Energie regenerabilă

Cele mai noi tehnologii de celule ale panourilor fotovoltaice

Piața energiei continuă să crească și, odată cu aceasta, concurența între producătorii de echipamente de panouri fotovoltaice. Cercetarea și dezvoltarea tehnologică sunt armele unei bătălii care se învârte în jurul a două obiective strategice: (1) creșterea eficienței fiecărui panou solar și (2) reducerea degradării echipamentului prin îmbunătățirea fiabilității.

Te invităm să faci un tur al unora dintre cele mai noi evoluții ale tehnologiei fotovoltaice. Pentru a face acest lucru, vom împărți articolul în trei secțiuni. În prima parte vei afla despre lista de tehnologii inovatoare și pe care dintre ele o găsești pe piață la un buget decent. Apoi, vom vorbi despre alte progrese care sunt prezente și pe piață, dar ale căror prețuri sunt mai mari. Pentru a încheia, vom vorbi despre alte progrese care sunt interesante pentru viitorul energiei fotovoltaice ca tu să ai parte de o viziune holistică.

Tehnologii panouri fotovoltaice

Multe dintre noile dezvoltări în tehnologia fotovoltaică sunt optimizate pentru a maximiza eficiența panourilor solare . Consumatorii și specialiștii din sectorul energiei fotovoltaice indică adesea eficiența energetică drept cel mai important criteriu – deși nu singurul – atunci când se stabilește calitatea unui panou solar.

În ce constă exact eficiența? Și cum se măsoară? Simplu explicat: eficiența unui panou solar descrie ce procent din lumina soarelui care lovește panoul este de fapt convertit în electricitate. Cu cât acest procent crește, cu atât și puterea (exprimată în kWh) panoului este mai mare.

SFAT:Pentru a identifica eficiența panourilor fotovoltaice, nu te uita doar la puterea panoului. Trebuie să te uiți la puterea și la metri pătrați ai panoului solar pentru a-i cunoaște eficiența. Eficiență = Wați panou / suprafață. Cu cât este mai mare, cu atât mai eficient.

Lista cu cele mai utilizate tipuri de tehnologii

În sectorul fotovoltaic predomină 2 tehnologii: Monocristaline și Policristaline. Există și variații de tehnologie, unele convenționale precum panourile PERC și PERT…și altele exclusiviste precum HIT de la Panasonic, HJT de la Meyer Burger și IBC (Maxeon) de la SunPower.

Tehnologiile oferă îmbunătățiri ale eficienței, toleranță la umbră și fiabilitate ridicată, mulți producători oferind garanții pentru produse de până la 25 de ani și garanții de performanță de la 25 până la 30 de ani.

Dedesubt găsești lista cu principalele tehnologii de celule fotovoltaice utilizate astăzi:

  • HJT – Celulele heterojuncționale
  • TOPCon – Contact pasivat cu oxid de tunel
  • Gapless Cells – Construcție de celule de înaltă densitate
  • PERC – Celule din spate cu emițător pasiv
  • Multi Busbar – Bare colectoare cu mai multe panglici și micro sârmă
  • Split Cells / Half Cells – celule tăiate pe jumătate și celule tăiate 1/3
  • Shingled Cells – Mai multe celule suprapuse
  • IBC – Celulele de contact din spate interdigitate

Eficiența panourilor fotovoltaice

O eficiență a panoului de 16-17% este standard și nu înseamnă că este bine sau rău, este pur și simplu standard cu eficiență moderată.

Eficiența ridicată, în panourile solare, poate fi considerată incepând de la 19%.

Pentru a putea vedea un grafic realist al tehnologiilor și al eficienței acestora, iti arătăm un studiu comparativ realizat de EnergyTrend în 2018 despre tipurile de tehnologii care există și eficiența acestora:

Graficul cu eficiența celulelor fotovoltaice și puterea panourilor  în funcție de tehnologia utilizată

Pe axa Y din stânga, se poate observa puterea. Adică până la ce puteri atinge fiecare dintre panourile solare în funcție de tehnologia lor.

Pe axa Y din dreapta, se poate observa procentual eficiența celulei pentru fiecare caz. Important: eficiența celulară, nu a panoului.

Pe axa X (cea de jos), se pot observa tipurile de tehnologii. De la stânga la dreapta: P-Multi (policristalin), P-Mono (monocristalin) și N-Mono (monocristalin puritate ridicata).

