Panele fotowoltaiczne – jakie wybrać

Jeśli planujesz uzyskać oferty na montaż instalacji fotowoltaicznej, ten przewodnik dostarczy szczegółowe i ważne informacje na temat głównego elementu systemu fotowoltaicznego – paneli fotowoltaicznych.

Producenci paneli fotowoltaicznych

W ostatnich latach znacząco wzrosła liczba producentów paneli fotowoltaicznych. Poniżej zestawienie najpopularniejszych w Polsce producentów z informacją, w którym kraju znajduje się siedziba firmy oraz gdzie w Europie znajduje się najbliższe biuro sprzedaży producenta (w Europie nie produkuje się już paneli fotowoltaicznych poza kilkoma wyjątkami).

Dodatkowo, w kolumnie zatytułowanej „Rok powstania / PV” znajduje się informacja, w którym roku firma została założona, a jeśli są dwa lata oddzielone ukośnikiem, rok po ukośniku informuje, kiedy przedsiębiorstwo zajęło się produkcją modułów fotowoltaicznych. Na przykład, firma Meyer Burger powstała w 1953 r, natomiast produkcja paneli PV rozpoczęła się w 2020 r.

Nazwa	Siedziba	Rok powstania / PV	Biuro
Aiko		2009	Freiburg im Breisgau
Aleo		2001	Prenzlau
Akcome		2006 / 2010	Frankfurt n. Menem
Astronergy		2006	Warszawa
Axitec		2004	Böblingen
Bauer		1985 / 2003	Warszawa
Bruk-Bet		1984 / 2012	Tarnów
Canadian Solar		2001	Monachium
DAH Solar		2009	Chiny
DAS Solar		2018	Frankfurt n. Menem
DMEGC		1980 / 2009	Offenbach n. Menem
First Solar		1999	Moguncja
GCL		1990 / 2006	Monachium
Heckert		2001	Chemnitz
Hevel		2016	Moskwa
JA Solar		2005	Monachium
Jinko		2006	Kopenhaga
Jolywood		2008	Montecchio Maggiore
LONGi		2000	Frankfurt n. Menem
Meyer Burger		1953 / 2020	Hohenstein-Ernstthal
Qcells		1999	Berlin
REC		1996	Monachium
Risen		1984 / 2002	Norymberga
Seraphim		2011	Berlin
Selfa		1952 / 2012	Szczecin
Sharp		1912 / 1959	Hamburg
Suntech		2001	Eschborn
Solarwatt		1993	Drezno
Tongwei		2012	Chiny
Trina		1997	Monachium
Winaico		2008	Creglingen
Yingli		1998	Madryt
ZN Shine		1988 / 2006	Eschborn

Rok powstania firmy, ewentualnie rozpoczęcia produkcji modułów solarnych daje wyobrażenie, jak duże producent posiada doświadczenie.

Jeżeli firma ma biuro w Polsce, wówczas może być łatwiejszy kontakt w przypadku reklamacji. Obecnie dość powszechną praktyką jest zatrudnianie polskich pracowników w zagranicznych oddziałach do obsługi polskiego rynku.

Więcej informacji dotyczących wielkości produkcji, czy spełnieniu kryteriów jakościowych podczas testów paneli można znaleźć w artykule o najlepszych panelach fotowoltaicznych.

Cena paneli fotowoltaicznych

Cena paneli fotowoltaicznych zależy przede wszystkim od wiarygodności i marki producenta paneli fotowoltaicznych, długości gwarancji czy technologii w jakiej wykonano ogniwa fotowoltaiczne, z których zbudowany jest moduł fotowoltaiczny.

W tabelce poniżej można zobaczyć średnie ceny za panele fotowoltaiczne (marzec 2024 r.).

Większość paneli fotowoltaicznych do montażu na dachu ma obecnie moc od 400 Wp do 450 Wp.

Ceny potrafią się znacznie różnić. Dobrej jakości panele fotowoltaiczne można kupić już w cenie poniżej 400 zł za moduł o mocy 400 Wp. Droższe modele mogą mieć bardziej wytrzymałą konstrukcję, umożliwiającą np. montaż paneli poziomo, mogą mieć lepsze warunki gwarancyjne, mieć większą wydajność lub po prostu marka producenta ma większą wartość co przekłada się na cenę.

