Risen Energy: Mapa porovnania globálneho prírastku výroby elektrickej energie a technická analýza rôznych článkových technológií

NING-PO, Čína, 25. októbra 2022 /PRNewswire/ -- S rýchlym vývojom fotovoltickej technológie od p-typu k n-typu sa čoraz viac pozornosti venuje rozdielom vo výrobe elektrickej energie pri rôznych článkových technológiách. V súčasnosti sú hlavnými článkovými technológiami moduly PERC, TOPCon a HJT. Každý z nich má svoje výhody a nevýhody, ale v porovnávacom výskume výroby energie stále chýba systematické porovnanie celého životného cyklu na základe globálnych scenárov použitia.

Aby sa vytvorila mapa porovnania globálneho prírastku výroby elektrickej energie, na tento účel sa zhromažďujú základné parametre uvedených troch technológií a spoločnosť Risen Energy Co., Ltd. meria výrobu elektrickej energie v elektrárňach s týmito tromi rôznymi panelmi s článkovou technológiou počas 25-ročného životného cyklu v 21 typických krajinách a regiónoch s rôznym klimatickým prostredím na celom svete.

I. mapa globálneho prírastku výroby elektrickej energie （moduly HJT verzus PERC/TOPCon ） 

V celosvetovom meradle majú produkty technológie HJT vyšší výkon, ktorý je o 4,37 % až 6,54 % vyšší ako v prípade PERC a o 1,25 % až 3,33 % vyšší ako v prípade TOPCon, a ich výkon je vynikajúci najmä v oblastiach s vysokými teplotami (napr. na Blízkom východe, v Austrálii a na juhu USA), s nárastom o viac ako 6 % v porovnaní s PERC a o viac ako 3 % v porovnaní s TOPCon. Ako je znázornené na obrázku 1.1.

Obrázok 1.1 Mapa globálneho prírastku výroby elektrickej energie

II. Technická analýza modulov 

Na základe charakteristík modulov je rozdiel vo výrobe energie medzi rôznymi článkovými technológiami v každej oblasti na mape spôsobený najmä tromi faktormi: teplotným koeficientom, bifaciálnym faktorom a degradáciou výkonu, preto moduly HJT môžu vďaka svojmu extrémne stabilnému teplotnému koeficientu, vyššiemu bifaciálnemu faktoru a vyššej retencii výkonu zabezpečiť vyšší prírastok výroby energie a stabilnejší výnos energie pre fotovoltický systém.

2.1 Mimoriadne stabilný teplotný koeficient

V porovnaní s teplotným koeficientom výkonu -0,35 %/°C pre moduly PERC a -0,32 %/°C pre moduly TOPCon majú moduly HJT stabilnejší teplotný koeficient výkonu -0,24 %/°C, čo znamená, že moduly HJT majú nižšiu degradáciu výkonu v porovnaní s modulmi PERC a TOPCon, keď prevádzková teplota modulu stúpa, čím sa znižuje strata výkonu, a tento prírastok výroby elektrickej energie sa prejaví najmä v prípade vysokej prevádzkovej teploty prostredia, ako je znázornené na obrázku 2.1.

• Pri prevádzkovej teplote 60 °C je relatívny výkon modulov HJT o 2,8 % vyšší ako výkon modulov TOPCon a o 3,5 % vyšší ako výkon modulov PERC.
• Pri prevádzkovej teplote 65 °C je relatívny výkon modulov HJT o 3,2 % vyšší ako výkon modulov TOPCon a o 4 % vyšší ako výkon modulov PERC.

Obrázok 2.1 Krivky zhody výkonu a teploty modulov PERC/TOPCon/HJT

2.2  Vyšší bifaciálny faktor 

Vďaka prirodzenej symetrickej štruktúre je HJT článok svojou podstatou bifaciálny článok a v súčasnosti je to technológia článku s najvyšším bifaciálnym faktorom, ako je znázornené na obrázku 2.2. Pri rovnakom scenári použitia platí, že čím vyšší je bifaciálny faktor, tým väčší je prírastok výroby elektrickej energie na zadnej strane. Bifaciálny faktor modulov HJT je približne 85 %, čo je približne o 15 % viac ako pri moduloch PERC a približne o 5 % viac ako pri moduloch TOPCon, ako je uvedené v tabuľke 2.1.

Obrázok 2.2 Štruktúra HJT článku

Tabuľka 2.1 Bifaciálny faktor modulov PERC/TOPCon/HJT

V tom istom scenári použitia v pozemnej elektrárni prináša vyšší bifaciálny faktor modulov HJT vysoký prírastok výroby elektrickej energie v porovnaní s modulmi PERC a TOPCon.

2.3 Vyššie udržanie výkonu 

Na základe kriviek degradácie výkonu troch rôznych článkových technológií je zrejmé, že na konci 25. roka je miera zachovania výkonu modulov HJT 92 %, modulov PERC 87,2 % a modulov TOPCon 89,4 %. To znamená, že výrobky HJT majú najlepšiu schopnosť udržať výkon počas celého životného cyklu elektrární, čo môže viesť k stabilnejšej a relatívne vyššej výrobe energie, ako je znázornené na obrázku 2.3.

Keďže sa vyššie uvedené výsledky počítajú so súčasnou 2-percentnou degradáciou počas prvého roka, výhoda súvisiaca s prírastkom výroby elektrickej energie bude výraznejšia, pretože zlepšenie technológie zapuzdrenia článkov a modulov a materiálov môže viesť k menšej degradácii výrobkov HJT počas prvého roka.