Barele verzi arată puterea standard a acelei tehnologii cu eficiența corespunzătoare. De exemplu, P-Mono PERC (Tehnologia PERC) are standardul de 300 W cu o eficiență a celulei de 21,4%.

După cum se poate vedea, cele mai eficiente panouri fotovoltaice care există sunt cele care încorporează tehnologiile monocristaline HIT și IBC, care folosesc siliciu N-type. Acest tip de siliciu este cel mai pur care exista în industria fotovoltaică.

Top 10 panouri fotovoltaice în 2024

Mai jos este lista de panouri fotovoltaice care au integrate cele mai noi tehnologii, evaluate în funcție de tehnologia celulelor, creșteri ale eficienței, performanță și inovații. Pentru a achizitiona cele mai eficiente panouri solare, intra în contact cu noi.

ProducătorModelPutere nominalăTehnologie celularăEficiență
AIKOBlack Hole Series470WN-Type ABC

Back Contact

23,6%
RECOM TECHNOLOGIESBlack Tiger460WN-Type TOPcon

Back Contact

23,6%
SUNPOWERMaxeon 6445WN-Type IBC23%
LONGI SOLARHi-MO 6 Scientist450WN-Type HPBC

Hvbrid Rack Contact|

23%
HUASUNHimalaya G10450WN-Type HJT23%
CANADIAN SOLARTOPHiKu6470WN-Type TOPcon23%
REC SOLARAlpha Pure RX470WN-Type HJT22,6%
JINKO SOLARTiger NEO N-Type440WN-Type TOPcon22,5%
TRINA SOLARVertex S+450WN-Type TOPcon22,5%
SUMEC PHONO SOLARHelios440WN-Type HJT22,5%
JA SOLARDeep Blue 4.0450WN-Type TOPcon22,5%
Q CELLSQ.TRON M-G2+440WN-Type TOPcon22,5%
RISENHyper-lon HJT440WN-Type HJT22,5%
DASOLARBlack Series440WN-Type TOPcon22,5%
TW SOLAR182TOPCon440WN-Type TOPcon22,5%
AK COMEKookaburra Series440WN-Type TOPcon22,5%
HT-SAAEHT54-18X(N) Panda440WN-Type TOPcon22,5%
SPICAndromeda 2.0440WN-Type IBC22,3%
PHILADELPHIA SOLARPS-MN108 Series435WN-Type TOPcon22,3%
BELINUSM8 IBC Ultra400WN-Type IBC22%

 

*Model de top folosind cele mai avansate celule fotovoltaice oferite în prezent de producători

**HJT (Celule heterojoncții)  MBB (bare multiple), Gapless(celule cu densitate mare), Ga-doped(siliciu dopat cu galiu)

 

Panouri voltaice eficiente si accesibile 

Celule PERC

Este una dintre tehnologiile care devine cel mai rapid populară, datorită capacității sale de a crește eficiența panourilor solare (17-21%, în funcție de modele) fără costuri mari.

Tehnologia PERC introduce o foaie suplimentară între stratul intermediar și stratul inferior în celulele sale fotovoltaice. Acest strat suplimentar este reflectorizant, astfel încât este capabil să împiedice electronii luminii infraroșii să pătrundă în stratul inferior de aluminiu, unde ar fi absorbiți.

Stratul PERC le readuce înapoi în straturile superioare, generând o cantitate mai mare de electricitate și, în consecință, o putere mai mare (depășind 300W la unele modele cu 60 de celule), lucru care este util mai ales în primele ore ale zilei și după-amiaza târziu sau în zilele cu cer înnorat.

Panouri bifaciale

După cum sugerează și numele, panourile fotovoltaice bifaciale sunt proiectate să producă energie solară pe ambele părți ale fiecărui panou.

Panourile bifaciale au celule fotovoltaice pe ambele parti ale panoului, astfel încât profită de radiația solară directă și reflectată. Acest lucru se traduce printr-o creștere a producției de energie în funcție de factori precum dacă modulele sunt instalate pe suprafețe reflectorizante sau deschise la culoare, unghiul de înclinare sau înălțimea instalației.

Panourile bifaciale pot incorpora perfect celule PERC, dar este important de înțeles că obiectivul tehnologiei bifaciale nu este pentru a crește doar procentul de eficiență al modulului solar, ci mai degrabă ca acesta să genereze mai multă electricitate și, prin urmare, mai multă putere.