Ile kosztuje 1 kW paneli fotowoltaicznych? Jak widać na wykresie, w zależności od producenta, ceny brutto wahają się pomiędzy 810 zł do nawet 2.530 zł za 1 kWp. W marcu 2024 r. najtańsze były panele fotowoltaiczne JA Solar, a najdroższe Meyer Burger.

Zobacz jaka jest opłacalność instalacji fotowoltaicznej i od czego zależy.

Wygląd paneli fotowoltaicznych

Wygląd paneli fotowoltaicznych ma dla wielu osób istotne znaczenie. Obecnie dostępne moduły PV są czarne i różnią się kolorem podkładu: podkład może być biały lub czarny. W tym drugim przypadku mówimy o panelach full black, czyli całych czarnych.

Czarny podkład paneli full black tworzy bardziej jednolity wygląd, który ładnie komponuje się z ciemnymi dachami. Jednak ze względu na większe nagrzewanie się czarnych paneli, uzyskują one nieco mniejszą wydajność, czyli produkują trochę mniej prądu niż moduły z białym podkładem.

Kolorowe panele fotowoltaiczne

Można się spodziewać, iż panele fotowoltaiczne będą wkrótce dostępne w innych kolorach, niż tylko czarny. W 2022 r. firma LONGi Solar zakomunikowała, iż będzie oferować kolorowe panele PV.

Kolorowe panele fotowoltaiczne LONGi nazywają się HiMO-6 Artist.

Można jednak spotkać już moduły PV, które dopasowane są kolorystycznie do dachu. Przykładem jest technologia powłok nanoszonych na moduły fotowoltaiczne SolarSkin, opracowana przez amerykańską firmę Sistine Solar.

Moc paneli fotowoltaicznych

Jednym z ważniejszych parametrów paneli fotowoltaicznych jest ich moc. Wiele osób kieruje się wyborem właśnie na podstawie tego parametru. Moc panelu fotowoltaicznego jest informacją o tym, ile energii panel wyprodukuje. Instalacje fotowoltaiczne do domu zwykle wykorzystują moduły o mocy od 370 Wp do 450 Wp.

Wyższa wartość mocy to więcej energii. Jednak wyższa moc najczęściej oznacza większe wymiary modułu PV.

Wiele osób wybiera panele o dużej mocy do instalacji do domu w przekonaniu, iż wyprodukują one więcej energii. Niestety, moduł o dużej mocy nie wyprodukuje więcej energii. Jeżeli zależy nam na panelu fotowoltaicznym, który wyprodukuje więcej energii, to należy zwracać uwagę na jego sprawność. Moduł o wyższej sprawności, będzie miał wyższą moc i zajmie mniej miejsca na dachu.

Moduł o wyższej sprawności zajmie mniej miejsca na dachu, ale nie wyprodukuje więcej energii.

A zatem wybór panelu solarnego o dużej mocy ale sprawności takiej samej, jak panel o małej mocy nie spowoduje produkcji większej ilości energii. Oba panele będą się różniły wielkością powierzchni.

Przykład: porównajmy dwa moduły Canadian Solar o mocach 375 W oraz 530 W.

Jak widać, moc uzyskiwana z metra kwadratowego panelu fotowoltaicznego w jednym i w drugim przypadku jest bardzo zbliżona.

Moduły fotowoltaiczne są coraz większe, gdyż jest to oszczędność dla producenta – potrzeba do ich produkcji mniej materiałów. Potwierdzeniem tego może być porównanie wagi obu ww. paneli:

Panele fotowoltaiczne o dużych mocach potrzebują mniej materiału do produkcji, dlatego w przeliczeniu na wat mocy są lżejsze.

Zobacz, jakie się różnice pomiędzy kW, kWp i kWh i jak w prosty sposób je zapamiętać.

Wymiary paneli fotowoltaicznych

Moduły fotowoltaiczne do montażu na dachach domów mają wymiary w przybliżeniu 1,8 m x 1,1 m. Wymiary paneli fotowoltaicznych mogą się różnić w zależności od producenta. Mniejszy rozmiar modułów do zastosowań na dachach umożliwia ich łatwiejsze dopasowanie do dachu. Montując moduły solarne o większych rozmiarach można na ogół obniżyć koszty montażu, ale może z kolei pojawić się problem z optymalnym wykorzystaniem dachu.

