Moduły fotowoltaiczne DAS Solar typu N generują dodatkowe 3,34% energii

Jak wiadomo ilość generowanej energii elektrycznej bezpośrednio wpływa na wybór technologii fotowoltaicznych i wybór produktów przez klienta. W celu potwierdzenia i zbadania wydajności generowania energii przez moduły z ogniwami typu N DAS Solar nawiązał partnerstwo z TÜV SÜD, aby przeprowadzić jednoroczny projekt walidacji zewnętrznej na terenie China Building Material Test & Certification Group Co., Ltd. (zwanej dalej „CTC”). Testy będą miały miejsce w okresie od stycznia 2023 do grudnia 2023.

DAS Solar zakończył już czteromiesięczną analizę danych i raportów testowych obejmujących okres od stycznia 2023 do kwietnia 2023. Niniejszy artykuł ma na celu analizę zebranych danych dotyczących generowania energii elektrycznej oraz cech produktów typu N.

Rygorystyczny projekt testów

Miejsce walidacji znajduje się w powiecie Ding’an, w prowincji Hajnan (szerokość geograficzna: 19°40′, długość geograficzna: 110°18′). Średnia roczna temperatura w miejscu instalacji wynosi 24°C, przy średniej wilgotności powietrza przekraczającej 90%. Rocznie występuje tam około 1880 godzin nasłonecznienia ze średnią roczną liczbą godzin szczytowego nasłonecznienia (PSH) wynoszącą około 1600 godzin. Średnie roczne opady wynoszą 1953 milimetry, a w sezonie deszczowym (od maja do października) średnie opady wynoszą 1594,4 mm. Roczne promieniowanie ultrafioletowe (UVA i UVB) stanowi około 5,6% całkowitego promieniowania.

W projekcie zainstalowano zestaw modułów bifacjalnych z ogniwami typu N (wykorzystano moduły DAS Solar N-type TOPCon) oraz zestaw modułów bifacjalnych z ogniwami typu P, PERC. Obie instalacje mają moc około 5 kW (zarówno moduły typu N, jak i typu P składają się z 9 sztuk na zestaw). Moduły te są podłączone do falowników szeregowych (SUN2000-60KTL) umożliwiających wprowadzenie wygenerowanej energii do sieci.

W projekcie wykorzystano gruntową stałą konstrukcję montażową o kącie nachylenia wynoszącym 16° bez zacienienia tylnego, a powierzchnia gruntu jest pokryta trawą. Moduły są zainstalowane na wysokości minimalnej około 1 metra nad ziemią. Oprócz zainstalowania na miejscu stacji monitorowania środowiskowego, na terenie projektu znajdują się również wysokoprecyzyjne mierniki prądu stałego, czujniki temperatury modułów oraz czujniki promieniowania słonecznego na przedniej jak i tylnej części modułów – to wszystko w celu dokładnego monitorowania wszystkich parametrów.

Możliwości generowania energii z modułów fotowoltaicznych zależą przede wszystkim od stopnia degradacji mocy, wydajności w wysokich temperaturach, wydajności generowania energii bifacjalnej i wydajności przy niskim nasłonecznieniu. W przeprowadzanych testach elektrowni fotowoltaicznych, zarówno moduły typu N jak i typu P zostały zainstalowane w tym samym układzie. Różnice w wydajności generowania energii pochodzą więc z różnic w wydajności modułów spowodowanych użyciem różnych technologii ogniw. Ponadto, w celu zapewnienia precyzyjnych danych i wyeliminowania wpływu inwerterów na wydajność generowania energii z różnych typów modułów, dane z mierników prądu stałego są bezpośrednio wykorzystywane do projektowania systemu i analizy generowania mocy przez moduły z zastosowaniem procesu normalizacji danych.

Niska degradacja mocy, niski współczynnik temperaturowy i wysoka wydajność bifacjalna

Zgodnie z danymi z okresu od stycznia 2023 do kwietnia 2023, wykres wskazuje, że średnie dzienne generowanie energii na wat dla obu typów modułów wynosi odpowiednio 3,40 kWh/kW i 3,29 kWh/kW. Generowanie energii na wat dla modułów typu N jest o około 3,34% wyższe niż dla modułów typu P. Moduły typu N charakteryzują się niższą degradacją mocy oraz niższym współczynnikiem temperaturowym. W związku z tym, wraz ze wzrostem temperatury otoczenia i upływem czasu, generowanie energii z modułów typu N stopniowo wzrasta.

