Introducere
Pe măsură ce tehnologia fotovoltaică continuă să avanseze, piața modulelor fotovoltaice a evoluat de la curent mare la curent mic. Modulele fotovoltaice de curent mare au atras atenția datorită puterii lor mari, dar riscurile și pierderile asociate nu pot fi ignorate. În contrast, modulele fotovoltaice de curent mic sunt din ce în ce mai văzute ca o alegere mai înțeleaptă datorită avantajelor lor în siguranță, eficiență și compatibilitate. Acest articol va analiza riscurile și pierderile modulelor fotovoltaice de curent mare și va explora beneficiile unice ale modulelor fotovoltaice de curent mic.
Cuprins
- Introducere
- Apariția Modulului Fotovoltaic de Curent Mare
- Riscuri și Pierderi ale Modulului Fotovoltaic de Curent Mare
- Avantajele Modulului Fotovoltaic de Curent Mic
- Concluzie
Emergența Modulului Fotovoltaic de Curent Mare
Costul Nivelat al Energiei (LCOE) este o metrică esențială pentru evaluarea proiectelor fotovoltaice. Pe partea de module, eficiența, puterea și capacitatea de generare joacă roluri critice, iar îmbunătățirea puterii și eficienței modulelor fotovoltaice poate reduce eficient LCOE. Încă din 2009, puterea maximă a modulelor fotovoltaice din industrie era de doar 290W. După mai bine de un deceniu de dezvoltare, puterea modulelor fotovoltaice a crescut la peste 500W, unele depășind chiar și 600W. Principalele căi de îmbunătățire a puterii modulelor includ progrese în tehnologia celulelor care sporesc eficiența conversiei, optimizarea aspectului modulelor și a materialelor auxiliare, precum și mărirea dimensiunii plăcilor. Inițial, celulele solare produse în masă se bazau pe plăci de 125mm, care au evoluat ulterior la 156mm, 156,75mm, 158,75mm, 166mm și acum la 182mm și 210mm. Apariția plăcilor de dimensiuni mari de 182mm și 210mm în 2020 nu doar că a adus o creștere semnificativă a puterii modulelor, dar a mărit și curentul de funcționare al modulelor fotovoltaice.
În general, raționamentul din spatele măririi dimensiunii plăcilor include două puncte principale: în primul rând, poate reduce eficient costul per watt al plăcilor și celulelor solare, scăzând astfel costul de producție al modulelor fotovoltaice; în al doilea rând, mărirea dimensiunii plăcilor poate spori puterea modulelor, reducând astfel costul Balance of System (BOS). Cu toate acestea, orice câștiguri sunt într-un anumit interval; când dimensiunea celulei și curentul cresc într-o anumită măsură, riscurile, pericolele și pierderile asociate pot depăși beneficiile.
Riscuri și Pierderi ale Modulului Fotovoltaic de Curent Mare
1.Riscuri de Producție și Calitate ale Modulului Fotovoltaic de Curent Mare
În procesul de producție, pe măsură ce dimensiunea celulei crește, randamentul produsului tinde să scadă din cauza dificultății crescute de fabricație. Randamentul plăcilor și celulelor de dimensiuni mari în etapele inițiale de producție poate să nu atingă nivelul produselor originale, iar unele probleme cauzate de creșterea dimensiunii pot să nu fie rezolvate perfect pe măsură ce procesul se maturizează. În plus, plăcile supradimensionate pot împiedica dezvoltarea celulelor mai subțiri, iar dimensiunea crescută a modulelor fotovoltaice poate afecta reducerea costurilor în cadre și sticlă, impactând costurile de producție. Mai mult, creșterea dimensiunii plăcilor și modulelor crește și riscurile de încărcare mecanică, făcând transportul și instalarea mai dificile și punând cerințe mai mari pe structurile de suport, afectând calitatea pe toată durata de viață a produsului și a sistemului.
2. Impactul Modulului Fotovoltaic de Curent Mare asupra Generării de Energie
(1) Pierderi de Linie ale Cablu
Bazându-ne pe un proiect de 100MW, am comparat pierderile de linie ale modulelor fotovoltaice de 182mm (curent de funcționare în jur de 13A) și modulele fotovoltaice de curent ultra-înalt (curent de funcționare în jur de 18A). În condiții standard de test (STC), utilizând aceeași specificație de cablu de 4mm², schema modulului fotovoltaic de curent ultra-înalt a avut o pierdere de linie pe partea DC cu aproximativ 0,2% mai mare comparativ cu schema modulului de 182mm. Chiar presupunând că mediul real de aplicare are o iradiere de 70% din condițiile STC, există încă o diferență de pierdere de linie de aproximativ 0,14%. În sistemele care utilizează module fotovoltaice bifaciale, creșterea curentului modulelor bifaciale comparativ cu modulele monofaciale poate fi de 10%-20%, amplificând și mai mult diferența de pierdere de linie.
