Zmieniające się parametry pracy modułów fotowoltaicznych (głównie napięcie i prąd) mają coraz większe znaczenie na dobór pozostałych elementów systemów fotowoltaicznych, takich jak falowniki, kable, wtyczki oraz zabezpieczenia.
1. Sprawność modułu fotowoltaicznego
Sprawność modułu fotowoltaicznego pokazuje, jak efektywnie działa moduł. Im wyższa sprawność, tym więcej energii słonecznej moduł zamienia na energię elektryczną. Sprawność modułów monokrystalicznych wynosi obecnie od 20 do 22,5%, przy czym ta druga wartość odnosi się do modułów wykonanych w technologii bifacialowej (moduły posiadające płytki krzemowe z dwóch stron modułu). Jednocześnie wraz ze wzrostem mocy modułów fotowoltaicznych wzrastają również napięcia falownika (napięcie obwodu otwartego oraz napięcie MPP), które muszą być wzięte pod uwagę przy dobieraniu konfiguracji modułów fotowoltaicznych (w odniesieniu do napięcia jakie może zostać podłączone do wejścia DC falownika). Zwykle takie napięcia wynoszą 500 V DC dla falowników jednofazowych oraz 1000 V DC dla falowników trójfazowych.
2. Rozmiar i wydajność modułów
Rozmiary modułu fotowoltaicznego odgrywają ważną rolę przy wyborze modułów. Dzięki różnym rozmiarom modułów fotowoltaicznych można je doskonale dopasować do dostępnej powierzchnia dachu budynku, na którym na powstać instalacja fotowoltaiczna. Na przykład w przypadku małych lub skośnych dachów sensowne może być zainstalowanie kilku małych modułów (z uwagi na ograniczenia powierzchniowe), aby uzyskać maksymalną moc na dachu. W przypadku modułów ramowych ciężar jednego kWp modułów wynosi ok. 51 kg/kWp (sprawność 20,7 %, moc 400 Wp) lub 52 kg/kWp (sprawność 21,4 %, moc 600 Wp). Tak więc ciężar jednostkowy instalacji fotowoltaicznej w obydwu przypadkach jest podobny, niezależnie od mocy modułów (w przypadku modułów o większych mocach nieco lżejszy będzie ciężar konstrukcji wsporczej). Przy czym moduły o większych rozmiarach z uwagi na ich większy ciężar trudniej będzie montować na wysokości.
3. Wysokowydajne panele fotowoltaicznej
Panele fotowoltaiczne wykonane w technologii bifacial składają się z dwóch warstw szkła, pomiędzy którymi umieszczone są ogniwa słoneczne. Są one trwalsze i bardziej odporne na wpływy środowiska, gdyż są mniej podatne na wilgoć i wahania temperatury (szkło jest bardziej odporne od folii). Sprawność takich modułów może być nawet 30 % wyższa od modułów w technologii monofacial (jednostronne). Przy czym ta sprawność zależy od rodzaju powierzchni od której będzie odbijane promieniowanie słoneczne padające na płytki krzemowe znajdujące się na tylnej stronie modułu.
W przypadku modułów wykonanych w technologii biflacial na tylnej stronie modułu fotowoltaicznego występują płytki krzemowe dzięki którym panel ma podwyższoną wartość prądu (może osiągać wartość rzędu 17-18 A). Niestety w przypadku takich paneli musimy zwrócić uwagę na prawidłowy dobór falownika, gdyż możemy go bardzo łatwo uszkodzić (niewiele falowników dostępnych na rynku może przyjąć prądy z modułów posiadających prądy ponad 16 A). Plusem takich modułów jest fakt, że zimą ta tylna strona modułów przyczynia się do topnienia śniegu i tym samym występuje szybsze czyszczenie panelu ze śniegu.
Zapraszam również do skorzystania z kalkulatora doboru parametrów modułów fotowoltaicznych:
4. Cena a wydajność modułów fotowoltaicznych
Na rynku najczęściej wykorzystywany wskaźnik jest cena odnosząca się do mocy jednostkowej modułu (EUR/Wp), przy czym oczywiście im większa jest moc modułu, tym niższa będzie cena jednostkowa modułu. Zwykle im większa powierzchnia czynna modułu tym niższa cena jednostkowa modułu (moduły o większych mocach mają mniejszy udział jednostkowy materiałów takich jak aluminium, folia, szkło.. Aby porównać moduły, wystarczy podzielić moc modułu przez jego pole powierzchni. Otrzymany wskaźnik umożliwia szybkie i bezpośrednie porównanie ze sobą różnych modułów i wtedy może się okazać, że moduły o dużych mocach mają podobny wskaźnik do modułów o mniejszych wymiarach. Duże rozmiary modułów mogą przysporzyć trudności przy ich montażu, a dodatkowo mogą być z nimi problemy przy obciążalności śniegiem.
