Jaki wybrać panel fotowoltaiczny
LMVGroup Często inwestor staje przed dylematem jaki wybrać panel fotowoltaiczny. Jak porównać między sobą poszczególne modele i którą ofertę wybrać? Dziś postaramy się przybliżyć najistotniejsze dane z kart technicznych i wskazać na co szczególnie warto zwrócić uwagę.
Generacje modułów PV
Na rynku wciąż dominują moduły fotowoltaiczne pierwszej generacji. Fakt, że są one pierwszej generacji wcale nie oznacza, że są gorsze. Wręcz przeciwnie – dominująca pozycja o czymś świadczy. Panele fotowoltaiczne pierwszej generacji są wykonane w oparciu o ogniwa krzemowe mono i polikrystaliczne. Druga generacja, to moduły cienkowarstwowe zbudowane z ogniw zrobionych np. z krzemu amorficznego. Trzecia generacja natomiast to panele barwnikowe. Moduły mono i poli krzemowe wygrywają walkę o rynek głównie dlatego, że są nieustannie udoskonalane. Przez to ich moc znamionowa rośnie, a cena spada. Ogromne zapotrzebowanie światowego rynku na nowe moce fotowoltaiki powoduje, że teoretycznie do wyboru mamy tysiące modeli modułów fotowoltaicznych. W praktyce nasz wybór ogranicza się do tego, co zaproponują firmy instalatorskie. Jednak specjalistyczny język techniczny może nie być dla wszystkich zrozumiały. Zatem jaki wybrać panel fotowoltaiczny i na co więc warto zwrócić uwagę?
Warunki STC i NOCT
Aby ułatwić porównywanie ze sobą poszczególnych modeli modułów fotowoltaicznych i aby dane były miarodajne, wszystkie moduły testowane są w warunkach STC (Standard Test Condition). Oznacza to, że moduły poddawane są testom przy natężeniu promieniowania słonecznego wartości 1000 W/m2, przy temperaturze ogniw 25 stopni Celsjusza oraz przy spektrum promieniowania dla grubości atmosfery równej 1,5. Moduły fotowoltaiczne poddawane są też dodatkowemu testowi. NOCT – Normal Operating Cell Temperature to test, który bardziej przypomina rzeczywiste warunki pracy paneli fotowoltaicznych. W tym przypadku natężenie promieniowania wynosi 800 W/m2, temperatura otoczenia to 20 stopni Celsjusza, a spektrum promieniowania jest takie samo jak w STC. Dodatkowym parametrem jest prędkość wiatru wynosząca 1 m/s. Moc modułów uzyskana w warunkach STC oznaczana jest symbolem Wp.
Producenci zazwyczaj podają dane elektryczne dla obydwu testów przykłady prezentują poniższe obrazki
Karty techniczne
Karty techniczne prezentują wiele danych elektrycznych, które nie wszystkim muszą cokolwiek mówić. Postaramy się przybliżyć najistotniejsze naszym zdaniem informacje, na które warto zwrócić uwagę. Najpierw moc szczytowa, którą osiąga moduł w wyznaczonych warunkach (STC lub NOCT).
Poniżej mocy prezentowany jest cały szereg danych prądowych i napięciowych. Są to jednak informacje istotne dla projektanta, który aby poprawnie skomponować system fotowoltaiczny, powinien wziąć je pod uwagę. Kolejna informacja to sprawność modułu.
I tu warto na chwilę się zatrzymać, ponieważ w temacie sprawności krąży wiele niedomówień. Sprawność generalnie odnosi się do tego ile jesteśmy w stanie uzyskać mocy z 1 m2. Na przykład jeśli nasz moduł ma sprawność 16 % oznacza to, że z 1 m2 możemy uzyskać 160 Wp (warunki STC). Zatem jeżeli mamy do wyboru dwa moduły o mocy znamionowej 270 Wp każdy – i jeden z nich ma sprawność 16.6 %, a drugi 16.9 %, to nie oznacza to wcale, że ten drugi pozyska dla nas więcej energii. Oznacza to, że moduł z wyższą sprawnością jest po prostu odrobinę mniejszy. Czasami producenci podają również sprawność dla samych ogniw. Zasada rozumienia jej znaczenia pozostaje ta sama. Kolejna informacja to tolerancja mocy.
Parametr ten mówi nam, że moc tego modułu faktycznie wynosi min. 270 Wp (oczywiście w warunkach STC i w pierwszych dniach pracy). W tym konkretnym przypadku może wynieść nawet 275 Wp. Gdyby tolerancja mocy była także ujemna, to mogłoby się okazać, że kupując moduł 270 Wp mamy w rzeczywistości 265 Wp. W praktyce bardzo trudno już spotkać nowe moduły bez wyłącznie dodatniej tolerancji mocy.