Technologia typu N ma przewagę w zakresie wydajności degradacji mocy, bez kompleksu B-O(Boron-Oxygen Complex). Moduł typu N charakteryzuje się degradacją w pierwszym roku wynoszącą 1% i roczną degradacją liniową wynoszącą 0,4%. W przeciwieństwie do tego, moduł typu P ma degradację w pierwszym roku wynoszącą 2% i roczną stopę degradacji wynoszącą 0,45%.

Wydajność modułów w zakresie wytwarzania energii w wysokich temperaturach jest ściśle związana ze współczynnikiem temperaturowym modułu i jego temperaturą roboczą. Teoretycznie, pożądane jest wyższe napięcie w obwodzie otwartym ogniwa i korzystniejszy współczynnik temperaturowy. Na przykład, komórka TOPCon DAS Solar osiąga napięcie w obwodzie otwartym wynoszące 720 mV, przy współczynniku temperaturowym modułu wynoszącym -0,30% na stopień Celsjusza, podczas gdy moduł typu P ma współczynnik temperaturowy wynoszący -0,34% na stopień Celsjusza. W warunkach wysokich temperatur latem, przewaga modułu typu N w generowaniu energii w wysokich temperaturach staje się bardziej wyraźna. Dodatkowo, dzięki wyższej sprawności konwersji, moduł typu N ogranicza konwersję termiczną pochłanianej energii świetlnej, co zmniejsza temperaturę pracy modułu. Ten projekt empiryczny również skutecznie potwierdza ten fakt, gdzie moduły typu N wykazują średnią temperaturę o około 1,6°C niższą niż moduły typu P, jak pokazano na poniższym wykresie.

Technologia ogniw TOPCon DAS Solar wykorzystuje trzy innowacyjne techniki: selektywny emiter indukowany laserem o wysokiej energii (i-SE), ultracienki polikrystaliczny krzem z mikrodomieszką (ut-polySi) oraz technikę pasywacji powierzchni warstwy emitera (mt-Pass). Te postępy umożliwiają modułom typu N osiągnięcie współczynnika bifacjalności do 80%, podczas gdy moduły typu P osiągają tylko około 70% bifacjalności. Ponadto, teoretycznie, wydajność generowania energii w warunkach niskiego natężenia promieniowania jest ściśle związana z czasem życia nośników, napięciem na obwodzie otwartym oraz rezystancją równoległą. W warunkach pogodowych, takich jak pochmurne lub deszczowe dni, moduły typu N wykazują wyższą wydajność generowania energii w porównaniu do modułów typu P, jak pokazano na poniższym wykresie.

N-type zapewnia wyższy uzysk

Na podstawie uzyskanych wyników można wnioskować, że moduły typu N generują o 3,34% więcej energii na wat w porównaniu do modułów typu P w tej samej lokalizacji geograficznej (Haikou, Hainan, obszar nasłonecznienia klasy II). Poniżej przedstawiono wyniki opłacalności inwestycji oparte na danych pochodzących z InfoLink (18 maja 2023 r., średnia różnica cen między modułami typu N i typu P) przy założeniu, że systemy elektrowni PV przyjmują taką samą logikę projektową i mają jednolitą moc po stronie DC (100 MW).

Bazując na danych przedstawionych powyżej można wnioskować, że koszt elektrowni fotowoltaicznej dla modułów typu N jest niższy w porównaniu do modułów typu P, a jednocześnie opłacalność jest wyższa. Jest to spowodowane wyższym wyjściowym generowaniem energii, doskonałą wydajnością jej generowania i niską degradacją liniową modułów typu N (współczynnik temperaturowy mocy szczytowej wynoszący -0,30% na stopień Celsjusza, degradacja w pierwszym roku wynosząca 1% i degradacja liniowa wynosząca 0,40%). Te czynniki realnie wpływają na skrócenie okresu zwrotu z inwestycji w projekt i skutecznie redukują koszt energii elektrycznej. Ponadto, w miarę jak technologia N-type jest coraz bardziej uprzemysłowiana, różnica kosztów między modułami typu N i typu P stopniowo się zmniejsza, co w przyszłości zwiększy przewagę technologii N-type.

Podsumowując, w okresie od stycznia 2023 do kwietnia 2023 r. certyfikowana elektrownia fotowoltaiczna, zatwierdzona przez TÜV SÜD, przy budowie której wykorzystano moduły typu N produkowane przez DAS Solar, wykazała, że moc generowana na jednostkę (W) była o około 3,34% wyższa niż w przypadku modułów typu P. To podkreśla wyraźną przewagę w generowaniu energii z wykorzystaniem modułów typu N i dostarcza istotnych korzyści dla inwestorów.

Powyższe dane pochodzą z elektrowni fotowoltaicznej TÜV SÜD Hainan

artykuł sponsorowany