Panele fotowoltaiczne polikrystaliczne, a monokrystaliczne – co wybrać?

Warto wiedzieć: Według raportu Instytutu Energii Odnawialnej "Rynek Fotowoltaiki w Polsce 2021" moduły polikrystaliczne stanowiły już wtedy jedynie 2% rynku, a monokrystaliczne 98%. Czyli niemal nikt nie kupuje polikryształów. I to w pewien sposób zamyka dyskusję.

Zobaczmy skrót informacji:

Panel	Monokrystaliczny	Polikrystaliczny
Mocne strony	Sprawność. Panele monokrystaliczne są bardziej wydajne, co jest kluczowe dla instalacji. Wygląd. Głęboka czerń paneli monokrystalicznych na ogół świetnie komponuje się z dachem i całym budynkiem.	Cena. Panele polikrystaliczne kosztują nieco mniej PLN/Wp, czyli płacisz znacznie mniej za każdy Wat mocy, który wytworzą.
Słabsze strony	Cena. Panele monokrystaliczne są droższe od paneli polikrystalicznych w przeliczniku PLN/Wp za moduł. Jednak uwzględniając mniejsze wydatki na konstrukcje i przewody, końcowa różnica niemal nie istnieje.	Sprawność. Panele polikrystaliczne mają z zasady niższą moc. Instalacja z tymi panelami wymaga więcej miejsca, co też wiąże się z kosztami (konstrukcja, robocizna).

Panele polikrystaliczne czy monokrystaliczne? – porównanie

Zanim omówimy różnice najważniejsze z punktu widzenia klienta – dotyczące cen i wydajności – omówmy krótko działanie paneli słonecznych i ich proces produkcji. Pomoże nam to zrozumieć, dlaczego te dwa rodzaje tak się od siebie różnią.

Panele fotowoltaiczne, będące podstawą każdej instalacji fotowoltaicznej, składają się z wielu połączonych ze sobą ogniw. Jest to zasada dotycząca zarówno paneli mono-, jak i polikrystalicznych. Identyczny jest też materiał, z którego są wykonane ogniwa. Jest nim krzem, wyjątkowy półmetal, który stał się podstawą całej dzisiejszej elektroniki.

Jak w krzemie powstaje prąd? A czym w ogóle jest prąd? Najogólniej mówiąc jest to ruch elektronów. Jak powstaje w krzemie? Generują je fotony, które lecą nieprzerwanym strumieniem ze Słońca i uderzeją w elektrony. Ruch wynikający z takich kolizji w kryształach krzemu jest tak swobodny, że może być przez nas wykorzystany – i tak przenosi się przez przewody do falownika , dalej do sieci i odbiorników – komputera, ogrzewacza, lodówki, itp.

Krzem musi mieć postać krystaliczną, żeby mógł generować prąd pod wpływem promieni słonecznych. Cała różnica między panelami monokrystalicznymi i polikrystalicznymi sprowadza się do różnic w przetwarzaniu krzemu na ogniwa.

Ogniwa fotowoltaiczne polikrystaliczne – jak się je tworzy?

Proces produkcji polikrystalicznych ogniw fotowoltaicznych jest zaskakująco prosty. Właśnie to powoduje, że są one znacznie tańsze niż panele monokrystaliczne.

Pierwszym krokiem jest krystalizacja krzemu. Kilka bloków krzemu łączy się i krystalizuje w jedną dużą bryłę. Topienie w temperaturze 1500 stopni C usuwa w pewnym stopniu zanieczyszczenia z krzemu. Bryła zostaje schłodzona i pocięta na cienkie plastry.

W dalszej kolejności te plastry przetwarza się tak, by tworzyły prawdziwe ogniwa fotowoltaiczne. Proces obejmuje czyszczenie, nakładanie powłoki antyrefleksyjnej i przewodów elektrycznych.

Obecnie celem inżynierów jest tworzenie jak największych kryształów, ponieważ im mniej kryształów w ogniwie, tym więcej prądu jest generowane. I łatwo zauważyć, że ostateczną granicą jest ogniwo złożone z pojedynczego kryształu. A takie ogniwo, tworzone tą metodą, zaledwie dorównałoby ogniwu wytwarzanego sposobem, który omówimy teraz.

Ogniwa fotowoltaiczne monokrystaliczne – jak powstają?

Przedrostek mono- oznacza “pojedynczy”. Zgodnie z nazwą, ogniwo monokrystaliczne jest jednym, solidnym kryształem. Dzięki temu elektrony poruszają się w nim bardziej swobodnie, ale sam proces produkcji jest bardziej skomplikowany. Jak wygląda?

Mamy tutaj wyraźny polski akcent, gdyż wykorzystywany proces produkcyjny nazywa się metodą Czochralskiego, na cześć jego wynalazcy, zasłużonego polskiego chemika, Jana Czochralskiego. Do tygla wrzuca się wysokiej czystości polikryształki krzemu, które zostają tam stopione w jedną masę o temperaturze 1500 stopni. Do niej wprowadza się zarodek kryształu, pojedynczy blok krzemu, z którego powstanie cały kryształ. Powoli (cały proces trwa 48 godzin!) zarodek jest wyciągany, a właściwie to, co z niego wyrosło – duży, cylindryczny monokryształ krzemu.

Wytwarzanie ogniw monokrystalicznych w zakładach LONGi, największego producenta paneli monokrystalicznych na świecie.

Taki walec tnie się następnie na okrągłe plastry. Jednak układanie koło siebie kółek powoduje powstawanie dużych pustych przestrzeni. Optymalnym rozwiązaniem jest więc przycięcie ich do kształtu zbliżonego bardziej do kwadratu. Oplecione przewodami, poukładane obok siebie ogniwa tworzą panel fotowoltaiczny.

Różnice między panelami poli- a monokrystalicznymi

Omówmy praktyczne różnice między panelami poli oraz mono.

Wydajność

Wydajność w tym konktekście to procent energii dostarczanej przez słońce, którą przetwarza się na energię elektryczną. Na tym procesie zasadza się cała fotowoltaika.

Standardowe panele polikrystaliczne osiągają osiągają wydajność na poziomie 14-16 %. Wynika to, po pierwsze, z faktu, że łączone kryształy nie zapewniają wystarczającej swobody ruchu elektronom. Ogniwa polikrystaliczne lepszej jakości mają większe kryształy. Im mniej kryształów, tym więcej swobody w poruszaniu się mają elektrony i tym większą ogniwo ma wydajność.

Po drugie, słabsza wydajność wynika z czystości kryształu, niższej, niż kryształów tworzonych metodą Czochralskiego.

Producenci paneli fotowoltaicznych starają się obejść ten problem, wciąż rozwijają technologię i zwiększają osiągi paneli polikrystalicznych. Na przykład chiński Suntech wypuścił ostatnio serię paneli z polikrystalicznymi ogniwami fotowoltaicznymi o wydajności 19,1%. Niestety, nie są jeszcze w sprzedaży dla prywatnych instalacji. Jak wypadają w porównaniu panele monokrystaliczne?

Wysoka wydajność ogniw monokrystalicznych jest ich największą zaletą. Średniej jakości panele osiagają zwykle 16-20%, a wysokowydajne modele produkcji Sunpower, Panasonic i LG nawet więcej. Panele monokrystaliczne z serii X-23 produkcji Sunpower przetwarzają prawie 23% energii ze słońca na prąd elektryczny, a maksymalna osiągnięta wydajność wynosi obecnie 25,6%.

Kolejną przewagą ogniw monokrystalicznych jest niższy współczynnik temperaturowy. Co to takiego? Panele fotowoltaiczne gorzej działają w wyższych temperaturach i tracą wydajność z każdym stopniem Celcjusza, do którego rozgrzało się ogniwo (to sprawia, że fotowoltaika naprawdę lubi nasz klimat, a Polska wcale nie ma gorszych warunków dla paneli mono- i polikrystalicznych, niż Afryka). Panele monokrystalicznie nieco lepiej (0,01 do 0,03 punktów procentowych straty / stopień C) radzą sobie z wyższymi temperaturami.

Projektując instalację fotowoltaiczną punktem wyjścia są zawsze potrzeby. Najważniejsze pytanie, którego odpowiedź jest podstawą do dalszych obliczeń brzmi: ile kWp potrzebuję już dziś, by za dwadzieścia pięć lat moja instalacja dalej pokrywała zapotrzebowanie domostwa na prąd? Następnie trzeba sprawdzić, jakie mamy możliwości, a konkretnie – ile paneli możemy wystawić w dobrze nasłonecznionym miejscu. Ponieważ panele monokrystaliczne generują więcej prądu, można wstawić ich mniej.

W przypadku instalacji z mikroinwerterami (stosowanej tam, gdzie okresowo na część instalacji pada cień) ilość paneli ma tym większe znaczenie, że do każdego panelu trzeba dokupić osobny mikroinwerter.

