Zapisz się do newslettera LONGi
Technologia back-contact pozwala modułom fotowoltaicznym łączyć kontrolę olśnienia z wysoką sprawnością, gęstością mocy i długoterminowymi wynikami energetycznymi
Dla firmy planującej instalację fotowoltaiczną w miejscu wrażliwym na olśnienie, redukcja odbić to tylko część decyzji inwestycyjnej. System musi nadal generować wystarczającą ilość energii elektrycznej z dostępnej powierzchni, aby projekt był ekonomicznie opłacalny.
Stwarza to wyzwanie inżynieryjne. Szkło antyrefleksyjne zmienia sposób interakcji światła padającego z powierzchnią modułu, aby zapobiegać skoncentrowanym odbiciom. Jednocześnie każdy system fotowoltaiczny zależy od dostarczenia jak największej ilości użytecznego światła słonecznego do ogniw słonecznych i jego efektywnej konwersji na energię elektryczną.
Pytanie dla deweloperów i EPC brzmi zatem nie tylko, czy moduł kontroluje olśnienie. Chodzi o to, czy może to robić przy jednoczesnym zachowaniu mocy, sprawności i długoterminowego generowania energii wymaganego przez projekt.
LONGi Hi-MO X10 Guardian Anti-Glare łączy teksturowaną powierzchnię szkła antyrefleksyjnego z opatentowaną technologią ogniw HPBC 2.0 (Hybrid Passivated Back Contact). Moduł Anti-Glare z 72 ogniwami ma wymiary 2382 × 1134 mm i osiąga moc do 665 W przy sprawności modułu 24,6%.
Te liczby określają, jaka nominalna moc PV może zostać zainstalowana na dostępnej powierzchni projektowej, a tym samym bezpośrednio wpływają na potencjał generowania systemu. Moduł jest również bifacjalny, ze specyfikacją bifacialności 70 ± 5%, pozwalając na dodatkowe generowanie energii ze strony tylnej, gdy warunki lokalizacji i instalacji na to pozwalają. Łącznie gęstość mocy i potencjał generowania bifacjalnego stanowią mierzalne dane wejściowe do szacowania ilości energii elektrycznej, jaką system może wyprodukować z dostępnej powierzchni.
Wydajność w czasie jest równie istotna dla kalkulacji inwestycyjnej. Standardowa wersja 72-Anti-Glare specyfikuje degradację mocy mniejszą niż 1% w pierwszym roku i 0,35% rocznie od lat 2 do 30, z gwarancją co najmniej 88,85% początkowej mocy wyjściowej po 30 latach. Współczynnik temperaturowy Pmax wynoszący -0,260%/°C stanowi kolejny zdefiniowany parametr do modelowania wydajności wraz ze wzrostem temperatury modułu. Te parametry można bezpośrednio uwzględnić w symulacjach uzysku projektu i prognozach długoterminowego generowania, stanowiąc ilościową podstawę do oceny ekonomiki systemu antyrefleksyjnego.
Architektura back-contact usuwa metalizację z przedniej powierzchni wystawionej na działanie światła
Konwencjonalne ogniwa słoneczne z krzemu krystalicznego wymagają kontaktów metalowych do zbierania i transportu prądu elektrycznego generowanego wewnątrz ogniwa. W konwencjonalnych architekturach ogniw część tej metalizacji znajduje się na przedniej powierzchni.
Stwarza to bezpośrednie ograniczenie fizyczne: obszar zajęty przez metal nie może jednocześnie pochłaniać padającego światła słonecznego.
Architektura back-contact zmienia tę geometrię. HPBC 2.0 umieszcza dodatnie i ujemne kontakty elektryczne z tyłu ogniwa, pozostawiając przód wolny od konwencjonalnych linii siatki metalowej.
Daje to ogniwu większą, niezakłóconą powierzchnię do pochłaniania padającego światła.
W przypadku modułu antyrefleksyjnego jest to szczególnie ważne. Przednia szyba już pełni dodatkową funkcję optyczną, rozpraszając odbite światło. Zwiększenie wykorzystania światła na poziomie ogniwa pomaga utrzymać wysoką sprawność konwersji pomimo tej specjalistycznej powierzchni modułu.
