Kaip didelio efektyvumo saulės modulis užtikrina ilgalaikį energijos efektyvumą?

Sparčiai plečiantis pasauliniam atsinaujinančios energijos panaudojimui, saulės moduliai tapo pirminiu stabilios, mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančios energijos gamybos sprendimu. Asaulės modulis– sudarytas iš tarpusavyje sujungtų fotovoltinių (PV) elementų – paverčia saulės šviesą tinkama elektros energija per puslaidininkines medžiagas, sukurtas maksimaliai fotonų absorbcijai ir elektronų mobilumui. Komercinei paklausai pereinant prie didesnio konversijos efektyvumo, ilgesnio tarnavimo laiko ir mažesnės suvienodintos energijos sąnaudos (LCOE), gerai suprojektuoto saulės modulio pasirinkimas tapo pagrindiniu sistemos patikimumu ir projekto IG.

Siekiant paremti techninį įvertinimą, pagrindinės didelio našumo saulės modulio parametrai yra apibendrinti šioje lentelėje:

Kaip konstrukcinio dizaino pasirinkimas įtakoja saulės modulio patvarumą ir galią?

Saulės modulio ilgalaikiam veikimui didelę įtaką daro vidinių elementų technologijos, kapsuliavimo medžiagų, rėmo struktūros ir jungiamųjų dėžių inžinerijos sąveika. Šių aspektų supratimas leidžia pirkimų komandoms, EPC rangovams ir sistemų projektuotojams įvertinti modulio tinkamumą konkrečioms projekto sąlygoms.

1. Fotovoltinių elementų architektūra

Dėl vienodos kristalų struktūros ir optimalaus elektronų srauto didelio efektyvumo monokristaliniai elementai išlieka pramonės standartu. Plačiausiai naudojamos technologijos apima:

• PERC (pasyvuotas emiteris ir galinis elementas)
  Pagerina šviesos sugavimą per galinio paviršiaus pasyvavimą, padidindamas efektyvumą palyginti mažomis gamybos sąnaudomis.

• Pusiau supjaustytų ląstelių dizainas
  Sumažina varžos nuostolius ir pagerina šešėlių toleranciją, todėl užtikrina didesnį veikimą kintamo apšvietimo aplinkoje.

• TOPCon (tunelio oksidu pasyvintas kontaktas)
  Siūlo išskirtinai žemą rekombinacijos greitį ir didesnį konversijos efektyvumą, ypač vertingą komunalinių paslaugų masto energijos išeigai.

• HJT (heterojungtis)
  Sujungia kristalines ir plonasluoksnes technologijas, palaikydama puikius temperatūros koeficientus ir puikų našumą esant prastam apšvietimui.

2. Inkapsuliavimas ir laminavimas

Įprastą modulį sudaro grūdintas stiklas, EVA, PV elementai ir atmosferos poveikiui atsparus užpakalinis sluoksnis. Didelio pralaidumo stiklas pagerina fotonų gaudymą, o tvirtas EVA sujungimas užtikrina šiluminį stabilumą. Galinis lakštas apsaugo nuo drėgmės patekimo ir ultravioletinių spindulių degradacijos, o tai būtina norint išlaikyti elektros izoliacijos vientisumą dešimtmečius.

3. Rėmas ir mechaninis sutvirtinimas

Moduliai su anoduoto aliuminio rėmais užtikrina balansą tarp standumo ir atsparumo korozijai. Rėmo stiprumas lemia modulio gebėjimą atlaikyti sniego slėgį, vėjo pakilimą ir montavimo įtampą. Mechaninės apkrovos įvertinimai, ypač tie, kurie pasiekia 5400 Pa priekinę apkrovą, yra labai svarbūs regionams, kuriuose gausu sniegas arba atšiaurių klimato ciklai.

4. Elektros konfigūracija

Kelių šynų technologijos sumažina varžinius kelius ir optimizuoja srovės laidumą. Gerai suprojektuota jungiamoji dėžutė su IP68 apsauga užtikrina saugumą ir sumažina galios nuostolius dėl aukštos temperatūros diodų.

Kaip aplinkos sąlygos veikia saulės modulio veikimą laikui bėgant?

