Panourile solare permit consumatorilor să cheltuiască mai puțin pe facturile de curent și să reducă amprenta de carbon. Cu toate acestea, tipul de panouri pe care îl alegeți va influența major performanța sistemului de energie solară și economiile pe timp îndelungat. Investind în cele mai eficiente panouri solare veți crește economisirea lunară și investiția în sistemul de energie solară va fi inspirată. Despre ce înseamnă eficiența energetică pentru panourile solare, ce factori o influențează și multe altele veți afla în ghidul de mai jos.
Care sunt panourile solare cu cea mai înaltă eficiență energetică?
Înainte de prezenta amănunțit ce înseamnă eficiența energetică pentru panourile solare, vă prezentăm topul panourilor solare, de la cei mai reprezentativi producători ai momentului:
- LG- panouri mono-cristaline—22,30%
- Maxeon-panouri mono-cristaline—22,80%
- Silfab—panouri mono-cristaline—21,4%
- Panasonic—panouri mono-cristaline—21,7%
- Q Cells—panouri mono-cristaline—20,6%
- REC—panouri mono-cristaline—21,90%
- Canadian Solar—panouri mono-cristaline—22,00%
- Trina Solar—panouri mono-cristaline—21,60%
La ce se referă eficiența panourilor solare?
Eficiența panourilor solare se referă la cât de bine un panou solar sau fotovoltaic (PV) convertește lumina soarelui în energie. Acest procentaj măsoară energia produsă de panou. Cu cât mai mare este rata de eficiență, cu atât mai multă energie este convertită în electricitate pentru gospodăria dvs. Astfel, panourile solare cu o eficiență de 18% vor converti 18% din energia solară captată în energie.
Procentele de eficiență pentru panourile solare s-au îmbunătățit semnificativ în ultimii zece ani. În 2002, panourile aveau, în medie, un procent de eficiență de 13,6%, iar procentul a ajuns la 19% și chiar 21% în 2021, cu cele mai multe dintre panouri instalate cu un medie de eficiență de 20.1% . Astăzi, eficiența energetică a panourilor solare variază între 16% și 20%. Un procent mai mare de 20% se consideră a fi eficiență înaltă. Producătorii de top de panouri solare (Maxeon, LG, Silfab) realizează panouri solare cu eficiență înaltă.
Care sunt cele mai eficiente tipuri de panouri solare?
Există trei tipuri fundamentale de panouri solare: mono-cristaline, poli-cristaline și cu film subțire. Fiecare dintre aceste tipuri de panouri prezintă un procent de eficiență, beneficii și particularități. Iată informațiile esențiale despre eficiența energetică a acestor tipuri de panouri solare
Panourile mono-cristaline
Panourile mono-cristaline oferă (așa cum am prezentat în tabelul de mai sus) cea mai înaltă eficiență energetică și energie produsă. Cu toate că sunt și cele mai scumpe, beneficiile lor pe timp îndelungat merită investiția inițială consistentă. Panourile mono-cristaline sunt mai compacte și reprezintă soluția ideală pentru casele cu acoperișuri de mici dimensiuni. Ele au un design extrem de atrăgător, cele mai multe fiind negre, pentru a se integra ușor în structura acoperișului. Aceste panouri au cea mai lungă durată de viață.
Iată calitățile fundamentale ale panourilor solare
- Pot avea durată de viață între 25 și 40 de ani, în condiții de mentenanță adecvate
- Ating eficiență energetică între 15% și 20%
- Au un design elegant, curat ce se integrează facil în orice acoperiș
Chiar dacă sunt mai scumpe decât alte tipuri de panouri și au performanță mai scăzută în climatele răcoroase, panourile mono-cristaline sunt mereu o investiție excelentă pentru o proprietate.
Panourile poli-cristaline
Panourile poli-cristaline sunt mai avantajoase ca preț, dar asigură o eficiență mai scăzută și energie produsă. Veți avea nevoie de mai multe panouri decât dacă ați folosi panouri mono-cristaline pentru a susține nevoile energetice ale gospodăriei dvs. Aceste panouri au dimensiuni mai mari și necesită spațiu generos pentru instalare. În plus, panourile poli-cristaline au o nuanță albăstruie care poate să nu se îmbine armonios cu estetica reședinței dvs.
