Optimalizace stínění LONGi omezuje ztrátu výkonu řešením zastínění na úrovni článků

Částečné zastínění je u mnoha solárních instalací nevyhnutelné. Optimalizace stínění LONGi využívá design slabé vodivosti své zadní kontaktní technologie HPBC 2.0 ke změně elektrické odezvy jednotlivých článků při zastínění. Tím se snižuje ztráta výkonu a lokální zahřívání. Testování TÜV Rheinland zaznamenalo u modulů TOPCon hot-spot teploty až o 60 °C nižší než u testovaných modulů TOPCon, přičemž TÜV Rheinland potvrdil odolnost proti zastínění třídy A a A+ pro různé řady modulů Hi-MO X10. Výsledky ukazují, co to znamená pro energetický výnos, teploty modulů a dlouhodobý provoz na střechách.

Částečné zastínění je elektrický i fyzický problém

Listí, prach, sníh a ptačí trus mohou dočasně zakrývat jednotlivé články, zatímco komíny, stromy, ventilační systémy a další střešní konstrukce vytvářejí pevné nebo pohyblivé stíny. Samotná zastíněná oblast může být malá, ale její elektrický dopad může být podstatně větší.

Solární články v rámci modulu jsou propojeny. Když jeden článek nebo jeho část obdrží méně slunečního světla, generuje méně proudu než osvětlené články kolem něj. Tento nesoulad může snížit výstupní výkon více, než je fyzicky zastíněná oblast. Za určitých podmínek může být postižený článek také uveden do zpětného průrazu a rozptylovat elektrickou energii ve formě tepla, čímž vzniká hot-spot.

Architektura zadního kontaktu HPBC 2.0 poskytuje elektrický základ pro optimalizátor stínění LONGi. Vzhledem k tomu, že kladné i záporné kontakty jsou umístěny na zadní straně článku, architektura umožňuje řízení proudu prostřednictvím alternativních cest. LONGi integruje svůj design slabé vodivosti a design měkkého průrazu do struktury článku HPBC 2.0, čímž jednotlivým článkům poskytuje funkci podobnou obtokové diodě. V konvenčních modulech, když článek stíní a omezuje tok proudu, může obtoková dioda přesměrovat elektřinu kolem celé skupiny propojených článků. V důsledku toho mohou i články, které jsou plně vystaveny slunečnímu záření, dočasně přestat přispívat k výrobě energie. Optimalizátor stínění LONGi řeší tento problém na úrovni článků. Místo obtékání celé skupiny článků poskytuje alternativní cestu pro průchod proudu postiženým článkem, i když tento článek přijímá méně slunečního světla. To umožňuje okolním, nezastíněným článkům pokračovat ve výrobě elektřiny, čímž se snižuje celková ztráta výkonu. Současně alternativní vodivá cesta omezuje hromadění tepla v zastíněném článku, čímž se snižuje riziko vzniku hot-spotů.

TÜV Rheinland potvrzuje odolnost modulů Hi-MO X10 proti zastínění třídy A a A+

TÜV Rheinland potvrdil odolnost proti zastínění třídy A pro dvě řady modulů Hi-MO X10 podle specifikace testování 2 PfG 2926/01.23. Další řada modulů, LR7-54HJBB, dosáhla třídy A+ podle aktualizované specifikace 2 PfG 2926/05.25. Tato nezávislá hodnocení ověřují odolnost příslušných návrhů modulů proti zastínění za definovaných testovacích podmínek.

V porovnávacích testech za identických podmínek zastínění zkoumal TÜV Rheinland také tepelné a elektrické chování modulů HPBC 2.0 a TOPCon. Lokální teploty na testovaných modulech TOPCon přesáhly 160 °C, zatímco HPBC 2.0 zůstalo kolem 100 °C, s hot-spot teplotami až o 60 °C nižšími. HPBC 2.0 také vykazovalo výrazně nižší útlum výkonu za stejných podmínek.

Testování CPVT ukazuje o 72 % nižší ztrátu výkonu u Hi-MO X10 při zastínění jednoho článku

Samostatné testování čínského Národního centra pro dohled a kontrolu kvality fotovoltaických produktů (CPVT) kvantifikovalo vliv na výstupní výkon modulu. Při zastínění 50 % jednoho článku zaznamenal Hi-MO X10 průměrnou ztrátu výkonu 10,15 % ve srovnání s 36,48 % u testovaných modulů TOPCon, což představuje přibližně 72 % nižší ztrátu výkonu za testovaných podmínek zastínění.

