Въведение
С напредването на фотоволтаичната технология, пазарът на фотоволтаични модули еволюира от високи към ниски токове. Фотоволтаичните модули с висок ток са привлекли внимание със своята висока мощност, но свързаните с тях рискове и загуби не могат да бъдат игнорирани. За разлика от тях, фотоволтаичните модули с нисък ток все повече се възприемат като по-мъдър избор поради своите предимства в областта на безопасността, ефективността и съвместимостта. Тази статия ще анализира рисковете и загубите на фотоволтаичните модули с висок ток и ще разгледа уникалните предимства на модулите с нисък ток.
Съдържание
- Въведение
- Поява на фотоволтаични модули с висок ток
- Рискове и загуби при фотоволтаични модули с висок ток
- Предимства на фотоволтаични модули с нисък ток
- Заключение
Поява на фотоволтаични модули с висок ток
Разходите за енергия на киловатчас (LCOE) са основен показател за оценка на фотоволтаични проекти. От страната на модулите, ефективността, мощността и капацитетът на генериране играят критична роля, а подобряването на мощността и ефективността на фотоволтаичните модули може ефективно да намали LCOE. Още през 2009 г. максималната мощност на фотоволтаичните модули в индустрията беше само 290W. След повече от десетилетие на развитие, мощността на фотоволтаичните модули се е повишила над 500W, като някои надхвърлят 600W. Основните пътища за подобряване на мощността на модулите включват напредък в клетъчната технология, който повишава ефективността на преобразуване, оптимизация на оформлението на модулите и спомагателните материали, и увеличаване на размерите на пластините. Първоначално масово произвежданите слънчеви клетки бяха базирани на пластини с размер 125mm, които по-късно се развиха до 156mm, 156.75mm, 158.75mm, 166mm, и сега до 182mm и 210mm. Появата на големи пластини с размери 182mm и 210mm през 2020 г. не само доведе до значително увеличение на мощността на модулите, но и значително повиши работния ток на фотоволтаичните модули.
Обикновено мотивите за увеличаване на размера на пластините включват две основни точки: първо, това може ефективно да намали разходите на ват за пластини и слънчеви клетки, като по този начин намалява производствените разходи на фотоволтаични модули; второ, увеличаването на размера на пластините може да повиши мощността на модулите, като по този начин намалява разходите за балансиране на системата (BOS). Въпреки това, всяко увеличение е в рамките на определен диапазон; когато размерът на клетките и токът се увеличат до определена степен, свързаните с това рискове, опасности и загуби могат да надхвърлят ползите.
Рискове и загуби при фотоволтаични модули с висок ток
1. Рискове при производство и качество на фотоволтаични модули с висок ток
В процеса на производство, с увеличаване на размера на клетките, производителността на продукта има тенденция да намалява поради увеличената сложност на производството. Производителността на големи пластини и клетки в началните етапи на производство може да не достигне нивото на оригиналните продукти, а някои проблеми, причинени от увеличаването на размера, може да не бъдат перфектно решени, докато процесът не узрее. Освен това, прекалено големите пластини могат да възпрепятстват развитието на по-тънки клетки, а увеличеният размер на фотоволтаичните модули може да възпрепятства намаляването на разходите за рамки и стъкло, което влияе върху производствените разходи. Накрая, увеличаването на размера на пластините и модулите също увеличава риска от механични натоварвания, правейки транспорта и инсталацията по-трудни и налагайки по-високи изисквания към поддържащите структури, което влияе върху качеството през целия живот на продукта и системата.
2. Влияние на фотоволтаични модули с висок ток върху генерирането на енергия
(1) Линейни загуби на кабелите
Въз основа на 100MW проект, сравнихме линейните загуби на фотоволтаични модули с 182mm (работен ток около 13A) и ултра-висок ток фотоволтаични модули (работен ток около 18A). При стандартни тестови условия (STC), използвайки една и съща спецификация на кабела от 4mm², схемата с ултра-висок ток фотоволтаични модули имаше около 0.2% по-високи загуби на DC страна в сравнение със схемата с 182mm модули. Дори при предположение, че реалната среда на приложение има осветеност от 70% от STC условия, все още има разлика в загубите на линия от около 0.14%. В системи, използващи двустранни фотоволтаични модули, увеличаването на тока на двустранните модули в сравнение с едностранните модули може да бъде 10%-20%, което допълнително увеличава разликата в линейните загуби.