În acest sens, unii producatori precum LG, Longi sau Lumos, printre alții, au pe piață module bifaciale cu 72 de celule ajungand la 350-395W putere.

Modul de instalare a acestui tip de module este crucial pentru a obține o performanță bună. În acest sens, o înclinare mare – aproape verticală – a panourilor reduce suprafața umbrită și expune mai ușor cele două laturi ale fiecărui panou la radiațiile solare, obținându-se astfel o mai mare eficiență energetică.

Pe de alta parte, acest mod de aranjare a instalației face ca, în general, această tehnologie tinde să fie folosită mai mult pe suprafețe industriale plane sau în instalații ancorate la sol, și nu atât pe acoperișurile rezidențiale.

 

Soluții avansate panouri fotovoltaice

Atât celulele fotovoltaice PERC, cât și panourile solare bifaciale sunt deja prezente într-o mare varietate de panouri fotovoltaice de la diferiți producători. Cu toate acestea, pe piață cele mai eficiente soluții folosesc tehnologie de celule N-type.

Acestea oferă performanțe energetice avansate. Să ne uităm la câteva exemple:

AIKO

Aiko Solar oferă o varietate de panouri solare fotovoltaice, inclusiv panouri ABC și PERC(N-type) . În plus, compania furnizează produse legate de sistemele solare, cum ar fi baterii de stocare, invertoare și șine de montare.

Aiko Solar este specializată în cercetarea, dezvoltarea, producția, vânzarea și distribuția în Europa, Japonia, Coreea de Sud și India. Celulele solare N-type sunt versiuni modificate ale celulelor tradiționale care generează energie atât de pe suprafața din față, cât și din spate, făcându-le mai eficiente decât celulele convenționale.

Datorită tehnologiei N-Type, întreaga suprafață frontală poate absorbi eficient lumina soarelui. Cu panourile solare Aiko vei beneficia de o garanție de 15 ani pentru produs și o garanție de 30 de ani pentru putere.

LONGI

LONGi, companie de top în domeniul tehnologiei solare la nivel mondial, a anunțat recent că a stabilit un nou record mondial de eficiență pentru celulele solare cu tandem perovskit și siliciu cristalin , atingând un nivel uimitor de 33,9%.

Această realizare reprezintă un pas semnificativ în căutarea de celule fotovoltaice mai eficiente și mai rentabile, deoarece depășește limita teoretică de eficiență de 33,7% stabilită de Shockley-Quieser pentru celulele cu o singură joncțiune.

Asta înseamnă că, toate lucrurile fiind egale, celulele solare tandem ale LONGi pot genera mai multă electricitate din aceeași cantitate de lumină solară.

Ce sunt celulele solare tandem perovskite și siliciu cristalin? 

Celulele fotovoltaice combină două materiale semiconductoare diferite în straturi subțiri pentru a utiliza mai bine spectrul solar. În acest caz, LONGi a combinat perovskitul , un material emergent cunoscut pentru randamentul său ridicat, cu siliciul cristalin, un material utilizat pe scară largă în industria fotovoltaică.

De ce este important acest avans? 

Îmbunătățirea eficienței celulelor solare are un impact direct asupra costului energiei solare. Pe măsură ce celulele solare devin mai eficiente, este nevoie de mai puțin material pentru a genera aceeași cantitate de electricitate, reducând costurile de producție și instalare.

În plus, eficiența ridicată permite o utilizare mai bună a luminii solare disponibile , ceea ce înseamnă că pot fi generați mai mulți kilowați-oră de electricitate cu același număr de panouri solare. Acest lucru este deosebit de important în regiunile cu iradiere solară scăzută, unde eficiența joacă un rol crucial în rentabilitatea instalațiilor fotovoltaice.

SunPower: arhitectură nouă și celule Maxeon

Producătorul SunPower oferă inovații interesante pieței, toate având ca scop creșterea performanței panourilor fotovoltaice.

În special, compania americană se angajează să maximizeze suprafața de captare a fiecărui panou prin eliminarea conexiunilor metalice dintre celulele solare de pe fața superioară a panourilor. Acesta este un nou mod de abordare a structurii panoului fotovoltaic care împiedică aceste interconexiuni să ia spațiu „util” din panou și să-l expună la efectele coroziunii.