5. Wygląd zewnętrzny
Przy wyborze modułów ważnym elementem jest również ich wygląd. Większość modułów ma srebrną lub czarną ramę i białą tylną ścianę (wykonaną z folii). Na rynku Istnieją również moduły całkowicie czarne, które mają czarną ramę i czarną tylną ścianę. Jednakże czarne moduły łatwiej się nagrzewają, co negatywnie wpływa na ich wydajność. Ponadto można spotkać również moduły szkło-szkło, które zwykle są przezroczyste między ogniwami i doskonale nadają się w sytuacji, gdy chcemy aby promienie słoneczne przynajmniej częściowo przenikały przez moduł fotowoltaiczny (carpoty, dachy spełniające rolę świetlików, rolnictwo).
6. Gwarancja producenta
Producenci oferują dwa rodzaje gwarancji na swoje moduły fotowoltaiczne. Pierwsza gwarancja jest gwarancją produktu i nakłada na producenta odpowiedzialność w przypadku wad modułu i jest wymagana przez prawo.
Druga gwarancja odnosi się do wydajności i oznacza, że moc nominalna modułów fotowoltaicznych będzie zapewniona na z góry określonym poziomie. Zwykle przy 90% wydajności udzielana jest 10-letnia gwarancja. Gwarancja 80% mocy znamionowej na kolejne 10 do 15 lat. Tym samym całkowity okres gwarancji wydajności wynosi od 20 do 25 lat (gwarancja na wydajność). Wyjątkiem są moduły wykonane w technologii szyba-szyba, których gwarancja wydajności jest dłuższa (sięga nawet 30 lat).
Na rynku modułów fotowoltaicznych szczególnym zaufaniem klientów cieszą się moduły Tier 1. Producenci Tier 1 są regularnie audytowani przez firmę Bloomberg i najczęściej wybierani są na wielkopowierzchniowe farmy fotowoltaiczne.
7. Obciążenie wiatrem i śniegiem
Wiatr i śnieg powodują problemy dla modułów fotowoltaicznych, ponieważ mogą wywołać mikropęknięcia w module. Takie mikropęknięcia zmniejszają wydajność oraz przyczyniają się do powstawania tzw. Hot Spotów. Dlatego aby zapobiegać powstawaniu mikropęknięć, przy wyborze modułów fotowoltaicznych należy uwzględnić obciążalność modułów wiatrem i śniegiem. Obciążenia wiatrem i śniegiem mierzone są zwykle w Paskalach. Najniższe obciążenie śniegiem wynosi co najmniej 2400 Pa. W przypadku terenów, gdzie występują duże opady śniegu (tereny górskie), wtedy warto zaplanować moduły posiadające obciążalność na poziomie 5400 Pa. Szczególnie przy modułach o dużych wymiarach warto zwrócić się z zapytaniem o dedykowaną dla nich konstrukcję wsporczą (duże moduły mogą łatwo ulec uszkodzeniu przy niewłaściwym ich montażu)
8. Ciężar modułów fotowoltaicznych
Tradycyjne moduły ramowe w wykonaniu monofacial (płytki z jednej strony) mają ciężar wynoszący ok. 20 kg/moduł (ok. 10,6 kg/m2, moc 400 Wp). W przypadku modułów bifacialowych ciężar może osiągać wartość conajmniej 31 kg/moduł (11,3 kg/m2, moc 600 Wp). Moc modułu nie jest wystarczającym parametrem do prawidłowej oceny modułu (większa moc to po prostu większe wymiary oraz ciężar całkowity modułu, co może być uciążliwe w trakcie montażu, na przykład na dachu budynku).
Panel elastyczny o mocy 150 Wp waży zaledwie 3,0 kg/moduł (ok. 2,7kg/m2, moc 150 Wp), co czyni go idealnym rozwiązaniem tam, gdzie instalacja paneli ramowych jest niemożliwa do zastosowania, a zapotrzebowanie na energię elektryczną jest duże. Przykładowo, jeśli instalacja ma powstać na dachu, który posiada niski zapas obciążalności (nie został zaprojektowany z dużym przewymiarowaniem), wtedy panele elastyczne są świetnym rozwiązaniem. Panele elastyczne mogą być również montowane na balkonie, czy też na kamperze.
Wraz z postępem technologicznym jaki pojawił się w ostatnich latach w obszarze produkcji zarówno modułów fotowoltaicznych jak i inwerterów fotowoltaicznych bardzo ważny jest prawidłowy ich dobór. Jest to bardzo ważne ze względu na możliwość uszkodzenia zarówno inwerterów fotowoltaicznych, jak również różnych elementów dodatkowych takich jak zabezpieczenia przepięciowe, rozłączniki.