Duże panele fotowoltaiczne są generalnie przeznaczone do montażu na gruncie, szczególnie na farmach fotowoltaicznych.

W tabeli poniżej przedstawiono przykładowe wymiary oraz wagę paneli fotowoltaicznych do montażu na dachu.

Warto również mieć na uwadze, iż większe rozmiary modułów fotowoltaicznych powodują większe obciążenia krokwi szczególnie w przypadku opadów i zalegania śniegu. Mogą mieć również mniejszą odporność na gradobicie gdyż duża powierzchnia szyby jest mniej sztywna.

W Niemczech nie wolno montować na dachach paneli fotowoltaicznych, których powierzchnia przekracza 2 m².

Duże rozmiary modułów fotowoltaicznych mogą mieć negatywny wpływ na ich wytrzymałość, przede wszystkim ze względu na obciążenie pochodzące od śniegu i wiatru.

 

Ile trzeba mieć paneli na 5 kW? Instalacja fotowoltaiczna 5 kW składa się z 11 do paneli fotowoltaicznych. Powierzchnia pod panele na dachu wynosi ok. 30 m kwadratowych.

Panele fotowoltaiczne dwustronne

Panele fotowoltaiczne dwustronne (przezroczyste) mogą absorbować promieniowanie słoneczne i przekształcać w energię elektryczną nie tylko przednią, ale także tylną częścią. Wydajność tylnej części jest mniejsza, zwykle na poziomie 70 – 80% przedniej ale jest to dodatkowy uzysk.

Montując panele dwustronne na podłożu, na którym rośnie trawa, można wyprodukować 6% do 7% więcej energii elektrycznej niż z paneli jednostronnych. Takiej wielkości dodatkowa produkcja powoduje, iż pomimo wyższej ceny modułów dwustronnych, ich montaż jest ekonomicznie opłacalny.

Jednak montaż paneli dwustronnych na dachu skośnym nie jest ekonomicznie opłacalny. Panele fotowoltaiczne zamontowane na dachu skośnym dość szczelnie wypełniają dach. Promieniowania odbitego tam praktycznie nie ma, więc dodatkowego zysku również nie ma. Występują natomiast dodatkowe koszty: wyższa cena paneli przezroczystych, oraz ich większy ciężar – moduły dwustronne posiadają szybę zarówno z przodu jak i z tyłu. Panele fotowoltaiczne jednostronne mają szybę tylko z jednej strony.

Panele fotowoltaiczne dwustronne można stosować na dachach płaskich, jednak wynikające z tego korzyści mogą być mocno ograniczone. Stelaże do montażu paneli PV na dachach płaskich są wykonane w taki sposób, że z tyłu są owiewki. Owiewki, które montuje się ze względów bezpieczeństwa, powodują, że promieniowanie rozproszone praktycznie nie dociera do tylnej części modułu dwustronnego.

Biorąc pod uwagę większy ciężar paneli dwustronnych – a dla bezpieczeństwa, dachów płaskich lepiej nadmiernie nie obciążać, oraz bardzo niewielkie dodatkowe uzyski produkcji energii, ich zastosowanie do montażu na dachu płaskim może nie być opłacalne. Chyba, że zastosuje się konstrukcję montażową dedykowaną do modułów dwustronnych na dach płaski.

Podsumowując, panele fotowoltaiczne dwustronne są ciekawym rozwiązaniem, stosowanym coraz powszechniej i uzasadnione ekonomicznie, ale na gruncie.

Parametry paneli fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne charakteryzują się parametrami, które wpływają na wielkość produkcji energii elektrycznej. Poniżej niektóre z tych parametrów oraz ich wpływ na roczną produkcję energii w zależności od modelu panelu fotowoltaicznego:

• degradacja mocy – 1% – 3% różnicy w uzyskach,
• wpływ temperatury – 0,5% – 1,5% różnicy w produkcji,
• sprawność konwersji przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego – 1% – 3%.