Rezultatul, care poate fi văzut în seria sa de panouri Performance, este un design inovator în care celulele sunt plasate tip cascadă (Shingled Cells, în engleză).

Conexiunile dintre celule sunt pe spatele panoului sunt flexibile și redundante, iar fluxul de energie este constant. SunPower a dezvoltat, de asemenea, propriul model de celulă fotovoltaică Maxeon cu partea de jos din aluminiu și suprafață plană care optimizează semnificativ eficiența panourilor. De exemplu, unele modele de la producătorul american din Seria X și Performance au procente de eficiență 17-21% și între 335 și 350W putere.

Abora AH60 – panouri hibride

Una dintre cele mai interesante evoluții tehnologice de pe piață în ceea ce privește eficiența panourilor solare vine din Spania. Acestea sunt panouri hibride, cum ar fi AH 60 de la compania Abora.

Procentul său de eficiență (16% și 260W pentru un modul cu 60 de celule) este mai mic decât cel oferit de modulele avansate precum cele descrise anterior, dar acest tip de panou hibrid introduce o noutate foarte interesantă din punct de vedere al eficienței energetice înțeles ca economii, iar panourile hibride sunt capabile să genereze electricitate și apă caldă simultan.

Pentru a face acest lucru, au celule fotovoltaice care produc energie electrică, un sistem hidraulic care încălzește apa și o tehnologie care reușește să reducă la minimum pierderile termice.

Ce urmează pentru industria panourilor fotovoltaice?

Fiecare sector tehnologic în plină expansiune este un teren fertil în care așteptările să se ridice și în care să ne imaginăm viitoare soluții tehnologice. Uneori, viabilitatea acestor proiecte ajunge să fie pusă sub semnul întrebări. Alteori, însă, rezultatele preliminare sunt promițătoare.

Acesta poate fi cazul avansului care este destinat să spargă plafonul eficienței și productivității instalațiilor solare: celule fotovoltaice organice. Este unul dintre cele mai importante pariuri de viitor și se bazează pe utilizarea celulelor fotovoltaice nu construite cu siliciu, ci cu elemente organice sau materiale care imită structura cristalină a mineralelor.

Printre cele mai uimitoare caracteristici ale acestui tip de material se numără faptul că poate fi „imprimat” pe foi de plastic foarte subțire pentru a fi ulterior aplicat pe suprafețe de toate tipurile, de la vehicule la geamuri sau chiar îmbrăcăminte.

Dar asta nu este tot. Oamenii de știință din întreaga lume lucrează pentru a iniția nu numai aplicarea celulelor fotovoltaice pe suprafețe, ci și crearea de noi materiale din aceste celule.

Este cazul ferestrelor fotovoltaice, bazate pe un tip de material asemănător plasticului și complet transparent care, datorită celulelor fotovoltaice organice, ar fi capabile să producă energie electrică din unde de lumină invizibile, adică infraroșu și unde ultraviolete.

Așteptările care s-au creat pentru un material cu aceleași nenumărate aplicații ca și sticla și capabil să producă energie curată sunt excepționale. Evoluții ca acestea deschid un drum neexplorat plin de potențial de generalizare a utilizării energiilor regenerabile.

În prezent, se realizează soluții foarte flexibile și ușoare, reciclabile și cu costuri de producție considerabil mai mici decât panourile pe bază de siliciu, deși încă nu sunt comercializate.

Motivul principal pentru aceasta are de-a face tocmai cu subiectul principal al acestei postări: eficiența. Astăzi este dificil să depășești 2-5% în medie pentru acest tip de materiale.

Universitățile din întreaga lume continuă să exploreze metode științifice și soluții de inginerie care să crească performanța acestei tehnologii și să o aducă la comercializare, dar până atunci, va trebui să continuăm să vorbim despre ele ca despre un proiect interesant și să ne încrucișăm degetele.

Desigur, dacă ceea ce ai nevoie este pur și simplu o instalație standard care te ajută să economisești la factura de energie electrică, va trebui să optezi pentru un kit de panouri fotovoltaice cu tehnologie policristalină de la un producător cu eficiență dovedită.

Astfel iți vei asigura performanțe ridicate, o garanție de până la 25 de ani și un preț competitiv.

Indiferent de opțiunea ta, ne poți contacta oricând ai nevoie și îți vom oferi consiliere fără obligații cu privire la tot ceea ce ține de instalația ta fotovoltaică.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *