Ogniwa fotowoltaiczne
Ogniwa fotowoltaiczne są głównym elementem modułów słonecznych. W produkcji stosuje się dwa popularne typy ogniw fotowoltaicznych: pełne ogniwa i półogniwa.
① Pełne ogniwo
Pełne ogniwo jest wykonane w całości z jednej płytki krzemowej. Proces jego produkcji jest stosunkowo prosty, co obniża koszty.
② Półogniwo
Półogniwo to płytka krzemowa przecięta na pół, a następnie połączona, aby utworzyć ogniwo fotowoltaiczne.
Technologia półogniw
Technologia półogniw polega na przecięciu standardowych ogniw fotowoltaicznych na pół. W przeciwieństwie do klasycznych modułów fotowoltaicznych zawierających 60 lub 72 ogniwa, moduły te składają się ze 120 lub 144 półogniw, zachowując jednak ten sam design i wymiary co moduły konwencjonalne.
Technologia ta wykorzystuje zazwyczaj cięcie laserowe do podziału standardowych ogniw fotowoltaicznych na pół, w kierunku prostopadłym do głównych linii siatki ogniwa, a następnie łączy obie połówki w układzie szeregowym.
Podobnie jak moduły konwencjonalne, moduły półogniwowe są enkapsulowane szkłem hartowanym, folią EVA i warstwą tylną. Tradycyjne moduły słoneczne zazwyczaj zawierają 60 ogniw połączonych szeregowo, przy czym każde ogniwo ma napięcie od 0,5 do 0,6 V. Po połączeniu szeregowo napięcie wzrasta, osiągając wartość roboczą od 30 do 35 V dla modułu 60-ogniwowego.
Kiedy półogniwa są połączone w taki sam sposób jak w standardowych modułach, wytwarzają prąd o połowę mniejszy, ale napięcie jest dwukrotnie wyższe, podczas gdy opór pozostaje bez zmian (jak pokazano na poniższym schemacie).
Aby zapewnić stałe napięcie i prąd wyjściowy w porównaniu do modułów konwencjonalnych, moduły półogniwowe przyjmują zazwyczaj konfigurację szeregową-równoległą, tworząc w ten sposób dwa mniejsze moduły połączone równolegle.
Jak pokazano na powyższym schemacie, napięcie obwodu otwartego półogniwa jest identyczne jak w pełnym ogniwie. Gdy liczba półogniw zostanie podwojona, każda część modułu zawiera taką samą liczbę ogniw jak moduł z pełnymi ogniwami. Po połączeniu obu części równolegle napięcie pozostaje takie samo jak w każdej części indywidualnie, co oznacza, że całkowite napięcie wyjściowe pozostaje niezmienione w porównaniu do modułu z pełnymi ogniwami.
Ponieważ moduły półogniwowe są dwa razy mniejsze niż moduły z pełnymi ogniwami, każde półogniwo przenosi prąd zmniejszony o połowę w porównaniu do pełnego ogniwa. Dzięki zaprojektowaniu modułu w układzie dwóch połączonych równolegle części, prąd wyjściowy zostaje przywrócony do tej samej wartości, co w module z pełnymi ogniwami.
Opór półogniwa wynosi połowę oporu pełnego ogniwa, co oznacza, że każda część połączona równolegle ma opór równy połowie oporu modułu z pełnymi ogniwami. Po połączeniu tych dwóch części w układzie równoległym całkowity opór obwodu zmniejsza się do jednej czwartej oporu modułu z pełnymi ogniwami.
Zalety konstrukcji półogniwowej
i) Redukcja strat mocy
a. Zmniejszony prąd wewnętrzny i niższa rezystancja przewodów prowadzą do redukcji wewnętrznych strat mocy. Ponieważ straty mocy są proporcjonalne do prądu, podział prądu na pół i zmniejszenie rezystancji czterokrotnie w modułach półogniwowych powoduje czterokrotne ograniczenie strat mocy, co zwiększa moc wyjściową i efektywność produkcji energii.
b. Wraz ze spadkiem strat wewnętrznych obniża się również temperatura pracy modułu i skrzynki przyłączeniowej. W warunkach zewnętrznych temperatura modułów półogniwowych jest o około 1,6°C niższa niż w przypadku modułów z pełnymi ogniwami, co poprawia wydajność konwersji fotowoltaicznej.