Pe scurt, punctele forte pentru panourile solare sunt:
- Au durată de viață între 25 și 35 de ani
- Sunt mai ieftine decât panourile mono-cristaline
- Performează eficient în zonele cu climat răcoros
Mai evidente pe acoperișuri din cauza nuanței albăstrii și necesitând un număr mai mare pentru instalare, panourile poli-cristaline sunt adecvate clienților cu bugete mai puțin generoase.
Panourile solare cu film subțire
Aceste panouri au cea mai scăzută eficiență energetică și energie produsă dintre toate tipurile de panouri pentru aplicații rezidențiale. Ele nu sunt cea mai bună alegere pentru reședințele cu nevoi mari de energie și sunt recomandate în instalațiile de mai mici dimensiuni, precum garaje sau foișoare. Un avantaj al acestor panouri este că ele performează bine indiferent de umbrire sau temperaturile ridicate. Mai mult, ele sunt negre și se integrează armonios în mai toate decorurile.
Cele mai semnificative calități ale panourilor cu film subțire sunt:
- Se integrează plăcut cu acoperișurile, datorită aspectului lor colorat în negru
- Raportul calitate-preț este excelent
- Funcționează bine cu instalațiile de mici dimensiuni
Panourile solare cu film subțire rezistă doar 10-20 de ani și au cea mai redusă eficiență energetică și producere de energie. Cu toate acestea, ele sunt alegeri excelente pentru aplicațiile amintite.
Care sunt tehnologiile pentru celulele solare?
Tehnologia solară evoluează constant, producătorii fiind mereu preocupați de realizarea unor panouri solare mai puternice și mai eficiente energetic. Există azi un număr de tehnologii care oferă performanță crescută și fiecare dintre ele folosește anumite materiale, design-uri și componente pentru a îndeplini nevoile energetice ale consumatorilor.
Celulele IBC (Interdgitated back contact)
Aceste celule solare au performanțe înalte și un design elegant, cu profil discret. Ele folosesc tehnologie de contact posterior care nu necesită benzi de metal pe partea frontală a celulei panoului. Aceasta înseamnă că ele pot absorbi mai multă lumină solară pe celulă, întrucât nu apare umbrire din cauza benzilor de metal. Celulele solare IBC pot atinge o eficiență energetică și de 29.1%.
Celulele solare PERC (Passivated emitter and rear contact)
Celulele solare PERC au un strat adițional pe spatele celulelor solare tradiționale. Acest strat adițional reflectă lumina în celulă încă o dată, astfel că panoul are ocazia de a mai captura o dată energia luminii solare. Stratul adițional previne absorbția luminii de către folia posterioară de aluminiu—această folie poate reduce eficiența celulei solare pentru că produce căldură adițională. Conform cercetărilor din 2017, celula solară PERC poate atinge eficiență energetică și de 25%.
Celule tăiate pe jumătate
Combinarea tehnologiei celulelor tăiate pe jumătate cu cea prezentă la celulele PERC este un trend în creștere în modulele solare. Celulele tăiate pe jumătate sunt, așa cum sugerează și numele, tăierea celulelor solare standard în jumătate. Astfel, numărul celulelor care pot să încapă pe un panou se dublează. Panourile tradiționale mono-cristaline au, de obicei, 60-72 celule. Panourile cu celule tăiate pe jumătate au între 120 și 144 celule. Prin tăierea celulelor pe jumătate, pierderile de energie de la rezistență este limitată prin reducerea distanței parcurse de energie într-o celulă. Panoul însuși este divizat în două secțiuni și fiecare operează ca un panou separat, permițând unei secțiuni să creeze energie chiar și când cealaltă secțiune este umbrită.