Degradacja paneli fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne z upływem czasu zmniejszają swoją moc, jest to na ogół liniowy spadek. Natomiast w pierwszych godzinach po ekspozycji na słońce, ich wydajność maleje dość intensywnie i spadek może wynosić nawet do 3%.

Zjawisko to nazywane jest efektem LID.

Efekt LID jest zjawiskiem degradacji ogniwa fotowoltaicznego, pod wpływem padającego na nie promieniowania słonecznego. Jego skutki stabilizują się na ogół w ciągu kilku dni lub tygodni po montażu paneli PV.

Tempo spadku mocy zależy od technologii w jakiej wykonano ogniwa. W technologii TOPCon, początkowy spadek na ogół nie przekracza 1% i w kolejnych latach stabilizuje się na poziomie ok. 0,4% rocznie. W nieco starszej technologii PERC, początkowy spadek mocy może wynosić 2% – 3%, a później następuje stabilizacja na poziomie ok. 0,6% rocznie w ciągu kolejnych 25 lat.

Jakie ma to znaczenie dla użytkownika?

Porównajmy dwa moduły fotowoltaiczne: JA Solar JAM72S01 oraz moduł Canadian Solar HiHero.

Panel solarny JA Solar w pierwszym roku będzie miał spadek mocy 2,5%, a w kolejnych latach 0,6% rocznie. Instalacja fotowoltaiczna o mocy 10 kW, po 25 latach wyprodukuje 226 MWh (mega watogodzin).

Spadek mocy modułu Canadian Solar w pierwszym roku wyniesie 1%, a następnych latach 0,35%. Po 25 latach produkcja energii wyniesie 237 MWh.

Panele Canadian wyprodukują w ciągu 25 lat o 5% więcej energii niż JA Solar.

Przykład nie oznacza, iż JA Solar jest gorszy niż Canadian Solar, gdyż jeden i drugi producent posiada w swojej ofercie różne produkty.

Skąd wiadomo, jaki jest spadek mocy w panelu fotowoltaicznym?

Producenci na ogół informują o tym w karcie katalogowej, tak jak na obrazku poniżej:

Jeżeli panel fotowoltaiczny o mniejszym spadku mocy byłby nieznacznie droższy, to dodatkowa produkcja energii zrekompensuje wyższą cenę zakupu. Jeżeli różnica w cenie byłaby większa, to raczej się to nie opłaci.

Wpływ temperatury na pracę modułu fotowoltaicznego

Wysoka temperatura zmniejsza moc paneli fotowoltaicznych. O tym jak bardzo zmniejsza się moc, informuje współczynnik temperaturowy. Dla standardowego panelu fotowoltaicznego, współczynnik wynosi ok. -0,35%⁰C (minus dlatego, że temperatura powoduje spadek mocy). Im współczynnik jest bliższy zera, tym lepiej.

Współczynnik temperaturowy mówi o tym, że dla każdego stopnia Celsjusza powyżej 25⁰C, ubytek mocy wyniesie np. 0,35%⁰C. Gdy temperatura modułu fotowoltaicznego wzrośnie do 35⁰C, moc modułu zmniejszy się o 3,5%. Panel fotowoltaiczny o mocy 400 watów w temperaturze 35⁰C i współczynniku temperaturowym -0,35%⁰C, uzyska moc 386W (o 3,5% mniej).

Z tego powodu, latem przy pełnym słońcu ale wysokiej temperaturze, instalacje fotowoltaiczne nie osiągają swoich mocy nominalnych.

Co istotne, temperatura odnosi się do temperatury ogniwa fotowoltaicznego, a nie temperatury otoczenia. Gdy panel fotowoltaiczny produkuje energię elektryczną, jego temperatura jest wyższa od otoczenia o ok. 20⁰C – 25⁰C.

W Polskich warunkach, różnica w produkcji energii może wynosić 0,5% – 1,5% rocznie, w zależności od wartości współczynnika temperaturowego.

Wydajność przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego

Duża część energii słonecznej dociera do ziemi w zakresie niskiego natężenia promieniowania słonecznego, czyli wówczas gdy słońce świeci stosunkowo słabo. W polskich warunkach jest to cały okres jesienno-zimowy, ale również pochmurne dni wiosną czy latem.