Obrázok 2.3 Záruka na produkt modulu PERC/TOPCon/HJT

Vyššie je uvedená stručná analýza výkonu článkov a modulov HJT. Aké sú však hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú výrobu energie modulmi? Aký významný je vplyv? Spoločnosť Risen Energy sa pokúsila vykonať ďalší rozbor pomocou PVSYST. 

III . Analýza PVSYST

Z hľadiska faktorov vplyvu na výrobu energie sa na analýzu vyberú typické scenáre použitia pri vysokých a nízkych teplotách.

3.1 scenáre použitia pri nízkych teplotách

Ako typický príklad pre scenár použitia pri nízkej teplote bol zvolený Harbin, ktorý sa nachádza v blízkosti 45,9° severnej zemepisnej šírky s priemernou ročnou teplotou 4,7 °C a celkovým horizontálnym žiarením 1 347 kWh/m2. Elektráreň je navrhnutá s pomerom jednosmerného a striedavého prúdu 1,25 a inštalovaným výkonom 4 MW (s malými odchýlkami v skutočnom návrhu), s použitím pevnej konzoly s optimálnym uhlom sklonu a vhodných strunových meničov. Do 25. roku je prírastok výroby elektrickej energie modulmi TOPCon 3,94 % a prírastok výroby elektrickej energie modulmi HJT ešte vyšší, na úrovni 7,73 % v porovnaní s výrobou elektrickej energie modulmi PERC, ako je uvedené v tabuľke 3.1.

Tabuľka 3.1 Porovnanie prírastku výroby elektrickej energie u modulov ERC/TOPCon/HJT

Podľa porovnania strát je najdôležitejším faktorom ovplyvňujúcim výrobu energie v nízkoteplotných aplikáciách degradácia výkonu. Na konci 25. roka je pokles výkonu 12,86 % (1,6 % + 11,26 %) v prípade modulov PERC, 10,6 % (0,6 % + 10 %) v prípade modulov TOPCon a 7,87 % (1,6 % + 6,27 %) v prípade modulov HJT. Pozri obrázok 3.1.

Obrázok 3.1 Porovnanie hlavných strát modulov PERC/TOPCon/HJT pri nízkych teplotách

3.2 Scenáre použitia pri vysokých teplotách

Ako typický príklad pre scenár použitia pri vysokých teplotách sa vybralo Abú Zabí na Blízkom východe, ktoré sa nachádza v blízkosti 24,4° severnej zemepisnej šírky s priemernou ročnou teplotou 28,5 °C a celkovým horizontálnym žiarením 2 015,1 KWh/m2. Elektráreň je navrhnutá s pomerom jednosmerného a striedavého prúdu 1,05 a inštalovaným výkonom 4 MW (s malými odchýlkami v skutočnom návrhu), pričom sa použije optimálny uhol sklonu pre pevnú konzolu a vhodné strunové meniče. Do 25. roku je prírastok výroby elektrickej energie modulmi TOPCon 4,52 % a prírastok výroby elektrickej energie modulmi HJT ešte vyšší, na úrovni 9,67 % v porovnaní s výrobou elektrickej energie modulmi PERC, ako je uvedené v tabuľke 3.2.

Tabuľka 3.2 Porovnanie prírastku výroby elektrickej energie u modulov PERC/TOPCon/HJT

Podľa grafu porovnania strát je okrem degradácie výkonu ďalším významným faktorom, ktorý ovplyvňuje výrobu energie pri vysokých teplotách, strata prevádzkovej teploty. Na konci 25. roku je pokles výkonu modulov PERC 12,86 % (1,6 % + 11,26 %), zatiaľ čo u modulov TOPCon je to 10,6 % (0,6 % + 10 %) a modulov HJT 7,87 % (1,6 % + 6,27 %); strata prevádzkovej teploty u modulov PERC je 8,31 %, zatiaľ čo u modulov TOPCon 7,26 % a modulov HJT 5,81 %, ako je znázornené na obrázku 3.2.

Obrázok 3.2 Porovnanie hlavných strát modulov PERC/TOPCon/HJT pri vysokej teplote

Z uvedenej analýzy vyplýva, že v scenároch použitia pri nízkych teplotách je degradácia výkonu modulu jedným z hlavných faktorov ovplyvňujúcich výrobu energie výrobku a v scenároch použitia pri vysokých teplotách je ďalším významným faktorom prevádzková teplota. Vďaka extrémne stabilnému teplotnému koeficientu, vyššiemu bifaciálnemu faktoru a vyššej retencii energie modulov HJT je výhoda prírastku výroby elektrickej energie v prípade modulov HJT zrejmá v oblastiach s vysokou teplotou a v oblastiach s nízkou teplotou vykazuje HJT tiež relatívne vysoký prírastok výroby elektrickej energie, čo prinesie vyšší prírastok výroby elektrickej energie a stabilnejší energetický výnos pre fotovoltický systém.

Foto – https://mma.prnewswire.com/media/1926592/1.jpg
Foto – https://mma.prnewswire.com/media/1926593/2.jpg
Foto – https://mma.prnewswire.com/media/1926594/3.jpg
Foto – https://mma.prnewswire.com/media/1927466/4.jpg
Foto – https://mma.prnewswire.com/media/1926595/5.jpg
Foto – https://mma.prnewswire.com/media/1927467/6.jpg
Foto – https://mma.prnewswire.com/media/1926596/7.jpg
Foto – https://mma.prnewswire.com/media/1927468/8.jpg
Foto – https://mma.prnewswire.com/media/1926597/9.jpg