najbardziej wydajne panele fotowoltaiczne na rynku

Najbardziej wydajne panele fotowoltaiczne 2023

Spis treści

Wydajność paneli fotowoltaicznych określa jaka część energii w postaci światła słonecznego może zostać przekształcona w energię elektryczną.

Wyższa wydajność paneli słonecznych zastosowanych w systemie fotowoltaicznym przełoży się na wyższy roczny uzysk energii elektrycznej. Dla przykładu: panel słoneczny o sprawności 20% i powierzchni 1 m2 będzie produkował 200 kWh/rok w standardowych warunkach testowych – promieniowanie słoneczne o wartości 1000 W/m2 przez 2,74 godziny dziennie.

Zazwyczaj panele fotowoltaiczne wystawione są na działanie promieni słonecznych przez dłuższy czas w ciągu dnia, ale natężenie promieniowania słonecznego jest mniejsze niż 1000 W/m2. Panel słoneczny wyprodukuje więcej energii w bezchmurny dzień, gdy słońce znajduje się wysoko na niebie (lato) i mniej w warunkach pochmurnych lub gdy słońce będzie nisko na niebie (zimą) [1].

 

Największa wydajność ogniw słonecznych – wyścig trwa

W sieci często pojawiają się artykuły z krzykliwymi nagłówkami „Naukowcy pobili rekord świata”, „Nowy rekord wydajności ogniwa fotowoltaicznego” etc. Co jednak one oznaczają dla nas w praktyce? Na Rys. 1. przedstawiono rekordowe wyniki sprawności ogniw fotowoltaicznych.

najbardziej wydajne panele fotowoltaiczne
Rys. 1. Wykres przedstawiający rekordowe wyniki wydajności ogniw słonecznych [2].
Ogniwa podzielono na kategorie uwzględniając przy tym materiały, z których zostały wykonane, a także technologie. Jak widać na przestrzeni lat nieustannie konkurują ze sobą zarówno naukowcy, jak i duże firmy fotowoltaiczne. Które kategorie mają dla nas największe znaczenie? Jaka jest maksymalna wydajność dostępnych dla nas paneli fotowoltaicznych?

 

Rekordowa wydajność 47,6% tylko w warunkach laboratoryjnych

Naukowcy z Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) ustanowili nowy rekord wydajności ogniw słonecznych wynoszący 47,6%. Tak wysoki wynik został osiągnięty wartości odpowiadającej 665 słońc, dzięki udoskonaleniom w czterowarstwowej powłoce antyrefleksyjnej.

Konwencjonalne ogniwa słoneczne wykonane z krzemu mogą absorbować światło słoneczne tylko do długości fali 1200 nanometrów, ale rekordowe ogniwo słoneczne Fraunhofer ISE  (wykonane z fosforku indu galu (GaInP) i arsenku galu (AlGaAs), dołączone do dolnego tandemowego ogniwa słonecznego wykonanego z fosforku indu galu (GaInAsP) i arsenku indu galu (GaInAs)) zdołało rozszerzyć zakres do 1780 nanometrów.

Rekordowe ogniwo fotowoltaiczne wykonane przez Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems
Rys. 2. Rekordowe ogniwo fotowoltaiczne wykonane przez Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems.

„W naszych badaniach dążymy do tego, aby fotowoltaika była jeszcze bardziej wydajna i konkurencyjna, ponieważ wierzymy, że ze wszystkich źródeł odnawialnych jest to najbardziej zrównoważona forma wytwarzania energii elektrycznej” – dodał dr Frank Dimroth – dyrektor departamentu odpowiedzialnego za projekt [3].

 

Ogniwo słoneczne o rekordowej sprawności 39,5% w warunkach oświetlenia „1-słońca”

Naukowcy z National Renewable Energy Laboratory (NREL) Departamentu Energii USA stworzyli ogniwo słoneczne o rekordowej sprawności 39,5% przy globalnym oświetleniu 1-słońca. Jest to najwyższa wydajność ogniwa słonecznego jakiegokolwiek typu, mierzona przy użyciu standardowych warunków 1-słonecznych.

