Moduły z serii N-PEAK w technologii PERT.

Oto innowacje jakie zastosowano przy produkcji ogniw i modułów fotowoltaicznych serii N-Peak z oferty SOLSUM i co odróżnia je od standardowych modułów. 

  1. Dwustronne ogniwa monokrystaliczne PERT
  2. Podział modułu na 2 części i 6 sekcji
  3. 120 ogniw
  4. Wytrzymałość mechaniczna aż 7000Pa
  5. Wydłużona gwarancja produktowa na 20 lat i mniejsze spadki rocznej mocy
  6. 0% degradacji LID
  7. 5 busbarów
  8. Podzielona puszka (junction-box) na 3 części
  9. Design

1. N-Peak ogniwa monokrystaliczne z PERT – czyli ulepszona technologia PERC

REC N-Peak wykorzystuje padające światło zarówno z przedniej jak i tylnej strony ogniwa, przy czym ogniwa n-mono są bardziej efektywne niż konwencjonalne ogniwa słoneczne i zapewniają wyższą moc.

Najpierw kilka słów wprowadzenia o technologii PERC z ang. Passivated Emitter and Rear Cell co można przetłumaczyć jako pasywacja tylnej ścianki ogniwa.

Badania nad technologią PERC prowadzono już w 1983r. w Australii a pierwsze praca naukowa została opublikowana w 1989r.

Moduły fotowoltaiczne, wykorzystujące technologię pasywacji tylnej ścianki ogniwa, posiadają większą wydajność poprzez zwiększenie skuteczności absorpcji promieniowania słonecznego. Spodnia pasywacja sprawia, że przechodzące przez ogniwo ogniwo światło słoneczne w zakresie fali od 1000 do 1180 nm odbija się od tylnej warstwy refleksyjnej kierując fotony z powrotem do ogniwa. W ten sposób promieniowanie, które przy standardowych ogniwach jest utracone w przypadku zastosowania ogniw ze spodnią pasywacją staje się dodatkowym źródłem energii elektrycznej. Dodatkowo warstwa PERC powoduje obniżenie temperatury pracującego ogniwa co zwiększa sprawność (im wyższa temperatura ogniwa krzemowego tym mniejsza jest jego wydajność).

 

W 2015 r. REC był pierwszym producentem modułów, który wprowadził technologię pasywacji ogniw (PERC) w ogniwach polikrystalicznych do produkcji masowej. PERC jest zasadniczo dodatkową warstwą z tyłu ogniwa z wieloma „małymi dziurkami” aby umożliwić połączenie elektryczne między stroną główną a stroną tylną.

Podsumowując: Dzięki PERC ogniwo a przez to cała instalacja fotowoltaiczna osiąga wyższe uzyski energetyczne ze względu na bardziej efektywną absorpcję promieniowania słonecznego.

Skoro wiemy już czym jest technologia PERC to w takim razie co to jest technologia PERT (Passivated Emitter Rear Cell Totally Diffused)?

Wykorzystując swoje rozległe doświadczenie i wiedzę w zakresie wykorzystania pasywacji ogniw, REC był w stanie opracować tę technologię dla komórek mono typu n, gdzie tył komórki jest teraz całkowicie rozproszony, tj. nie ma już ‚małych dziurek’ o których wspominaliśmy wcześniej. Warstwa  pasywacyjna  stawia barierę, zapobiegając ucieczce elektronów co sprawia, że po odbiciu od tylnej warstwy trafiają do ogniwa co jeszcze bardziej zwiększa uzysk energii. Poniżej grafika obrazująca to zjawisko:

Poniżej film prezentujący zalety serii N-Peak:

2. Podział modułu na 2 sekcje i 6 obwodów ogniw

Moduły fotowoltaiczne przekształcają promieniowanie słoneczne w energię elektryczną, a zatem każda redukcja promieniowania słonecznego, która dociera do ogniw np. poprzez zacienienie, zmniejsza ilość produkowanego prądu. W zależności od przyczyny zacienienia i jego miejsca występowania względem modułów pv, strata może być tylko sezonowa, potrwać kilka godzin każdego dnia lub w przypadku nieprawidłowo zamontowanych ogniw występująca stale. Zacienienie/zabrudzenie modułów wpływa na pracę całego obwodu paneli lub całej instalacji, ogólny poziom produkcji energii elektrycznej może w takich sytuacjach spaść, zmniejszając także oszczędności z instalacji fotowoltaicznej.

Przy standardowych modułach (bez tych kilku innowacji, które mamy w N-Peak’ach) nawet przy niewielkim zacienieniu części lub całość modułu przestaje pracować. Zacieniony moduł powoduje niedopasowanie prądowo-napięciowe, które zmniejsza przepływ energii elektrycznej do poziomu określonego przez moduł pracujący najsłabiej w całej sekcji. Instalacja lub sekcja paneli pracuje tak efektywnie jak jego najsłabszy moduł.

