Innehållsförteckning
1. Introduktion
2. Framväxten av Högeffektmoduler
3. Risker och Förluster med Högeffektmoduler
4. Fördelar med Lågeffektmoduler
5. Slutsats
Introduktion
Med framstegen inom solcellsteknik har marknaden för solcellspaneler utvecklats från högeffektmoduler till lågeffektmoduler. Högeffektmoduler har fått uppmärksamhet på grund av deras höga effekt, men riskerna och förlusterna associerade med dem kan inte ignoreras. Lågeffektmoduler betraktas däremot alltmer som ett klokare val på grund av deras fördelar i säkerhet, effektivitet och kompatibilitet. Denna artikel kommer att analysera riskerna och förlusterna med högeffektmoduler och undersöka de unika fördelarna med lågeffektmoduler.
Framväxten av Högeffektmoduler
Nivåkostnaden för energi (LCOE) är ett nyckelmått för att utvärdera solcellsprojekt. Effektivitet, prestanda och produktionskapacitet spelar en avgörande roll, och förbättring av solcellspanelers prestanda och effektivitet kan effektivt sänka LCOE. År 2009 var den maximala effekten för solcellspaneler i industrin endast 290 W. Efter mer än ett decennium av utveckling har effekten för solcellspaneler överskridit 500 W, med vissa som når över 600 W. De huvudsakliga sätten att öka effekten innefattar framsteg inom cellteknik som ökar omvandlingseffektiviteten, optimering av panelupplägg och hjälpmaterial, samt förstoring av waferstorlekar. Ursprungligen var solcellerna baserade på 125 mm wafers, som senare utvecklades till 156 mm, 156,75 mm, 158,75 mm, 166 mm, och nu 182 mm och 210 mm. Introduktionen av 182 mm och 210 mm wafers år 2020 ledde inte bara till en signifikant ökning av effekten, men ökade också avsevärt strömmen i solcellspanelerna.
Generellt sett är logiken bakom att förstora waferstorlekar baserad på två huvudpunkter: för det första kan det effektivt minska kostnaden per watt för wafers och solceller, vilket minskar produktionskostnaderna för solcellspaneler; för det andra kan förstoring av waferstorlekar öka panelens effekt, vilket minskar systemkostnaderna. Men fördelarna kan endast realiseras upp till en viss punkt; när cellstorlekar och strömmar ökar bortom en viss nivå kan riskerna, farorna och förlusterna överväga fördelarna.
Risker och Förluster med Högeffektmoduler
1. Produktions- och Kvalitetsrisker med Högeffektmoduler
I produktionsprocessen tenderar utbytet av produkter att minska när cellstorleken ökar, eftersom tillverkningen blir svårare. Utbytet av storformatwafers och celler i början av produktionen kan inte nå samma nivå som de ursprungliga produkterna, och vissa problem orsakade av storleksökningen kan inte lösas perfekt när processen mognar. Dessutom kan överdimensionerade wafers hindra utvecklingen av tunnare celler, och ökningen av solcellspanelernas storlek kan göra det svårt att minska kostnaderna för ramar och glas, vilket påverkar produktionskostnaderna. Vidare ökar förstoring av wafers och paneler även de mekaniska belastningsriskerna, vilket gör transport och installation svårare och kräver robustare stödsystem, vilket påverkar kvaliteten under hela produkt- och systemets livscykel.
2. Effektförluster med Högeffektmoduler
(1) Kabelförluster
Baserat på ett 100 MW-projekt jämförde vi kabelförlusterna för 182 mm solcellspaneler (driftström ca 13 A) och ultra-högeffektmoduler (driftström ca 18 A). Under standardtestförhållanden (STC) hade ultra-högeffektmodulerna med samma specifikation av 4 mm² kablar cirka 0,2 % extra DC-kabelförluster jämfört med 182 mm-panelerna. Även i en verklig applikationsmiljö med 70 % strålning av STC, kvarstår en skillnad i kabelförlust på cirka 0,14 %. I system med bifaciala moduler kan ökningen i ström för bifaciala moduler jämfört med monofaciala moduler vara 10 % till 20 %, vilket ytterligare förstärker skillnaden i kabelförlust.