c. Nawet jeśli dwie połówki modułu nie są połączone równolegle i wszystkie półogniwa pracują jak standardowy panel słoneczny, prąd zostanie zmniejszony o połowę, podczas gdy rezystancja pozostanie niezmieniona, co ograniczy zużycie energii do jednej czwartej.
ii) Lepsza tolerancja na zacienienie i zmniejszenie ryzyka powstawania punktów gorących
a. Moduły półogniwowe oferują lepszą odporność na skutki zacienienia w porównaniu do standardowych modułów słonecznych.
b. W przeciwieństwie do modułów standardowych, które mają 3 łańcuchy ogniw, moduły półogniwowe posiadają 6 łańcuchów, co tworzy moduł o układzie 6-ciu sekcji. Jeśli niewielka część modułu zostanie zacieniona (np. przez liście drzew, ptasie odchody itp.), tylko jeden łańcuch zostanie dotknięty. Dzięki zastosowaniu diod obejściowych (oznaczonych na czerwono na poniższym schemacie) usterka ta nie wpływa na pozostałe łańcuchy ogniw, minimalizując tym samym wpływ zacienienia.
c. Sześć niezależnych łańcuchów ogniw w modułach półogniwowych jest wyposażonych w trzy diody obejściowe, co zapewnia lepszą tolerancję na zacienienie lokalne. Nawet jeśli połowa modułu zostanie zacieniona, druga połowa nadal może działać.
iii) Zmniejszony prąd obniżający temperaturę punktów gorących
a. Moduły półogniwowe równomierniej rozprowadzają prąd wewnętrzny w systemie, co poprawia ich wydajność, trwałość oraz odporność na zacienienie.
b. Gdy jedno ogniwo w łańcuchu zostanie zacienione, może ono stać się punktem gorącym w obwodzie. Utrzymująca się wysoka temperatura w tym miejscu może potencjalnie uszkodzić moduł. Ponieważ moduły półogniwowe mają dwa razy więcej łańcuchów niż moduły konwencjonalne, ciepło generowane w punkcie gorącym jest rozpraszane na większą liczbę łańcuchów. W efekcie temperatura punktu gorącego zmniejsza się o połowę, minimalizując ryzyko uszkodzenia modułu. To zwiększa odporność modułu na uszkodzenia spowodowane punktami gorącymi i wydłuża jego żywotność.
iv) Zwiększona tolerancja na zacienienie zmniejszająca straty mocy
a. W instalacji fotowoltaicznej wiele modułów jest zazwyczaj połączonych szeregowo, a następnie te łańcuchy modułów są łączone równolegle. Prąd przepływa kolejno przez każdy moduł w łańcuchu szeregowym.
b. W tradycyjnych konstrukcjach modułów, jeśli jeden moduł traci moc z powodu zacienienia, wpływa to na wszystkie moduły w danym łańcuchu szeregowym. Jednak w przypadku konstrukcji modułów półogniwowych (jak pokazano na powyższym schemacie), diody obejściowe ograniczają utratę mocy tylko do zacienionej części modułu, zamiast wpływać na cały moduł. Diody te tworzą alternatywną ścieżkę dla przepływu prądu przez niezacienione części modułu, zapobiegając przepływowi prądu przez zacienione sekcje. Zmniejsza to wpływ zacienienia i poprawia ogólną wydajność modułu.
Od 2008 roku Maysun Solar koncentruje się na produkcji wysokiej jakości modułów fotowoltaicznych, w tym zaawansowanych paneli IBC, HJT, TOPCon oraz innowacyjnych rozwiązań, takich jak stacje solarne na balkon. Wraz ze wzrostem popularności carportów solarnych w Europie jako źródeł energii odnawialnej, produkty Maysun Solar zapewniają doskonałą wydajność i gwarantowaną jakość w tych zastosowaniach. Niezależnie od tego, czy planujesz integrację paneli słonecznych z carportem, czy innym rozwiązaniem energetycznym, Maysun Solar oferuje niezawodną i nowoczesną technologię dostosowaną do Twoich potrzeb. Dzięki biurom i magazynom na całym świecie nawiązujemy długoterminowe partnerstwa z najlepszymi instalatorami, aby dostarczać zrównoważone rozwiązania energetyczne dla gospodarstw domowych i firm. Aby uzyskać najnowsze oferty na panele słoneczne lub informacje dotyczące fotowoltaiki, skontaktuj się z nami – pomożemy Ci maksymalnie wykorzystać inwestycję w energię słoneczną.