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L'ombrage partiel est inévitable sur de nombreuses installations solaires. L'optimiseur d'ombrage de LONGi utilise la conception à faible conduction de sa technologie de contact arrière HPBC 2.0 pour modifier la réponse électrique des cellules individuelles en cas d'ombrage. Cela réduit la perte de puissance et le chauffage localisé. Des tests TÜV Rheinland ont enregistré des températures de points chauds jusqu'à 60°C inférieures à celles des modules TOPCon testés, tandis que TÜV Rheinland a confirmé une résistance à l'ombrage de classe A et A+ pour différentes séries de modules Hi-MO X10. Les résultats montrent ce que cela signifie pour le rendement énergétique, les températures des modules et le fonctionnement à long terme sur les toits.
L'ombrage partiel est un problème électrique autant que physique
Les feuilles, la poussière, la neige et les fientes d'oiseaux peuvent couvrir temporairement des cellules individuelles, tandis que les cheminées, les arbres, les systèmes de ventilation et autres structures de toiture créent des ombres fixes ou mouvantes. La zone ombragée elle-même peut être petite, mais son impact électrique peut être considérablement plus important.
Les cellules solaires d'un module sont interconnectées. Lorsqu'une cellule ou une partie de cellule reçoit moins de lumière solaire, elle génère moins de courant que les cellules éclairées qui l'entourent. Cette inadéquation peut réduire la production de plus que la zone physiquement ombragée. Dans certaines conditions, la cellule affectée peut également être polarisée en inverse et dissiper de l'énergie électrique sous forme de chaleur, créant un point chaud.
L'architecture de contact arrière HPBC 2.0 fournit la base électrique de l'optimiseur d'ombrage de LONGi. Avec les contacts positifs et négatifs situés à l'arrière de la cellule, l'architecture permet de gérer le courant par des chemins alternatifs. LONGi intègre sa conception à faible conduction et sa conception à rupture douce dans la structure cellulaire HPBC 2.0, donnant aux cellules individuelles une fonction similaire à une diode de dérivation. Dans les modules conventionnels, lorsqu'une cellule est ombragée et restreint le flux de courant, une diode de dérivation peut rediriger l'électricité autour d'un groupe entier de cellules interconnectées. Par conséquent, même les cellules entièrement exposées à la lumière du soleil peuvent cesser temporairement de contribuer à la production d'énergie. L'optimiseur d'ombrage de LONGi résout ce problème au niveau de la cellule. Au lieu de contourner tout un groupe de cellules, il offre un chemin alternatif pour que le courant traverse la cellule affectée, même lorsque celle-ci reçoit moins de lumière solaire. Cela permet aux cellules environnantes non ombragées de continuer à générer de l'électricité, réduisant ainsi la perte de puissance globale. Dans le même temps, le chemin de conduction alternatif limite l'accumulation de chaleur dans la cellule ombragée, réduisant le risque de points chauds.
TÜV Rheinland confirme la résistance à l'ombrage de classe A et A+ pour les modules Hi-MO X10
TÜV Rheinland a confirmé une résistance à l'ombrage de classe A pour deux séries de modules Hi-MO X10 selon sa spécification de test 2 PfG 2926/01.23. Une autre série de modules, LR7-54HJBB, a atteint la classe A+ selon la spécification mise à jour 2 PfG 2926/05.25. Ces évaluations indépendantes vérifient la résistance à l'ombrage des conceptions de modules respectives dans des conditions de test définies.
Lors de tests comparatifs dans des conditions d'ombrage identiques, TÜV Rheinland a également examiné le comportement thermique et électrique des modules HPBC 2.0 et TOPCon. Les températures locales sur les modules TOPCon testés ont dépassé 160°C, tandis que les modules HPBC 2.0 sont restés autour de 100°C, avec des températures de points chauds jusqu'à 60°C inférieures. Les modules HPBC 2.0 ont également montré une atténuation de puissance significativement plus faible dans les mêmes conditions.
Les tests CPVT montrent une perte de puissance 72% inférieure pour Hi-MO X10 sous ombrage d'une seule cellule
Des tests séparés réalisés par le Centre national de supervision et d'inspection de la qualité des produits photovoltaïques solaires de Chine (CPVT) ont quantifié l'effet sur la production du module. Lorsqu'une seule cellule était ombragée à 50%, le Hi-MO X10 a enregistré une perte de puissance moyenne de 10,15%, contre 36,48% pour les modules TOPCon testés, ce qui représente une perte de puissance d'environ 72% inférieure dans la condition d'ombrage testée.