Toto srovnání ilustruje důležitý rozdíl. Nějaká energie se nevyhnutelně ztratí, když část článku již nepřijímá sluneční světlo. Elektrický nesoulad způsobený zastíněným článkem však může snížit výkon nad rámec fyzicky zastíněné oblasti.

Optimalizátor stínění je navržen tak, aby omezil tento širší elektrický dopad, což umožňuje větší části modulu, která není zastíněná, aby nadále přispívala k výrobě energie.

Optimalizátor stínění také snižuje tepelné namáhání při částečném zastínění

Kromě snížení ztráty výkonu se optimalizátor stínění zabývá také tepelnými důsledky částečného zastínění. Trvalé nebo silné hot-spoty mohou způsobovat dodatečné namáhání materiálů modulu, urychlovat degradaci a ovlivňovat dlouhodobou spolehlivost.

Venkovní srovnávací zkoušky poskytují hmatatelný příklad. V externím srovnání LONGi v Xi'anu byly dva moduly instalovány vedle sebe, přičemž ozáření bylo měřeno na 871,7 W/m² pro Hi-MO X10 a 867,0 W/m² pro referenční TOPCon modul. Po deseti minutách záměrného zastínění dosáhla naměřená hot-spot teplota 67,5 °C u Hi-MO X10 a 161,2 °C u testovaného modulu TOPCon, což je rozdíl 93,7 °C. Druhé srovnání zaznamenalo 70,2 °C pro Hi-MO X10 oproti 161,2 °C pro TOPCon po deseti minutách.

Tato venkovní srovnání jsou oddělena od řízeného testování TÜV Rheinland, ale ukazují stejný vzorec: HPBC 2.0 omezuje silný lokální nárůst teploty, ke kterému může dojít, když je část modulu zastíněna.

Nižší hot-spot teploty pomáhají řešit jeden zdroj rizika požáru

Silné hot-spoty nejsou pouze problémem výkonu a spolehlivosti. Když lokální teploty nadměrně stoupnou, mohou poškodit materiály modulu a přispět k podmínkám, které zvyšují riziko požáru. Omezením hromadění tepla při částečném zastínění pomáhá optimalizátor stínění LONGi řešit jeden z potenciálních zdrojů přehřívání v modulu.

Tato preventivní funkce je odlišná od požární odolnosti modulu, která závisí na jeho materiálech, konstrukci a výkonu ve speciálních požárních testech. LONGi kombinuje oba přístupy ve svém modulu Hi-MO X10 Guardian Fire-Resistant. Kromě řízení hot-spotů pomocí HPBC 2.0 modul obsahuje protipožární sklo a nehořlavé materiály.

Jeho požární výkon byl hodnocen podle několika mezinárodních a evropských norem, přičemž dosáhl vysokých klasifikací v různých aspektech požární bezpečnosti. Podle UL 790 získal modul certifikát TÜV Rheinland třídy A, což je nejvyšší hodnocení odolnosti proti vnějšímu požáru. Modul také podstoupil požární testování podle IEC 61730-2 MST 23. V Evropě dosáhl třídy B podle EN 13501-1, což naznačuje velmi omezený příspěvek k požáru. Třída B je v současné době považována za nejvyšší prakticky dosažitelnou klasifikaci pro konvenční fotovoltaické moduly. Modul také prošel testováním pro B_ROOF(t4) podle EN 13501-5, což je nejvyšší klasifikace podle metody t4 pro hodnocení výkonu střešních systémů vystavených vnějšímu ohni. Konečný klasifikační certifikát je v současné době ve zpracování. Tyto výsledky společně demonstrují silný požární výkon napříč doplňkovými bezpečnostními požadavky.

Výkon při zastínění jako měřítko odolnosti modulu

S rozšiřováním solárních instalací na komerční, průmyslové a rezidenční střechy zůstává částečné zastínění běžným provozním stavem, kterému nelze vždy předejít návrhem systému. Způsob, jakým modul reaguje na tyto podmínky, je proto důležitý při hodnocení jeho očekávaného energetického výnosu a dlouhodobé spolehlivosti.

Optimalizátor stínění LONGi demonstruje, proč si odolnost proti zastínění zaslouží větší pozornost při porovnávání solárních technologií. Kromě jmenovitého výkonu a účinnosti za standardních testovacích podmínek je schopnost modulu udržet výkon za méně ideálních podmínek důležitým faktorem pro dlouhodobou hodnotu fotovoltaické instalace.

Více informací o řady Hi-MO X10, která je založena na HPBC 2.0 a technologii optimalizace stínění.