Modulele care utilizează tehnologie half-cut (tăiere pe jumătate) sunt mai tolerante cu temperaturile ridicate față de modulele convenționale. Riscul apariției de puncte fierbinți este redus prin configurarea de diode bypass, optimizată.
Celulele HJT (Heterojunction)
Celulele HJT duc eficiența solară la un alt nivel, întrucât combină tehnologia celulelor solare cristaline din silicon cu celulele cu film subțire. Într-o celulă HJT, celula cristalină din silicon este amplasată între două straturi de silicon amorf. Fiecare dintre cele trei straturi de silicon se combină pentru a capta mai multă energie și a genera mai multă energie folosibilă. Celulele HJT pot atinge o eficiență energetică de 25% și chiar mai mult.
Factori de construcție a panourilor care influențează eficiența acestora
Doi factori structurali vor conta major pentru eficiența panourilor solare—eficiența celulei solare și structura panoului solar.
Eficiența celulei solare
Modulele solare sunt celule solare de mici dimensiuni care convertesc lumina soarelui în electricitate utilizabilă. Acest proces, denumit ca și efectul fotovoltaic, generează curent electric în fiecare celulă solară atunci când este expusă la lumina soarelui. Panourile mono-cristaline și poli-cristaline utilizează această tehnologie de celule solare cristaline, asigurând cel mai înalt nivel de eficiență energetică.
Cu toate că ambele tipuri de panouri utilizează aceeași tehnologie, procesele de generare vor influența eficiența lor. Panourile solare mono-cristaline folosesc celule solare realizate dintr-un singur cristal de silicon. Astfel, suprafața celulei solare este perfectă și generează eficiență mai mare. Cu toate acestea, procesul acesta este mai scump, ceea ce explică prețul mai mare pentru panoul solar mono-cristalin.
Panourile poli-cristaline folosesc mai multe cristale de silicon. Astfel se obține o suprafață mai fracturată, dar procesul este mai ieftin. Panourile de acest tip sunt mai ieftine, dar eficiența energetică este inferioară panourilor mono-cristaline.
Structura panoului solar
Anumite componente ale panourilor solare, precum cablurile, joacă un rol esențial în funcționalitatea lor. Cablarea de proastă calitate duce la mai puțină energie produsă. Cablarea defectă poate și ea să afecteze abilitatea invertorului de a converti energia din sistem. Invertorul are rolul de a converti curentul continuu DC de la soare în curent alternativ AC pentru alimentarea aparaturii electrice din reședință. O cablare ineficientă în timpul instalării poate diminua semnificativ performanța invertorului și reduce abilitatea sistemului de a produce energie suficientă pentru gospodărie.
Partea posterioară a panoului solar afectează și ea producerea de energie de către panou. Dacă panoul este prea reflectiv, nu va absorbi lumină solară în mod eficient, ceea ce va diminua producerea de energie. Mulți producători includ parte posterioară anti-reflectivă pentru a optimiza absorbția de lumină solară.
Factorii de mediu care impactează eficiența panourilor solare
Condiții de mediu adiționale vor influența performanța panourilor solare. Iată care sunt cei mai semnificativi dintre aceștia:
Iradierea
Iradierea se referă la cantitatea de energie solară care atinge un metru pătrat de suprafață pe secundă. Este măsurată folosindu-se condiții de testare standard și nu include alți factori care ar putea afecta eficiența. Ca și reper, panourile solare care operează sub iradiere de 1251250W/m2 au producție mai bună decât cele care funcționează sub iradiere de 750W/m2.
Temperatura, climatul
Temperaturile mai mici tind să ajute sistemul de energie solară să ofere mai mult voltaj la eficiență înaltă. Cu toate acestea, dacă sistemul este instalat într-o zonă cu multe zile înnorate, va produce mai puțină energie. Totodată, depunerile de zăpadă de pe panouri vor reduce energia generată de panourile solare.
