Porovnanie mainstreamových solárnych panelov TOPCon a BC strešných empirických údajov za jeden rok
Zdroj údajov: Photovoltaic News
Články TOPCon typu N sa stali hlavným produktom na trhu s vynikajúcou účinnosťou a spoľahlivosťou, s podielom na trhu približne 80 % v roku 2024. Napriek tomu, s cieľom dosiahnuť diferenciáciu produktov a zvýšiť hodnotu produktu na silne konkurenčnom trhu, mnohí fotovoltaické spoločnosti sa sústredili na monofaciálne moduly typu BC a urobili z nich hlavné produkty na trhu s fotovoltaikou na strechách.
Moduly BC sú teoreticky veľmi vhodné pre strešné inštalácie kvôli ich vysokému prednému výkonu. V prostredí strešnej inštalácie možno výrazne zmierniť bifaciálnu nevýhodu BC buniek. Nedávno spoločnosť JinkoSolar oznámila, že vykonala komplexnú testovaciu štúdiu v teréne v Jiangxi.
Monzúnové vlhké podnebie Jiangxi a priemerná teplota -5 až 35 stupňov počas celého roka poskytujú ideálne prírodné podmienky na vyhodnotenie výkonu rôznych fotovoltaických modulov. Pomôže to hlbšie pochopiť výkon rôznych modulov v skutočných aplikáciách, čím poskytne vedecký základ pre budúci vývoj produktov a trhové stratégie.
Informácie o module
Táto štúdia zahŕňa moduly TOPCon a BC moduly vyrábané určitým výrobcom. Všetky moduly sú inštalované na streche budovy, aby sa zabezpečila presnosť a konzistentnosť nameraných údajov. Hlavným cieľom tejto štúdie je hĺbkovo analyzovať výkon a potenciál LCOE týchto dvoch komponentov v skutočných aplikáciách a poskytnúť zákazníkom spoľahlivé a efektívne riešenia na výrobu energie. Test zahŕňal dva typy súčiastok: súčiastky TOPCon typu N s menovitým výkonom 575W a súčiastky BC s menovitým príkonom 575Wp od iného výrobcu, pričom z každého súčiastky bolo 18 kusov. Boli inštalované na pevnom držiaku so sklonom nastaveným na 0 stupeň . Všetky komponenty boli vybavené vysoko presnými snímačmi na monitorovanie údajov o výrobe energie v reálnom čase, aby sa zabezpečila presnosť a dôveryhodnosť výsledkov testov.
Počas testu sa plne zozbieralo množstvo kľúčových údajov vrátane jednosmerného napätia, prúdu, výkonu, teploty komponentov, predného žiarenia, rýchlosti vetra, smeru vetra, okolitej teploty, relatívnej vlhkosti a atmosférického tlaku. Tieto údaje poskytujú podrobné informácie, ktoré nám umožňujú vykonať hĺbkovú analýzu a porovnanie výkonu komponentov.
Výsledky testu
Počas 11 mesiacov od 14., 2.{12}}23. augusta do 15. júla 2024 bolo pozorovaných niekoľko významných klimatických a výkonnostných zmien. Najvyššia denná priemerná ožiarenosť zaznamenaná v júni bola 273 W/m² a najvyššia teplota zaznamenaná v júli bola 39,7 stupňa. Najnižšia ožiarenosť 104 W/m² a okolitá teplota -5 stupňa boli zaznamenané v januári a februári. Časté zrážky v apríli 2024 (20 daždivých dní) viedli k zníženiu ožiarenosti, čo následne ovplyvnilo výrobu energie modulov. Aj za takýchto nepretržitých daždivých podmienok bola výroba energie modulov TOPCon o 0,33 % vyššia ako v prípade modulov BC. S príchodom vysokých teplôt a dlhých dní v júni však moduly TOPCon ukázali svoj vynikajúci výkon s 1,95% nárastom výroby energie v porovnaní s modulmi BC. Tento významný zisk nielenže dokazuje prispôsobivosť modulov TOPCon v prostredí s vysokou teplotou, ale tiež zdôrazňuje ich vysokú účinnosť v lete.