(2) Pierderea de Putere Termică a Modulului
Am efectuat, de asemenea, cercetări și calcule privind pierderea de putere termică a modulelor fotovoltaice: proporția pierderii de putere termică a modulelor fotovoltaice de curent ultra-înalt este cu 0,53% mai mare decât cea a modulelor fotovoltaice de 182mm. Pentru un proiect de 3GW, din cauza pierderii directe de putere termică, modulele fotovoltaice de curent ultra-înalt vor genera cu 20 de milioane kWh mai puțin pe an decât modulele fotovoltaice de 182mm.
(3) Calculul Generării de Energie și LCOE
Rezultatele simulării arată că generarea de energie a modulelor fotovoltaice de 182mm este cu 1,8% mai mare decât cea a modulelor de curent ultra-înalt, la 1,862 kWh/Wp/an. În termeni de LCOE, modulele fotovoltaice de 182mm sunt cu 0,03-0,05 yuan/kWh mai scăzute decât modulele de curent ultra-înalt, la 0,19 yuan/kWh.
(4)
Analiză Empirică a Modulului Fotovoltaic de Curent Ultra-Înalt
Pentru a studia pe deplin performanța generării de energie și diferențele de temperatură de funcționare ale diferitelor module fotovoltaice, un brand de top, în colaborare cu TÜV Nord, a realizat un proiect empiric în aer liber la Baza Națională de Testare Fotovoltaică din Yinchuan în februarie 2021. Datele empirice au arătat că, în condiții de iradiere mare, din cauza conversiei mai mari a energiei în căldură pe benzi, temperatura de funcționare a modulelor fotovoltaice de curent ultra-înalt a fost în medie cu 1,8°C mai mare decât cea a modulelor fotovoltaice de 182mm, cu o diferență maximă de temperatură de aproximativ 5°C. Acest lucru se datorează în principal faptului că curentul de funcționare mare al modulelor fotovoltaice duce la pierderi termice semnificative pe suprafața metalică a celulelor și a benzilor, crescând temperatura de funcționare a modulului. După cum se știe, puterea de ieșire a modulelor fotovoltaice scade odată cu creșterea temperaturii, cu o scădere de aproximativ 0,35% pentru fiecare creștere de 1°C a temperaturii; combinată cu mai mulți factori, datele empirice arată că generarea de energie per watt a modulelor fotovoltaice de 182mm este cu aproximativ 1,8% mai mare decât cea a modulelor de curent ultra-înalt.
3. Riscuri de Siguranță Electrică ale Modulului Fotovoltaic de Curent Mare
Modulele fotovoltaice sunt dispozitive electrice care încorporează celule solare cu sticlă, spate, EVA sau POE și apoi transmit electricitatea DC generată prin cutii de joncțiune, cabluri și conectori. Pentru întregul modul fotovoltaic, cutiile de joncțiune și conectorii, deși componente mici și neobservate, pot cauza riscuri semnificative de siguranță dacă eșuează.
(1) Riscul de Încălzire a Cutiei de Joncțiune
Conform statisticilor organizațiilor terțe autoritare, defecțiunile stațiilor de energie (în special incendiile) cauzate de modulele fotovoltaice sunt în mare parte legate de cutiile de joncțiune și conectorii. Prin urmare, cutia de joncțiune este un punct tehnic critic în proiectarea modulelor, mai ales pentru modulele fotovoltaice de curent mare, unde capacitatea de transport a curentului a diodelor din cutia de joncțiune este crucială. Imaginea de mai jos arată situația în care încălzirea cutiei de joncțiune a cauzat arderea conectorului.
Pentru a asigura capacitatea de transport a curentului a diodelor din cutia de joncțiune, pentru modulele fotovoltaice monofaciale, se recomandă ca curentul nominal al cutiei de joncțiune să fie mai mare de 1,25 ori curentul de scurtcircuit (Isc). Pentru modulele fotovoltaice bifaciale, trebuie luat în considerare și un câștig bifacial de 30% și aproximativ 70% raport pe partea din spate. Modulele fotovoltaice bifaciale de 182mm folosesc cutii de joncțiune cu curent nominal de 25A disponibile pe piață, menținând o marjă de siguranță de aproximativ 16%, asigurând fiabilitatea pe termen lung a modulelor fotovoltaice de curent mare. Modulele cu curent mai mare necesită cutii de joncțiune cu curent nominal mai mare (30A). Totuși, chiar și cu cutii de joncțiune de 30A, marja de siguranță a modulelor fotovoltaice de curent ultra-înalt este relativ scăzută, iar riscul de suprasarcină crește semnificativ în condiții de iradiere mare și temperaturi ridicate.