W tych warunkach sprawność procesu przekształcania energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną ulega zmniejszeniu. Niższa sprawność konwersji przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego powoduje niższą produkcję energii, zwłaszcza w półroczu zimowym.

Część producentów paneli fotowoltaicznych informuje jaki jest spadek sprawności konwersji fotowoltaicznej przy słabym świetle. Im ten spadek jest większy, tym efektywność modułu fotowoltaicznego i roczna produkcja energii elektrycznej będzie niższa.

W polskich warunkach różnica w produkcji energii pomiędzy modułami PV o wysokiej i niskiej sprawności konwersji przy słabym świetle wynosi ok. 1% – 3% rocznie.

Jak działają panele fotowoltaiczne

Panele fotowoltaiczne przekształcają energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Fotony (nośniki energii emitowane przez słońce), docierając do ogniw fotowoltaicznych wybijają elektrony z atomów wprawiając je w ruch. Ten ruch elektronów to prąd elektryczny, a ogniwa fotowoltaiczne są tak zaprojektowane aby ten ruch przechwycić. Opisany proces jest nazywany efektem fotowoltaicznym.

Pojedyncze ogniwo fotowoltaiczne jest dosyć niewielkich rozmiarów i na ogół wytwarza 4 do 8 watów mocy (mniej więcej tyle, ile zużywa żarówka LED). Ogniwa fotowoltaiczne są wykonane z materiałów półprzewodnikowych i na ogół są niewiele grubsze od ludzkiego włosa. Aby móc produkować prąd przez wiele lat, ogniwa fotowoltaiczne są zabezpieczane materiałami ochronnymi (m.in przed wpływem wilgoci).

Aby zwiększyć moc ogniw fotowoltaicznych, łączy się je w szereg, który tworzy panel fotowoltaiczny. Moduły solarne mogą być stosowane pojedynczo lub również można je ze sobą łączyć. Szereg paneli (łańcuch) fotowoltaicznych podłącza się do sieci elektroenergetycznej za pomocą systemu fotowoltaicznego. Ze względu na swoją strukturę i możliwość rozbudowy, systemy fotowoltaiczne można budować w taki sposób, aby zaspokoiły niemal każde zapotrzebowanie na prąd.

Panele fotowoltaiczne to jest tylko jeden element systemu PV. Systemy fotowoltaiczne obejmują również elementy mocowań paneli do dachu lub na gruncie oraz urządzenia, które przekształcają prąd stały z paneli na prąd zmienny stosowany do zasilania odbiorników domowych, czyli falowniki.

Z czego zbudowane są panele fotowoltaiczne

Panel fotowoltaiczny składa się z: ogniwa, folii ochronnej EVA, szyby hartowanej, podkładu z tworzywa sztucznego oraz puszki przyłączeniowej.

Ogniwo fotowoltaiczne – budowa

Ogniwa fotowoltaiczne są wykonane z materiałów półprzewodnikowych, takich jak krzem stosowany w elektronice. W przypadku ogniw PV, wafel półprzewodnikowy jest skonstruowany w taki sposób, aby jedna jego strona była biegunem dodatnim a druga biegunem ujemnym.

Powłoka ochronna (enkapsulacyjna)

Ogniwa fotowoltaiczne są wrażliwe na wilgoć, tlen oraz zmienne warunki pogodowe. Połączone ze sobą, pokrywane są obustronnie materiałem ochronnym zwanym folią ochronną (enkapsulantem).

Najpopularniejszym rodzajem folii jest folia EVA, której nazwa pochodzi od pierwszych liter jej składników: ethylene-vinyl acetate, po polsku etylenowy polioctan winylu. Stosowane są jednak coraz częściej inne rodzaje powłok ochronnych, mogące posiadać lepsze właściwości, np. przy zastosowaniu ogniw fotowoltaicznych n-type lub modułów dwustronnych. Inne rodzaje powłok ochronnych to POE oraz TPO.

Szyba ze szkła hartowanego

Szyba jest najcięższym z elementów tworzących panel fotowoltaiczny i stanowi ponad 90% jego wagi. Szyba ma ok. 3 mm grubości i pomimo swojej niewielkiej grubości odgrywa istotną rolę.

