Panele fotowoltaiczne polikrystaliczne i monokrystaliczne – co wybrać?

W Polsce zgodnie z raportem Instytutu Energii Odnawialnej "Rynek Fotowoltaiki w Polsce 2021" panele monokrystaliczne dominują na rynku, stanowiąc aż 98% wszystkich instalacji. Panele polikrystaliczne, niegdyś najpopularniejsze, stanowią obecnie jedynie 2% na rynku. Wybór między panelami monokrystalicznymi a polikrystalicznymi jest bardzo ważny dla osób planujących inwestycję w fotowoltaikę. Poznaj różnice między panelami poli- a monokrystalicznymi i poznaj odpowiedź na pytanie, jakie moduły warto wybrać.

Ogólna charakterystyka paneli monokrystalicznych

Panel monokrystaliczny jest wykonany z jednego kryształu krzemu, co zapewnia mu jednolitą strukturę i głęboki czarny kolor. Ten estetyczny wygląd sprawia, że panele często lepiej wyglądają na dachach budynków, nadając im elegancki i nowoczesny wygląd. Jednak nie estetyka jest tutaj najważniejsza. Modele tego typu charakteryzują się dużą sprawnością. Generują więcej energii z tej samej powierzchni w porównaniu do paneli polikrystalicznych. Dodatkowo panele monokrystaliczne mają ścięte rogi ułatwiające układanie ich na dachach. Wyższa wydajność paneli monokrystalicznych sprawia, że są idealnym wyborem w miejscach z mniejszą ilością dostępnego miejsca, gdzie liczy się każdy centymetr kwadratowy powierzchni.

Ogólna charakterystyka paneli polikrystalicznych

Panel polikrystaliczny składa się z wielu kryształów krzemu. Nadaje mu to charakterystyczny niebieskawy kolor, kiedyś powszechnie kojarzony z instalacjami solarnymi. Moduły tego typu są też wyraźnie bardziej refleksyjne. Ich struktura jest mniej jednolita niż w przypadku paneli monokrystalicznych, co wpływa na obniżenie wydajności oraz obniża koszty produkcji. Dodatkowo ten rodzaj paneli jest tańszy. Powoduje to, że staje się atrakcyjnym wyborem dla osób mających więcej miejsca do zagospodarowania, a przy tym ograniczonym budżetem. Są mniej wydajne w wysokich temperaturach i przy niewielkim nasłonecznieniu w porównaniu z panelami monokrystalicznymi, jednak ich niższa cena sprawia, że nadal są popularnym wyborem do wielu instalacji. Ponadto warto zwrócić uwagę, że panele polikrystaliczne mają kwadratowy kształt. Ułatwia to ich montaż i układanie na dużych powierzchniach dachowych.

Proces produkcji paneli monokrystalicznych

Jeśli chodzi o różnice między panelami poli- a monokrystalicznymi, jedną z największych jest metoda produkcyjna. Produkcja paneli monokrystalicznych jest trudniejsza i kosztowniejsza niż w przypadku paneli polikrystalicznych, co wynika z konieczności zastosowania bardziej zaawansowanej technologii. Ważnym etapem jest przeprowadzenie metody Czochralskiego nazwanej tak na cześć jej wynalazcy – polskiego chemika Jana Czochralskiego. 

1. Proces produkcji metodą Czochralskiego rozpoczyna się od stopienia wysokiej jakości krzemu w temperaturze około 1500 stopni Celsjusza. Wymaga to precyzyjnej kontroli temperatury. Istotna jest też jak największa czystość krzemu. 
2. Następnie do stopionego materiału wprowadza się zarodek kryształu, który powoli jest wyciągany z kąpieli, tworząc dużą, cylindryczną bryłę monokryształu. Proces trwa około 48 godzin. 
3. Powstały walec jest następnie cięty na cienkie plastry o grubości zaledwie kilku milimetrów. 
4. Plastry te zwane waflami krzemowymi, są następnie polerowane, oczyszczane i przekształcane w ogniwa fotowoltaiczne przez nałożenie warstw antyrefleksyjnych i montaż przewodów elektrycznych. 

Proces produkcji paneli polikrystalicznych

Produkcja paneli polikrystalicznych jest prostsza i tańsza w porównaniu do paneli monokrystalicznych. Czyni to moduły tego typu ekonomicznym wyborem. Niżej objaśniamy poszczególne etapy procesu powstawania paneli polikrystalicznych.

1. Proces rozpoczyna się od stopienia krzemu w temperaturze około 1500 stopni Celsjusza, co jest pierwszym krokiem w tworzeniu się polikrystalicznej struktury.
2. Po stopieniu krzem jest wlewany do specjalnych form, gdzie powoli schładza się, tworząc duży blok polikrystaliczny składający się z wielu małych kryształów. 
3. Blok następnie jest cięty na cienkie plastry za pomocą precyzyjnych pił diamentowych. 
4. Każdy plaster, zwany waflem, jest dokładnie czyszczony, aby usunąć wszystkie zanieczyszczenia, które mogłyby wpływać na jego wydajność. 
5. Następnie na powierzchnię wafli jest nakładana powłoka antyrefleksyjna zwiększająca zdolność absorpcji światła słonecznego. 
6. Ostatnim etapem jest dodanie przewodów elektrycznych.