Dla komercyjnego dachu, sprawność nie jest abstrakcyjną liczbą laboratoryjną. Moduł o sprawności 24,6% przekształca więcej energii słonecznej padającej na tę samą powierzchnię modułu w energię elektryczną niż moduł o niższej sprawności w tych samych standardowych warunkach testowych. Przekłada się to bezpośrednio na gęstość mocy.
Wyższa gęstość mocy ma znaczenie, gdy dostępna powierzchnia dachu jest ograniczona
Komersyjne projekty fotowoltaiczne rzadko dysponują nieograniczoną przestrzenią. Wymiary dachu, korytarze bezpieczeństwa pożarowego, urządzenia wentylacyjne, świetliki, ograniczenia konstrukcyjne i wymagane odstępy zmniejszają powierzchnię, na której faktycznie można umieścić moduły. To sprawia, że sprawność modułu staje się parametrem ekonomicznym.
Rozważmy dwa moduły o tych samych wymiarach fizycznych, ale różnej sprawności. Moduł o wyższej sprawności zapewnia większą zainstalowaną moc fotowoltaiczną z tej samej dostępnej powierzchni dachu. Odwrotnie, osiągnięcie stałej mocy projektowej wymaga mniej metrów kwadratowych powierzchni modułów.
Korzyść ekonomiczna może zatem zostać skwantyfikowana. EPC może obliczyć użyteczną powierzchnię dachu, określić, ile modułów mieści się w układzie systemu i pomnożyć tę liczbę przez moc znamionową każdego modułu. Daje to zainstalowaną moc DC, którą można osiągnąć na dostępnej powierzchni.
Istotnym porównaniem dla projektu antyrefleksyjnego nie jest zatem po prostu cena jednego modułu w porównaniu z drugim. Jest to zainstalowana moc i oczekiwane generowanie energii, które różne technologie modułów mogą dostarczyć z tej samej ograniczonej lokalizacji.
Jest to szczególnie ważne na komercyjnych dachach wrażliwych na olśnienie, ponieważ wymóg antyrefleksyjności już ogranicza gamę dostępnych dla projektu modułów. Wysoka sprawność modułu zapobiega temu, aby wymóg techniczny stał się niepotrzebnie drugim ograniczeniem ilości mocy PV, która może zostać zainstalowana.
HPBC 2.0 firmy LONGi poprawia transport elektryczny oraz wykorzystanie światła
Usunięcie przednich kontaktów to tylko część architektury HPBC 2.0.
Konstrukcja Zero-Busbar firmy LONGi zmienia również sposób zbierania prądu w module. Taśmy łączą się bezpośrednio z palcami ogniwa zamiast używać konwencjonalnych szyn zbiorczych. Zmniejsza to odległość transmisji elektrycznej o 6,5% i przyczynia się do dodatkowej mocy modułu wynoszącej około 5 W dla modułu o wymiarach 2382 × 1134 mm.
HPBC 2.0 wykorzystuje również technologię Bipolar Hybrid Passivation z napięciem obwodu otwartego 745 mV, co stanowi wzrost o 15 mV związany z tą warstwą architektury ogniwa, która również przyczynia się do wyższej sprawności konwersji.
Na poziomie absorpcji światła platforma HPBC 2.0 firmy LONGi wykorzystuje wielowarstwową strukturę antyrefleksyjną, która zwiększa prąd zwarciowy o 2,25%, podczas gdy ulepszenia mikrostruktury ogniwa redukują odbicia w zakresie krótkich fal o 12%.
Mechanizmy te są istotne, ponieważ sprawność modułu jest wynikiem łącznych strat. Redukcja strat optycznych, redukcja strat w transporcie elektrycznym i zwiększenie napięcia przyczyniają się do ilości użytecznej mocy elektrycznej produkowanej z tej samej powierzchni modułu.
Dla właściciela projektu wartość tych ulepszeń jest ostatecznie widoczna w mocy modułu, mocy systemu i uzysku energii, a nie w poszczególnych parametrach ogniw.
Uzysk energii zależy od więcej niż tylko mocy znamionowej
Moc znamionowa informuje EPC, co moduł produkuje w standardowych warunkach testowych. Elektrownia słoneczna jednak przez prawie całe swoje życie działa poza tymi warunkami.
Temperatura, nasłonecznienie, zacienienie i degradacja mają zatem znaczenie dla biznesplanu.
