Foto door Linleo – stock.adobe.com
Als u van plan bent om een fotovoltaïsch systeem te installeren, zult u onvermijdelijk worden geconfronteerd met de vraag wat voor soort zonnecellen u wilt gebruiken. De meest voorkomende varianten zijn polykristallijne en monokristallijne cellen.
Hoe verschilden mono- en polykristallijne modules van dunnefilmmodules?
Kortom, er zijn vier verschillende soorten om uit te kiezen bij het kiezen van uw zonnecellen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen monokristallijne cellen, polykristallijne cellen en de dunnefilmmodules CIGS en amorf. Met een marktaandeel van iets meer dan 50% worden polykristallijne cellen vandaag de dag het meest gebruikt, gevolgd door monokristallijne cellen met een marktaandeel van 30%. Amorfe en CIGS dunne-filmcellen komen veel minder vaak voor, met elk een marktaandeel van 5%. Dit komt onder andere door hun lagere efficiëntie. In tegenstelling tot mono- en polykristallijne cellen genereren dunnefilmcellen een aanzienlijk lagere hoeveelheid energie. Bovendien hebben dunnefilmcellen meer ruimte nodig en zijn ze gevoeliger voor interferentie. Dunnefilmcellen zijn echter iets goedkoper in prijs, lichter in gewicht en neutraler van kleur dan mono- en polykristallijne cellen.
Zo onderscheiden de mono- en polykristallijne cellen zich duidelijk van de dunnefilmcellen. Er zijn echter ook opmerkelijke verschillen tussen polykristallijne cellen en monokristallijne cellen, die voor u van bijzonder belang zijn bij het selecteren van het juiste PV-systeem.
Verschillen tussen de polykristallijne en monokristallijne varianten
Monokristallijne en polykristallijne varianten verschillen voornamelijk in hun productieproces, hun uiterlijk en hun prestatieverlies. Maar ook de verschillen in efficiëntie zijn van bijzonder belang:
Productieproces
Zowel polykristallijne cellen als monokristallijne cellen zijn gemaakt van silicium. De twee cellen verschillen echter aanzienlijk in hun productieproces. Met name de productie van de monokristallijne cellen is zeer complex. Dit komt omdat in dit productieproces een siliciumkristal wordt gekweekt tot een enkel, groot kristal. Het resultaat van dit groeiproces is een monokristal, ook wel ingot genoemd. Vandaar de naam monokristallijn.
In tegenstelling tot monokristallijne cellen worden polykristallijne cellen geproduceerd met behulp van een blokgietproces. In dit proces wordt het silicium verwarmd en vervolgens in een mal gegoten waar het kan afkoelen. In de loop van dit gietproces worden polykristallen gevormd die verschillende kristalstructuren in verschillende groottes hebben. Dit geeft de cellen de naam polykristallijn.
Optica
Qua kleur zijn monokristallijne cellen aanzienlijk donkerder dan de blauwe polykristallijne cellen. Hun schaduw varieert van donkerblauw tot zwart. Bovendien zijn de gekweekte kristallen van de monokristallijne cellen rond vanwege hun productieproces. Omdat ronde cellen echter moeilijk te verwerken zijn en niet op een ruimtebesparende manier op een rechthoek kunnen worden gerangschikt, zijn deze cellen meestal pseudo-vierkant gerangschikt. Deze opstelling creëert kleine ronde gaatjes waar de witte backsheet doorheen kan schijnen. Als gevolg hiervan wordt een zwart-witte tegellook gecreëerd, wat typerend is voor monokristallijne cellen. Dankzij het gietproces kunnen polykristallijne cellen in een vierkante vorm worden geproduceerd, wat betekent dat de cellen vervolgens ook in een vierkante vorm kunnen worden gerangschikt. Hierdoor krijgen de polykristallijne cellen een gesloten oppervlak.
Uitspatting
Elke zonnecel verliest na verloop van tijd stroom. In principe wordt er een onderscheid gemaakt tussen de door licht geïnduceerde initiële degradatie en het lineaire vermogensverval.