(2) Temperaturförlust för Moduler
Vi genomförde även forskning och beräkningar av termiska förluster för solcellspaneler: den termiska förlustandelen för ultra-högeffektmoduler är 0,53 % högre än för 182 mm solcellspaneler. I ett 3 GW-projekt kommer ultra-högeffektmoduler att producera 20 miljoner kWh mindre per år på grund av direkta termiska förluster jämfört med 182 mm paneler.
(3) Energiproduktion och LCOE-beräkning
Simuleringsresultaten visar att energiproduktionen för 182 mm-paneler är 1,8 % högre än för ultra-högeffektmoduler, med 1,862 kWh/Wp/år. När det gäller LCOE är 182 mm-paneler 0,03 till 0,05 Yuan/kWh lägre än ultra-högeffektmoduler, med 0,19 Yuan/kWh.
(4) Empirisk Analys av Ultra-Högeffektmoduler
För att fullt ut undersöka energiproduktion och temperaturdifferenser mellan olika solcellspaneler, genomförde ett ledande varumärke, tillsammans med TÜV Nord, ett utomhusexperiment på den nationella solcellsprovningsbasen i Yinchuan i februari 2021. De empiriska uppgifterna visade att under förhållanden med hög strålning, på grund av att mer energi omvandlas till värme på ledningarna, var driftstemperaturen för ultra-högeffektmoduler i genomsnitt 1,8°C högre än för 182 mm-paneler, med en maximal temperaturskillnad på cirka 5°C. Detta beror främst på att den höga driftströmmen i högeffektmoduler resulterar i betydande termiska förluster vid metallkontakterna och ledningarna i cellen, vilket ökar panelens driftstemperatur. Det är välkänt att uteffekten för solcellspaneler minskar med stigande temperatur, och effekten minskar med cirka 0,35 % per 1°C temperaturökning; genom att kombinera flera faktorer visar de empiriska uppgifterna att energiproduktionen per watt för 182 mm-paneler är cirka 1,8 % högre än för ultra-högeffektmoduler.
3. Elektriska Säkerhetsrisker med Högeffektmoduler
Solcellspaneler är elektriska apparater som inkapslar solceller med glas, baksida, EVA eller POE, och överför sedan den genererade likströmmen via kopplingsboxar, kablar och kontakter. För hela solcellspanelen, även om kopplingsboxar och kontakter är små diskreta komponenter, kan de orsaka betydande säkerhetsrisker vid fel.
(1) Risker med Kopplingsboxar och Kontakter
För att undvika att solcellspaneler försämras på grund av hot spots orsakade av skadade eller blockerade celler, installeras bypassdioder i kopplingsboxen för att begränsa strömskillnaden mellan cellsträngarna parallellt. Generellt sett är kopplingsboxen en kritisk teknisk punkt i panelens design, särskilt för högeffektmoduler, där bypassdiodernas strömförmåga i kopplingsboxen är avgörande. Följande bild visar en situation där överhettning av kopplingsboxen ledde till att kontakten brann.
För att säkerställa diodernas strömkapacitet i kopplingsboxen rekommenderas att kopplingsboxens nominella ström för monofaciala solcellspaneler är mer än 1,25 gånger kortslutningsströmmen (Isc). För bifaciala solcellspaneler måste en bifacial ökning på 30 % och en bakre ratio på 70 % också beaktas. Bifaciala 182 mm solcellspaneler på marknaden använder 25 A kopplingsboxar och upprätthåller en säkerhetsmarginal på cirka 16 %, vilket säkerställer långsiktig tillförlitlighet för högeffektmoduler. Moduler med högre effekt kräver kopplingsboxar med högre nominell ström (30 A). Dock, även med 30 A kopplingsboxar, är säkerhetsmarginalen för ultra-högeffektmoduler relativt liten, och risken för överbelastning ökar avsevärt under förhållanden med hög strålning och hög temperatur.
(2) Kabelvärmerisker
Baserat på standarden IEC 62930 har vi genomfört studier och beräkningar av strömförmågan för solcellskablar. I markmonterade eller distribuerade takanläggningar kan 4 mm² kablar uppfylla applikationskraven för 182 mm solcellspaneler och ultra-högeffektmoduler. Dock, på vissa distribuerade tak som når temperaturer på 70°C, kan kablar överhettas och brännas om ultra-högeffektmoduler inte använder dyrare 6 mm² solcellskablar, vilket ökar brandrisken.
