Optymalizator Cienia LONGi ogranicza straty mocy, eliminując zacienienie na poziomie ogniwa

Częściowe zacienienie jest nieuniknione w wielu instalacjach fotowoltaicznych. Optymalizator Cienia LONGi wykorzystuje technologię Weak Conduction Design swojej technologii tylnych kontaktów HPBC 2.0, aby zmienić reakcję elektryczną poszczególnych ogniw w przypadku zacienienia. Zmniejsza to straty mocy i lokalne przegrzewanie. Testy TÜV Rheinland zarejestrowały temperatury hot-spot do 60°C niższe niż w testowanych modułach TOPCon, podczas gdy TÜV Rheinland potwierdził odporność na zacienienie klasy A i A+ dla różnych serii modułów Hi-MO X10. Wyniki pokazują, co to oznacza dla uzyskanej energii, temperatury modułów i długoterminowej pracy na dachu.

Częściowe zacienienie to problem elektryczny i fizyczny

Liście, kurz, śnieg i odchody ptaków mogą tymczasowo pokrywać pojedyncze ogniwa, podczas gdy kominy, drzewa, systemy wentylacyjne i inne konstrukcje dachowe tworzą stałe lub ruchome cienie. Sam zacieniony obszar może być niewielki, ale jego wpływ elektryczny może być znacznie większy.

Ogniwa słoneczne wewnątrz modułu są ze sobą połączone. Gdy jedno ogniwo lub jego część otrzymuje mniej światła słonecznego, generuje mniejszy prąd niż oświetlone ogniwa wokół niego. Ta niedopasowanie może zmniejszyć wydajność na obszarze większym niż fizycznie zacieniony. W pewnych warunkach dotknięte ogniwo może również przejść w stan odwrotnej polaryzacji i rozpraszać energię elektryczną w postaci ciepła, tworząc hot-spot.

Architektura tylnych kontaktów HPBC 2.0 stanowi podstawę elektryczną dla Optymalizatora Cienia LONGi. Ponieważ zarówno dodatnie, jak i ujemne styki znajdują się z tyłu ogniwa, architektura ta pozwala na zarządzanie prądem za pomocą alternatywnych ścieżek. LONGi integruje swoje projektowanie Weak Conduction Design i Soft Breakdown Design w strukturę ogniwa HPBC 2.0, nadając poszczególnym ogniwom funkcję podobną do diody bocznikującej. W konwencjonalnych modułach, gdy zacienione ogniwo ogranicza przepływ prądu, dioda bocznikująca może przekierować prąd wokół całej grupy połączonych ogniw. W rezultacie nawet ogniwa w pełni wystawione na działanie światła słonecznego mogą tymczasowo przestać generować energię. Optymalizator Cienia LONGi rozwiązuje ten problem na poziomie ogniwa. Zamiast omijać całą grupę ogniw, zapewnia alternatywną ścieżkę przepływu prądu przez zacienione ogniwo, nawet gdy otrzymuje ono mniej światła słonecznego. Pozwala to otaczającym, niezasłoniętym ogniwom kontynuować generowanie energii elektrycznej, zmniejszając ogólne straty mocy. Jednocześnie alternatywna ścieżka przewodzenia ogranicza gromadzenie się ciepła w zacienionym ogniwie, zmniejszając ryzyko powstania hot-spotów.

TÜV Rheinland potwierdza odporność na zacienienie klasy A i A+ dla modułów Hi-MO X10

TÜV Rheinland potwierdził odporność na zacienienie klasy A dla dwóch serii modułów Hi-MO X10 zgodnie ze specyfikacją testową 2 PfG 2926/01.23. Kolejna seria modułów, LR7-54HJBB, uzyskała klasę A+ zgodnie z zaktualizowaną specyfikacją 2 PfG 2926/05.25. Te niezależne oceny weryfikują odporność projektów modułów na zacienienie w zdefiniowanych warunkach testowych.

W testach porównawczych w identycznych warunkach zacienienia, TÜV Rheinland zbadał również zachowanie termiczne i elektryczne modułów HPBC 2.0 i TOPCon. Lokalne temperatury w testowanych modułach TOPCon przekroczyły 160°C, podczas gdy HPBC 2.0 pozostał w okolicach 100°C, z temperaturami hot-spot do 60°C niższymi. HPBC 2.0 wykazał również znacznie niższe tłumienie mocy w tych samych warunkach.

Testy CPVT wskazują na 72% niższe straty mocy dla Hi-MO X10 przy zacienieniu pojedynczego ogniwa

Oddzielne testy przeprowadzone przez chińskie Narodowe Centrum Nadzoru i Inspekcji Jakości Produktów Fotowoltaiki Słonecznej, CPVT, skwantyfikowały wpływ na wydajność modułu. Gdy 50% pojedynczego ogniwa było zacienione, Hi-MO X10 odnotował średnie straty mocy wynoszące 10,15% w porównaniu do 36,48% w testowanych modułach TOPCon, co stanowi około 72% niższe straty mocy w testowanych warunkach zacienienia.

