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Testes da TÜV Rheinland e CPVT examinam como a tecnologia HPBC 2.0 da LONGi responde ao sombreamento parcial, com resultados que mostram temperaturas locais mais baixas e redução na perda de potência em comparação com os módulos TOPCon testados.
O sombreamento parcial é difícil de eliminar completamente das instalações solares. Estruturas fixas podem frequentemente ser consideradas durante o projeto do sistema, mas folhas, excrementos de pássaros, neve e poeira podem sombrear temporariamente células individuais durante a operação.
A área física afetada pode ser pequena, mas o efeito elétrico pode se estender além da área sombreada. Quando uma célula recebe menos irradiação do que as células circundantes, a incompatibilidade de corrente resultante pode reduzir a saída do módulo e causar a dissipação de energia elétrica localmente como calor. Hot spots severos podem acelerar a degradação do material e afetar a confiabilidade do módulo a longo prazo.
Testes independentes da TÜV Rheinland e do Centro Nacional de Supervisão e Inspeção da Qualidade de Produtos Fotovoltaicos Solares da China, CPVT, examinaram como a tecnologia HPBC 2.0 da LONGi responde nessas condições. Os resultados mostram menor perda de potência e temperaturas locais substancialmente mais baixas em comparação com os módulos TOPCon testados.
A gestão de corrente a nível de célula muda a resposta ao sombreamento parcial
O HPBC 2.0 combina a arquitetura de célula de Contato Traseiro da LONGi com seu Design de Baixa Condução. O design permite que células individuais gerenciem seu caminho de corrente quando ocorre sombreamento parcial.
Em vez de depender apenas dos diodos de bypass convencionais do módulo, o desvio de corrente interno permite que a corrente contorne a área afetada sem ativar o diodo de bypass. Isso foi projetado para manter o impacto elétrico mais próximo da área sombreada e permitir que mais células não afetadas continuem contribuindo para a saída do módulo.
Essa distinção é importante porque os diodos de bypass convencionais do módulo operam no nível da substring. Uma sombra localizada pode, portanto, afetar a contribuição elétrica de uma seção consideravelmente maior de um módulo.
Testes TÜV registram temperaturas de hot-spot até 60°C mais baixas
A TÜV Rheinland comparou módulos HPBC 2.0 e TOPCon sob condições idênticas de sombreamento, examinando tanto a atenuação de potência quanto o comportamento da temperatura local.
As temperaturas locais nos módulos TOPCon testados excederam 160°C, enquanto o HPBC 2.0 permaneceu em torno de 100°C, com temperaturas de hot-spot até 60°C mais baixas. O HPBC 2.0 também mostrou atenuação de potência significativamente menor sob as mesmas condições de sombreamento.
O resultado térmico é relevante além da saída imediata do módulo. Quando a energia elétrica é dissipada como calor em uma célula sombreada, temperaturas elevadas sustentadas podem aumentar o estresse térmico nas células e nos materiais do módulo. Limitar esse aumento de temperatura pode, portanto, contribuir para a confiabilidade do módulo a longo prazo, bem como para o desempenho sob sombreamento.
O Hi-MO X10 também recebeu a certificação Classe A da TÜV Rheinland para resistência ao sombreamento sob sua especificação de teste 2 PfG 2926. A certificação fornece avaliação independente da resposta do módulo sob condições definidas de sombreamento.
Testes CPVT mostram cerca de 70% menos perda de potência sob sombreamento de célula única
Testes CPVT separados quantificaram o efeito na saída do módulo. Quando 50% de uma única célula foi sombreada, o Hi-MO X10 registrou uma perda média de potência de 10,15%, em comparação com 36,48% para os módulos TOPCon testados. Isso corresponde a cerca de 70% menos perda de potência sob a condição de sombreamento testada.
A comparação ilustra a diferença entre a perda física de luz solar porque parte de uma célula está coberta e a perda elétrica adicional que pode resultar da incompatibilidade de corrente dentro do módulo. O Otimizador de Sombreamento do HPBC 2.0 foi projetado para limitar esse impacto elétrico mais amplo.
A CPVT concedeu subsequentemente ao Hi-MO X10 seu certificado “Três Provas” cobrindo proteção contra incêndio, resistência ao sombreamento e desempenho anti-acúmulo de poeira.
Telhados complexos colocam o desempenho de sombreamento em prática
O efeito do sombreamento parcial é particularmente relevante para telhados comerciais e industriais, onde equipamentos de ventilação, sistemas de proteção contra raios, estruturas vizinhas e outras instalações podem criar sombras fixas ou móveis.
Na Shanghai AB Food & Beverages Limited, produtora da marca Ovaltine, dutos de ventilação e para-raios criam sombreamento localizado em partes do telhado. A empresa selecionou o Hi-MO X10 para um sistema PV de telhado de 670 kW. De acordo com dados do projeto, a instalação economiza mais de CNY 870.000 em custos de eletricidade anualmente.
Uma segunda instalação na Chumponwarin Part., Ltd. na Tailândia apresentou um cenário de sombreamento diferente. Fios da rede cruzando o telhado da fábrica foram identificados como fonte de sombreamento durante a avaliação do projeto. Um sistema de 974,08 kW utilizando Hi-MO X10 foi subsequentemente instalado com a EPC local PPE Solar. De acordo com dados do projeto, o sistema economiza cerca de THB 400.000 por mês, o equivalente a aproximadamente um quinto da despesa de eletricidade anterior da instalação.
Esses projetos não replicam testes controlados de laboratório. Eles ilustram o tipo de condições de telhado em que a resposta elétrica ao sombreamento parcial se torna relevante para o projeto e operação do sistema.
A resposta ao sombreamento se torna parte do desempenho do módulo a longo prazo
A eficiência do módulo sob condições padrão de teste permanece uma métrica de desempenho central, mas os sistemas PV instalados raramente operam sob irradiação uniforme ao longo de sua vida útil. A forma como um módulo responde quando células individuais são sombreadas temporariamente pode, portanto, influenciar tanto o rendimento de energia quanto o estresse térmico.
Os resultados da TÜV Rheinland e CPVT examinam esses efeitos separadamente. Os testes da TÜV mostram a diferença no comportamento da temperatura local e na atenuação de potência, enquanto os testes CPVT quantificam a diferença na perda de potência do módulo sob uma condição definida de sombreamento de célula única.
Para o HPBC 2.0, os resultados fornecem evidências do papel desempenhado pela gestão de corrente a nível de célula dentro da arquitetura de Contato Traseiro da LONGi. Ao conter o impacto elétrico do sombreamento parcial mais próximo da área afetada, a tecnologia foi projetada para reter mais energia disponível, reduzindo o aquecimento localizado.
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