Aby poradzić sobie z takimi sytuacjami, moduły fotowoltaiczne wykorzystują diody bocznikujące (diody bypass), które mogą odciąć sekcje ogniw, które nie są w stanie pracować ze względu na zacienienie. W standardowych modułach dioda bypass obejmuje 20 ogniw fotowoltaicznych na 60 (w całym module), co oznacza, że ​​po aktywacji diody jedna trzecia modułu jest wyłączona z produkcji energii.

W modułach N-Peak zastosowano podział modułu na 2 części, dzięki czemu stworzono 6 obwodów, kontrolowane przez 3 diody bypass, co pozwala w znacznym stopniu na redukcję negatywnych skutków zacieniania co zwiększa uzyski energii. Poniżej graficzne wyjaśnienie tego zjawiska:

Moduły standardowy i z zestawu SOLSUM przedstawiające reprezentatywny przepływ prądu przez obwody ogniw (stringi) (1, 2, 3, 4, 5, 6) i diody bocznikowe (a, b, c).

Jeszcze jedna sytuacja: przy standardowych modułach nawet przy niewielkim zacienieniu część lub całość modułu przestaje pracować. W najlepszym przypadku nie pracuje 33,3% modułu a w najgorszym w zależności jak pada cień nie działa nawet cały moduł. W modułach N-Peak zastosowano podział modułu na 2 części co powoduje, że w przypadku gdy cień pada na część modułu np. poprzez liść czy komin moduł N-Peak osiąga znacznie wyższą produkcję prądu (rys. poniżej).

W przypadku zacienienia dolnej powierzchni modułu np. poprzez śnieg lub zbyt blisko zamontowany kolejny rząd N-Peak osiąga o 50% większą produkcję niż standardowy panel (rys. poniżej).

Dzięki zastosowaniu takiego podziału moduł fotowoltaiczny osiąga wyższe uzyski energetyczne a także daje to możliwość projektowania modułów w miejscach, gdzie występują częściowe zacienienia np. poprzez anteny/maszty, a nie ma innej możliwości posadowienia modułów.

Poniżej prezentacja zacienienia rzędu paneli, przy standardowych modułach oraz SOLSUM, w przypadku zacienienia jak poniżej np. przez śnieg obwód paneli SOLSUM będzie działać dalej przy 50% Imp i 50% mocy, podczas gdy standardowe panele fotowoltaiczne nie będą działać (rys. poniżej).

Takie zacienienie występuje bardzo często w warunkach Polskich m.in. ze względu na topnienie śniegu, który zbiera się w dolnej części przy ramce modułu a także w instalacjach na dachach płaskich i instalacjach gruntowych w z powodu zacienienia przez wcześniejsze rzędy modułów fotowoltaicznych.

Tyle teorii a jak jest w praktyce? Poniżej zdjęcie instalacji gruntowej w górnym rzędzie zamontowano standardowe moduły, dolny rząd to moduły z podziałem na 2 części i 6 sekcji ogniw, w przypadku górnego rzędy dolna część modułów jest zacieniona przez śnieg, który zbiera się na krawędzi ramki – w takim przypadku moduły nie pracują. W przypadku dolnego rzędu modułów 50% każdego modułu kontynuuje prace.

Poniżej kolejny przykład tym razem zacienienia się rzędów modułów powoduje straty produkcji.

3. 120 ogniw zamiast 60 z tej samej powierzchni modułu

Laserowe przecięcie na pół standardowych ogniw spowodowało, że zamiast 60 ogniw otrzymano 120 ogniw. Ogniwo przecięte na pół ma prąd o połowę niższy, gdyż wartość prądu jest wprost proporcjonalna do powierzchni ogniwa. W konsekwencji każdy z busbarów transportuje prąd o połowę niższy a spadek oporu elektrycznego powoduje ogólny wzrost wydajności, szczególnie w okresach wysokiego natężenia promieniowania słonecznego.

Otrzymujemy zmniejszenie wewnętrznej rezystancji ogniw, większą moc wyjściową oraz poprawą osiągów w różnych warunkach nasłonecznienia, także przy zacienieniu a także zwiększenie wytrzymałości ogniw m.in. na mikropęknięcia.

Poniżej moduł ze 120 ogniwami.

Warto także podkreślić, że moduły ponad dwukrotnie przewyższają standardy testowe IEC i są poddawane najbardziej rygorystycznym kontrolom jakości.

Poniżej: Testy wielokrotnego obciążenia, którym poddawany jest moduł

Poniżej: Badanie uderzenia gradu jest to test, który sprawdza czy panel fotowoltaiczny jest w stanie wytrzymać uderzenie gradu w temperaturze ~ 4 ° C. (Hail impact test).