La comparaison illustre une distinction importante. Une certaine production est inévitablement perdue lorsqu'une partie d'une cellule ne reçoit plus de lumière solaire. L'inadéquation électrique créée par la cellule ombragée, cependant, peut réduire la sortie au-delà de la zone physiquement ombragée.
L'optimiseur d'ombrage est conçu pour limiter cet impact électrique plus large, permettant à une plus grande partie du module non ombragé de continuer à contribuer à la production d'énergie.
L'optimiseur d'ombrage réduit également le stress thermique sous ombrage partiel
En plus de réduire la perte de puissance, l'optimiseur d'ombrage traite également les conséquences thermiques de l'ombrage partiel. Les points chauds persistants ou sévères peuvent exercer un stress supplémentaire sur les matériaux du module, accélérer la dégradation et affecter la fiabilité à long terme.
Des essais comparatifs en extérieur fournissent un exemple tangible. Lors d'une comparaison extérieure LONGi à Xi'an, deux modules ont été installés côte à côte, avec un éclairement mesuré à 871,7 W/m² pour le Hi-MO X10 et 867,0 W/m² pour la référence TOPCon. Après dix minutes d'ombrage délibéré, la température du point chaud mesurée a atteint 67,5°C sur le Hi-MO X10 et 161,2°C sur le module TOPCon testé, soit une différence de 93,7°C. Une seconde comparaison a enregistré 70,2°C pour le Hi-MO X10 contre 161,2°C pour le TOPCon après dix minutes.
Ces comparaisons en extérieur sont distinctes des tests contrôlés de TÜV Rheinland, mais elles montrent le même schéma : HPBC 2.0 limite l'élévation de température localisée sévère qui peut survenir lorsqu'une partie d'un module est ombragée.
Des températures de points chauds plus basses contribuent à réduire une source de risque d'incendie
Les points chauds sévères ne sont pas seulement une préoccupation en matière de performance et de fiabilité. Lorsque les températures localisées augmentent excessivement, elles peuvent endommager les matériaux du module et contribuer à des conditions qui augmentent le risque d'incendie. En limitant l'accumulation de température sous ombrage partiel, l'optimiseur d'ombrage de LONGi contribue à réduire une source potentielle de surchauffe au sein du module.
Cette fonction préventive est distincte de la résistance au feu d'un module, qui dépend de ses matériaux, de sa construction et de ses performances dans des tests de feu dédiés. LONGi combine ces deux approches dans son module résistant au feu Hi-MO X10 Guardian. Outre le contrôle des points chauds par HPBC 2.0, le module intègre du verre résistant au feu et des matériaux ignifuges.
Ses performances en matière de feu ont été évaluées selon plusieurs normes internationales et européennes, obtenant des classifications élevées dans différents aspects de la sécurité incendie. Selon la norme UL 790, le module a reçu la classe A certifiée par TÜV Rheinland, la plus haute classification pour la résistance à l'exposition au feu externe. Le module a également subi des tests de feu selon la norme IEC 61730-2 MST 23. En Europe, il a atteint la classe B selon EN 13501-1, indiquant une contribution très limitée à l'incendie. La classe B est actuellement considérée comme la note la plus élevée pratiquement réalisable pour les modules PV conventionnels. Le module a également passé les tests pour B_ROOF(t4) selon EN 13501-5, la classification la plus élevée selon la méthode t4 pour évaluer les performances des systèmes de toiture exposés au feu externe. Le certificat de classification final est en cours de traitement. Ensemble, ces résultats démontrent de solides performances en matière de sécurité incendie selon des exigences de sécurité complémentaires.
La performance à l'ombrage comme mesure de la résilience du module
Avec l'expansion des installations solaires sur les toits commerciaux, industriels et résidentiels, l'ombrage partiel reste une condition de fonctionnement courante qui ne peut pas toujours être évitée par la conception du système. La manière dont un module répond à ces conditions est donc importante lors de l'évaluation de son rendement énergétique attendu et de sa fiabilité à long terme.
L'optimiseur d'ombrage de LONGi démontre pourquoi la résistance à l'ombrage mérite une plus grande attention lors de la comparaison des technologies solaires. Au-delà de la puissance nominale et de l'efficacité dans des conditions de test standard, la capacité d'un module à maintenir ses performances dans des conditions moins qu'idéales est une considération importante pour la valeur à long terme d'une installation photovoltaïque.
En savoir plus sur la série Hi-MO X10, basée sur la technologie HPBC 2.0 et un optimiseur d'ombrage.
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