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Test condotti da TÜV Rheinland e CPVT esaminano la risposta della tecnologia HPBC 2.0 di LONGi alla parziale ombreggiatura, con risultati che mostrano temperature locali più basse e ridotta perdita di potenza rispetto ai moduli TOPCon testati.
L'ombreggiamento parziale è difficile da eliminare completamente dalle installazioni solari. Strutture fisse possono spesso essere considerate durante la progettazione del sistema, ma foglie, escrementi di uccelli, neve e polvere possono ombreggiare temporaneamente singole celle durante il funzionamento.
L'area fisica interessata può essere piccola, ma l'effetto elettrico può estendersi oltre l'area ombreggiata. Quando una cella riceve meno irradiazione delle celle circostanti, il disallineamento di corrente risultante può ridurre l'uscita del modulo e causare la dissipazione locale di energia elettrica sotto forma di calore. Severi hot-spot possono accelerare il degrado del materiale e influire sull'affidabilità a lungo termine del modulo.
Test indipendenti condotti da TÜV Rheinland e dal National Center of Supervision and Inspection on Solar Photovoltaic Product Quality della Cina, CPVT, hanno esaminato come la tecnologia HPBC 2.0 di LONGi risponde in queste condizioni. I risultati mostrano una minore perdita di potenza e temperature locali sostanzialmente più basse rispetto ai moduli TOPCon testati.
La gestione della corrente a livello di cella cambia la risposta all'ombreggiamento parziale
HPBC 2.0 combina l'architettura della cella Back Contact di LONGi con il suo Weak Conduction Design. Il design consente alle singole celle di gestire il loro percorso di corrente quando si verifica un ombreggiamento parziale.
Invece di fare affidamento esclusivamente sui diodi di bypass convenzionali del modulo, lo shunting di corrente interno consente alla corrente di bypassare l'area interessata senza attivare il diodo di bypass. Questo è progettato per mantenere l'impatto elettrico più strettamente confinato all'area ombreggiata e consentire a più celle non interessate di continuare a contribuire all'uscita del modulo.
Questa distinzione è importante perché i diodi di bypass convenzionali dei moduli operano a livello di sottogruppo. Un'ombra localizzata può quindi influire sul contributo elettrico di una sezione considerevolmente più ampia di un modulo.
I test TÜV registrano temperature di hot-spot fino a 60°C inferiori
TÜV Rheinland ha confrontato i moduli HPBC 2.0 e TOPCon in condizioni di ombreggiamento identiche, esaminando sia l'attenuazione della potenza che il comportamento della temperatura locale.
Le temperature locali sui moduli TOPCon testati hanno superato i 160°C, mentre HPBC 2.0 è rimasto intorno ai 100°C, con temperature di hot-spot fino a 60°C inferiori. HPBC 2.0 ha inoltre mostrato un'attenuazione di potenza significativamente inferiore nelle stesse condizioni di ombreggiamento.
Il risultato termico è rilevante oltre l'immediata uscita del modulo. Quando l'energia elettrica viene dissipata sotto forma di calore in una cella ombreggiata, le alte temperature sostenute possono aumentare lo stress termico sulle celle e sui materiali del modulo. Limitare questo aumento di temperatura può quindi contribuire all'affidabilità a lungo termine del modulo e alle prestazioni in condizioni di ombreggiamento.
Hi-MO X10 ha inoltre ricevuto la certificazione di Classe A di TÜV Rheinland per la resistenza all'ombreggiamento secondo la sua specifica di test 2 PfG 2926. La certificazione fornisce una valutazione indipendente della risposta del modulo in condizioni di ombreggiamento definite.
I test CPVT mostrano circa il 70% in meno di perdita di potenza sotto ombreggiamento di una singola cella
Test CPVT separati hanno quantificato l'effetto sull'uscita del modulo. Quando il 50% di una singola cella era ombreggiato, Hi-MO X10 ha registrato una perdita di potenza media del 10,15%, rispetto al 36,48% dei moduli TOPCon testati. Ciò corrisponde a circa il 70% in meno di perdita di potenza nelle condizioni di ombreggiamento testate.
Il confronto illustra la differenza tra la luce solare fisicamente persa perché una parte di una cella è coperta e la perdita elettrica aggiuntiva che può derivare dal disallineamento di corrente all'interno del modulo. Lo Shading Optimizer di HPBC 2.0 è progettato per limitare questo impatto elettrico più ampio.
CPVT ha successivamente assegnato a Hi-MO X10 il suo certificato “Three-Proof” per la protezione antincendio, la resistenza all'ombreggiamento e le prestazioni anti-accumulo di polvere.
Tetti complessi mettono in pratica le prestazioni di ombreggiamento
L'effetto dell'ombreggiamento parziale è particolarmente rilevante per i tetti commerciali e industriali, dove attrezzature di ventilazione, sistemi di protezione antifulmine, strutture vicine e altre installazioni possono creare ombre fisse o mobili.
Presso Shanghai AB Food & Beverages Limited, produttore del marchio Ovaltine, condotti di ventilazione e parafulmini creano ombreggiature localizzate su parti del tetto. L'azienda ha scelto Hi-MO X10 per un sistema fotovoltaico su tetto da 670 kW. Secondo i dati del progetto, l'installazione consente un risparmio di oltre 870.000 CNY in costi energetici all'anno.
Una seconda installazione presso Chumponwarin Part., Ltd. in Thailandia ha presentato uno scenario di ombreggiamento diverso. Fili della rete elettrica che attraversano il tetto della fabbrica sono stati identificati come fonte di ombreggiamento durante la valutazione del progetto. È stato successivamente installato un sistema da 974,08 kW utilizzando Hi-MO X10 con l'EPC locale PPE Solar. Secondo i dati del progetto, il sistema consente un risparmio di circa 400.000 THB al mese, equivalenti a circa un quinto della spesa elettrica precedente della struttura.
Questi progetti non replicano test di laboratorio controllati. Illustrano il tipo di condizioni dei tetti in cui la risposta elettrica all'ombreggiamento parziale diventa rilevante per la progettazione e il funzionamento del sistema.
La risposta all'ombreggiamento diventa parte delle prestazioni a lungo termine del modulo
L'efficienza del modulo in condizioni di test standard rimane una metrica di prestazione centrale, ma i sistemi fotovoltaici installati raramente operano in condizioni di irraggiamento uniforme per tutta la loro vita. Il modo in cui un modulo risponde quando singole celle vengono temporaneamente ombreggiate può quindi influire sia sulla resa energetica che sullo stress termico.
I risultati di TÜV Rheinland e CPVT esaminano questi effetti separatamente. I test TÜV mostrano la differenza nel comportamento della temperatura locale e nell'attenuazione della potenza, mentre i test CPVT quantificano la differenza nella perdita di potenza del modulo in una condizione di ombreggiamento di singola cella definita.
Per HPBC 2.0, i risultati forniscono la prova del ruolo svolto dalla gestione della corrente a livello di cella all'interno dell'architettura Back Contact di LONGi. Contenendo l'impatto elettrico dell'ombreggiamento parziale più strettamente all'area interessata, la tecnologia è progettata per mantenere una maggiore potenza disponibile riducendo il riscaldamento localizzato.
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