 

4. Wytrzymałość mechaniczna aż 7000Pa

Nowy projekt ramki o wysokości 3cm czyli cieńsza niż standardowo, ale jednocześnie bardziej wytrzymała, ze specjalnie wzmocnioną konstrukcją to efekt 3 lat pracy działu R&D. Zyskujemy zwiększenie dopuszczalnego maksymalnego obciążenia mechanicznego do 7000Pa, dla porównania – standard na rynku to 5400Pa – czyli osiągnięto aż o blisko 30% większa wytrzymałość mechaniczną. Warto zaznaczyć, że 7000Pa jest osiągane przy standardowym montażu na 2 szynach aluminiowych przy 4 punktach podparcia, jest to istotne, ponieważ są producenci, którzy podają w kartach katalogowym nawet 8000Pa jednak z dopiskiem drobnym druczkiem, że 8000Pa występuje przy 3 szynach montażowych i 6 punktach podparcia co sprawia, że jest to wartość tylko na papierze, ponieważ nie praktykuje się montażu modułów się na 3 szynach i w 6 punktach podparcia.

 

 5. Wydłużona gwarancja produktowa i mniejszy roczny spadek mocy

 

 6. 0% LID (Light Induced Degradation) – 0% efektu degradacji światłem słonecznym

Utrata mocy jaka występuje w standardowym panelu słonecznym podczas pierwszych ekspozycji na światło słoneczne określana jest jako degradacja indukowana światłem (LID). Jest to wynikiem połączenia boru i tlenu w ogniwie i powoduje stały spadek maksymalnej mocy standardowego panelu.

Zjawisko to nie dotyczy modułów N-Peak. Dzięki zastosowaniu technologii n, komórki N-Peak zatrzymują mieszanie boru i tlenu na dowolnym poziomie, a zatem można w pełni zapobiec występowaniu LID.

 7. Pięć busbarów

Na każdym ogniwie znajdują się cienkie szyny z ang. busbars, przez które przepływa prąd. Zastosowanie 5 szyn zamiast 2 lub 3 jak w standardowych modułach pozwala skrócić drogę, jaką musi przebyć elektron a także zmniejsza to opór wewnętrzny i umożliwia lepszy przepływ prądu. Poprzez możliwość zastosowania cieńszych ścieżek zmniejsza się ponadto zakrycie ogniwa. Dodatkowa zaleta to zwiększenie wytrzymałości mechanicznej ogniw m.in. na śnieg i wiatr.

Poniżej wizualizacja przepływu i wyłapywania elektronów: można zauważyć, jak większa liczba busbarów ułatwia przepływ i wyłapywanie elektronów.

Poniżej ogniwo N-Peak cięte na pół z 5 busbarami.

 

8. Rozdzielenie junction-box’a

Skrzynka przyłączeniowa jest zwykle pojedynczą obudową z tworzywa sztucznego, która zawiera diody bypass i elementy łączące. Termin „dzielona skrzynka przyłączeniowa” opisuje innowacyjną konfigurację w której na odwrocie modułu fotowoltaicznego znajdują  się 3 mniejsze skrzynki przyłączeniowe i w każdej znajduje się dioda bypass.

To właśnie ta innowacyjna zmiana ma kluczowe znaczenie dla wydajniejszej pracy modułu, odporności  na zacienienie itp. Zastosowanie rozdzielonej puszki także oszczędza miejsce. Ta dodatkowa przestrzeń pozwala na większe odstępy pomiędzy poszczególnymi ogniwami, co następnie zwiększa wewnętrzne odbicie światła z warstwy tylnej na powierzchnię ogniwa.

 

Testy wykazały także obniżenie temperatury w zakresie od 15 ° C do 20 ° C za wbudowanymi rozdzielonymi skrzynkami przyłączeniowymi w porównaniu do pojedynczej w standardowych modułach. Niższa temperatura zwiększyła niezawodność panelu i spowodowała dodatkowy zysk mocy.

Moduły N-Peak występują obecnie w mocy 320Wp. 

9. Design 

Elegancki czarny design modułów.

REC jest wiodącą firmą europejską na rynku paneli słonecznych, obchodzącą w 2016 roku 20-lecie działalności. Dzięki zintegrowanej produkcji krzemu, płytek, ogniw i paneli słonecznych oraz dostarczaniu rozwiązań „pod klucz” REC pomaga w zaspokojeniu rosnących światowych potrzeb energetycznych. Moduły fotowoltaiczne REC posiadają najniższy współczynnik reklamacji w branży. Założona w roku 1996, REC jest spółką należącą do Bluestar Elkem, z siedzibą w Norwegii i centralą operacyjną w Singapurze. REC zatrudniaa  ponad 2.000 pracowników na całym świecie, posiadając zdolność produkcyjną rzędu 1,5 GW modułów fotowoltaicznych rocznie.

Oficjalna dystrybucja modułów REC z serii N.Peak w Polsce: SOLSUM sp. z o.o.

 

© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu w całości lub części tylko za zgodą SOLSUM sp. z o.o.

Powiązane artykuły
0

    Więcej komentarzy
Zapisz się!
  • zapisanych: 1677

Newsletter

Solsum

Dołączając do grona subskrybentów naszego bloga zyskujesz:

  • Wartościowe treści
  • Zniżki na nasze produkty
  • Nowości z tematyki OZE
Używam coookies. 🡫