystalizuje w prostopadłościennej kadzi, a to pozwala na cięcie go w kwadratowe plastry, co łatwo jest sobie wyobrazić. Produkcja ogniw monokrystalicznych jest nieco bardziej skomplikowana do wytłumaczenia. Ogniwa monokrystaliczne wytwarzane są z jednego dużego kryształu krzemu, który w 80% otrzymywany jest metodą Czochralskiego. Polega ona na wsadzeniu zarodka do naczynia wypełnionego roztopionym krzemem krystalicznym, a następnie jego powolnym wyciąganiu. Podczas wyciągania zarodka, na jego powierzchni osadza się tzw. hodowany kryształ. Jego średnica oraz długość zależą od prędkości przesuwu i prędkości obrotowej wyciąganego zarodka. Oby dwa parametry pracy są monitorowane i ściśle kontrolowane. Kształt wytworzonego kryształu krzemu jest zawsze zbliżony do walca o średnicy ok. 30cm i długość do kilku metrów.

Następnym etap produkcji ogniw monokrystalicznych to pocięcie walcowatego kryształ krzemu na plastry o grubości 2-3 mm, z których później wycinanie są ogniwa. Gdybyśmy z cylindrycznych płytek wycinali ogniwa w kształcie kwadratów generowalibyśmy duże straty materiału.

W celu efektywnego wykorzystania monokryształu i eliminowania strat materiału z cylindrycznej płytki wycina się ogniwa o kształcie ośmiokąta.

mono mono

Różne metody produkcji ogniw, z których zbudowane są panele fotowoltaiczne wpływają na ich parametry oraz późniejsze wyniki pracy. Wydawać by się mogło, iż wypełnienie całej powierzchni panelu PV ogniwami polikrystalicznymi powinno wiązać się z wyższą sprawnością całej instalacji. Z badań wynika jednak, iż panele monokrystaliczne mają wyższą sprawność przekształcania promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Różnica kryje się także w cenie – panele monokrystaliczne charakteryzujące się wyższą sprawnością są droższe od paneli polikrystalicznych, zatem wybór paneli PV zależy od indywidualnych wymagań inwestora.

autor:
inż. Dawid Górny
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Sorry, the comment form is closed at this time.