Zrozumieć moduły słoneczne cięte na ćwiartki:

Krótka odpowiedź: Moduły fotowoltaiczne cięte na ćwiartki dzielą pełne ogniwo na cztery paski, będąc kolejnym krokiem po cięciu na pół w tym samym kierunku. Uzasadnienie pozostaje niezmienione: mniejszy prąd na pasek oznacza mniejsze straty rezystancyjne w taśmie i palcach, co pozwala na cieńszą taśmę i zwiększa moc modułu. Cięcie na pół stało się już standardem, a cięcie na ćwiartki rozwija tę samą arytmetykę dalej, kosztem większej liczby cięć na ogniwo, większej liczby manipulacji i większej liczby połączeń lutowanych. Praktycznym ograniczeniem jest mechanika: pasek pocięty na cztery części jest wystarczająco cienki, aby wyginać się i przesuwać podczas lutowania, więc stringer wymaga ściślejszej kontroli umiejscowienia i łagodniejszego profilu termicznego niż linia do cięcia na pół. Inspekcja tylnej strony staje się również ważniejsza, ponieważ wady wprowadzane przez cięcie na ćwiartki to te, których kontrola wizualna nie jest w stanie wykryć.

Produkcja modułów PV · autor: Jerry, Ooitech

Wprowadzenie

Każdy pracujący w PV wie, że moduły z ogniwami ciętymi na pół są już wszędzie. Cięcie na ćwiartki, kolejny krok, jest reklamowane jako „mniejsze straty na linii, wyższa moc wyjściowa”. Ale większość ludzi zna tylko to twierdzenie, a nie powód za nim stojący. Gdzie dokładnie ogniwo cięte na ćwiartki redukuje swoje straty? A jeśli mniejsze kawałki oznaczają mniejszy prąd, dlaczego branża nie tnie po prostu na 16 lub 32 kawałki? Odrzućmy gęste wzory i użyjmy prostych analogii, aby przejść przez leżącą u podstaw logikę, zyski i wady PV ciętego na ćwiartki za jednym razem.

Główna zasada: prawo kwadratu prądu stojące za cięciem ogniw

Za każdym razem, gdy prąd przepływa przez przewodnik PV (taśmę, szynę zbiorczą, linię siatki), straty są nieuniknione. Wzór na stratę mocy to:

P = I²R (strata mocy = prąd do kwadratu × rezystancja)

Kwadrat jest tu kluczowy. Strata i prąd nie zmieniają się razem w linii prostej. Niewielki spadek prądu przynosi duży spadek straty.

1. Pełne ogniwo → ogniwo cięte na pół (moduł cięty na pół)

Prąd na kawałek spada do 1/2 pierwotnej wartości, więc strata = (1/2)² = 1/4. Strata na linii spada od razu o 75%. To jest główny powód, dla którego moduły cięte na pół zdominowały rynek.

2. Cięcie na pół ulepszone do cięcia na ćwiartki

Prąd na kawałek zmniejsza się do 1/4 pierwotnego pełnego ogniwa, więc strata = (1/4)² = 1/16. W porównaniu do pełnego ogniwa straty wewnętrzne spadają o ponad 90%. W porównaniu do modułu ciętego na pół strata spada ponownie gwałtownie.

Cięcie przynosi też bonus. Mniejsze ogniwa oznaczają, że pasująca taśma może być cieńsza. Cieńsza taśma zakrywa mniej przedniej powierzchni ogniwa, więc strata na zacienienie maleje, ogniwo pochłania więcej światła, a moc wyjściowa rośnie jeszcze trochę.

W tym momencie wiele osób pyta: jeśli mniejsze kawałki oznaczają mniejszy prąd i niższe straty, dlaczego branża nie tnie ogniw na 16, 32, a nawet 64 kawałki?

Odpowiedź jest jasna: więcej cięć nie zawsze jest lepsze. Cięcie na ćwiartki niesie ze sobą kompromis między kosztem a stratami, którego nie można ignorować.

Wizualizacja: Gdzie faktycznie następuje redukcja strat na linii?

Wiele osób wie, że cięcie na ćwiartki daje niższe straty na linii, ale nie potrafi wskazać, gdzie dokładnie następuje redukcja. Wyobraź sobie przepływ prądu jak wodę spływającą w dół i wszystko staje się jasne.

Prąd fotogenerowany jest jak deszcz padający równomiernie ze szczytu góry. Cała ścieżka przebiega przez 5 etapów: złącze PN → linia siatki palcowej (strumyk) → linia siatki szyny zbiorczej (mała rzeka) → taśma (duża rzeka) → szyna zbiorcza (wielka rzeka). Każdy odcinek generuje straty.