Porównanie to ilustruje ważną różnicę. Pewna ilość energii jest nieuchronnie tracona, gdy część ogniwa przestaje otrzymywać światło słoneczne. Niedopasowanie elektryczne spowodowane przez zacienione ogniwo może jednak zmniejszyć wydajność poza fizycznie zacienionym obszarem.

Optymalizator Cienia ma na celu ograniczenie tego szerszego wpływu elektrycznego, pozwalając większej części niezasłoniętego modułu na dalsze generowanie energii.

Optymalizator Cienia zmniejsza również naprężenia termiczne przy częściowym zacienieniu

Oprócz zmniejszenia strat mocy, Optymalizator Cienia rozwiązuje również problemy termiczne związane z częściowym zacienieniem. Utrzymujące się lub silne hot-spoty mogą powodować dodatkowe naprężenia materiałów modułu, przyspieszać degradację i wpływać na długoterminową niezawodność.

Zewnętrzne badania porównawcze stanowią namacalny przykład. W porównaniu zewnętrznym przeprowadzonym przez LONGi w Xi'an, dwa moduły zostały zainstalowane obok siebie, z natężeniem promieniowania mierzonym na poziomie 871,7 W/m² dla Hi-MO X10 i 867,0 W/m² dla modułu referencyjnego TOPCon. Po dziesięciu minutach celowego zacienienia, zmierzona temperatura hot-spotu osiągnęła 67,5°C w Hi-MO X10 i 161,2°C w testowanym module TOPCon, co stanowi różnicę 93,7°C. Drugie porównanie zarejestrowało 70,2°C dla Hi-MO X10 wobec 161,2°C dla TOPCon po dziesięciu minutach.

Te zewnętrzne porównania są oddzielone od kontrolowanych testów TÜV Rheinland, ale pokazują ten sam schemat: HPBC 2.0 ogranicza silny, lokalny wzrost temperatury, który może wystąpić, gdy część modułu jest zacieniona.

Niższe temperatury hot-spot pomagają rozwiązać problem ryzyka pożaru

Silne hot-spoty są nie tylko problemem wydajności i niezawodności. Gdy lokalne temperatury nadmiernie rosną, mogą uszkodzić materiały modułu i przyczynić się do warunków zwiększających ryzyko pożaru. Ograniczając gromadzenie się ciepła przy częściowym zacienieniu, Optymalizator Cienia LONGi pomaga wyeliminować jedno potencjalne źródło przegrzewania w module.

Ta funkcja zapobiegawcza jest odrębna od odporności ogniowej modułu, która zależy od jego materiałów, konstrukcji i wydajności w dedykowanych testach ogniowych. LONGi łączy oba podejścia w swoim module Hi-MO X10 Guardian Fire-Resistant. Oprócz kontroli hot-spotów przez HPBC 2.0, moduł zawiera szkło ognioodporne i materiały trudnopalne.

Jego parametry ogniowe zostały ocenione zgodnie z kilkoma normami międzynarodowymi i europejskimi, uzyskując wysokie klasyfikacje w różnych aspektach bezpieczeństwa pożarowego. Zgodnie z UL 790, moduł uzyskał certyfikowaną przez TÜV Rheinland klasę A, najwyższą ocenę odporności na zewnętrzne oddziaływanie ognia. Moduł przeszedł również testy ogniowe zgodnie z IEC 61730-2 MST 23. W Europie uzyskał klasę B zgodnie z EN 13501-1, co oznacza bardzo ograniczone przyczynianie się do pożaru. Klasa B jest obecnie uważana za najwyższą praktycznie osiągalną ocenę dla konwencjonalnych modułów fotowoltaicznych. Moduł przeszedł również testy dla B_ROOF(t4) zgodnie z EN 13501-5, najwyższą klasyfikację w metodzie t4 do oceny wydajności systemów dachowych narażonych na zewnętrzne oddziaływanie ognia. Ostateczny certyfikat klasyfikacyjny jest obecnie w trakcie przetwarzania. Łącznie te wyniki pokazują silną wydajność ogniową w ramach uzupełniających się wymagań bezpieczeństwa.

Wydajność zacienienia jako miara odporności modułu

Wraz z rozszerzaniem się instalacji fotowoltaicznych na dachach komercyjnych, przemysłowych i mieszkalnych, częściowe zacienienie pozostaje powszechnym warunkiem eksploatacyjnym, którego nie zawsze można uniknąć dzięki projektowi systemu. Sposób reagowania modułu na te warunki ma zatem znaczenie przy ocenie oczekiwanego uzysku energii i długoterminowej niezawodności.

Optymalizator Cienia LONGi pokazuje, dlaczego odporność na zacienienie zasługuje na większą uwagę przy porównywaniu technologii słonecznych. Poza mocą znamionową i sprawnością w standardowych warunkach testowych, zdolność modułu do utrzymania wydajności w mniej niż optymalnych warunkach jest ważnym czynnikiem długoterminowej wartości instalacji fotowoltaicznej.

Więcej informacji o serii Hi-MO X10 opartej na technologii HPBC 2.0 i Optymalizatorze Cienia.