Sprawność (η) to stosunek użytecznej energii opuszczającej maszynę do energii wchodzącej do niej; jest ona zazwyczaj wyrażana w procentach. Im więcej światła słonecznego zostanie zamienione na energię elektryczną przez panele słoneczne, tym są one bardziej wydajne.
Wysokowydajne panele słoneczne są droższe, ale wymagają mniej miejsca, co czyni je dobrym rozwiązaniem dla właścicieli domów z małą powierzchnią dachu.
Sprawność ogniwa fotowoltaicznego (PV) zależna od rodzaju krzemu i konstrukcji ogniwa oraz całkowita sprawność panelu zależna od układu, konfiguracji i powierzchni panelu to dwa główne czynniki decydujące o sprawności panelu słonecznego.
Tworząc większą powierzchnię do łapania światła słonecznego, zwiększenie rozmiaru panelu może również zwiększyć wydajność. Najmocniejsze panele słoneczne mogą teraz wytwarzać do 700 W energii elektrycznej. Dwa czynniki, wydajność ogniwa fotowoltaicznego i wydajność panelu, są opisane poniżej:
Wydajność ogniw fotowoltaicznych (PV)
Struktura ogniwa i zastosowane podłoże – zazwyczaj krzem typu P lub N – decydują o jego wydajności. Do określenia wydajności ogniwa wykorzystuje się współczynnik wypełnienia (FF), czyli najwyższą wydajność konwersji ogniwa fotowoltaicznego przy najlepszym napięciu i prądzie roboczym.
Na wydajność (Ω) panelu znacząco wpływa architektura ogniwa. Istotnymi cechami są rodzaj krzemu, konfiguracja szyn zbiorczych , złącze i rodzaj pasywacji.
Dzięki wysokiej czystości podłoża krzemowego typu N i braku strat spowodowanych zacienieniem szyn zbiorczych, panele zbudowane z drogich ogniw IBC charakteryzują się obecnie najwyższą sprawnością (21–23%). Jednak panele wykonane z najnowszych ogniw monokrystalicznych PERC, ogniw TOPCON typu N i zaawansowanych ogniw heterozłączowych (HJT) charakteryzują się sprawnością znacznie przekraczającą 21%.
Przeczytaj także: Czym jest ogniwo elektrochemiczne?
Wydajność panelu
W standardowych warunkach testowych (STC) wydajność panelu słonecznego oblicza się przy założeniu temperatury ogniwa wynoszącej 25°C, natężenia promieniowania słonecznego wynoszącego 1000 W/m2 i masy powietrza wynoszącej 1.5.
Maksymalną moc znamionową, czyli Pmax (W) w standardowych warunkach testowych (STC), określa się w praktyce, dzieląc całkowitą powierzchnię panelu , wyrażoną w metrach kwadratowych, przez sprawność panelu (%).
Na ogólną efektywność panelu może wpływać wiele czynników, takich jak temperatura, poziom nasłonecznienia, typ ogniwa i połączenia między ogniwami.
Najbardziej efektywne są panele wykonane z najnowocześniejszych ogniw typu Interdigitated back contact lub IBC, a następnie ogniw heterozłączowych (HJT), ogniw TOPcon, ogniw monokrystalicznych PERC typu half-cut i multi-busbar, ogniw typu shingled oraz ogniw monokrystalicznych składających się z 60 ogniw (4-5 busbar).
Najmniej efektywne i najtańsze panele to zazwyczaj panele polikrystaliczne lub multikrystaliczne składające się z 60 ogniw.