(2) Топлинни загуби на модулите
Проведохме също свързани изследвания и изчисления на топлинните загуби на фотоволтаични модули: пропорцията на топлинните загуби на фотоволтаични модули с ултра-висок ток е 0.53% по-висока от тази на 182mm фотоволтаични модули. За проект с мащаб 3GW, поради директни топлинни загуби, фотоволтаичните модули с ултра-висок ток ще генерират 20 милиона kWh по-малко на година в сравнение с 182mm фотоволтаични модули.
(3) Генериране на енергия и изчисляване на LCOE
Резултатите от симулациите показват, че генерирането на енергия от 182mm фотоволтаични модули е с 1.8% по-високо от това на ултра-висок ток модули, при 1.862 kWh/Wp/година. По отношение на LCOE, 182mm фотоволтаични модули са с 0.03-0.05 юана/kWh по-ниски от ултра-висок ток модули, при 0.19 юана/kWh.
(4) Емпиричен анализ на фотоволтаични модули с ултра-висок ток
За да изследваме напълно производителността на генериране на енергия и разликите в работната температура на различни фотоволтаични модули, водеща марка, в сътрудничество с TÜV Nord, проведе външен емпиричен проект в Националната фотоволтаична експериментална база в Инчуан през февруари 2021 г. Емпиричните данни показаха, че при висока осветеност, поради превръщането на повече енергия в топлина на лентите, работната температура на фотоволтаични модули с ултра-висок ток беше средно с 1.8°C по-висока от тази на 182mm фотоволтаични модули, с максимална температурна разлика около 5°C. Това се дължи основно на високия работен ток на фотоволтаичните модули, което води до значителни топлинни загуби върху металните електроди и лентите на клетките, увеличавайки работната температура на модула. Както е добре известно, изходната мощност на фотоволтаичните модули намалява с повишаване на температурата, като мощността намалява с около 0.35% за всеки 1°C увеличение на температурата; комбинирайки няколко фактора, емпиричните данни показват, че единичната ватова генериране на енергия от 182mm фотоволтаични модули е с около 1.8% по-висока от тази на ултра-висок ток модули.
3. Рискове за електрическата безопасност на фотоволтаични модули с висок ток
Фотоволтаичните модули са електрически устройства, които инкапсулират слънчеви клетки със стъкло, задна плоча, EVA или POE, и след това предават генерирания DC ток през съединителни кутии, кабели и конектори. За целия фотоволтаичен модул, съединителните кутии и конекторите, макар и да изглеждат като малки компоненти, могат да причинят значителни опасности за безопасността, ако се повредят.
(1) Риск от нагряване на съединителната кутия
Според статистики от авторитетни трети страни, повредите на електроцентралите (особено пожарите), причинени от фотоволтаични модули, най-често са свързани със съединителните кутии и конекторите. Следователно, съединителната кутия е критична техническа точка в дизайна на модулите, особено за фотоволтаични модули с висок ток, където способността на диодите в съединителната кутия да пренасят ток е от съществено значение. Следващото изображение показва ситуация, при която нагряването на съединителната кутия е причинило изгаряне на конектора.
За да се осигури способността на диодите в съединителната кутия да пренасят ток, за монофазни фотоволтаични модули се препоръчва номиналният ток на съединителната кутия да бъде по-голям от 1.25 пъти късосъединителния ток (Isc). За двустранни фотоволтаични модули трябва да се вземат предвид и 30% печалба от двустранността и около 70% отношение на задната страна. 182mm двустранни фотоволтаични модули използват зрели съединителни кутии с номинален ток 25A, което поддържа около 16% безопасен марж, осигурявайки дългосрочна надеждност на фотоволтаични модули с висок ток. По-големите текущи модули изискват съединителни кутии с по-висок номинален ток (30A). Въпреки това, дори и със съединителни кутии 30A, безопасният марж на фотоволтаични модули с ултра-висок ток е сравнително нисък и рискът от претоварване се увеличава значително при висока осветеност и високи температурни условия.
(2) Риск от нагряване на кабелите
Въз основа на стандарта IEC 62930, проведохме изследвания и изчисления на способността за пренос на ток на фотоволтаични кабели. В общи земни или разпределени покривни електроцентрали, кабели с размер 4 mm² могат да отговорят на нуждите на приложенията за 182mm фотоволтаични модули и фотоволтаични модули с ултра-висок ток. Въпреки това, когато някои разпределени покриви достигнат температури от 70°C, ако фотоволтаичните модули с ултра-висок ток не използват по-скъпи фотоволтаични кабели с размер 6 mm², кабелите могат да прегреят и изгорят, увеличавайки риска от пожар.