Saulės moduliai veikia dinamiškoje lauko aplinkoje, kur temperatūros svyravimai, drėgmės lygis, ultravioletinis poveikis ir kietųjų dalelių kaupimasis turi įtakos energijos išeigai. Šių sąveikų supratimas padeda numatyti projekto našumą ir priežiūros reikalavimus.

1. Temperatūros koeficientas ir šilumos išsklaidymas

Temperatūros koeficientas išreiškia, kaip išėjimo galia mažėja kylant temperatūrai. Aukštesnės klasės moduliai paprastai pasiekia nuo –0,30 %/°C iki –0,35 %/°C koeficientus. Geresnis šilumos išsklaidymas paprastai siejamas su:

• Efektyvi ląstelių architektūra

• Optimalus atstumas modulyje

• Tinkamos tvirtinimo konstrukcijos, leidžiančios tekėti orui

Žemesni temperatūros koeficientai tiesiogiai prisideda prie derliaus padidėjimo karštame klimate.

2. Silpnos šviesos ir išsklaidytos šviesos reakcija

Moduliai su optimizuotu spektriniu atsaku veikia nuosekliau debesuotomis sąlygomis, auštant ir sutemus. Dėl unikalių pasyvavimo sluoksnių HJT ir TOPCon ląstelės pasižymi ypatingu pranašumu mažo apšvitinimo aplinkoje.

3. Nešvarumas ir dulkių kaupimasis

Dulkės, smėlis, žiedadulkės ar pramoniniai teršalai ant stiklo paviršių mažina energijos gamybą. Antirefleksinės ir hidrofobinės dangos gali žymiai sumažinti nešvarumų nuostolius, pagerinti kasdienę gamybą ir sumažinti valymo dažnumą.

4. Degradacijos greitis

Metinis pablogėjimas atspindi kiekvienais metais prarastos galios procentą. Tipiški kristaliniai moduliai pirmaisiais metais degraduoja maždaug 2%, o vėlesniais metais - 0,45–0,55%. Aukščiausios kokybės moduliai, sukurti naudojant pažangias kapsuliavimo medžiagas, dažnai pasiekia žymiai mažesnį ilgalaikių nuostolių lygį.

Kaip saulės moduliai tobulėja, kad atitiktų ateities rinkos ir energijos poreikius?

Fotoelektros sektorius pereina prie didesnio efektyvumo, tvaresnių medžiagų ir pažangesnių integravimo galimybių, kad būtų palaikoma didelio masto elektrifikacija. Pagrindiniai technologiniai ir rinkos veiksniai:

1. Naujos kartos ląstelių efektyvumas

TOPCon ir HJT yra naujas pramonės standartas, todėl efektyvumas siekia 22–24 %. Šie patobulinimai padeda patenkinti pasaulinį didesnio energijos tankio poreikį ribotose įrengimo vietose.

2. Didesni vaflių formatai ir aukštesnės vatų klasės

Gamintojai taiko G12 plokšteles, kad galėtų gaminti modulius, kurių išėjimo galia viršija 580 W. Šis poslinkis sumažina BOS (sistemos balanso) sąnaudas, nes suteikia daugiau energijos vienam moduliui, mažiau eilučių ir trumpesnį diegimo laiką.

3. Bifacial energijos generavimas

Bifacialiniai moduliai kartu su atspindinčiais žemės paviršiais suteikia papildomą galinės pusės galios padidėjimą iki 25%. Tai ypač naudinga naudingumo masto masyvuose.

4. Išmanusis stebėjimas ir integravimas

Integruota modulio lygio galios elektronika (MLPE), pvz., mikroinverteriai ir optimizatoriai, pagerina našumo stebėjimą, greitą išjungimo atitiktį ir našumo valdymą realiuoju laiku.

5. Tvarumo ir gyvavimo pabaigos strategijos

Į ateitį orientuotose gamybos tendencijose akcentuojami mažai švino turintys lydmetaliai, perdirbamos medžiagos ir energiją taupanti gamyba. Žiedinės ekonomikos modeliai pradeda remti modulių perdirbimą ir medžiagų atgavimą.

Kaip įmonės turėtų įvertinti ir pasirinkti optimalų saulės modulio tiekėją?

