Celule fotovoltaice: tipuri, diferențe și cum alegi panoul

Celulele fotovoltaice sunt piesele mici, de obicei din siliciu, care transformă lumina soarelui în curent electric continuu. Un panou de casă conține între 54 și 144 de astfel de celule, legate în serie, iar tipul lor hotărăște cât de multă putere scoate panoul pe un metru pătrat. Dacă ai deschis vreodată o ofertă și ai văzut termeni ca „mono PERC” sau „TOPCon”, aici afli ce se ascunde în spatele lor.

Diferențele dintre tehnologii sunt reale, dar mai mici decât sugerează reclamele. În practică, alegerea depinde de spațiul de pe acoperiș, de buget și de garanțiile oferite.

Cum produce curent o celulă fotovoltaică?

O celulă fotovoltaică produce curent prin efectul fotovoltaic: lumina lovește siliciul, desprinde electroni, iar un câmp electric intern îi împinge într-o singură direcție. Rezultatul este un curent continuu, pe care invertorul îl transformă apoi în curent alternativ pentru casă.

Celula are două straturi de siliciu tratat diferit, unul cu exces de electroni și altul cu deficit. Între ele se formează joncțiunea p-n, locul unde apare câmpul electric. Pe față sunt trase firicele subțiri de metal, numite busbar și finger, care strâng curentul. Cu cât aceste firicele fac mai puțină umbră și cu cât siliciul pierde mai puțini electroni pe drum, cu atât celula este mai eficientă.

Monocristalin sau policristalin: care este diferența?

Celula monocristalină este tăiată dintr-un singur cristal de siliciu, iar cea policristalină din siliciu topit și solidificat în bucăți, cu mai multe cristale lipite. Cristalul unic lasă electronii să circule mai ușor, așa că celulele monocristaline au randament mai bun.

Se recunosc și cu ochiul liber. Celula monocristalină are culoare uniformă, albastru foarte închis sau aproape negru, cu colțurile tăiate. Cea policristalină arată ca o mozaicare albastră, cu cristale vizibile.

• Monocristalin: randament mai mare, comportament bun și la lumină slabă, preț ceva mai ridicat în trecut, azi aproape egalat.
• Policristalin: proces de fabricație mai simplu, randament mai mic, aproape dispărut din ofertele noi pentru case.

Astăzi, aproape toate panourile noi pentru locuințe sunt monocristaline. Dacă ți se oferă un panou policristalin la preț de monocristalin, merită să întrebi de ce.

Ce înseamnă PERC, TOPCon și heterojoncțiune?

Acestea sunt îmbunătățiri aduse celulei de siliciu, nu tipuri complet diferite de materiale. Scopul lor comun este să piardă mai puțini electroni și să capteze mai multă lumină.

PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) adaugă un strat special pe spatele celulei. Stratul reflectă înapoi lumina care a trecut prin siliciu fără să fie folosită și reduce pierderile de electroni. A fost standardul de piață mulți ani.

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) pune un strat foarte subțire de oxid pe spate, prin care electronii „trec prin tunel”, dar care oprește pierderile. Celulele TOPCon ating randamente mai mari decât PERC și se comportă puțin mai bine la temperaturi ridicate.

Heterojoncțiunea (HJT) combină siliciul cristalin cu straturi subțiri de siliciu amorf. Are randament ridicat și degradare lentă, dar procesul de fabricație este mai costisitor, deci panourile sunt de obicei mai scumpe.

Sfat: nu alege după sigla tehnologiei, ci după fișa tehnică completă. Un panou TOPCon slab construit poate fi mai prost decât un PERC de calitate.

Cum compari randamentul și puterea panourilor?

Randamentul panoului este raportul dintre puterea electrică obținută și puterea luminii care cade pe suprafața lui, în condiții standard de test. Ca ordin de mărime, panourile de casă se plasează între aproximativ 19% și 23%.

Valorile sunt orientative și diferă de la producător la producător. Ele arată însă logica: un randament mai mare înseamnă mai mulți wați pe același panou. Un panou de 1,7 metri pătrați cu 22% randament produce în jur de 370 W în condiții standard, iar unul cu 19% doar în jur de 320 W.

Ce citești în fișa tehnică, dincolo de randament?

Fișa tehnică îți spune mai mult decât eticheta tehnologiei. Trei valori merită verificate de fiecare dată: puterea nominală, coeficientul de temperatură și degradarea garantată.

Puterea nominală se exprimă în Wp (watt-vârf) și se măsoară în condiții standard de laborator. Pe acoperiș, panoul produce rar exact atât, pentru că lumina și temperatura sunt altele.

Coeficientul de temperatură arată cât scade puterea la fiecare grad peste 25 °C. Panourile se încălzesc vara bine peste temperatura aerului, deci un coeficient mai mic, de exemplu −0,30 %/°C față de −0,40 %/°C, înseamnă producție mai bună în zilele fierbinți.

Degradarea este pierderea lentă de putere în timp. Producătorii garantează de obicei o putere de cel puțin 80–90% după 25–30 de ani. Vezi mai multe în Degradarea panourilor fotovoltaice și garanțiile reale.

Cum alegi panoul potrivit pentru casa ta?

Alegi panoul în funcție de suprafața disponibilă, de buget și de condițiile de montaj, nu de cel mai mare randament din catalog. Dacă ai un acoperiș spațios, un panou de randament mediu, dar bine garantat, poate fi mai rațional decât unul premium.

Pe un acoperiș mic, unde fiecare metru pătrat contează, merită să plătești pentru randament mai mare, pentru că obții mai mulți kWp în același loc. Pentru dimensionarea sistemului, pornește de la consumul casei, așa cum este explicat în Dimensionarea sistemului fotovoltaic după consumul casei, și abia apoi alege panoul.

Mai ține cont de:

1. garanția de produs (de obicei 10–15 ani) și garanția de performanță (25–30 de ani);
2. rezistența la grindină și la sarcina de zăpadă, înscrisă în certificările panoului;
3. dimensiunile fizice, ca să încapă pe structura existentă;
4. istoricul producătorului și existența unui reprezentant în țară, pentru cazul în care ai nevoie de service.

Ghidul general de la Panourile fotovoltaice pentru casă: ghid complet pe înțeles te ajută să vezi cum se leagă panoul de restul sistemului, iar la capitolul despre poziția lor poți merge la Orientarea și înclinarea panourilor: efectul asupra producției. Dacă te interesează și latura ecologică, vezi cum se compară sursele curate cu cele fosile în Energia regenerabilă și cea fosilă: comparație pe înțeles.

Pe aceeași temă, citește și Turbine eoliene mici pentru casă: când au sens în România.