Poniżej będziemy kontynuować zagadnienia związane z analizą karty technicznej. Piszemy m.in. o współczynnikach temperaturowych i klasach ogniw. Mamy nadzieję, że ułatwi to decyzję o tym, jaki wybrać panel fotowoltaiczny do swojej elektrowni fotowoltaicznej.
Współczynniki temperaturowe
Kontynuujemy temat, który ma przybliżyć inwestorom jaki wybrać panel fotowoltaiczny. Na początek przyjrzymy się współczynnikom temperaturowym, które zazwyczaj na karcie technicznej modułu opisane są tak, jak na poniższym obrazku.
Panele fotowoltaiczne zainstalowane są na zewnątrz, zatem pracują w zmieniającym się, również pod względem temperatury, środowisku. Współczynniki temperaturowe opisują to, w jaki sposób zmieniać się będą wartości elektryczne w różnym zakresie temperatur, z jakimi zmierzą się panele fotowoltaiczne. W rzeczywistości, wartość docierającego do paneli fotowoltaicznych promieniowania słonecznego ma decydujący wpływ na prąd. Natomiast temperatura ma przede wszystkim wpływ na napięcie. Prąd x napięcie daje nam moc chwilową modułu fotowoltaicznego. Zatem napięcie ma istotne znaczenie dla zysków energetycznych. Wartości prądowe i napięciowe wskazane w karcie katalogowej wyznaczone są w warunkach STC, czyli przy temperaturze ogniw 25 OC. Każda zmiana temperatury wpływa na zmianę tych wartości – głównie napięcia. Z punktu widzenia inwestora najistotniejszy jest parametr Pmax.
Mówi on nam o tym o ile zmieni się moc modułu przy zmianie temperatury powyżej 25 OC. Jak widać ma on wartość ujemną. Także, wbrew pozorom, wraz ze wzrostem temperatury moc modułów fotowoltaicznych spada. Obecnie produkowane moduły fotowoltaiczne mają współczynnik Pmax ok. -0,4% /OC. Zatem jaki wybrać panel fotowoltaiczny ? Oczywiście im bliżej zera znajduje się ta wartość, tym lepsza charakterystyka pracy i wyższe zyski energetyczne. Istotna jest również temperatura ogniw w warunkach NOCT, czyli zbliżonych do rzeczywistych warunków pracy paneli fotowoltaicznych.
Ta wartość mówi nam o tym, jak bardzo nagrzewają się ogniwa w warunkach NOCT. Im niższa, tym lepiej. Obecny standard to ok. 45OC.
Klasa ogniw i współczynnik wypełnienia
Generalnie ogniwa fotowoltaiczne podzielone są na trzy klasy, A,B i C. Niejednorodne ogniwa z wyraźnymi różnicami w odcieniu, bądź widocznymi skazami, mogą świadczyć o tym, że jest to najniższa klasa. W praktyce jednak, tylko podejrzanie tanie oferty będą wykonane w oparciu o ogniwa inne niż klasa A. Bardziej dociekliwy inwestor może pokusić się o sprawdzenie klasy ogniw obliczając współczynnik wypełnienia tzw. FF (fill factor). FF ustala się dokonując podziału mocy rzeczywistej przez moc pozorną. W tym celu należy skorzystać ze wzoru : FF = (Vmp x Imp) / (Voc x Isc). Potrzebne dane znajdziemy w karcie technicznej modułu.
W naszym przypadku będzie to wyglądało następująco (30.6 x 8.50)/(37.9 x 8.98) = 260,1 / 340,34 = 0,76. Ogniwa klasy A mają współczynnik wypełnienia powyżej 0,75.
Diody bocznikujące (by pass)
Diody bocznikujące są istotnym wyposażeniem modułu fotowoltaicznego. Dzięki nim ograniczane są straty związane z częściowym zacienieniem paneli fotowoltaicznych o czym przeczytacie w artykule Zacienienie instalacji fotowoltaicznej.
Generalnie im więcej diod, tym lepiej. Obecnym standardem rynkowym są 3. Informacje na ich temat znajdziemy zazwyczaj w części opisującej parametry mechaniczne.
Gwarancje
Często można usłyszeć, że na panele fotowoltaiczne jest 25 letnia gwarancja. Jest to prawda, ale tylko częściowa. Generalnie moduły fotowoltaiczne objęte są dwiema rodzajami gwarancji. Jedna, to gwarancja produktowa, zazwyczaj na okres 10 lub 12 lat. Druga to 25 letnia liniowa gwarancja na moc.