Wydajność i sprawność – panele monokrystaliczne a polikrystaliczne

Zastanawiając się nad tym, jakie panele, monokrystaliczne czy polikrystaliczne wybrać, trzeba wziąć pod uwagę wydajność i sprawność modułów. Panele monokrystaliczne są wydajniejsze niż panele polikrystaliczne. Średnia sprawność modułów monokrystalicznych wynosi od 16% do 20%, podczas gdy panele polikrystaliczne osiągają sprawność od 14% do 16%. Najlepsze modele modułów typu monokrystalicznego mogą osiągać sprawność nawet do 25,6%, podczas gdy najnowsze panele polikrystaliczne osiągają maksymalnie 19,1%. Wyższa sprawność oznacza, że panele monokrystaliczne generują więcej energii z tej samej powierzchni, co jest istotne dla opłacalności inwestycji. Panele monokrystaliczne lepiej radzą sobie także w warunkach niskiego nasłonecznienia oraz w wyższych temperaturach. Dzięki temu są niemal niezawodne w różnych warunkach klimatycznych.

Koszt zakupu i instalacji paneli monokrystalicznych

Panele monokrystaliczne są droższe zarówno w zakupie, jak i w instalacji. Cena paneli monokrystalicznych wynosi średnio od 3,75 PLN/Wp do 4,97 PLN/Wp. Wyższy koszt zakupu jest kompensowany przez wyższą wydajność paneli. Innymi słowy do wygenerowania tej samej ilości energii trzeba mniej paneli. Instalacja również zwykle jest kosztowniejsza, jednak mniejsze zapotrzebowanie na powierzchnię i dodatkowe urządzenia, takie jak mikroinwertery, mogą pomóc wygenerować długoterminowe oszczędności. Co więcej, panele monokrystaliczne mają dłuższą żywotność i są odporniejsze na degradację, co istotnie zwiększa ich opłacalność. 

Koszt zakupu i instalacji paneli polikrystalicznych

Panele polikrystaliczne są tańsze w zakupie i instalacji. Średni koszt paneli polikrystalicznych wynosi od 3,08 PLN/Wp do 3,68 PLN/Wp. Niższy koszt wynika z prostszego procesu produkcji i niższej wartości materiałów. Chociaż panele polikrystaliczne wymagają większej powierzchni do instalacji, ich niższy koszt może wydawać się atrakcyjny, o ile inwestor dysponuje nieco większą ilością miejsca, przy jednocześnie ograniczonym planowanym budżecie. Ze względu na większą liczbę potrzebnych paneli, koszty montażu i struktury wsporczej przeważnie są wyższe.

Estetyka i integracja z budynkiem

Estetyka paneli fotowoltaicznych jest ważnym aspektem, szczególnie w przypadku instalacji na budynkach mieszkalnych. Które są lepsze – panele monokrystaliczne czy polikrystaliczne? Panele monokrystaliczne charakteryzują się jednolitym, głęboko czarnym kolorem, który często lepiej wygląda z nowoczesną architekturą. Panele polikrystaliczne mają bardziej refleksyjny niebieskawy odcień, który może wydawać się nieco mniej atrakcyjny, ale jest skuteczniejszy w odbijaniu światła słonecznego. Warto uzależnić wybór między panelami monokrystalicznymi a polikrystalicznymi również od preferencji estetycznych i sposobu, w jaki moduły będą wyglądać z całym budynkiem.

Środowisko i wytrzymałość

Wpływ produkcji paneli fotowoltaicznych na środowisko jest istotnym czynnikiem, który warto wziąć pod uwagę przy wyborze między panelami monokrystalicznymi a polikrystalicznymi. Produkcja paneli monokrystalicznych generuje więcej odpadów krzemowych, ponieważ okrągłe ogniwa muszą być przycinane do odpowiedniego kształtu. Z kolei proces produkcji paneli polikrystalicznych wymaga mniejszych zasobów i generuje mniej odpadów. Jednak dłuższa żywotność paneli monokrystalicznych oznacza rzadszą potrzebę ich wymiany, co ma pozytywny wpływ na środowisko.

Panele monokrystaliczne i polikrystaliczne – zastosowania

1. Panele monokrystaliczne są idealne dla inwestorów z ograniczoną ilością miejsca na dachu, na którym każda jednostka mocy ma znaczenie. Są również lepszym wyborem w miejscach z wysoką temperaturą i małym nasłonecznieniu, dzięki większej wytrzymałości i sprawności oraz lepszemu współczynnikowi temperaturowemu.
2. Panele polikrystaliczne są odpowiedniejsze dla osób mających dużą powierzchnię dachową i ograniczony budżet. Ich niższa cena sprawia, że są atrakcyjne do większych instalacji, gdzie ilość potrzebnego miejsca nie stanowi problemu.

Panele monokrystaliczne są preferowane do domów jednorodzinnych ze względu na ich wyższą wydajność i wygląd. Jeśli chodzi o instalacje przemysłowe lub rolnicze, czasami panele polikrystaliczne mogą być lepszym wyborem, choć i tutaj większość użytkowników decyduje się na modele monokrystaliczne. Podobnie w przypadku farm fotowoltaicznych, które zajmują duże obszary, panele polikrystaliczne mogą być wybierane po to, by zoptymalizować koszty przy jednoczesnym zapewnieniu odpowiedniej produkcji energii. Wybór między panelami monokrystalicznymi a polikrystalicznymi powinien zawsze zależeć od specyficznych warunków i wymagań danego projektu.

Zatem, panele monokrystaliczne czy polikrystaliczne? Decyzja zależy od specyficznych warunków i priorytetów inwestora. Jeśli liczy się każda jednostka mocy, a dostępne miejsce jest ograniczone, warto zainwestować w panele monokrystaliczne. W przypadku większych powierzchni i ograniczonego budżetu panele polikrystaliczne mogą okazać się lepszym wyborem.

Przed podjęciem decyzji warto skonsultować się z profesjonalnym instalatorem, który pomoże dobrać odpowiedni rodzaj paneli do potrzeb. Zapraszamy do kontaktu!