Jak powstają panele słoneczne?
30. 9. 2025
Panele słoneczne mogą wyglądać na skomplikowane urządzenia, ponieważ zamieniają światło słoneczne w użyteczną, w 100% czystą energię dla naszych domów. Ale w rzeczywistości są dość proste. W tym artykule wyjaśnimy, jak powstają panele słoneczne i z czego są zrobione.
Z czego są zrobione panele słoneczne?
Panele słoneczne są zrobione z czterech podstawowych materiałów: krzemu, metalu, szkła i plastiku. Każdy element ma swoje konkretne zadanie:
- Krzem tworzy ogniwa słoneczne, które są częścią panelu słonecznego i zamieniają światło słoneczne w energię elektryczną.
- Metale tworzą ramę ochronną, która chroni panel i utrzymuje go na miejscu. Ramy paneli słonecznych są zazwyczaj wykonane z aluminium.
- Szkło pokrywa ogniwa słoneczne z krzemu i chroni je przed czynnikami atmosferycznymi.
- Tworzywo sztuczne pełni funkcję warstwy nośnej, która chroni tylną część panelu.
Wykorzystuje się również inne materiały, takie jak uszczelniacze łączące panele, materiały w okablowaniu i szynach zbiorczych, które przenoszą energię słoneczną do domu.
Jak powstają panele słoneczne?
W jaki sposób wszystkie te materiały łączą się, tworząc funkcjonalny panel słoneczny? Aby to zrozumieć, należy zapoznać się z kilkoma kluczowymi etapami.
Krok 1: Produkcja ogniw słonecznych
Proces rozpoczyna się od wydobycia surowców. Krzem pozyskuje się z minerałów kwarcowych, które są wydobywane i oczyszczane w celu oddzielenia krzemu. Producenci ogniw słonecznych wykorzystują wysokie temperatury do wytworzenia wlewka krzemu, który jest zasadniczo jednym dużym blokiem krzemu, który jest cięty na płytki.
Krzem jest naturalnym półprzewodnikiem, ale zazwyczaj jest „domieszkowany” borem lub galem w celu poprawy wydajności. Aby ogniwa słoneczne działały jak najwydajniej, stosuje się również fosfor.
Ogniwo fotowoltaiczne jest następnie pokrywane warstwą antyrefleksyjną, która pozwala na dotarcie większej ilości światła słonecznego do ogniwa, zwiększając jego wydajność. Więcej światła słonecznego oznacza więcej wzbudzonych elektronów, a to oznacza więcej energii elektrycznej dla Twojego domu. Następnie w ogniwach wyżłabia się cienkie linie, które służą do przechwytywania i przewodzenia prądu elektrycznego w ogniwie.
Niektóre marki paneli słonecznych produkują własne ogniwa słoneczne, a inne kupują je od oddzielnych producentów ogniw słonecznych.
Krok 2: Łączenie ogniw słonecznych
Po wyprodukowaniu ogniw słonecznych producent paneli słonecznych łączy je poprzez lutowanie, tworząc arkusz ogniw. Większość modułów słonecznych do użytku domowego ma 60 ogniw, natomiast panele słoneczne do użytku komercyjnego mają 72 ogniwa.
Krok 3: Produkcja panelu
Panele słoneczne to nie tylko arkusz ogniw słonecznych. Po połączeniu ogniw dodaje się folię podkładową, która chroni spód ogniw słonecznych. Następnie producent umieszcza ogniwa słoneczne i folię podkładową pod arkuszem hartowanego szkła i w metalowej ramie, która zapewnia stabilność.
Krok 4: Instalacja skrzynki przyłączeniowej
Ostatnim etapem procesu jest instalacja urządzeń peryferyjnych, takich jak połączenia kablowe i skrzynki przyłączeniowe. Skrzynki przyłączeniowe są miejscem, w którym wewnętrzne okablowanie panelu słonecznego łączy się z połączeniami zewnętrznymi, chroniąc je przed warunkami atmosferycznymi i innymi czynnikami zewnętrznymi.
Krok 5: Testowanie paneli słonecznych
Większość producentów poddaje panele rygorystycznym testom, aby zapewnić jakość i wydajność produktu. Wszelkie pęknięte lub wygięte panele słoneczne są odrzucane, a pozostałe są testowane w celu upewnienia się, że wytrzymają intensywne warunki atmosferyczne, wysoką temperaturę oraz normalne zużycie.
Są one również testowane pod kątem sprawności przepływu prądu elektrycznego przez panel, aby mógł on generować energię słoneczną zgodnie z przeznaczeniem.
Gdzie produkowane są panele słoneczne?
Większość paneli słonecznych na świecie jest produkowana w Chinach. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej Chiny odpowiadają za prawie 75% światowej produkcji modułów słonecznych. Część produkcji paneli słonecznych przypada również na Wietnam, Indie, Tajlandię, Malezję i Stany Zjednoczone.
Jakie są rodzaje paneli słonecznych?
Panele słoneczne monokrystaliczne
Panele słoneczne monokrystaliczne zawierają ogniwa słoneczne wycięte z pojedynczego kryształu krzemu. Jednolita struktura pojedynczego kryształu krzemu zapewnia wyższą wydajność panelu słonecznego, co oznacza większą produkcję energii i większe oszczędności na rachunkach za prąd.
Panele słoneczne monokrystaliczne są nieco droższe od innych rodzajów, ale wytwarzają najwięcej energii elektrycznej i są najpopularniejszym rodzajem paneli słonecznych stosowanych w domowych instalacjach solarnych.
Panele słoneczne polikrystaliczne
Panele słoneczne polikrystaliczne wykorzystują ogniwa słoneczne wykonane z fragmentów wielu kryształów krzemu. Fragmenty są topione, co pozwala na łatwiejszy i tańszy proces produkcji, ale nie wytwarzają one energii elektrycznej tak efektywnie jak ogniwa monokrystaliczne.
Procesy produkcji ogniw monokrystalicznych również stały się tańsze wraz z upowszechnieniem się tej technologii, więc różnica w cenie między ogniwami polikrystalicznymi i monokrystalicznymi jest prawie nieistotna.
Panele słoneczne cienkowarstwowe
Panele słoneczne cienkowarstwowe nie wykorzystują stałych kryształów krzemu, ale zamiast tego wykorzystują domieszkowane tlenki metali zwane przezroczystymi tlenkami przewodzącymi (TCO). Warstwy te pochłaniają światło słoneczne w podobny sposób jak płytki krzemowe, ale są elastyczne.
Panele cienkowarstwowe są mniej wydajne niż większość paneli monokrystalicznych i polikrystalicznych, ale są elastyczne i można je montować na różnych powierzchniach, takich jak zakrzywione dachy przyczep kempingowych.