Panele monokrystaliczne średniej jakości dają od 270 do 330 Wp, a te lepsze (LG Neon2 i Sunpower X-22) nawet do 370 Wp. Z kolei osiągi dobrych paneli polikrystalicznych sięgają nawet 285Wp, czyli w pełni zastępują średniej jakości panele monokrystaliczne, a są przy tym generalnie tańsze.

Przykład:
Czteroosobowa rodzina rocznie zużywa 4000 kWh. Mieszkają w domu o dachu dwuspadowym północ-południe. Południowy stok ma wymiary 4 x 8 metrów, czyli ma 32 metry kwadratowe. Zmieści się tutaj maksymalnie 14 paneli. Czy powinni kupić panele mono- czy polikrystaliczne?

• Panel polikrystaliczny o mocy 270 Wp * 14 paneli = 3400 kWh (3780 W)
• Panel monokrystaliczny o mocy 330 Wp * 14 paneli = 4150 kWh (4620 W)

Wniosek: W tym wypadku tylko z pomocą paneli monokrystalicznych można wytworzyć wystarczającą ilość energii elektrycznej, by pokryć 100% rocznego zużycia. Dlatego są tutaj właściwym wyborem.

Rozumiemy zatem, że zasadnicza różnica między panelami polikrystalicznymi i monokrystalicznymi jest taka, że monokrystaliczne mogą mieć wyższą sprawność. Jak jednak wygląda porównanie ogniw polikrystalicznych i monokrystalicznych, gdy mają tę samą moc? Czy można wtedy wskazać, że jeden rodzaj góruje nad drugim pod względem odporności na temperaturę i podobnych parametrów? Zobaczmy to na przykładzie

Porównaliśmy najmocniejszy panel polikrystaliczny i najsłabszy panel monokrystaliczny producenta REC. Mają taką samą moc i sprawność. Zwróć uwagę, jak niewiele różnią się pozostałymi parametrami.

Różnice są niewielkie i mieszczą się w błędzie pomiaru. Te dwa panele powinny mieć więc w rzeczywistości podobną wydajność, to jest podobne uzyski, mimo że jeden jest polikrystaliczny, a drugi monokrystaliczny.

Wygląd

Ogniwo polikrystaliczne jest idealnie kwadratowe, stąd poskładane z nich panele tworzą jednorodną płytę. Każdy bok mierzy 16 centymetrów. Za sprawą powłoki antyrefleksyjnej panele polikrystaliczne mają wyraźnie niebieski, mocno odblaskowy kolor. Gdy się przyjrzeć, łatwo można dostrzec, że każde ogniwo składa się z kilku kryształów.

Ogniwo monokrystaliczne nie jest kwardatowe, ale ma ścięte, zaokrąglone rogi. Wynika to z faktu, że wycina się je z walca. Przez puste przestrzenie widać spodnią warstwę panelu, co tworzy wrażenie kropek na czarnym tle. Te czarne ogniwa mniej rzucają się w oczy i łatwiej komponują się z otoczeniem.

Producenci oferują teraz panele “all black” o znakomitych walorach estetycznych. To panele monokrystaliczne, których podbitka i rama również są czarne, przez co cały panel ma głęboki, ciemny kolor, bez widocznych kropek. Przez te dodatkowe czarne elemente tego typu panele nagrzewają się nieco bardziej, co powoduje niewielką (naprawdę) utratę wydajności, ale wielu mieszkańców domków jednorodzinnych i tak się na nie decyduje dla ich eleganckiego wyglądu.

Cena

Spójrzmy na dane:

Panel	Cena (poglądowa)	Moc panelu	Typ	Cena za moc
LG Neon2 320W	1200 PLN	320W	Monokrystaliczny	3,75 PLN/Wp
Bisol BMO-300	940 PLN	300W	Monokrystaliczny	3,13 PLN/Wp
SolarWatt 290WP	1440 PLN	290W	Monokrystaliczny	4,97 PLN/Wp
SolarWatt 280WP	1030 PLN	280W	Polikrystaliczny	3,68 PLN/Wp
BENQ AUO	815 PLN	265W	Polikrystaliczny	3,08 PLN/Wp
VIESSMANN 260WP	860 PLN	260W	Polikrystaliczny	3,31 PLN/Wp

Ceny aktualne na Q42018

W tym porównaniu cen paneli słonecznych średni koszt panelu polikrystalicznego jest o 15% niższy, a różnica mocy wynosi tylko 11%.