Kruopštus vertinimo procesas užtikrina, kad projektų savininkai pasirinktų modulius, atitinkančius veiklos lūkesčius, finansinius rodiklius ir aplinkos sąlygas. Pagrindiniai vertinimo aspektai apima:

1. Sertifikavimas ir atitiktis

Patvirtinti kokybės sertifikatai yra privalomi sistemos saugai ir ilgalaikiam patikimumui. Tai apima:

• IEC 61215 (našumo kvalifikacija)

• IEC 61730 (saugos standartas)

• UL 61730 Šiaurės Amerikos rinkoms

• Atsparumo druskai ir amoniakui sertifikatai, skirti reikliam klimatui

Moduliai su papildomais testavimo nepalankiausiomis sąlygomis patvirtinimais dažnai rodo didesnį lauko atsparumą.

2. Garantijos struktūros ir aptarnavimo užtikrinimas

Tvirta garantija atspindi gamybos pasitikėjimą. Pramonės standartinės garantijos apima:

• Prekės garantija 12-15 metų

• Galios veikimo garantija mažiausiai 25-30 metų

Vertinant tiekėjus, būtina įvertinti finansinį stabilumą ir istorinį garantijos įvykdymą.

3. Lauko našumo duomenys ir atvejų analizė

Realaus pasaulio našumas panašiose klimato zonose suteikia vertingos įžvalgos. Degradacijos rodiklių, prastovų įvykių ir priežiūros ciklų stebėjimas padeda patobulinti IG modelius ir numatyti ilgalaikį našumą.

4. Diegimo suderinamumas ir sistemos dizaino lankstumas

Moduliai turėtų būti suderinti su stelažų sistemomis, MLPE reikalavimais ir įtampos konfigūracijomis, kad būtų užtikrintas sklandus integravimas tarp gyvenamųjų, C&I ir komunalinių paslaugų masto projektų.

Dažni klausimai apie saulės modulius

1 klausimas: kiek saulės modulis paprastai tarnauja realiomis sąlygomis?
Gerai pagamintas saulės modulis paprastai tiekia produktyvią energiją 25–30 metų ar ilgiau. Degradacija vyksta palaipsniui dėl terminio ciklo, UV poveikio ir natūralios medžiagos senėjimo. Tinkamai prižiūrint, įskaitant periodinį valymą ir sistemos patikras, moduliai gali išlaikyti 84 % ar daugiau vardinėje lentelėje nurodytos galios po dešimtmečių veikimo.

2 klausimas: kokie veiksniai labiausiai įtakoja dienos ir metinį energijos kiekį?
Pagrindinės įtakos turi saulės šviesos intensyvumas, modulio orientacija, aplinkos temperatūra, šešėlių modeliai, ląstelių technologija ir stiklo paviršiaus švara. Didelio efektyvumo architektūros, tokios kaip TOPCon arba HJT, kartu su optimaliais pakreipimo kampais ir minimaliu šešėliavimu prisideda prie aukščiausios kasdienės gamybos ir pagerintos kWh eksploatacijos trukmės galios. Kuriant sistemą taip pat reikia atsižvelgti į aplinkos sąlygas, pvz., dulkių poveikį ar drėgmę.

Didelio efektyvumo saulės moduliai atlieka esminį vaidmenį skatinant pasaulinę švarios energijos gamybą, užtikrindami patikimą, ilgalaikį veikimą įvairiomis aplinkos sąlygomis. Konstrukcijų projektavimo, elektrinių charakteristikų, šiluminio elgesio, degradacijos profilių ir naujų technologijų supratimas leidžia įmonėms ir projektų kūrėjams priimti pagrįstus sprendimus renkantis fotovoltinę įrangą. Pramonei toliau tobulėjant, akcentuojant efektyvumą, ilgaamžiškumą, tvarumą ir sistemų suderinamumą, bus suformuoti naujos kartos saulės energijos sprendimai.

Organizacijoms, siekiančioms patikimos gamybos kokybės, inžinerinio vientisumo ir nuoseklaus tiekimo galimybių,Ningbo Renpower Technology CO., LTDsiūlo profesionalią patirtį ir gerai suprojektuotus saulės modulių sprendimus, tinkamus naudoti gyvenamuosiuose, komerciniuose ir komunalinių paslaugų mastu. Norėdami ištirti specifikacijas, citatas ar technines konsultacijas,susisiekite su mumisdėl išsamios paramos.