În mod surprinzător, temperaturile înalte pot și ele să diminueze eficiența solară. Pe măsură ce temperaturile cresc, voltajul și puterea produsă de panourile solare vor descrește. Cânt temperatura este mai mare de 25°C, panourile solare generează mai puțină energie din cauză că eficiența este mai mică. Panourile solare sunt testate în condiții de temperatură standard de 25°C. Atunci când căutați panouri solare, examinați coeficientul de temperatură din specificațiile tehnice ale panoului. Acesta vă va spune cât de multă putere un panou solar va pierde când temperatura depășește 25°C.
Umbrirea
Atunci când planificați sistemul de energie solară, aveți grijă ca modulele fotovoltaice să nu fie umbrite de copaci sau clădiri din apropiere. Umbrirea poate să diminueze capacitatea de absorbție a luminii solare, necesară pentru conversie.
Zonele fierbinți, cauzate de umbrirea parțială, pot diminua mult performanța modulelor PV (fotovoltaice). Efectul de punct fierbinte este unul dintre motivele cele mai frecvente pentru care cedează panourile solare. Celulele umbrite parțial nu pot produce energie, în timp ce alte celule vor opera la fel ca de obicei pentru a genera curent. Prin urmare, curentul generat de celulele neumbrite nu va trace prin celulele umbrite și va duce la căldură concentrată. Supra-încălzirea va duce, în cele din urmă, la puncte fierbinți care pot distruge celulele adiacente și chiar întregul modul.
Celule cu diode pe bypass și cele tăiate pe jumătate suportă diferite efectele umbririi. Spre exemplu, la celulele cu diode bypass, cele 6 șiruri de celule nu vor mai funcționa întrucât curentul nu mai poate trece prin zona umbrită.
La un model cu tehnologie half-cut, însă, efectul umbririi este mult diminuat. Panoul cu celule half-cut este împărțit pe jumătate și conține grupuri de serii de celule cu diodele bypass la mijloc. Jumătate din panoul solar este umbrită și se oprește din funcționare. Celelalte 3 serii de celule vor produce, în continuare, 50% mai multă energie decât un modul tradițional. Celulele care funcționează distribuie căldura excesivă pentru a diminua riscul apariției de zone fierbinți.
Orientarea și înclinarea panourilor solare
Modul în care sunt amplasate panourile pe acoperiș pot impacta semnificativ eficiența lor. Această poziționare se referă la orientare, respectiv direcția pe care panourile o au în cea mai mare parte a timpului. În emisfera nordică, se recomandă ca panourile solare să fie orientate spre sud sau vest pentru a beneficia de cea mai bună expunere la soare.
Poziționarea cât mai bună pentru panourile solare este doar o parte pentru maximizarea performanței. Înclinarea joacă și ea un rol important. Dacă este posibil, panourile trebuie înclinate la un unghi spre soare și să nu fie dispuse plat, la orizontală. Panourile solare trebuie montat cu un unghi de înclinare de minim 20 de grade spre soare. Spre exemplu, panourile solare montate la sol sunt întotdeauna poziționate cu suporturi înclinate.
Acoperișurile îndreptate spre sud oferă cea mai bună orientare pentru eficiența panourilor solare. Spre exemplu, reședințele din USA sunt orientate cu fața spre Ecuator, beneficiind maxim de lumina soarelui. Casele orientate spre est sau vest beneficiază și ele de lumină solară, dar nu ating aceleași performanțe de eficiență. Casele orientate spre nord nu sunt potrivite panourilor solare, întrucât beneficiază de lumină solară limitată.
Unghiul de înclinare a acoperișului este și el important pentru eficiența sistemului cu panouri solare. Ideal, panourile trebuie să fie poziționate la unghiuri între 30 și 45 de grade. Multe companii solare determină cel mai bun unghi de înclinare pentru panouri în funcție de latitudinea gospodăriei. Ajustări adiționale vor fi realizate în funcție de locație, condițiile meteo și zonele din jur.
Depunerile de praf
Acumularea de polen, praf, zăpadă și alte substanțe restricționează accesul soarelui la panourile solare, diminuând performanțele acestora. Cu toate că panourile solare sunt curățate în mod natural de ploaie, este necesară curățarea detaliată a depunerilor de murdărie, când nu sunt îndepărtate în mod natural.