Lepsza wydajność, lepszy współczynnik temperaturowy, mniejsze koszty montażu, mniej potrzebnych mikroinwerterów w przypadku instalacji tego typu – wszystko to razem nie zmienia faktu, że panele polikrystaliczne są wyraźnie tańsze niż ich monokrystaliczne odpowiedniki w przeliczeniu PLN/Wp. Wpływa na to kilka czynników.

• Łatwiejszy proces produkcji. Obrotowy tygiel wykonany z wysokiej jakości materiałów, 48 godzin ciągłej pracy na wytworzenie jednego walca kryształu – to po prostu kosztowne. Metoda na otrzymywanie ogniw polikrystalicznych jest znacznie prostrza.
• Mniej odpadów. Okrągłe ogniwa monokrystaliczne są przycinane z czterech stron, by tworzyły kształt zbliżony do kwadratu. Odcięte kawałki to odpady, które trzeba na nowo przetwarzać. Otrzymywanie ogniw polikrystalicznych jest bardziej ekonomiczne i ekologiczne.

Panel polikrystaliczny Tier 1 o mocy 280Wp może być nawet o kilkanaście procent tańszy od panelu monokrystalicznego o podobnej jakości i wydajności. Stąd panele monokrystaliczne mają ekonomiczne uzasadnienie dopiero tam, gdzie kończą się panele polikrystaliczne – na wysokości 300Wp.

Przykład:
Wieloosobowa rodzina mieszka w dużym domu, którego dach nachylony jest na południe i nic nie zasłania go przed słońcem. Roczne zużycie prądu wynosi 4400 kWh, stąd instalacja powinna mieć przynajmniej 4,6 kWp mocy. Biorąc pod uwagę, że wielkość dachu ich nie ogranicza, w co powinni zainwestować - w panele poli- czy monokrystaliczne?

• Panele monokrystaliczne LG LG310N1C-G4 310W – 15 paneli po 1100 PLN = 16500 PLN; Zwrot inwestycji po około 10 latach.
• Panele polikrystaliczne QCells Q.PLUS BFR 4.1.0 280W – 17 paneli po 690 PLN = 11730 PLN; Zwrot inwestycji po około 6 latach.

Nie oznacza to jednak, że monokrystaliczne panele słoneczne nie są opłacalne. Dobrym probieżem stosunku jakość/cena są tu farmy fotowoltaiczne. Chociaż większość farm stawiana jest na polikryształach, to daleko nie wszystkie.

Wniosek: Generalnie panele polikrystliczne są tańsze, ale nie znaczy to, że monokrystaliczne nie są opłacalne

Jakość

Jeśli chodzi o jakość, to nie sposób jest jednoznacznie stwierdzić "monokrystaliczne są lepsze od polikrystalicznych", albo na odwrót. Poszczególni producenci w różnym stopniu dbają o jakość produktów. Czasami nawet produkty tego samego producenta, ale powstałe w różnych fabrykach, mocno różnią się od siebie jakością!

Tym niemniej możemy łatwo stwierdzić, że znakomita większość paneli premium - z prawdziwą gwarancją produktu obejmującą więcej niż 20 lat - to panele monokrystaliczne.

Wnioski - kiedy wybrać panele polikrystaliczne, a kiedy panele monokrystaliczne?

Podsumujmy nasze rozważania. Kiedy należy zainwestować w panele polikrystaliczne, a kiedy w monokrystaliczne?

Standardowe, korzystne warunki

W korzystnych warunkach, gdy dostępna jest wystarczająca powierzchnia dla instalacji fotowoltaicznej, panele polikrystaliczne są tańsze. Cena jest niższa pomimo potrzeby zainstalowania większej ilości paneli.

Czy to ostateczne słowo? Niekoniecznie. Całkiem często droższe panele są lepszym wyborem.

Mała powierzchnia i cień

Jeśli Twój dach nie ma na tyle dużej powierzchni, by zamontować wystarczającą ilość paneli polikrystalicznych do pokrycia zapotrzebowania na prąd, jedyną opcją są panele monokrystaliczne. Limitem jest tutaj wielkość dachu, ale to nie wszystko. Powierzchnię użytkową ograniczają też obszary zacienione.