1. Część, która się nie zmienia: straty na linii siatki

Niezależnie od tego, na ile części zostanie pocięte ogniwo, całkowite światło padające na jednostkę powierzchni ogniwa pozostaje takie samo. Przepływ prądu i prędkość wewnątrz linii siatki nie zmieniają się, więc straty na linii palcowej i szynie zbiorczej nie spadają.

2. Część, która mocno spada: taśma między ogniwami

Pełne ogniwo: prąd z całego ogniwa wpływa do pojedynczej taśmy, wysoki prąd i wysokie straty.

Ogniwo cięte na ćwiartki: tylko 1/4 prądu z powierzchni ogniwa przepływa przez każdą taśmę, więc prąd w taśmie gwałtownie spada.

Dane branżowe pokazują, że straty na taśmie stanowią 60% całkowitych strat wewnętrznych modułu. Poprzez zmniejszenie prądu w taśmie, cięcie na ćwiartki oszczędza dużą część tej straty mocy.

Ukryta wada: straty na szynie zbiorczej pochłaniają zyski

Straty na taśmie mocno spadają, co wygląda jak same korzyści. Ale cięcie na ćwiartki wymaga przeprojektowania układu obwodu, co przynosi dwa minusy.

1. Długość szyny zbiorczej gwałtownie rośnie

Moduł cięty na ćwiartki wymaga dodatkowych szyn zbiorczych. Całkowita długość szyny zbiorczej wzrasta z 3,4 metra do 8 metrów, prawie dwukrotnie, a koszt materiałów rośnie wraz z nią.

2. Nowe straty na szynie zbiorczej niwelują część zysku

Straty na szynie zbiorczej stanowią 20% całkowitych strat modułu. Po wydłużeniu, całkowite straty na linii szyny zbiorczej rosną o 50%.

Szybka matematyka: prawie 40% tego, co cięcie na ćwiartki oszczędza na taśmie, zostaje pochłonięte przez dodatkowe straty na szynie zbiorczej. Rzeczywisty wzrost wydajności okazuje się znacznie mniej spektakularny niż sugeruje teoria.

Opinia branżowa: Czy warto wdrażać cięcie na ćwiartki?

Oto pełne zalety i wady modułów ciętych na ćwiartki:

Zalety

• Korzystając z prawa kwadratu prądu, straty na linii taśmy gwałtownie spadają, więc teoretyczna wydajność przewyższa moduły pełne i cięte na pół.

• W połączeniu z cieńszą taśmą pozwala ograniczyć zacienienie z przodu i zwiększyć powierzchnię odbioru światła przez ogniwo.

Wady

• Zmienia się układ obwodu, zużycie i długość szyn zbiorczych podwajają się, a koszt materiałów rośnie.

• Straty na nowych szynach zbiorczych niwelują większość oszczędności energii, więc rzeczywisty zysk jest ograniczony.

• Nie ma nieskończonego cięcia: im więcej cięć, tym bardziej złożone stają się linie siatki, spoiny lutownicze i struktura szyn zbiorczych, a dodatkowe straty i koszty produkcji szybko przewyższają oszczędności.

Porozmawiajmy

Cięcie na ćwiartki to krok naprzód względem cięcia na pół. Teoretyczne zmniejszenie strat wygląda świetnie, ale koszt szyn zbiorczych i dodatkowe straty nakładają ograniczenie na rzeczywisty zysk. W rozproszonej fotowoltaice i dużych elektrowniach naziemnych, czy uważacie, że moduły cięte na ćwiartki się opłacają? Podzielcie się swoimi przemyśleniami poniżej.

#SolarTech #QuarterCutModule #PVLineLoss

Opinia Ooitech

To tak naprawdę pokazuje, że zyski modułu rodzą się lub giną na etapie wzajemnych połączeń, nie tylko w ogniwie. Gdy projektujesz szerokość taśmy i prowadzenie szyn zbiorczych na linii cięcia na ćwiartki, precyzja tabber-stringera i dokładność układania decydują o tym, czy faktycznie wykorzystasz oszczędność I², czy stracisz ją przez dłuższe szyny zbiorcze. Widzieliśmy to na kompleksowych liniach modułowych Ooitech, gdzie ten sam projekt ogniwa może dawać różnicę kilku watów w zależności od tego, jak precyzyjny jest proces stringowania i szyn zbiorczych. Jeśli chcesz zobaczyć, jak te etapy łączą się na prawdziwej hali produkcyjnej, nasz kanał YouTube pod www.youtube.com/ooitech ma mnóstwo materiałów z linii, które warto obejrzeć.