Fördelar med Lågeffektmoduler
Mot bakgrund av de olika riskerna och förlusterna med högeffektmoduler har lågeffektmoduler unika fördelar. Dessa fördelar gör dem alltmer dominerande på marknaden, särskilt i applikationer där systemets tillförlitlighet och långsiktiga fördelar prioriteras.
1. Ökad Elektrisk Säkerhet
Den låga strömförbrukningen hos lågeffektmoduler minskar avsevärt termiska förluster och hot spots-risker, vilket ökar den elektriska säkerheten. Till exempel använder Twisun Pro lågeffektmoduler en lågströmsdesign på 10 A, vilket minskar driftstemperaturen och minskar ytterligare risken för elektriska fel. Denna design förlänger inte bara modulens livslängd, utan säkerställer också pålitlig drift i olika miljöer.
2. Högre Energieffektivitet
Twisun Pro lågeffektmoduler uppnår högre energieffektivitet genom en unik trippelcellprocess. Jämfört med traditionella halvcellprocesser minskar trippelcellprocessen modulens driftstemperatur med 20 %, vilket ökar energiproduktionen med 4,64 %. Dessutom minskar lågeffektdesignen linjeförluster, vilket gör att varje watt effekt omvandlas mer effektivt till användbar elektricitet.
3. Systemkompatibilitet och Kostnadseffektivitet
Den standardiserade storleken och lågeffektdesignen hos lågeffektmoduler gör dem mer kompatibla med befintliga växelriktare och monteringssystem. Till exempel har Twisun Pro solcellspanelen en ström på cirka 10 A och en standardstorlek på 1,998 kvadratmeter, vilket gör den lämplig för vanliga växelriktare och monteringsfästen. Detta förenklar systemintegrationen och minskar installationskostnaderna. Dessutom underlättar den lätta dubbelglasstrukturen hos lågeffektmoduler (endast 21 kg) transport och installation, vilket minskar takbelastningen och installationskostnaderna.
4. Prestanda i Lågstrålningsmiljöer
Lågeffektmoduler visar enastående prestanda i lågstrålningsmiljöer. Twisun Pro solcellspaneler börjar generera elektricitet tidigare på morgonen och slutar senare på kvällen under låga ljusförhållanden, vilket förlänger den dagliga elproduktionstiden. Denna egenskap gör att lågeffektmoduler kan upprätthålla hög effektivitet under olika väderförhållanden, vilket avsevärt ökar den totala elproduktionen.
5. Längre Livslängd och Garanti
Den ultra-låga degraderingen av Twisun Pro lågeffektmoduler leder till endast 1 % degradering under det första året och 0,4 % per år därefter, vilket garanterar hög elproduktions effektivitet på lång sikt. Dessutom erbjuder Twisun Pro en 30-årig produkt- och prestandagaranti för sina dubbelglasmoduler. Denna långsiktiga trygghet gör investeringen i lågeffektmoduler mer ekonomiskt lönsam och minskar underhålls- och ersättningskostnaderna.
Slutsats
Sammanfattningsvis har Twisun Pro lågeffektmoduler blivit ett smartare val på marknaden tack vare deras betydande fördelar när det gäller elektrisk säkerhet, energieffektivitet, systemkompatibilitet och kostnadseffektivitet. De adresserar de olika riskerna associerade med högeffektmoduler och erbjuder kunderna säkrare, effektivare och mer tillförlitliga solcellslösningar. Att välja Twisun Pro lågeffektmoduler kommer att ge högre avkastning och längre livslängd till ditt solenergisystem.
Sedan 2008 har Maysun Solar strävat efter att producera solcellspaneler av hög kvalitet. Vi tillverkar en mängd olika solcellspaneler, såsom IBC, HJT, TOPCon och balkongkraftverk, alla med avancerad teknik, utmärkta prestanda och garanterad kvalitet. Maysun Solar har framgångsrikt etablerat kontor och lager i många länder och etablerat långsiktiga partnerskap med framstående installatörer! För de senaste erbjudandena av solcellspaneler eller frågor om solenergi, vänligen kontakta oss. Vi är engagerade i att betjäna dig och våra produkter erbjuder en garanti för säkerhet.
Du kanske också gillar: