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El sombreado parcial es inevitable en muchas instalaciones solares. El Optimizador de Sombreamiento de LONGi utiliza el Diseño de Baja Conducción de su tecnología de contacto posterior HPBC 2.0 para cambiar la respuesta eléctrica de celdas individuales cuando ocurre el sombreado. Esto reduce la pérdida de potencia y el calentamiento localizado. Las pruebas de TÜV Rheinland registraron temperaturas de punto caliente hasta 60°C más bajas que los módulos TOPCon probados, mientras que TÜV Rheinland ha confirmado resistencia al sombreado Clase A y A+ para diferentes series de módulos Hi-MO X10. Los resultados muestran lo que esto significa para el rendimiento energético, las temperaturas de los módulos y la operación a largo plazo en tejados.
El sombreado parcial es un problema tanto eléctrico como físico
Hojas, polvo, nieve y excrementos de pájaros pueden cubrir temporalmente celdas individuales, mientras que chimeneas, árboles, sistemas de ventilación y otras estructuras en tejados crean sombras fijas o móviles. El área sombreada en sí puede ser pequeña, pero su impacto eléctrico puede ser considerablemente mayor.
Las celdas solares dentro de un módulo están interconectadas. Cuando una celda o parte de una celda recibe menos luz solar, genera menos corriente que las celdas iluminadas a su alrededor. Esta desadaptación puede reducir la producción de más de lo que ocupa el área físicamente sombreada. Bajo ciertas condiciones, la celda afectada también puede ser llevada a polarización inversa y disipar energía eléctrica en forma de calor, creando un punto caliente.
La arquitectura de contacto posterior de HPBC 2.0 proporciona la base eléctrica para el Optimizador de Sombreamiento de LONGi. Con los contactos positivo y negativo ubicados en la parte trasera de la celda, la arquitectura permite que la corriente se gestione a través de caminos alternativos. LONGi integra su Diseño de Baja Conducción y Diseño de Desglose Suave en la estructura de la celda HPBC 2.0, dando a las celdas individuales una función similar a un diodo de bypass. En módulos convencionales, cuando una celda se sombrea y restringe el flujo de corriente, un diodo de bypass puede redirigir la electricidad alrededor de todo un grupo de celdas interconectadas. Como resultado, incluso las celdas que están completamente expuestas a la luz solar pueden dejar de contribuir temporalmente a la generación de energía. El Optimizador de Sombreamiento de LONGi aborda este problema a nivel de celda. En lugar de evitar todo un grupo de celdas, proporciona un camino alternativo para que la corriente pase a través de la celda afectada, incluso cuando esa celda recibe menos luz solar. Esto permite que las celdas circundantes sin sombrear continúen generando electricidad, reduciendo la pérdida de potencia general. Al mismo tiempo, el camino de conducción alternativo limita la acumulación de calor en la celda sombreada, reduciendo el riesgo de puntos calientes.
TÜV Rheinland confirma resistencia al sombreado Clase A y A+ para módulos Hi-MO X10
TÜV Rheinland ha confirmado resistencia al sombreado Clase A para dos series de módulos Hi-MO X10 bajo su especificación de prueba 2 PfG 2926/01.23. Otra serie de módulos, LR7-54HJBB, alcanzó la Clase A+ bajo la especificación actualizada 2 PfG 2926/05.25. Estas evaluaciones independientes verifican la resistencia al sombreado de los diseños de módulos respectivos bajo condiciones de prueba definidas.
En pruebas comparativas bajo condiciones de sombreado idénticas, TÜV Rheinland también examinó el comportamiento térmico y eléctrico de los módulos HPBC 2.0 y TOPCon. Las temperaturas locales en los módulos TOPCon probados superaron los 160°C, mientras que HPBC 2.0 se mantuvo alrededor de los 100°C, con temperaturas de punto caliente hasta 60°C más bajas. HPBC 2.0 también mostró una atenuación de potencia significativamente menor bajo las mismas condiciones.
Pruebas CPVT muestran una pérdida de potencia 72% menor para Hi-MO X10 bajo sombreado de celda única
Pruebas separadas del Centro Nacional de Supervisión e Inspección de Calidad de Productos Fotovoltaicos Solares de China (CPVT) cuantificaron el efecto en la producción del módulo. Cuando el 50% de una celda única estaba sombreada, Hi-MO X10 registró una pérdida de potencia promedio del 10.15%, en comparación con el 36.48% para los módulos TOPCon probados, lo que representa aproximadamente un 72% menos de pérdida de potencia bajo la condición de sombreado probada.
La comparación ilustra una distinción importante. Se pierde inevitablemente algo de generación cuando una parte de una celda ya no recibe luz solar. Sin embargo, la desadaptación eléctrica creada por la celda sombreada puede reducir la producción más allá del área físicamente sombreada.
El Optimizador de Sombreamiento está diseñado para limitar este impacto eléctrico más amplio, permitiendo que más parte sin sombrear del módulo continúe contribuyendo a la generación de energía.
El Optimizador de Sombreamiento también reduce el estrés térmico bajo sombreado parcial
Más allá de reducir la pérdida de potencia, el Optimizador de Sombreamiento también aborda las consecuencias térmicas del sombreado parcial. Los puntos calientes persistentes o severos pueden ejercer un estrés adicional en los materiales del módulo, acelerar la degradación y afectar la confiabilidad a largo plazo.
Las pruebas comparativas al aire libre proporcionan un ejemplo tangible. En una comparación al aire libre de LONGi en Xi'an, se instalaron dos módulos uno al lado del otro, con una irradiancia medida de 871.7 W/m² para Hi-MO X10 y 867.0 W/m² para la referencia TOPCon. Después de diez minutos de sombreado deliberado, la temperatura del punto caliente medida alcanzó los 67.5°C en Hi-MO X10 y 161.2°C en el módulo TOPCon probado, una diferencia de 93.7°C. Una segunda comparación registró 70.2°C para Hi-MO X10 frente a 161.2°C para TOPCon después de diez minutos.
Estas comparaciones al aire libre están separadas de las pruebas controladas de TÜV Rheinland, pero muestran el mismo patrón: HPBC 2.0 restringe el severo aumento de temperatura localizado que puede ocurrir cuando parte de un módulo está sombreado.
Temperaturas más bajas de punto caliente ayudan a abordar una fuente de riesgo de incendio
Los puntos calientes severos no solo son una preocupación de rendimiento y confiabilidad. Cuando las temperaturas localizadas aumentan excesivamente, pueden dañar los materiales del módulo y contribuir a condiciones que aumentan el riesgo de incendio. Al limitar la acumulación de temperatura bajo sombreado parcial, el Optimizador de Sombreamiento de LONGi ayuda a abordar una fuente potencial de sobrecalentamiento dentro del módulo.
Esta función preventiva es distinta de la resistencia al fuego de un módulo, que depende de sus materiales, construcción y rendimiento en pruebas de fuego dedicadas. LONGi combina ambos enfoques en su módulo Hi-MO X10 Guardian Fire-Resistant. Junto con el control de puntos calientes de HPBC 2.0, el módulo incorpora vidrio resistente al fuego y materiales ignífugos.
Su rendimiento contra incendios ha sido evaluado bajo varias normas internacionales y europeas, logrando altas clasificaciones en diferentes aspectos de seguridad contra incendios. Bajo UL 790, el módulo ha recibido la Clase A certificada por TÜV Rheinland, la calificación más alta para resistencia a la exposición externa al fuego. El módulo también ha sido sometido a pruebas de fuego bajo IEC 61730-2 MST 23. En Europa, ha logrado la Clase B bajo EN 13501-1, lo que indica una contribución muy limitada al fuego. La Clase B se considera actualmente la calificación prácticamente alcanzable más alta para módulos fotovoltaicos convencionales. El módulo también ha superado las pruebas para B_ROOF(t4) bajo EN 13501-5, la clasificación más alta bajo el método t4 para evaluar el rendimiento de sistemas de tejado expuestos al fuego externo. El certificado de clasificación final se está procesando actualmente. En conjunto, estos resultados demuestran un sólido rendimiento contra incendios en requisitos complementarios de seguridad.
El rendimiento ante el sombreado como medida de la resiliencia del módulo
A medida que las instalaciones solares se expanden en tejados comerciales, industriales y residenciales, el sombreado parcial sigue siendo una condición operativa común que no siempre se puede evitar mediante el diseño del sistema. Por lo tanto, la respuesta de un módulo a estas condiciones es importante al evaluar su rendimiento energético esperado y su confiabilidad a largo plazo.
El Optimizador de Sombreamiento de LONGi demuestra por qué la resistencia al sombreado merece una mayor atención al comparar tecnologías solares. Más allá de la potencia nominal y la eficiencia en condiciones de prueba estándar, la capacidad de un módulo para mantener el rendimiento en condiciones subóptimas es una consideración importante para el valor a largo plazo de una instalación fotovoltaica.
Más sobre la Serie Hi-MO X10 que se basa en HPBC 2.0 y una Tecnología de Optimizador de Sombreamiento.
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