Tipuri de panouri fotovoltaice - cum alegi varianta potrivită pentru casa ta

Nu toate panourile fotovoltaice sunt la fel. Alegerea tipului potrivit de panouri fotovoltaice influențează eficiența, costurile, durata de viață și rentabilitatea investiției pe termen lung. În acest articol vei afla tot ce trebuie să știi despre diferitele tipuri de panouri fotovoltaice și cum să alegi varianta potrivită pentru casa ta.

• Ce sunt panourile fotovoltaice și cum funcționează
  
• Care sunt principalele categorii de panouri fotovoltaice pentru locuințe
  
• Ce tehnologii moderne pot influența performanța panourilor fotovoltaice
  
• Cât rezistă panourile fotovoltaice și cum se degradează în timp
  
• Cum alegi tipul potrivit de panouri fotovoltaice pentru casa ta
  
• Ce faci dacă acoperișul are umbră parțială sau lumina difuză
  
• Ce contează mai mult decât tipul panoului: proiectarea sistemului fotovoltaic
  
• Cum te ajută E.ON să alegi sistemul potrivit

Panourile fotovoltaice sunt dispozitive care transformă energia luminii solare în energie electrică. Ele sunt alcătuite din mai multe celule fotovoltaice (de obicei din siliciu) care captează lumina soarelui și produc curent electric. Energia produsă este energie regenerabilă, deoarece provine de la soare și nu poluează mediul în timpul utilizării.

Modul de funcționare al panourilor fotovoltaice se bazează pe efectul fotovoltaic, un proces fizic prin care lumina produce electricitate. Procesul decurge astfel: razele soarelui ajung pe suprafața panoului și transferă energie electronilor – energia primită face ca electronii să se miște în interiorul celulei și creează astfel curent electric continuu (DC) – un dispozitiv numit invertor transformă curentul continuu în curent alternativ (AC). 

Aparatele electronice și electrocasnice din casă folosesc curent alternativ, motiv pentru care rolul invertorului este esențial. Acesta permite utilizarea energiei în locuință.

Energia electrică produsă de panourile fotovoltaice poate fi consumată direct în locuință, stocată în baterii sau trimisă în rețeaua electrică.

Panourile fotovoltaice funcționează cel mai bine atunci când primesc energie directă de la soare, însă pot genera electricitate și în zilele când cerul este înnorat – totuși, cantitatea de energie electrică produsă este mai mică în comparație cu cea produsă într-o zi însorită.

Există mai multe tipuri de panouri fotovoltaice pentru locuințe. Iată care sunt acestea.

Panouri fotovoltaice monocristaline

Panourile monocristaline sunt fabricate dintr-un singur cristal de siliciu pur. Le poți recunoaște după culoarea  neagră uniformă. Acestea sunt considerate cele mai eficiente și cele mai performante tipuri de panouri fotovoltaice.

Principalele avantaje:

• Eficiență crescută, de până la 22%;
  
• Ocupă mai puțin spațiu pentru aceeași cantitate de energie;
  
• Durată de viață mare (25-30 de ani).

Limitări:

• Preț mai mare comparativ cu alte tipuri de panouri (procesul de fabricare este mai complex).

Panouri fotovoltaice policristaline

Acestea sunt fabricate din mai multe cristale de siliciu topite și turnate într-o matriță pătrată. Culoarea lor specifică este albastru, iar procesul de fabricare este mai simplu decât în cazul panourilor monocristaline.

Principalele avantaje:

• Cost mai mic decât panourile monocristaline;
• Nivel mediu de eficiență, de până la 17%;
• Captează cu ușurință lumina solară, chiar și când razele soarelui nu lovesc direct suprafața panourilor.

Limitări:

• Necesită o suprafață mai mare de montare în comparație cu panourile fotovoltaice monocristaline.

Panouri fotovoltaice thin-film

Panourile fotovoltaice thin-film (film subțire) mai sunt cunoscute sub denumirea de amorfe. Acestea sunt realizate prin depunerea unui strat foarte subțire de material fotovoltaic pe sticlă, metal sau plasti

Principalele avantaje:

• Sunt foarte ușoare și flexibile;
• Pot fi instalate pe suprafețe variate;
• Funcționează relativ bine în lumina difuză

Limitări:

• Au o eficiență redusă, de până la 13%;
• Necesită un spațiu mare pentru montare.