Moduł LONGi Anti-Glare z serii Hi-MO X10 Guardian ma współczynnik temperaturowy Pmax wynoszący -0,260%/°C, co oznacza, że jego moc wyjściowa spada o 0,26% na każdy stopień Celsjusza powyżej temperatury referencyjnej 25°C w standardowych warunkach testowych. Mniej negatywny współczynnik oznacza mniejszą utratę mocy, gdy moduł się nagrzewa.
Różnicę można ponownie skwantyfikować. W porównaniu z modułem o współczynniku temperaturowym -0,29%/°C, różnica wynosi 0,03 punktu procentowego na każdy stopień powyżej temperatury referencyjnej. Przy temperaturze ogniwa wynoszącej 65°C, czyli 40°C powyżej standardowych warunków testowych, odpowiada to około 1,2 punktu procentowego mniejszej utraty mocy związanej z temperaturą.
Nie oznacza to, że elektrownia słoneczna automatycznie generuje 1,2% więcej energii elektrycznej rocznie. Rzeczywista roczna korzyść zależy od klimatu danej lokalizacji, temperatur pracy modułów, profilu nasłonecznienia i projektu systemu. Te zmienne można wprowadzić do standardowego oprogramowania do symulacji uzysku PV, aby obliczyć efekt specyficzny dla danej lokalizacji.
To rozróżnienie jest ważne: przewaga techniczna jest mierzalna, podczas gdy jej wartość finansowa musi zostać obliczona dla indywidualnego projektu.
Niższa degradacja chroni generowanie energii przez okres eksploatacji systemu
Ta sama zasada obowiązuje w czasie. Ekonomika projektów fotowoltaicznych jest zazwyczaj obliczana na dziesięciolecia, a nie tylko na pierwszy rok eksploatacji modułu. Tempo, w jakim spada wydajność modułu, wpływa zatem na ilość energii elektrycznej dostępnej do zrekompensowania zakupionej energii z sieci lub generowania przychodów w późniejszych latach życia projektu.
Dla szerszej serii Hi-MO X10 wykorzystującej platformę HPBC 2.0, LONGi określa 1% degradacji w pierwszym roku, a następnie 0,35% rocznej liniowej degradacji.
Efekt ten można bezpośrednio uwzględnić w modelu finansowym projektu. Zamiast zakładać, że generowanie z pierwszego roku utrzymuje się bez zmian przez 20 lub 30 lat, EPC stosuje gwarantowane tempo degradacji do każdego kolejnego roku.
Niższe tempo degradacji oznacza, że moduł zachowuje więcej swojej pierwotnej mocy w czasie, generując więcej energii elektrycznej przez cały okres eksploatacji, a tym samym większą wartość dla właściciela projektu.
W przypadku projektu samowystarczalności, wartość tę można oprzeć na unikniętych kosztach energii elektrycznej z sieci. W przypadku energii eksportowanej można zamiast tego zastosować odpowiednią cenę z sieci lub cenę rynkową. Tworzy to przejrzystą ścieżkę od specyfikacji technicznej do wyniku ekonomicznego.
Częściowe zacienienie również wiąże się z mierzalnym kosztem
Dachy komercyjne stwarzają kolejne realne wyzwanie: moduły nie zawsze otrzymują równomierne światło słoneczne.
Systemy HVAC, attyki, sąsiednie budynki, anteny i inne konstrukcje dachowe mogą powodować częściowe zacienienie. Brud lub inne miejscowe przeszkody mogą mieć podobny efekt elektryczny.
Platforma HPBC 2.0 firmy LONGi zawiera strukturę optymalizatora zacienienia, która zapewnia alternatywne ścieżki prądowe, gdy część ogniwa jest zasłonięta. Testy LONGi wskazują na ponad 70% niższe straty mocy w zdefiniowanym porównaniu zacienienia z modułami TOPCon. Ta sama architektura zmniejsza temperaturę hotspot o 28% w zdefiniowanych warunkach testowych LONGi.
Pierwsza liczba ma bezpośrednie implikacje dla uzysku: mniejsza moc jest tracona w okresach częściowego zacienienia w tych warunkach testowych. Druga dotyczy głównie niezawodności i bezpieczeństwa modułu. Nadmierne miejscowe nagrzewanie może przyspieszyć starzenie się materiałów i zwiększyć naprężenia wywierane na dotknięte ogniwo i materiały modułu.
