Ce sunt celulele fotovoltaice?

O celulă fotovoltaică este un dispozitiv semiconductor care convertește lumina (fotonii) în energie electrică (electroni) prin efect fotovoltaic. Celulele fotovoltaice sunt componentele de bază ale panourilor fotovoltaice. Aceste panouri, la rândul lor, sunt integrate într-un sistem fotovoltaic complet, care mai include invertorul (pentru conversia curentului continuu în curent alternativ), sistemele de montaj și echipamentele de protecție.

Materialele semiconductoare sunt, în principal, pe bază de siliciu (monocristalin, policristalin sau amorf). Există și alte materiale (teluridă de cadmiu – CdTe, diselenid de cupru-indiu-galiu – CIGS), folosite mai ales pentru tehnologiile de tip thin-film.

Cum funcționează celulele fotovoltaice?

Funcționarea celulelor fotovoltaice se bazează pe efectul fotovoltaic:

1. Absorbția fotonilor: Fotonii din lumina solară lovesc celula fotovoltaică și sunt absorbiți de materialul semiconductor.
2. Crearea perechilor electron-gol: Energia fotonilor energizează electronii, determinându-i să sară la niveluri energetice superioare și să lase în urmă „goluri” (locuri libere).
3. Separarea sarcinilor: Electronii sunt dirijați spre un contact negativ, iar golurile spre contactul pozitiv, separându-se fizic pentru a crea un potențial electric.
4. Fluxul de electroni: Diferența de potențial dintre contactele celulei produce un curent electric continuu (DC). Ulterior, invertorul transformă curentul DC în curent alternativ (AC), utilizabil în rețeaua electrică.

Cu cât materialul semiconductor și calitatea fabricației sunt mai bune, cu atât acest proces devine mai eficient.

Tipuri de celule fotovoltaice

1. Celule fotovoltaice monocristaline

Descriere: Fabricate dintr-un singur cristal mare de siliciu. Aspectul lor este, de obicei, negru, cu marginile rotunjite.

Avantaje:

• Eficiență ridicată (peste 20% uneori)
• Durată lungă de viață (peste 25 de ani cu randament bun)
• Stabilitate: rezistă bine la fluctuații de temperatură

Dezavantaje:

• Preț mai mare, din cauza procesului complex de fabricație

Sunt ideale atunci când doriți cea mai mare producție posibilă pe un spațiu restrâns.

2. Celule fotovoltaice policristaline

Descriere: Obținute din blocuri de siliciu care conțin mai multe cristale, având o culoare albastră distinctivă și margini drepte.

Avantaje:

• Cost de producție și achiziție mai redus
• Randament decent (în jur de 15–18%)

Dezavantaje:

• Eficiența scade mai mult la temperaturi ridicate, comparativ cu monocristalinele.

Sunt potrivite pentru proiecte rezidențiale unde bugetul reprezintă un factor important și este disponibil spațiu suficient.

3. Celule fotovoltaice cu film subțire (thin-film)

Descriere: Utilizează pelicule subțiri de materiale semiconductoare (CdTe, CIGS, siliciu amorf) pe substraturi precum sticlă, plastic sau metal.

Avantaje:

• Flexibilitate: se pot monta pe suprafețe cu diverse forme.
• Performanță bună în condiții de lumină slabă (cer parțial înnorat).
• Costuri de producție relativ mai mici.

Dezavantaje:

• Eficiență mai scăzută (adesea între 10–14%).
• Necesită o suprafață mai mare pentru a obține aceeași putere ca panourile cristaline.

Se folosesc frecvent în aplicații mari la sol sau pe suprafețe specializate care necesită flexibilitate (ex: acoperișuri cu forme atipice).

Eficiența celulelor fotovoltaice

Eficiența celulelor fotovoltaice se referă la procentul de energie solară transformată în energie electrică. Factori care influențează eficiența:

• Calitatea siliciului: Impuritățile pot împiedica mișcarea liberă a electronilor.
• Tehnologia de fabricație: Straturile antireflex, contactele electrice și tehnicile de dopare a siliciului contează enorm.
• Temperatura: Majoritatea panourilor au un coeficient de temperatură ce indică scăderea randamentului la temperaturi mari.
• Intensitatea luminoasă: Randamentul e mai mare la expunere directă la soare.

Valorile obișnuite de eficiență sunt cuprinse între 15% și 22% pentru panourile de pe piață.

Cum să alegi celulele fotovoltaice potrivite

1. Bugetul disponibil

Dacă aveți un buget mai mare și doriți să obțineți cea mai mare producție pe un spațiu limitat, alegeți monocristaline. Dacă bugetul este mai restrâns și dispuneți de mai mult loc pe acoperiș sau la sol, policristalinele pot fi o opțiune excelentă. 

2. Spațiul de instalare

• Spațiu limitat → Monocristaline cu eficiență mai mare
• Spațiu generos → Policristaline sau chiar thin-film, dacă bugetul și condițiile de instalare o permit

3. Condițiile climatice

În zonele cu cer predominant senin, panourile monocristaline și policristaline oferă rezultate excelente. În regiuni cu cer parțial înnorat, thin-film pot avea randamente mai bune la lumină difuză.