În comparație, panourile fotovoltaice monocristaline au cel mai mare nivel de eficiență, produc mai multă energie, însă au un cost ridicat. Panourile fotovoltaice policristaline au un nivel mediu de eficiență, oferă un raport bun preț/performanță și un preț accesibil. Panourile fotovoltaice thin-film au o eficiență mai mică, sunt flexibile și ușoare, prețul este mai scăzut, însă necesită un spațiu mai mare pentru montaj.

Pentru majoritatea locuințelor, panourile monocristaline sunt cele mai folosite deoarece oferă un nivel ridicat de eficiență și ocupă mai puțin spațiu pe acoperiș.

În general, performanța panourilor fotovoltaice depinde de mai multe criterii: zona climatică, locație, condițiile meteo, anotimp, orientarea panourilor sau nivelul de umbră. Există totuși și câteva tehnologii moderne care pot influența performanța panourilor fotovoltaice. Aceste tehnologii pot transforma o cantitate mai mare de lumină solară în energie electrică și au o eficiență crescută, precum și o durată de viață mai mare.

Tehnologia PERC

Panourile fotovoltaice PERC (Passivated Emitter Rear Contact) reprezintă o versiune îmbunătățită și modernă a celor monocristaline. Acestea sunt fabricate dintr-o compoziție de siliciu care generează un flux de electroni prin intermediul radiației solare primite, la care se adaugă un strat de pasivare a suprafeței în spatele celulelor solare tradiționale.

Principalele avantaje:

• Eficiență ridicată, de până la 23%;
• Captează mai bine lumina reflectată;
• Produc mai multă energie în condiții de lumină slabă;
• Nu necesită un spațiu mare pentru montare.

Panourile fotovoltaice PERC au costuri mai mari decât celelalte tipuri de panouri fotovoltaice.

Panouri fotovoltaice bifaciale

Panourile fotovoltaice bifaciale reprezintă una dintre cele mai noi tehnologii în acest domeniu: modulele cu celule sunt tăiate pe jumătate, iar panourile pot absorbi astfel lumina din ambele părți (față și spate).

Principalele avantaje:

• Produc mai multă energie decât panourile fotovoltaice clasice;
• Pot crește randamentul cu până la 30%, în anumite condiții;
• Au o toleranță ridicată la umbrire;
• Reduc riscul apariției de puncte fierbinți.

De regulă, panourile fotovoltaice bifaciale sunt utilizate în parcuri fotovoltaice mari sau în sisteme moderne.

Celule N-type vs P-type

Panourile fotovoltaice mai poți fi clasificate și după tipul de siliciu utilizat în celule: P-type sau N-type. Principala diferență între aceste două tipuri se referă la modul în care este modificată chimic (dopată) structura siliciului pentru a produce electricitate.

Celulele P-type

Aceste tipuri sunt cele mai vechi și cele mai răspândite pe piață, fiind realizate din siliciu dopat cu bor. Astfel, este creat un material cu încărcătură pozitivă predominantă. Tehnologia este foarte populară, are un cost mic de producție și poate fi utilizată în mai multe tipuri de panouri fotovoltaice, inclusiv în panourile PERC.

Celulele P-type sunt potrivite pentru majoritatea instalațiilor rezidențiale, însă se pot degrada ușor din cauza luminii. De asemenea, au o durată de viață și o eficiență puțin mai scăzute decât celulele N-type.

Celulele N-type

Acestea sunt fabricate din siliciu dopat cu fosfor, ceea ce produce un material cu electroni liberi în exces. Tehnologia este foarte modernă și este adesea utilizată pentru panourile fotovoltaice de ultimă generație.

Celulele N-type oferă o eficiență crescută și o performanță bună la temperaturi ridicate, precum și în condiții de lumină slabă. Nivelul de degradare este scăzut, iar durata de viață este mai mare comparativ cu celulele P-type. Totuși, este important de menționat faptul că au un cost de producție relativ mare.

Panourile fotovoltaice sunt proiectate pentru a avea o durată lungă de viață, fiind construite să reziste la soare, ploaie, vânt, zăpadă și variații de temperatură. În mod obișnuit, ele pot funcționa 25–30 de ani sau chiar mai mult, însă eficiența lor scade treptat în timp.

Degradarea panourilor fotovoltaice este un proces normal și apare din mai multe cauze:

• Degradarea naturală a materialelor – celulele de siliciu își pierd eficiența în timp din cauza expunerii constante la radiația solară, temperaturi ridicate și cicluri repetate de încălzire și răcire;
• Degradare indusă de lumină (LID) – expunerea inițială la lumină poate provoca o scădere mică a performanței în primele luni, în special în cazul celulelor P-type;
• Microfisuri în celule – schimbările de temperatură, vibrațiile sau manipularea necorespunzătoare pot produce microcrăpături în celulele fotovoltaice, ceea ce reduce producția de energie;
• Degradarea materialelor de protecție – stratul de sticlă și materialele de încapsulare se pot îngălbeni, delamina (separarea straturilor) sau pot acumula murdărie și praf;
• Factori de mediu – performanța poate fi afectată de temperaturile foarte mari (caniculă), grindină sau furtuni puternice, praf, poluare sau sare (în zonele de coastă).

Alegerea tipului potrivit de panouri fotovoltaice pentru casa ta depinde de mai mulți factori: tipul panoului, spațiul disponibil, consumul de energie, orientarea și înclinația acoperișului. Află în continuare cum analizezi acești factori pentru a lua cea mai bună decizie.

În funcție de tipul panourilor fotovoltaice

Primul pas este alegerea tipului potrivit:

• Monocristaline – cele mai eficiente și foarte populare pentru case;
• Policristaline – mai accesibile ca preț, dar cu eficiență puțin mai mică (aprox. 15–17%);
• Thin-film – mai puțin utilizate pentru locuințe deoarece necesită mai mult spațiu pentru aceeași producție de energie.

În funcție de suprafața disponibilă

Suprafața acoperișului influențează direct tipul de panouri ales:

• Dacă ai acoperiș mic, este recomandat să alegi panouri fotovoltaice cu o eficiență mare, așa cum sunt panourile monocristaline;
• Dacă ai spațiu mare pe acoperiș, poți folosi și panouri mai ieftine cu eficiență medie.

Panourile moderne pentru locuințe au de obicei 400–440 W și o suprafață de aproximativ 2 m² fiecare.

În funcție de orientarea și înclinația acoperișului

Poziția acoperișului influențează cantitatea de energie produsă. Orientarea ideală este spre sud, în timp ce acoperișurile orientate est sau vest produc cu aproximativ 15–20% mai puțină energie. 

De asemenea, este important ca panourile să nu fie umbrite de copaci, clădiri sau alte obstacole.

În funcție de consumul de energie

Pentru a determina puterea sistemului este important să calculezi consumul anual de energie electrică. De exemplu, pentru o casă mică, cu un consum redus (2.500–3.500 kWh), este suficient un sistem cu o putere de 3 kW. Pentru o locuință cu un consum mediu (4.500–6.000 kWh), este ideal un sistem cu o putere de 5 kW. Pentru o locuință cu un consum mare (7.000–9.000+ kWh), este necesar un sistem cu o putere de 7–10 kW.

În funcție de buget

Instalarea unui sistem fotovoltaic implică un cost inițial mai mare, dar investiția se poate recupera în aproximativ 5–7 ani, în funcție de consum și de dimensiunea sistemului. După această perioadă, energia produsă este practic gratuită.

Este foarte important să alegi panouri fotovoltaice bune, care să îți ofere o garanție de 10-15 ani pentru produs și o garanție de performanță de 25-30 de ani.

Umbra parțială sau lumina difuză pot reduce producția de energie a panourilor fotovoltaice, deoarece celulele au nevoie de lumină pentru a putea genera electricitate. Totuși, în cazul în care acoperișul are umbră parțială sau lumină difuză, există câteva soluții prin care sistemul poate funcționa eficient:

• Folosirea microinvertoarelor – dacă într-un sistem clasic mai multe panouri sunt conectate la un singur invertor, în acest caz fiecare panou are propriul invertor. Astfel, fiecare panou funcționează independent, iar umbra pe un panou nu afectează performanța celorlalte panouri
• Optimizatoare de putere – sunt dispozitive montate pe fiecare panou pentru a îmbunătăți performanța în condiții de umbră;
• Alegerea unor panouri fotovoltaice eficiente în lumina slabă – cele mai bune variante sunt panourile monocristaline moderne, cu celule N-type, panourile fotovoltaice PERC sau bifaciale;
• Configurația corectă a sistemului – este important ca sistemul să fie proiectat corect, astfel încât panourile umbrite să fie pe un circuit separat, iar zonele cu lumină bună să producă energie maximă.

Pe cât de important este să alegi tipul potrivit de panouri fotovoltaice pentru casa ta, pe atât de necesar este ca sistemul fotovoltaic să fie proiectat corect, astfel încât să obții producție maximă de energie, eficiență și siguranță pe termen lung. Un sistem bine proiectat ține cont de mai mulți factori tehnici și de condițiile specifice locuinței.

Rolul invertorului

Invertorul este componenta care transformă curentul continuu produs de panouri în curent alternativ care poate fi utilizat în casă. Există mai multe tipuri de invertoare:

• String inverter – cel mai utilizat;
• Microinvertoare – bune pentru acoperișuri cu umbră;
• Invertoare hibride – permit conectarea bateriilor.

Rolul dimensionării

Numărul de panouri fotovoltaice necesare este calculat în funcție de putere sistemului dorit, puterea fiecărui panou în parte (de obicei 400–450 W) și spațiul disponibil pe acoperiș. De exemplu, pentru un sistem cu o putere de 5 kW, pot fi necesare 10-11 panouri fotovoltaice.

Rolul instalării corecte

Este esențial să fie alese componentele corecte pentru instalare: structuri de montaj rezistente la vânt, cabluri și protecții electrice, împământare și protecție la supratensiuni. Aceste elemente asigură siguranța și durabilitatea sistemului.

Alege o soluție completă pentru instalarea panourilor fotovoltaice și beneficiezi de consultanță pentru alegerea panourilor solare, consultanță pre și post instalare de la experți tehnici avizați, asistență pe tot parcursul procesului (elaborarea proiectului tehnic, întocmirea documentației specifice și obținerea avizelor și autorizațiilor), instalarea și punerea în funcțiune a sistemului fotovoltaic.

Rolul bateriilor pentru stocarea energiei electrice

Unele sisteme includ baterii pentru stocarea energiei produse. Acestea oferă următoarele avantaje: energie electrică disponibilă noaptea, independență mai mare față de rețea, protecție în cazul întreruperilor de curent.

Rolul monitorizării și a mentenanței

Panourile fotovoltaice sunt o investiție pe termen lung, iar pentru a menține performanța și durabilitatea lor, este esențial ca acestea să fie monitorizate și întreținute corect. Serviciile de mentenanță pentru sistemul fotovoltaic îți asigură liniștea de care ai nevoie deoarece o echipă de specialiști tehnici autorizați se ocupă de buna funcționare a sistemului tău fotovoltaic. Beneficiile serviciilor de mentenanță includ: curățarea panourilor, monitorizare și intervenție de la distanță asupra echipamentelor, precum și intervenții în caz de urgență.

Cu E.ON Solar Home ai o soluție completă și lipsită de griji și beneficiezi de sprijinul unei echipe care te ajută pe durata întregului proces: de la alegerea panourilor potrivite, până la instalarea și monitorizarea sistemului de panouri fotovoltaice. Iată care sunt principalele beneficii:

• Consultanță pentru identificarea variantei potrivite;
• Asistență pe durata întregului proces (elaborarea proiectului tehnic, întocmirea documentației specifice și obținerea avizelor și autorizațiilor);
• Dimensionarea sistemului în funcție de locuința și consum – evaluarea locației și măsurătorile pentru condițiile de implementare
• Consultanță pre și post instalare de la experți tehnici avizați;
• Livrarea, instalarea și punerea în funcțiune a sistemului fotovoltaic;
• 15 ani garanție panouri fotovoltaice;
• 10 ani garanție invertor;
• Suport și mentenanță – supraveghere de către E.ON Asist Complet prin aplicația FUSION SOLAR și intervenție, de două ori/an, de la distanță;
• Expertiză – beneficiezi de ajutorul unei echipe de specialiști tehnici autorizați E.ON, cu o experiență dobândită în peste 1.000 de proiecte implementate, care se asigură că panourile tale fotovoltaice funcționează optim pe tot parcursul anului.

Panourile fotovoltaice au devenit în ultimii ani o soluție tot mai populară printre proprietarii care își doresc costuri mai mici la facturile lunare, energie verde și creșterea independenței față de rețea. Însă, pentru ca sistemul fotovoltaic să funcționeze eficient, este important să știi ce tipuri de panouri fotovoltaice să alegi pentru locuința ta și, de asemenea, să apelezi la serviciile unor experți tehnici avizați care te vor ajuta pe durata întregului proces.