Żadna z tych liczb nie powinna być po prostu przeliczana na ogólny roczny procent zwrotu z inwestycji. Ich znaczenie ekonomiczne zależy od tego, jak często i jak dotkliwie instalacja doświadcza zacienienia.
Ponownie, można to zamodelować. Analiza lokalizacji i analiza zacienienia określa, gdzie i kiedy występuje zacienienie, podczas gdy symulacja systemu przekłada wynikające straty elektryczne na roczny uzysk energii.
Kontrola olśnienia i wydajność energetyczna mogą być oceniane oddzielnie
Łącznie te charakterystyki wydajności odnoszą się do ekonomicznej strony projektu fotowoltaicznego wrażliwego na olśnienie: ile mocy można zainstalować, jak moduły działają w rzeczywistych warunkach operacyjnych i ile mocy zachowują w czasie. Jednak wysoka wydajność energetyczna sama w sobie nie rozwiązuje kluczowego ograniczenia tych lokalizacji. Moduł musi również wykazać, że odbite światło jest skutecznie kontrolowane.
Tutaj niezależna ocena antyrefleksyjności staje się równie ważna. Chociaż specyfikacje elektryczne stanowią podstawę do oceny wydajności energetycznej, testy optyczne dostarczają mierzalnych dowodów na zachowanie modułu pod wpływem światła słonecznego.
Niezależne testy optyczne ustalają, czy moduł osiąga wymaganą niską refleksyjność. Modelowanie energetyczne ustala, co może wygenerować wynikowy system PV i jaka jest wartość tej generacji.
Dla Hi-MO X10 Guardian Anti-Glare Pro, niezależne testy laboratoryjne zmierzyły całkowitą refleksyjność na około 0,9%, w porównaniu do około 2,9% dla konwencjonalnej konstrukcji modułu mierzonej w tych samych warunkach. Dla szerszego kontekstu, niedawne badania fotowoltaiczne podają straty odbicia około 4% na przedniej powierzchni szklanej modułów PV. Chociaż wyniki z różnych badań nie są bezpośrednio porównywalne, ponieważ metody i warunki pomiarowe się różnią, pokazują skalę odbić zazwyczaj związaną z konwencjonalnymi modułami PV.
Wyniki specyficzne dla olśnienia dostarczają dalszych dowodów. TÜV Rheinland zarejestrował prawdopodobieństwo olśnienia dziennego (Daylight Glare Probability) na poziomie 0,29, poniżej progu 0,35 dla niezauważalnego olśnienia, co skutkuje oceną klasy AAA. Oddzielne testy CPVT wykazały jasność olśnienia do 78% niższą niż w konwencjonalnych konstrukcjach modułów w zdefiniowanych warunkach testowych. Łącznie te pomiary kwantyfikują zarówno niski całkowity współczynnik odbicia modułu, jak i redukcję potencjalnie uciążliwego olśnienia.
Znamionowa moc i sprawność modułu stanowią podstawę do oceny wydajności energetycznej, podczas gdy niezależne testy optyczne dostarczają dowodów na jego zachowanie w zakresie olśnienia. Łącznie te wyniki pokazują, że kontrola olśnienia i wydajność fotowoltaiczna mogą być oceniane na podstawie własnych mierzalnych parametrów.
Dla firm i EPC oznacza to odejście od traktowania kontroli olśnienia jako domniemany kompromis w zakresie wydajności energetycznej. Zamiast tego, obie strony projektu mogą być oceniane na podstawie udokumentowanych danych: pomiary optyczne dla olśnienia oraz specyfikacje modułu i modelowanie specyficzne dla danej lokalizacji dla uzysku energii i ekonomiki projektu.
Zamienia to postrzegany kompromis technologiczny w decyzję opartą na mierzalnych danych projektowych.
Dowiedz się więcej o serii Hi-MO X10 Guardian Anti-Glare.
Link do standardowej karty katalogowej Anti-Glare (72 ogniw)
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Suspendisse varius enim in eros elementum tristique. Duis cursus, mi quis viverra ornare, eros dolor interdum nulla, ut commodo diam libero vitae erat. Aenean faucibus nibh et justo cursus id rutrum lorem imperdiet. Nunc ut sem vitae risus tristique posuere.