Cień bardzo negatywnie wpływa na panele fotowoltaiczne. Problemem jest również cień przejściowy. Zasada jest taka – panele połączone w jeden zespół (do jednego falownika), powinny otrzymywać tyle samo światła. Jeśli jedno ogniwo jest zasłonięte (na przykład liściem) nieproporcjonalnie mocno obniża to wydajność panelu. I podobnie jeden zasłonięty panel źle wpływa na cały zespół. Co to oznacza?

Na przykład wysoki słup przed panelami to problem większy, niż mogłoby się wydawać. Ponieważ zasłonięcie nawet jednego ogniwa bardzo wpływa na cały panel, to prosty długi, przesuwający się po dachu cień rzucany przez słup może robi poważne kłopoty – nie dlatego, że cień jest duży, ale dlatego, że dotyka wielu paneli. Ta sama zasada dotyczy innych przeszkód. Przy okazji – chmury to nie to samo, co cień i nie osłabiają działania paneli tak bardzo.

Z przelotnym cieniem można radzić sobie na dwa sposoby:

• Zakupić mikroinwertery. Zacieniony panel źle oddziałuje na inne tylko wtedy, gdy jest z nimi połączony jednym inwerterem. Rozwiązaniem są mikroinwertery, które sprawiają, że każdy panel jest osobną jednotką prądotwórczą. Przy czym i tak oznacza to, że niektóre panele będą przez pewną część dnia gorzej działały.
• Zmniejszyć instalację. Tutaj pomocne są panele monokrystaliczne. Idea jest taka, żeby porzucić całkowicie miejsca z przelotnym nawet cieniem. Zwiększa to koszty, ale może sprawić, że instalacja będzie działać bez przeszkód.

Trzeba też pamiętać, że fotowoltaika to inwestycja na całe dziesięciolecia. Drzewa mogą z czasem urosnąć, a na sąsiedniej działce wybudować się sąsiad. Projektując rozmieszczenie paneli warto brać to pod uwagę!

Estetyka

Fotowoltaika na dachu z całą pewnością jest widoczna. Zatem mamy jeszcze jeden czynnik, z którego trzeba sobie zdawać sprawę, a jest nim wygląd.

Niebieski, odblaskowy kolor paneli polikrystalicznych niekoniecznie musi komponować się z wyglądem dachu i całego domu. Niestety, właśnie ze względu na swój niebieski kolor, panele fotowoltaiczne polikrystaliczne często uważa się za mniej estetyczne. Głęboka czerń paneli monokrystalicznych, szczególnie tych w wersji "all black" przyciąga oko i na ogół łatwiej zgrywa się z pozostałymi elementami budynku. Ale znowu – błyszczący, polikrystaliczny błękit wcale nie wygląda źle, po prostu się wyróżnia.

Jeśli więc prezencja jest dla Ciebie ważniejsza od pieniędzy, a niebieski gryzie się z dachówkami, nie ma wyjścia – trzeba zainwestować w panele monokrystaliczne!

Ciekawostka: Amerykańska Tesla przygotowała panele fotowoltaiczne w kształcie dachówek! Ma to być bardzo wygodne i trwałe rozwiązanie dla budujących nowe budynki. Na dodatek barwa nie jest tu problemem, bo dostępne mają być różne wersje kolorystyczne.

Są ważniejsze wybory, niż mono vs poli!

Na przykład wybór właściwej marki. Są dobre panele polikrystaliczne i słabe panele polikrystaliczne, podobnie jak dobre panele monokrystaliczne i słabe panele monokrystaliczne. Powinieneś raczej patrzeć na markę i szczegóły konstrukcyjne, by wybrać panel właściwy dla Ciebie.

Najlepsze marki opisaliśmy w tym rankingu producentów paneli fotowoltaicznych, jak również w licznych recenzjach.

Ważne (i mniej ważne też) szczegóły konstrukcyjne, na które warto zwrócić uwagę znajdziesz w tym artykule.

Drugą ważniejszą sprawą jest wybór właściwego instalatora. Czy wiesz, że:

• Najlepsze panele, źle zamontowane, będą sprawiać kłopoty.
• Błędna instalacja może unieważnić gwarancję.
• Niewłaściwy montaż to główna przyczyna usterek paneli.
• Instalator to Twój pierwszy kontakt w sprawach gwarancyjnych.

Pomożemy Ci znaleźć dobrego instalatora w Twojej okolicy. Wypełnij dowolny kalkulator lub wejdź tutaj i wypełnij formularz.

Zachęcamy też do skorzystania z naszego kalkulatora do określenia optymalnego rozwiązania dla Twojego domu i oszacowania kosztów.