Co to jest moduł half cut cells?

W typowym module wykonanym w technologii krzemowej, znajdują się ogniwa o wymiarach standardowo 156×156 mm i jest ich najczęściej 60. Producenci, chcąc ograniczyć straty mocy na linii ogniwo PV – moduł PV, wynikające z dużej powierzchni ogniwa w stosunku do liczby elektrod zbiorczych, postanowili podzielić poszczególne ogniwa na pół. Tym sposobem powstał moduł o 120 ogniwach, których rozmiary to 156×78 mm.

Mniejszy opór, wyższa moc!

Zgodnie z zasadami fizyki, strata mocy to iloczyn oporu i kwadratu prądu. Ogniwo, które ma o połowę mniejszą powierzchnię, generuje odpowiednio mniejszy prąd. Odnosząc się do wzoru na stratę mocy – im mniejszy prąd, tym mniejsza strata mocy. Sposób z wykorzystaniem o połowę mniejszych ogniw powoduje, że każdy z szynowodów transportuje mniejszy prąd. Idąc dalej, spada również opór elektryczny.

Mniejszy opór to z kolei wzrost mocy modułu, a co za tym idzie – wzrost jego wydajności. Zmniejszenie oporu elektrycznego i zwiększenie wydajności modułu jest widoczne zwłaszcza podczas pracy w warunkach wysokiego natężenia promieniowania słonecznego. Przejawia się on wysokim prądem zwarcia i wysokim współczynnikiem wypełnienia FF. Z badań nad tymi produktami wynika, że moc modułów, o rozmiarach takich samych jak typowe moduły krzemowe, jest od 5 do 8 watów wyższa.

Moduły half cut cells – korzyści z zastosowania

Moduły fotowoltaiczne to najbardziej kosztowny element całego systemu. Dziś koszt modułów fotowoltaicznych to w przybliżeniu około 47% kosztów kompletnej instalacji. W 2027 roku moduły będą stanowić już około 29% kosztów instalacji – tak szacują naukowcy z Solar Power World Online, jak i producenci modułów. Aby taki scenariusz mógł zostać zrealizowany, potrzebne są innowacyjne produkty o wysokiej wydajności i coraz większych mocach jednostkowych. Elementem tej rewolucji technologicznej są właśnie moduły half cut cells.

Moduły half-cut-cells to – oprócz wyższych mocy – również produkty, które są mniej wrażliwe na powstawanie gorących punktów, czyli bardziej odporne na negatywne skutki zacienienia. Są też odporne na zjawisko PID (z ang. Potential/Induced Degradation), czyli na degradację ogniwa indukowanym napięciem, które to zjawisko negatywnie wpływa na wydajność całego systemu fotowoltaicznego.

Technologia półogniw została przetestowana i sprawdziła się w chińskim programie demonstracyjnym, który wymagał wysokiej wydajności produktów. Wiele obecnie realizowanych projektów opiera się o postępowania przetargowe, które wymagają coraz to lepszej wydajności w przeliczeniu na kWp zainstalowanej mocy. Chociaż istnieje wiele technologii, które poprawiają wydajność modułów, to relatywnie wysokie koszty mogą ograniczać ich potencjał na rynku. W poszukiwaniu bilansu pomiędzy wydajnością a kosztem, moduły oparte na półogniwach mogą okazać się dobrym rozwiązaniem. W przypadku rynku prosumenckiego, ograniczeniem jest nie tylko koszt w przeliczeniu na kWp mocy, ale również powierzchnia. Zwiększenie mocy modułów, bez powiększania ich wymiarów, jest w przypadku tego wrażliwego rynku dodatkową zaletą.


Cały artykuł w GLOBEnergia 2/2018


Anna Będkowska

Redaktor prowadzący GLOBEnergia