Każdy moduł się „zużywa” i powoli traci swoją moc. 25 letnia gwarancja dotyczy właśnie tego aspektu. Udzielając tej gwarancji producent zapewnia, że po 25 latach moc jego produktu nie spadnie poniżej 80 % mocy wyjściowej. Oczywiście zdarzają się też producenci udzielający 25 letniej gwarancji produktowej. Ich moduły fotowoltaiczne są jednak odpowiednio droższe. W przypadku gwarancji czasem warto rozważyć, czy producent ma przynajmniej swoje przedstawicielstwo w Europie. Jeżeli tak, to dochodzenie ewentualnych roszczeń powinno być łatwiejsze. Zatem jaki wybrać panel fotowoltaiczny – czy zawsze europejski „producent” to właściwy wybór? O tym można przeczytać na końcu tego wpisu, gdzie zajmujemy się listą Tier 1. A czy 12 lat gwarancji na produkt to dużo, czy mało? Cóż z punktu widzenia inwestora na pewno ważne jest bezpieczeństwo inwestycji w okresie jej zwrotu, a to zapewnia już 10 letnia gwarancja. Więcej o okresach zwrotu można przeczytać w naszych wpisach:
- opłacalność instalacji fotowoltaicznej dla domu jednorodzinnego
- opłacalność instalacji fotowoltaicznej dla firmy
Normy i certyfikaty
Moduły fotowoltaiczne pierwszej generacji powinny spełniać minimum normy PN-EN 61215 i PN-EN 61730, dla których odpowiednie są certyfikaty IEC61215 i IEC61730. Oczywiście moduł fotowoltaiczny powinien wyróżniać się znakiem CE (i nie chodzi tu o china export 😉 ). Często producenci chwalą się też spełnianiem innych, dodatkowych norm. Czasami podają, że moduł jest „PID free” lub „HSP (hot spot protect). Wszystko to oczywiście jest na plus, często też w cenie samego produktu, bo trzeba się liczyć z jego wyższą ceną.
Lista Tier 1 w fotowoltaice
Czasami producenci chwalą się, że są na liście Tier 1. Czym właściwie jest ta lista? Otóż jest to przede wszystkim informacja dla banków i innych instytucji finansowych. Wykorzystywana jest głównie przy wielkoskalowych projektach fotowoltaicznych (farmach fotowoltaicznych). Producenci, którzy widnieją na tej liście są dla takich instytucji bardziej wiarygodni. Należy jednak podkreślić, że jest kilka list Tier.
Najpopularniejsza i najbardziej wiarygodna jest ta Bloomberga. Oprócz Tier 1, są też listy Tier 2 i Tier 3. Producenci z listy Tier 1 wytwarzają moduły fotowoltaiczne od podstaw, a nie są tylko zwykłym ich „składaczem”. Dzięki temu mogą kontrolować cały proces oraz jakość na każdym etapie. Zajmują się produkcją modułów fotowoltaicznych od co najmniej 5 lat, inwestują w rozwój i badania, a proces produkcji jest wysoce zautomatyzowany. Na liście Tier 1 są zazwyczaj najwięksi producenci stanowiący ok. 2 % ogółu. Na liście Tier 2 natomiast jest ok. 8 % producentów, którzy zajmują się produkcją modułów fotowoltaicznych 2-5 lat. Proces nie jest tak zautomatyzowany jak w Tier 1, a inwestycje w rozwój są relatywnie niższe. Pozostali producenci to lista Tier 3. Zazwyczaj to fabryki po prostu składające moduły z części wyprodukowanych przez kogoś innego. Często też bez działu badań i rozwoju. Istnieje pewne ryzyko, że bez poważnych inwestycji firmy takie mogą zniknąć z rynku w ciągu kilku lat, a wraz z nimi zniknie ich gwarancja. Z tego punktu widzenia warto więc poważnie się zastanowić, czy aby na pewno europejski „producent – składacz” jest bardziej wiarygodny niż dalekowschodni potentat.
Warto też zwrócić uwagę na to, że jeden z modeli danego producenta może być na liście Tier 1, a inny już nie. Czy zatem lista Tier 1 świadczy o wysokiej jakości produktu? Trudno na to pytanie odpowiedzieć jednoznacznie. Naszym zdaniem jednak jest to trop, którego warto się trzymać – szczególnie jeśli Tier 1 dotyczy konkretnego modelu, którym jesteśmy zainteresowani.