Okrem toho počas snežnej sezóny od januára do februára, pod dvojitým vplyvom nízkej intenzity žiarenia a nízkej okolitej teploty, bola výroba energie modulov TOPCon o 0.52-0,53 % vyššia ako v prípade BC modulov. Tieto údaje ďalej potvrdzujú vynikajúci výkon modulov TOPCon v chladných klimatických podmienkach, najmä v zime, keď je svetlo a teplota nízka. Výsledky testov ukazujú, že moduly TOPCon majú významné výhody v účinnosti výroby energie, pričom výroba energie na watt je až o 1,95 % vyššia ako u modulov BC počas testovacieho cyklu, čo sa pripisuje vyššej kapacite výroby energie (kWh/kW ) a vysoká spoľahlivosť počas celého cyklu.
Tento výsledok plne demonštruje, že aj bez zohľadnenia faktora bifaciality, moduly TOPCon stále fungujú lepšie v strešných aplikáciách, čím sa znižujú počiatočné investičné náklady a LCOE a zároveň sa zlepšuje výroba energie a výkon produktu.
Analýza dát
Dôvodom, prečo moduly TOPCon môžu dosiahnuť vyššiu produkciu energie, je najmä ich nižšia prevádzková teplota. To mu umožňuje udržiavať vysokú účinnosť výroby energie v prostredí s vysokou teplotou v lete, keď iné moduly vo všeobecnosti znižujú výrobu energie v dôsledku teplotných koeficientov, čím sa dosahujú vyššie zisky pri výrobe energie na watt. Počas testu bola priemerná prevádzková teplota modulov TOPCon vždy nižšia ako u modulov BC iných výrobcov. Keď je teplotný koeficient oboch modulov približne -0,29 %/ stupeň , útlm výroby energie modulov BC v dôsledku vysokej teploty je výrazne vyšší ako u modulov TOPCon.
BC články v zásade rozširujú oblasť efektívnej výroby energie prenesením mriežok elektród na prednej strane článku na zadnú časť článku. Tento dizajn má zjavné výhody pri zlepšovaní účinnosti konverzie článkov v strešných fotovoltaických systémoch, ktoré sa nespoliehajú najmä na bifaciálnu výrobu energie. Tento dizajn však prináša aj určité výzvy. V praktických aplikáciách spôsobuje koncentrácia napätia na zadnej strane modulu BC vydutie a ohnutie povrchu modulu, čo následne ovplyvňuje jeho spoľahlivosť a účinnosť. Tento jav je zrejmý najmä v júni a júli. Keď maximálna teplota môže dosiahnuť 37 stupňov, povrchová teplota modulu môže na poludnie dokonca prekročiť 60 stupňov. Toto prostredie s vysokou teplotou ovplyvňuje nielen účinnosť výroby energie modulu BC, ale môže tiež urýchliť starnutie materiálu, čím ovplyvňuje dlhodobú spoľahlivosť a výkon modulu.
Zhrnutie
Táto štúdia zaznamenáva a porovnáva výkonnosť modulov TOPCon a modulov BC v scenári aplikácie na streche počas jednoročného cyklu. Účelom tohto porovnania je vyhodnotiť relatívnu konkurencieschopnosť týchto dvoch z hľadiska nákladovej efektívnosti a energetického výstupu. Výsledky odhaľujú nasledujúce kľúčové zistenia:
1) Moduly TOPCon so svojou vyššou kapacitou výroby energie (v kilowatthodinách na kilowatt) sú až o 1,95 % vyššie ako moduly BC, pokiaľ ide o prednú výrobu energie. Aj keď ignorujeme výhody jeho bifaciálnej výroby energie, TOPCon stále vykazuje silnejší potenciál v strešných aplikáciách.
2) Štúdia zistila, že existuje významná lineárna korelácia medzi ožiarenosťou, teplotou a výrobou energie pre dva moduly. Najmä so zvyšujúcim sa ožiarením a teplotou je zisk modulov TOPCon pri výrobe energie obzvlášť významný.
3) Moduly TOPCon vykazujú lepší výkon pri slabom osvetlení ráno a večer. Toto je obzvlášť dôležité v praktických aplikáciách, pretože to znamená, že moduly TOPCon dokážu efektívnejšie využívať obmedzené zdroje svetla počas období krátkeho slnečného svitu.
Na základe týchto údajov spoločnosť JinkoSolar odporúča, aby sa v budúcnosti uskutočnilo ďalšie testovanie účinnosti výroby energie a monitorovanie, aby sa používateľom poskytli vedeckejšie a presnejšie riešenia.