Condițiile meteo
Condițiile meteo joacă un rol semnificativ în performanța și eficiența panourilor solare. Performanța de vârf pentru panourile solare are loc în zilele însorite. Dacă locuiți într-o zonă cu vreme noroasă sau puțin soare, panourile vor funcționa în continuare, dar nu vor atinge eficiența maximă pe care o pot atinge în condiții ideale. Proprietarii din zonele de munte, cu multă zăpadă pot constata o scădere în performanțele panourilor, din cauza depunerilor de zăpadă. Cu toate că panourile sunt construite să reziste fenomenelor extreme, suprafața panourilor poate fi distrusă de furtunile puternice.
De ce panourilor solare cu eficiența energetică constituie o bună investiție
Instalarea de panouri solare necesită o investiție substanțială, astfel că proprietarii trebuie să fie siguri că proprietatea lor are nevoie de un sistem de energie solară. Cu toate că stimulentele de la stat pot ajuta la diminuarea cheltuielilor, nu vă doriți să investiți într-un sistem de energie solară dacă acesta nu va reduce consumul de energie în timp. Considerați următoarele aspecte înainte de vă angrena într-un proces de instalare de panouri solare.
Perioadă de rambursare mai rapidă
Panourile solare înapoiază investiția inițială în 6-10 ani. Cu cât generați mai multă energie curată, cu atât mai mulți bani veți salva, ceea ce face investiția inițială extrem de profitabilă. Investind într-un sistem de înaltă eficiență veți plăti mai puțin pentru facturile la electricitate și veți avea o perioadă de rambursare ceva mai rapidă.
Proiecte de energie solară mai mici
Panourile solare cu eficiență înaltă vă permit să reduceți dimensiunile pentru instalația de pe acoperiș. Panourile mono-cristaline oferă o eficiență excelentă și au producere excelentă prin comparația cu alte tipuri de panouri solare. Spre exemplu, veți avea nevoie de mai multe panouri poli-cristaline pentru a îndeplini nevoile de electricitate pentru gospodăria dvs. Dacă, în schimb, aveți spațiu generos pe acoperiș și nevoile de energie sunt reduse, panourile poli-cristaline sunt excelente opțiuni.
Suplimentare solară
Sistemele de energie solară eficiente pot genera mai multă energie decât are nevoie o casă. Sunt posibile programe de măsurare pentru rețea care permit consumatorilor să vândă excesul de energie înapoi în rețea în schimbul unor credite. Se poate aplica pentru aceste credite pentru facturile de energie din viitor sau pentru o plată anuală. Instalarea unei baterii este alternativa viabilă dacă nu sunt posibile astfel de rambursări.
Bateriile solare vă permit să stocați energia adițională pentru utilizare în zilele înnorate, în timpul căderilor de tensiune, sau pe timpul nopții. Bateriile solare pot oferi economisiri de energie în perioadele în care prețurile la energia tradițională sunt mari, ceea ce ajută la economisirile în timp. Pentru a extinde capacitatea de economisi energia panourilor solare.
Analizați casa și zona înconjurătoare
Panourile solare funcționează cel mai bine în zonele cu multă lumină solară, fără obstrucții în jur. Analizați pe îndelete zona în care locuiți înainte de a investi în panouri solare. Dacă experimentați frecvent zile înnorate sau vreme potrivnică, economisirea prin energie solară nu va fi semnificativă sau rentabilă. Va fi nevoie să îndepărtați copacii din jur pentru a pregăti instalarea panourilor solare. În plus, nu uitați de orientarea casei și spațiul disponibil pe acoperiș.
Folosirea energiei
Trecerea la energie solară vă va ajuta să reduceți facturile de electricitate, deoarece energia curată costă mai puțin decât cea pe bază de combustibili. Dacă facturile la curent sunt, însă, rezonabile, economisirile prin energia solară nu vor fi substanțiale. Vă recomandăm să analizați facturile lunare la curent pentru a calcula media costurilor anuale. Dacă cheltuielile curente sunt reduse, panourile solare pot să nu fie cea mai bună alegere. Companiile solare de top oferă estimări de costuri prin revizuirea cheltuielilor lunare pentru energie, pentru a determina dacă panourile solare vor genera economisiri importante sau nu.