(2) Riscul de Încălzire a Cablu
Pe baza standardului IEC 62930, am efectuat cercetări și calcule privind capacitatea de transport a curentului a cablurilor fotovoltaice. În centralele montate pe sol sau pe acoperișuri distribuite, cablurile de 4 mm² pot satisface nevoile de aplicare ale modulelor fotovoltaice de 182mm și ale modulelor fotovoltaice de curent ultra-înalt. Totuși, când unele acoperișuri distribuite ajung la temperaturi de 70°C, dacă modulele fotovoltaice de curent ultra-înalt nu folosesc cabluri fotovoltaice mai scumpe de 6mm², cablurile se pot supraîncălzi și arde, crescând riscul de incendiu.
Avantajele Modulurilor Fotovoltaice cu Curent Redus
În fața diverselor riscuri și pierderi asociate cu modulele fotovoltaice de curent mare, modulele fotovoltaice cu curent redus prezintă avantaje unice. Aceste avantaje le fac din ce în ce mai dominante pe piață, în special în aplicațiile unde fiabilitatea sistemului și beneficiile pe termen lung sunt esențiale.
1. Siguranță Electrică Mai Mare
Designul cu curent redus al modulelor fotovoltaice reduce semnificativ pierderile termice și riscurile de puncte fierbinți, îmbunătățind siguranța electrică. De exemplu, modulele fotovoltaice Twisun Pro cu curent redus utilizează un design de curent redus de 10A, scăzând temperaturile de funcționare și reducând astfel probabilitatea defectelor electrice. Acest design nu numai că extinde durata de viață a modulului, dar asigură și o funcționare fiabilă în diverse medii.
2. Eficiență Mai Mare a Generării de Energie
Modulele fotovoltaice Twisun Pro cu curent redus obțin o eficiență mai mare a generării de energie printr-un proces unic de celule în trei părți. Comparativ cu procesele tradiționale de celule jumătate, procesul în trei părți reduce temperatura de funcționare a modulului cu 20%, crescând generarea de energie cu 4,64%. În plus, designul cu curent redus reduce pierderile de linie, făcând fiecare watt de energie mai eficient transformat în electricitate utilizabilă.
3. Compatibilitate Sistem și Eficiență Costurilor
Dimensiunea standard și designul cu curent redus al modulelor le fac mai compatibile cu invertoarele și sistemele de montare existente. De exemplu, modulul fotovoltaic Twisun Pro are un curent de aproximativ 10A și o dimensiune standard de 1,998 metri pătrați, fiind potrivit pentru invertoarele și suporturile mainstream. Acest lucru simplifică procesul de integrare a sistemului și reduce costurile de instalare. În plus, structura duală de sticlă ușoară a modulelor cu curent redus (doar 21kg) nu numai că facilitează transportul și instalarea, dar reduce și sarcina pe acoperișuri, scăzând astfel dificultatea și costurile de instalare.
4. Performanță în Medii cu Iradiere Redusă
Modulele cu curent redus funcționează excelent în medii cu iradiere redusă. Modulele fotovoltaice Twisun Pro încep să genereze energie mai devreme dimineața și se opresc mai târziu seara în condiții de lumină redusă, extinzând timpul zilnic de generare de energie. Această caracteristică permite modulelor cu curent redus să mențină o eficiență ridicată în diverse condiții meteorologice, crescând semnificativ generarea totală de energie.
5. Durată de Viață Mai Lungă și Garanție
Rata ultra-redusă de degradare a modulelor fotovoltaice Twisun Pro cu curent redus rezultă într-o degradare de doar 1% în primul an și de 0,4% anual după aceea, asigurând generarea de energie de înaltă eficiență pe termen lung. În plus, Twisun Pro oferă 30 de ani de garanție pentru produs și energie pentru modulele sale cu sticlă duală. Această asigurare pe termen lung face investiția în modulele cu curent redus mai economic viabilă, reducând costurile de întreținere și înlocuire.
Concluzie
În rezumat, modulele fotovoltaice Twisun Pro cu curent redus, cu avantajele lor semnificative în siguranța electrică, eficiența generării de energie, compatibilitatea sistemului și eficiența costurilor, au devenit o alegere mai înțeleaptă pe piață. Acestea abordează diversele riscuri asociate cu modulele fotovoltaice de curent mare, oferind clienților soluții fotovoltaice mai sigure, mai eficiente și mai fiabile. Alegerea modulelor fotovoltaice Twisun Pro cu curent redus va aduce randamente mai mari și o durată de viață mai lungă sistemului dumneavoastră fotovoltaic.
Din 2008, Maysun Solar s-a angajat să producă module fotovoltaice de înaltă calitate. Fabricăm o varietate de panouri solare, cum ar fi panouri solare IBC, HJT, TOPCon și stații de energie solară pentru balcoane, toate cu tehnologie avansată, performanță superioară și calitate garantată. Maysun Solar a stabilit cu succes birouri și depozite în multe țări și a forjat parteneriate pe termen lung cu instalatori excelenți! Pentru cele mai recente cotații de panouri solare sau orice întrebări legate de fotovoltaic, vă rugăm să ne contactați. Suntem dedicați să vă servim, iar produsele noastre oferă o garanție sigură.
S-ar putea să vă placă și: