Wydajność paneli fotowoltaicznych rośnie. Trwa wyścig producentów

Producenci paneli PV prześcigają się w kolejnych doniesieniach o wprowadzaniu coraz lepszych rozwiązań w fotowoltaice. Dotychczas w rankingach dominowali chińscy producenci. Naukowcy i przedstawiciele branży z Europy nie zwalniają tempa i wciąż pracują nad nowymi rozwiązaniami. W ostatnim czasie rekordowy wynik osiągnął zespół z Niemiec. 

Wydajność paneli fotowoltaicznych  

Wydajność paneli fotowoltaicznych wskazuje jaka część energii pozyskanej ze światła słonecznego może zostać przekształcona w użyteczną energię elektryczną. Im wyższa wydajność paneli PV, tym więcej energii wygenerowanej przez system w ciągu roku.  

Z ogólnych wyliczeń wynika, że panel o wydajności 20 proc. i powierzchni 1 m kw. jest w stanie wytworzyć 200 kWh energii rocznie uwzględniając regularne warunki, tzn. promieniowanie o wartości 1000 W na m kw. przez 2,74 godziny w ciągu dnia.  

Na ostateczną wydajność paneli fotowoltaicznych wpływają materiały, konstrukcja i technologia wykonania, ale również warunki zewnętrzne. Wysoka temperatura w letni dzień sprawia, że panele pracują mniej wydajnie mimo intensywnego nasłonecznienia. Upały prowadzą do wzrostu rezystancji elektrycznej, a system wolniej przetwarza energię słoneczną w elektryczną. Z drugiej strony wiatr przyczynia się do ochłodzenia ogniw, które lepiej radzą sobie w niższych temperaturach.  

W 2023 roku za najwydajniejsze panele fotowoltaiczne uznano produkty chińskiej marki Aiko o sprawności 24 proc. i mocy 620 Wp. Producent oferuje egzemplarze składające się z ogniw typu N wyprodukowane przy użyciu technologii ABC.  

Na drugim miejscu w rankingach znalazł się moduł o sprawności 23,2 proc. zaprezentowany przez LONGi - również chińskiej firmy. W procesie produkcji wykorzystuje się ogniwa typu P i technologię HPBC.  

Trzecia pozycja trafiła do producenta Huasun, który oferuje panele PV o sprawności 23,02 proc.  

Najwydajniejszy panel PV powstał w Niemczech? 

Dotychczas europejscy producenci nie znajdowali się na wysokich pozycjach w rankingach uwzględniających wydajność paneli PV. Wśród liderów wymieniano przede wszystkim chińskie firmy, które niemal błyskawicznie rozwijały technologie w przemyśle fotowoltaicznym.  

Na początku 2024 roku niemieccy naukowcy z instytutu Fraunhofer ISE ogłosili opracowanie modułów o wydajności 25 proc. Wydajność zmierzono na panelu o powierzchni 1,68 m kw. Jak podają niemieckie media nie udałoby się osiągnąć rekordowego wyniku bez warstwy perowskitowej naniesionej na standardowe krzemowe ogniwa fotowoltaiczne. Połączenie krzemu i perowskitu okazało się sukcesem. Dr Stefan Glunz, dyrektor działu fotowoltaiki w Fraunhofer ISE dodał, że sprawność osiągnięta w ramach nowego projektu przewyższa wyniki najlepszych krzemowych modułów realizowanych w wymiarze przemysłowym.  

Wciąż trwają prace nad uzyskaniem certyfikatów. Naukowcy muszą zrealizować testy m.in. w komorach klimatycznych, co pozwoli sprawdzić w jaki sposób wydajność będzie spadać z biegiem czasu.  

Dodatkowo do produkcji niemieckiego modelu wykorzystano technologię pozwalającą na masową produkcję. Fraunhofer ISE zrealizowało rekordowy wynik we współpracy z firmą Oxford PV planującą produkcję ogniw krzemowo-perowskitowych w Europie. 

Krzem i perowskit przepisem na sukces 

W minionym roku brytyjska firma Oxford PV przedstawiła ogniwa fotowoltaiczne wykonane z krzemu i perowskitu o wydajności 28,6 proc. Trwają prace nad wdrożeniem na pilotażowej linii ogniw tandemowych M6 o wymiarach 166 x 166 mm. Firma podaje, że jeszcze w 2024 roku ruszy z masową produkcją. Dodatkowo w planach są ogniwa z krzemu i perowskitu o maksymalnej mocy przekraczającej 43 proc. Tymczasem ogniwa krzemowe mogą osiągnąć maksymalnie poniżej 30 proc.