- Door licht geïnduceerde initiële degradatie: Lichtgeïnduceerde initiële degradatie is de daling van het vermogen die plaatsvindt tijdens de eerste lichtbestraling. De omvang van het initiële prestatieverlies hangt met name af van de verontreiniging van de grondstof die voor de vervaardiging van de cellen wordt gebruikt. Hoe schoner en hoger de kwaliteit van het gebruikte materiaal, hoe lager het initiële prestatieverlies. Omdat de hoge kwaliteit van de grondstof meestal ook in de prijs tot uiting komt, hebben duurdere cellen in het begin meestal veel problemen.een lagere prestatiedaling dan relatief goedkopere cellen. Bovendien is het effect van de initiële prestatiedaling aanzienlijk lager in polykristallijne cellen dan in monokristallijne cellen.
- Lineaire vermogensdaling: In tegenstelling tot door licht geïnduceerde initiële degradatie, beschrijft de lineaire vermogensval de vermogensverliezen die continu plaatsvinden gedurende de levensduur van de module. In een vergelijking van de twee celvarianten ervaren polykristallijne cellen significant lagere prestatieverliezen dan monokristallijne cellen gedurende hun hele levensduur. De lineaire prestatiedaling in polykristallijne cellen is bijvoorbeeld ongeveer 0,1% per jaar. Monokristallijne cellen daarentegen registreren een jaarlijkse, lineaire prestatiedaling van ongeveer 0,5%.
Efficiëntie
De bestaande verschillen in efficiëntie en prestaties tussen de twee celvarianten zijn te wijten aan de verschillende productieprocessen. Polykristallijne cellen hebben bijvoorbeeld een iets lagere zuiverheidsgraad, wat ook tot uiting komt in een verminderde efficiëntie. Bijgevolg hebben monokristallijne cellen een gemiddeld rendement van 18 tot 22 % en polykristallijne cellen een efficiëntie van ongeveer 15 tot 18 %.
| Monokristallijne modules | Polykristallijne modules | |
| Productieproces | Teeltproces (monokristal) | Gietproces (polykristal) |
| Optica | Donkerblauwe tot zwarte kleurstelling met tegellook in zwart-wit | Blauwe tot donkerblauwe kleuring met een gesloten oppervlak |
| Vermogensverlies per jaar | Ongeveer 0,5 % | Ongeveer 0,1 % |
| Efficiëntie | 18-22 % | 15-18 % |
Voor- en nadelen van de monokristallijne en polykristallijne variant
Gezien de daling van de prestaties lopen de polykristallijne modules aanzienlijk voor op de monokristallijne modules. Dit komt omdat zowel het initiële, door licht geïnduceerde verlies als de lineaire vermogensval aanzienlijk lager zijn voor polykristallijne modules dan voor monokristallijne modules.
Qua gewicht lopen de monokristallijne modules, met hun ongeveer 17 tot 23 kg per module, iets voor op de polykristallijne modules. Deze zijn iets zwaarder met een modulegewicht van 20-25 kg.
Bovendien genereren monokristallijne modules over het algemeen meer vermogen op een gebied van dezelfde grootte dan relatief polykristallijne modules. Of dit voor u een voordeel is, hangt af van uw individuele project. Als u in een klein gebied de hoogst mogelijke efficiëntie wilt bereiken, hebben de monokristallijne modules de voorkeur. Je moet hiervoor echter ook wat dieper in je portemonnee graven. Dit komt omdat monokristallijne modules ongeveer geprijsd zijn 130 tot 350 Euro per module iets duurder dan polykristallijne modules. Hiervoor zul je gemiddeld ca. 120 tot 270 euro per module berekenen. Heeft u echter voldoende ruimte en wilt u met uw PV-systeem de beste prijs-prestatieverhouding bereiken, dan bent u beter af met polykristallijne modules.
| Monokristallijne modules | Polykristallijne modules | |
| Efficiëntie | 18-22 % | 15-18 % |
| Vloeroppervlak | klein | Gemiddeld |
| Kosten per module | 130-350 € s.i. | 120-270 € s.i. |
| Jaarlijkse prestatiedaling | Ongeveer 0,5 % | Ongeveer 0,1 % |
| Gewicht per module | Ca. 17-23 kg | – Ca. 20-25 kg |
U moet zelf beslissen welke van de twee modules uiteindelijk voor u geschikt is, afhankelijk van uw project en uw prioriteiten. Gezien de kosten-batenverhouding, d.w.z. de hoeveelheid energie in termen van levensduur, kosten en efficiëntie, lopen polykristallijne cellen voor op monokristallijne cellen. Dit is ook de reden waarom ze veel meer vertegenwoordigd zijn in de zonne-energiemarkt.