„Nowe ogniwo jest bardziej wydajne i ma prostszą konstrukcję, która może być przydatna w wielu nowych zastosowaniach, takich jak aplikacje o ograniczonej powierzchni lub aplikacje kosmiczne o niskim promieniowaniu” – powiedział Myles Steiner, starszy naukowiec w NREL’s High-Efficiency Crystalline Photovoltaics (PV) Group i główny badacz projektu.

Szczegóły dotyczące rozwoju projektu zostały przedstawione w artykule „Triple-junction solar cells with 39.5% terrestrial and 34.2% space efficiency enabled by thick quantum well superlattices”, który ukazał się w majowym wydaniu czasopisma Joule [4].

Budowa ogniwa stworzonego przez naukowców z National Renewable Energy Laboratory
Rys. 3. Budowa ogniwa stworzonego przez naukowców z National Renewable Energy Laboratory (NREL).

 

Naukowcy z NREL poprzednio ustanowili rekord w 2020 roku, uzyskując 39,2% sprawne sześciozłączowe ogniwo słoneczne z wykorzystaniem materiałów III-V.

 

Najbardziej wydajne panele fotowoltaiczne dostępne na rynku

Bardzo wysoką sprawnością może pochwalić się model Longi LR7-72HTH-590M z serii Hi-MO 6 o mocy 590 W. Panel zbudowany jest w technologii p-type oraz Hybrid Passivated Back Contact (HPBC). Ten model ma sprawność na poziomie 22,8%. [5]

W 2023 roku JinkoSolar ogłosiło, że wprowadza na rynek pierwszy moduł, który przekroczył bariwrę sprawności 23%. Model Tiger Neo w najlepszym wariancie ma osiągać sprawność 23,23%. Omawiany model zbudowany jest z ogniw TOPCon n-type i osiągać moc 615W.

Wśród wielu dostępnych na rynku modułów fotowoltaicznych na szczególną uwagę zasługują moduły niemieckiej firmy Bauer Solartechnik model BS-540-144M10HBB-GG o mocy 540W. Panele zbudowane są z 144 półogniw z krzemu n-type w technologii half-cut. Taka budowa zapewnia wysoką wydajność również w niesprzyjających warunkach pogodowych. Sprawność modułu jest na poziomie 20,9%, jednak moduł zbudowano w technologii bifacjalnej, która pozwala na dodatkową produkcję energii elektrycznej ze spodniej części modułu. Panel pomyślnie przeszedł testy ognioodporności, a także posiada liczne certyfikaty, jak: IEC 61215, IEC 61730. O wyjątkowości modułów Bauer świadczy niespotykanie wysoka 30-letnia gwarancja produktowa oraz 30-letnia gwarancja liniowa.

panele fotowoltaiczne bauer solar 385 w
Rys. 4. Technologia bifacjalna zastosowana w modułach fotowoltaicznych firmy Bauer Solar.

 

 

Źródła:

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Solar-cell_efficiency

[2] https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html

[3] https://www.ise.fraunhofer.de/en/press-media/press-releases/2022/fraunhofer-ise-develops-the-worlds-most-efficient-solar-cell-with-47-comma-6-percent-efficiency.html

[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S254243512200191X?via%3Dihub

[5] https://www.gramwzielone.pl/energia-sloneczna/109791/pierwszy-panel-fotowoltaiczny-o-sprawnosci-powyzej-23-procent

 

Udostępnij
Facebook
Twitter
LinkedIn
Pinterest
Reddit
Email

Ostatnio dodane w sklepie

Czytaj również

mój prąd dofinansowanie

Dofinansowania

Programy dofinansowań do fotowoltaiki Nazwa programu Dla kogo? Wsparcie Zakres Termin składania wniosku Mój Prąd Osoby

Więcej »

Logowanie

Nazwa użytkownika lub adres e-mail *
Hasło *