Предимства на фотоволтаични модули с нисък ток
В лицето на различни рискове и загуби на фотоволтаични модули с висок ток, фотоволтаични модули с нисък ток демонстрират уникални предимства. Тези предимства ги правят все по-доминиращи на пазара, особено в приложения, където надеждността на системата и дългосрочните ползи са от съществено значение.
1. По-висока електрическа безопасност
Дизайнът с нисък ток на фотоволтаични модули с нисък ток значително намалява топлинните загуби и риска от горещи точки, подобрявайки електрическата безопасност. Например, фотоволтаичните модули Twisun Pro използват дизайн с 10A нисък ток, понижавайки работните температури и допълнително намалявайки вероятността от електрически повреди. Този дизайн не само удължава живота на модула, но и осигурява надеждна работа в различни среди.
2. По-висока ефективност на генериране на енергия
Фотоволтаичните модули Twisun Pro постигат по-висока ефективност на генериране на енергия чрез уникален тричастов процес на клетките. В сравнение с традиционните процеси на половин клетка, тричастовият процес намалява работната температура на модула с 20%, увеличавайки генерирането на енергия с 4.64%. Освен това, дизайнът с нисък ток намалява линейните загуби, правейки всеки ват мощност по-ефективно преобразуван в използваема електроенергия.
3. Съвместимост на системата и икономическа ефективност
Стандартният размер и дизайнът с нисък ток на модулите ги правят по-съвместими със съществуващи инвертори и монтажни системи. Например, фотоволтаичният модул Twisun Pro има ток около 10A и стандартен размер от 1.998 квадратни метра, което го прави подходящ за основните инвертори и монтажни стойки. Това опростява процеса на интеграция на системата и намалява разходите за инсталация. Освен това, леката двустранна структура на модулите (само 21kg) не само улеснява транспорта и инсталацията, но и намалява натоварването на покривите, допълнително намалявайки трудността и разходите за инсталация.
4. Производителност в условия на ниска осветеност
Модулите с нисък ток се представят изключително добре в условия на ниска осветеност. Фотоволтаичните модули Twisun Pro започват да генерират енергия по-рано сутрин и спират по-късно вечер при ниска осветеност, удължавайки времето за дневно генериране на енергия. Тази характеристика позволява на модулите с нисък ток да поддържат висока ефективност при различни метеорологични условия, значително увеличавайки общото генериране на енергия.
5. По-дълъг живот и гаранция
Ултра-ниската степен на деградация на фотоволтаичните модули Twisun Pro води до само 1% деградация през първата година и 0.4% годишно след това, осигурявайки дългосрочно генериране на енергия с висока ефективност. Освен това, Twisun Pro предлага 30 години гаранция за продуктите и генерираната енергия на своите двустранни модули. Тази дългосрочна гаранция прави инвестирането в модули с нисък ток по-икономически изгодно, намалявайки разходите за поддръжка и замяна.
Заключение
В заключение, фотоволтаичните модули Twisun Pro с нисък ток, със своите значителни предимства в електрическата безопасност, ефективност на генериране на енергия, съвместимост на системата и икономическа ефективност, са се превърнали в по-разумен избор на пазара. Те адресират различните рискове, свързани с фотоволтаичните модули с висок ток, като същевременно предоставят на клиентите по-безопасни, по-ефективни и по-надеждни фотоволтаични решения. Изборът на фотоволтаични модули Twisun Pro с нисък ток ще донесе по-високи възвръщаемости и по-дълъг живот на вашата фотоволтаична система.
От 2008 г. Maysun Solar се ангажира с производството на висококачествени фотоволтаични модули. Произвеждаме разнообразие от соларни панели, като IBC, HJT, TOPCon соларни панели и балконски соларни станции, всички с напреднала технология, превъзходно представяне и гарантирано качество. Maysun Solar успешно установи офиси и складове в много държави и създаде дългосрочни партньорства с отлични инсталатори! За най-новите оферти за соларни панели или всякакви въпроси, свързани с фотоволтаични технологии, моля, свържете се с нас. Ние сме посветени на това да ви обслужваме и нашите продукти предлагат сигурна гаранция.
Може да ви хареса и: