Učinkovitost solarnih modulov je odvisna od vrste, značilnosti in učinkovitosti sončnih celic iz katerih so moduli sestavljeni.
Kako učinkovite so sončne celice pa ugotovimo na podlagi tega, koliko sončne svetlobe sončna celica pretvori v elektriko. Najbolj razširjene sončne celice, ki se pri nas prodajajo dosegajo cca. 15% učinkovitost, kar pomeni da sončne celice pretvorijo v elektriko okrog šestino sončne svetlobe, ki pade na njih. Fotovoltaična industrija se trudi, da bi izboljšala kakovost oziroma učinkovitost sončne celice, stroške njene izdelave pa ohranila na isti ravni.
Najpogostejši in najbolj uveljavljeni vrsti sončnih celic sta:
- KRISTALNA SILICIJEVA in
- TANKOPLASTNA sončna celica.
Kristalna silicijeva sončna celica
Sončne celice iz kristalnega silicija spadajo med najbolj razširjene sončne celice. Pokrivajo okrog 90% trga.
Poznamo tri vrste kristalnih silicijevih celic: monokristalne, polikristalne in silicijeve trakove.
- Monokristalne celice
Monokristalne celice prinašajo največji donos. Pridobivajo se iz taline kremenčevega peska (SiO2) v obliki ingota. Narežejo jih na tanke rezine in jih oblikujejo v celico. Njihov donos v laboratoriju znaša do 25%, v proizvodnji pa med 15-17%. Rast teh kristalov je zelo počasna, zato so tudi postopki njihovega pridobivanja zelo dragi. Monokristalni moduli so zelo razširjeni, zasedajo 44% trga.
- Polikristalne celice
Medtem ko so monokristalne celice sestavljene iz enega kristala silicija, so polikristalne celice sestavljene iz več kristalov silicija. Tudi te pridobivajo na podoben način, le da ima izvlečen ingot v tem primeru več kristalov. V primerjavi z monokristalnimi celicami je njihova izdelava lažja in cenejša. Polikristalne celice v laboratoriju dajejo okrog 21% donos, v serijski proizvodnji pa med 13-15%. Polikristalni moduli spadajo med najbolj razširjene module in zasedajo 50% trga.
Iz taline lahko izvlečemo tudi tanek trak silicijevih kristalov kar še dodatno pripomore k cenejši izdelavi sončnih celic.
Tankoplastna sončna celica
Pri tehnologiji tankih plasti gre za nanos tankih plasti foto občutljivih materialov na podlago, ki je lahko iz stekla, nerjavečega jekla, polimerov… Materiali, ki se nanašajo so: amorfni silicij, kadmijev telurid, bakrov indijev diselenid. Izdelava tankoplastnih celic je cenejša kot izdelava celic iz kristalnega silicija, vendar je tudi donos teh celic manjši. Zasedajo okrog 6% trga.
- Amorfne silicijeve celice
Amorfne silicijeve celice so med vsemi silicijevimi celicami najcenejše, saj je za učinkovito delovanje potrebna le tanka plast silicija. Donosnost amorfnih silicijevih celic v laboratoriju je 12% v serijski proizvodnji pa dajejo te celice 5-8% donos.
- Celice iz kadmijevega telurida
Celice iz kadmijevega telurida se trenutno uporabljajo zelo redko. Donosnost celice iz kadmijevega telurida v serijski proizvodnji je 6-9 %.
- Celice iz baker indijevega diselenida
Tudi celice iz baker indijevega diselenida so v uporabi v zelo majhni meri. Donosnost celice iz bakrovega indijevega diselenida je 11%.
Vrste solarnih celic in njihova učinkovitost:
Material
Učinkovitost
Monokristalni silicij 15-17 % Polikristalni silicij 13-15 % Amorfni silicij 5-8 % Kadmij telurij 6-9 % Baker indij diselenid 11 %
Monokristalni in polikristalni moduli so rigidni, kar pomeni da se ne morejo prilagajati površini na katero so nameščeni. Amorfni moduli so med tem fleksibilni, kar pomeni da se prilagajajo površini. So tudi lahki in se ne lomijo. Prav tako so v primerjavi z kristalnimi moduli manj občutljivi na senco. Na področjih kjer je megla ali na področjih kjer je vroče so veliko bolj efektivni kot kristalni moduli.
Prav tako je pomembno vedeti da fotonapetostni moduli s časom izgubljajo svojo moč. Monokristalni in polikristalni moduli na leto izgubijo povprečno 0,5% moči, amorfni pa okrog 1%.
Izbira solarnih modulov
Kljub temu da se daje velik poudarek na učinkovitost solarnih modulov, pa ta nima velikega pomena za investitorja. Večja učinkovitost solarnega modula pomeni le to, da za enako moč sončne elektrarne potrebujemo manj prostora. To pa ne pomeni da bomo za modul odšteli manj denarja. Cene modulov so namreč odvisne od moči in ne od površine. Tako bomo pri modulih, ki imajo učinkovitost 13-14% za 1kW moči potrebovali od 7 do 8 m^2 modulov. Pri modulih, ki imajo učinkovitost cca. 9% bomo za 1 kW moči potrebovali 10 m^2 modulov in pri modulih z 20% učinkovitostjo za 1kW moči 5 m^2 modulov.
Oba modula, modul (1kW) z najnižjo učinkovitostjo in modul (1kW) z najvišjo učinkovitostjo, bosta proizvedla enako količino električne energije. Moduli z manjšo učinkovitostjo so res cenejši, vendar zasedajo več prostora. Kar prinese tudi višje stroške namestitve.
Pri odločitvi o izbiri modula zato naj ne bo učinkovitost modulov na prvem mestu. Pomembnejša je cena sončne elektrarne na ključ na W ali kW instalirane moči. Učinkovitost sončnih modulov je pomembna v primeru če imamo na razpolago manj prostora, instalirali pa bi radi večjo moč.