Nadaje sztywności modułowi solarnemu i zalaminowanym ogniwom. Szkło nie pochłania światła, dzięki temu światło łatwo je przenika docierając do ogniw. Szkło ulega co prawda korozji, ale jest to proces bardzo powolny.

Backsheet – podkład z tworzywa sztucznego

Tylna strona modułu fotowoltaicznego jest zabezpieczona materiałem elektroizolacyjnym, tzw. backsheet. Backsheet wykonany jest na ogół z polimeru (rodzaj tworzywa sztucznego) a jego główną funkcją jest ochrona części elektrycznych modułu przed bezpośrednim kontaktem ze środowiskiem zewnętrznym. Można spotkać również backsheet wykonany ze szkła, spotykany w modułach szkło – szkło.

O tym jak istotna jest odpowiedniej jakości folia tylna (backsheet) może świadczyć komunikat firmy Shüco opublikowany w marcu 2022 roku. Otóż, część wyprodukowanych przez Shüco modułów posiada wadliwą poliamidową folię tylną co może prowadzić do ich pękania. W pewnych warunkach, jak pisze Shüco, może to prowadzić do porażenia prądem. W takich panelach PV nie wolno dotykać elementów instalacji fotowoltaicznej bez zastosowania środków ochrony przeciwporażeniowej.

Junction box – puszka przyłączeniowa

Puszka przyłączeniowa ma za zadanie połączyć panel fotowoltaiczny z odbiornikiem i odbierać energię wytworzoną przez panel. Dodatkową funkcją jest ochrona przed hot-spotami poprzez montaż diod bocznikujących w puszce przyłączeniowej.

Puszki przyłączeniowe powinny być wodoszczelne oraz ograniczać temperaturę pracy puszki oraz temperaturę diod bocznikujących poprzez konstrukcję umożliwiającą rozpraszanie ciepła. Gdy dioda bocznikująca jest załączona, generuje ciepło. Dodatkowo, latem na dachu mogą panować bardzo wysokie temperatury wpływające negatywnie na środek uszczelniający puszkę oraz same diody.

Proces produkcji modułów PV od obróbki materiału wejściowego – piasku – po gotowy moduł można zobaczyć na poniższym filmie (klikając na ustawienia można wybrać napisy w języku polskim).

Gwarancja na panele fotowoltaiczne

Warto zapoznać się z gwarancją na panele fotowoltaiczne. Najlepsza gwarancja to taka, która zapewnia wymianę wadliwych paneli i pokrywa koszty wymiany. Jednak większość producentów tego nie gwarantuje. Należy unikać jednak gwarancji, które mówią, że panel fotowoltaiczny powinien być odesłany do producenta aby złożyć reklamację. Warto również zapytać instalatora o jego doświadczenia w zakresie reklamacji modułów fotowoltaicznych.

Absolutne minimum to 12 lat gwarancji produktowej, pokrywającej usterki wynikające z robocizny i materiału.

Należy tutaj odróżnić gwarancję produktową od gwarancji na moc, która może wynosić 25 lat lub więcej. Ta gwarancja budzi wątpliwości, ponieważ producent może w łatwy sposób się od niej uwolnić. Istotna jest gwarancja na produkt. Powinna ona wynosić minimum 12 lat, aczkolwiek spotyka się już 40-letnie gwarancje produktowe. Jednak udzielający ich producenci istnieją na ogół nie więcej niż kilkanaście lat, więc wygląda to raczej jak marketing niż poważna oferta.

Należy również zwrócić uwagę, czy gwarancja nie wymaga kosztownych przeglądów. Lepiej unikać sytuacji, gdy trzeba wydać kilkaset złotych rocznie, np. za usługę mycia paneli fotowoltaicznych.

Podsumowanie

• Jest bardzo wielu producentów paneli fotowoltaicznych, ale część z nich ma stosunkowo niewielkie doświadczenie, gdyż od niedawna zajmują się produkcją modułów (lub zlecają ich produkcję).
• Panele fotowoltaiczne różnią się wydajnością – różnice mogą wynosić pięć do dziesięciu procent produkcji energii rocznie.
• Gwarancje na panele fotowoltaiczne zawierają czasami zapisy o zakazie montażu w zacienianym miejscu, lub wymogu przeglądów.