Stimulentele pentru energie solară
Consumatorilor le este recomandat să analizeze varianta stimulentelor de la stat pentru a reduce costurile de instalare a unui sistem de energie solară. Aceste credite și reduceri din partea statului există. Colectați cât mai multe informații în acest sens.
Cum puteți crește eficiența energetică a panourilor solare
Cu toate că vârsta și starea fizică influențează eficiența sistemului de energie solară, tehnologiile curente fac panourile mai noi mai eficiente decât modele mai vechi. Diverse aspecte vor influența eficiența panourilor solare.
Lucrările de curățare
Curățarea regulată a poate ajuta sistemul de energie solară să producă energie la capacitatea sa maximă. Praful, pământul, mizeria de la păsări, frunzele și alte tipuri de particule de praf pot diminua eficiența panourilor solare.
Profesioniștii din domeniu sugerează curățarea sistemului de panouri solare până la 4 ori pe an pentru a le menține în stare de funcționare optimă, timp de 15-20 de ani. În funcție de locație, va fi posibil să amânați această perioadă până la 6 luni, mai ales dacă locuiți într-o zonă care nu are probleme majore de poluare, praf. Dacă, însă, constatați praf pe panourile solare, va trebui să le curățați mai des.
Instalarea corectă
Fie că veți apela la o firmă specializată, fie veți monta singur panourile solare, urmăriți ca panourile solare să fie corect instalat. Dacă nu sunt montate corect, pe partea bună a acoperișului, veți constata o diminuare a eficienței panourilor solare. Este o idee bună să nu instalați panourile solare în zonele cu umbră.
Dacă locuiți într-o zonă cu brazi înalți, casa dvs. s-ar putea să nu fie cel mai bun candidat pentru instalarea unui sistem de energie solară. Consultați o firmă specializată pentru a înțelege dacă un sistem cu panouri solare este o soluție pentru reședința dvs. sau nu. Luați în calcul folosirea unui concentrator solar—un echipament adițional care concentrează radiația la un punct focal pentru a produce electricitate. Acesta mărește cantitatea de lumină solară care ajunge la celulele solare.
Poate amplifica tehnologia eficiența energetică a panourilor solare?
Progresele din tehnologie au ameliorat constant eficiența panourilor solare. Dar oare tehnologia nouă va face panourile solare mai eficiente ca în trecut? Răspunsul este DA. Este important să ne amintim că primele module solare aveau o eficiență de doar 6%.
Producătorii de panouri solare au reușit să realizeze panouri solare care au crescut în eficiență, ajungând și la 50%, iar cele mai multe panouri comerciale ating azi o eficiență de 20%. Spre exemplu, se anticipează că panourile cu cristal Perovskite vor crește eficiența energetică la o medie de 33-40%. Multe materiale semiconductoare pot fi folosite pentru panourile fotovoltaice, precum silicon, CIGS (un tip de cupru), CdTe (un tip de cadmiu) și alte tipuri de materiale care pot crește eficiența panourilor solare.
Modelele bi-fațetate pot colecta lumină pe ambele părți ale panourilor, în timp ce un concentrator fotovoltaic (CPV) poate contribui și el la creșterea eficienței panourilor solare. Tehnologia CPV folosește optice convenabile la preț pentru a trimite lumină pe celule solare mai mici, în timp ce celulele solare PERC devin opțiuni din ce în ce mai populare.
Cu toate acestea, eficiența energetică trebuie pusă în balanță cu materialele folosite. De aceea, tehnologia cu cristale Perovskite pare extrem de promițătoare, panourile de acest gen având costuri reduse de producție. Îmbunătățirea materialelor va putea, la rândul ei, să optimizeze reciclarea panourilor fotovoltaice—actualmente rata de reciclare a acestora este extrem de redusă.