4. Producătorul și garanția

Optați pentru branduri recunoscute, care oferă garanții minime de 25 de ani pentru performanță și 10–15 ani pentru produs. Verificați mereu fișa tehnică și certificările.

Recomandări de brand: Partenerii Giaul

La Giaul, colaborăm cu branduri de top:

• LONGi – cunoscut pentru monocristaline cu eficiență ridicată
• Jinko – unul dintre cei mai mari producători globali, oferă un echilibru bun între preț și performanță
• Trina Solar – reputație excelentă pentru inovație
• JA Solar – producător specializat pe tehnologii monocristaline și policristaline de ultimă generație
• Q CELLS – investiții continue în cercetare și dezvoltare
• LG – produse premium cu performanțe verificate

Fie că sunteți consumator final sau instalator, echipa noastră vă poate oferi consultanță și informații tehnice detaliate pentru a alege corect panourile și restul componentelor.

Instalarea și dimensionarea sistemului fotovoltaic

Pașii de bază pentru un sistem fotovoltaic reușit sunt:

1. Analiza consumului: identifcați consumul mediu zilnic și eventualele vârfuri.
2. Dimensionarea sistemului: stabiliți puterea instalată în funcție de consum, buget, spațiu și posibilitatea de racordare la rețea.
3. Orientarea și unghiul de instalare: ideal, panourile se orientează spre sud, cu un unghi de înclinare optim (în funcție de latitudine).
4. Verificarea umbririlor: copacii, clădirile înalte sau alte obstacole pot reduce producția de energie.
5. Montajul și testarea: echipa tehnică asigură montarea corectă, verifică racordurile electrice și testează funcționarea.

O dimensionare corectă și o instalare profesionistă influențează semnificativ performanța și durabilitatea sistemului.

Cât de mult pot economisi cu un sistem fotovoltaic?

Economiile depind de:

• Consumul lunar și prețul energiei: cu cât factura de energie este mai mare, cu atât amortizarea va fi mai rapidă.
• Schema de sprijin: programe precum “Casa Verde Fotovoltaice” pot reduce costul inițial.
• Mărimea sistemului: un sistem dimensionat corect acoperă o parte semnificativă din consum și reduce dependența de rețea.

În general, amortizarea se realizează în 5-8 ani, în funcție de puterea sistemului și de prețul energiei.

Concluzii

Celulele fotovoltaice reprezintă elementul central al oricărui sistem fotovoltaic, iar alegerea tipului potrivit (monocristalin, policristalin, thin-film) influențează direct eficiența și costul total. Fiecare proiect are particularitățile sale: buget, spațiu disponibil, condiții de mediu și brandul producător.

La Giaul, oferim servicii complete de vânzare, consultanță și instalare pentru sisteme fotovoltaice în România. Vă ajutăm să identificați tehnologia optimă și să realizați un proiect durabil și eficient energetic.

Contactați-ne pentru a discuta nevoile dumneavoastrǎ specifice și pentru a vă bucura de avantajele energiei solare: costuri reduse, impact redus asupra mediului și independență energetică.

Împreună, contribuim la un viitor mai verde și mai sustenabil!

FAQ – Celule fotovoltaice

Ce este o celulă fotovoltaică și cum funcționează pe scurt?

O celulă fotovoltaică este un semiconductor (de regulă siliciu) care transformă lumina în electricitate prin efect fotovoltaic: fotonii eliberează electroni, apare o separare a sarcinilor între contacte și rezultă curent continuu (DC), ulterior convertit în AC de invertor.

Monocristaline vs. policristaline – ce aleg?

Monocristalinele oferă eficiență mai mare (≈20–22%+), randament bun pe spațiu redus și stabilitate termică mai bună, dar costă mai mult. Policristalinele sunt mai accesibile (≈15–18% eficiență) și potrivite când există spațiu suficient și buget mai restrâns.

Ce sunt celulele/panourile thin-film și când au sens?

Thin-film (CdTe, CIGS, Si amorf) folosesc straturi subțiri pe sticlă/metal/plastic. Au eficiență mai mică (≈10–14%), dar se descurcă bine la lumină difuză, pot fi flexibile și sunt utile pe suprafețe atipice sau în aplicații mari la sol.

Ce influențează eficiența reală pe acoperiș?

Calitatea materialului și fabricației, temperatura (randamentul scade la cald), intensitatea luminii, unghiul/orientarea, umbririle, murdăria și potrivirea electrică a stringurilor. Montajul corect și componenta potrivită cresc performanța.

Ce garanții și economii pot aștepta?

De regulă: 10–15 ani garanție de produs și 25–30 de ani de performanță (cu un prag minim garantat la 25 ani). Amortizarea tipică este ~5–8 ani, în funcție de consum, prețul energiei, puterea instalată, eventuale programe de sprijin și calitatea instalării.