Voordelen van gesneden cellen voor encapsulatie van zonnemodules

- Jan 30, 2019-

Waarom cellen doormidden snijden

 

image

 

De meeste voordelen van half-gesneden celpanelen worden toegeschreven aan het verminderen van de helft van de interne stroom van het paneel. Het halveren van de stroom verlaagt de resistieve verliezen, wat de reden is dat de prestaties worden verbeterd. Dit levert veel voordelen op, zoals een hogere productie, een betere productie per m² en betere prestaties bij warmte. Shading-voordelen, betere duurzaamheid en enkele andere prestatiewinsten worden ook gerealiseerd met de nodige herziene paneelconfiguratie.

 

Reductie van resistieve verliezen

In een zonnemodule treden vermogensverliezen op als de elektronen door de celverbindingen en stroomrails reizen. Omdat vermogensverlies gelijk is aan weerstand vermenigvuldigd met het huidige kwadraat (P verlies = R x I²), zou een vermindering van stroom het verlies verminderen. Door de cel in twee helften te splitsen, wordt de stroom (niet de spanning) van de cel, dus wanneer u deze wijziging toepast op de vergelijking, worden de verliezen met 75% verminderd. Omdat de stroom het hoogst is in de piekproductie, is dit het moment waarop het voordeel het grootst is . Stroom verminderen om verliezen te verminderen is niets nieuws, we hebben het al meer dan een eeuw gedaan op het gebied van krachtoverbrenging. Het dubbele aantal cellen van een halve stroom verdubbelt echter onze spanning, wat ongewenste gevolgen zou hebben voor het systeemontwerp. Dit is opgelost in de herziene paneelconfiguratie.

 

Standaard 60 cellen versus 120 half-gesneden cellenpaneel

image

 

De nieuwe, betere configuratie

Om te begrijpen hoe dit werkt, moet u het volgende weten:

  1. Het toevoegen van cellen in een reeks (reeks) accumuleert spanning, niet stroom

  2. Het toevoegen van een tweede reeks cellen (parallel) accumuleert stroom, geen spanning

Dus als de 120 half gesneden cellen in één reeks waren bedraad, zouden we tweemaal de spanning en de helft van de stroom van een normaal 60-cellenpaneel hebben. Om dit te verhelpen, hebben fabrikanten de lay-out van de cel opnieuw ontworpen om twee snaren van 60 halfcellige celpanelen parallel te verbinden. Het totale resultaat is behoorlijk slim, omdat de spanning en stroom die eruit komt identiek is aan een standaard 60-cellenpaneel, maar de interne stroom is gehalveerd. Dit resulteert in een toename van efficiëntie met 1,5-3%, wat meer diepgang heeft dan het klinkt. Het heeft ook enkele wenselijke bijwerkingen.

 

Verhelderende verwerkingsverbeteringen

Zoals vermeld, zorgt de wijziging in de lay-out ervoor dat het paneel beter presteert onder bepaalde arceringsscenario's. Houd rekening met een paar dingen voordat je hier ingaat op:

 

  1. Schaduwvorming zal nog steeds een aanzienlijke impact hebben op uw systeem, zelfs als dit de scenario's is die deze panelen de voorkeur geven.

  2. Het paneel kan zich op zichzelf anders gedragen dan in een string of met een MLPE-apparaat (Module Level Power Electronics, zoals micro-omvormers of optimisers).

Een van de dingen die de fabrikanten doen, is de mogelijkheid voor de bovenste helft van het paneel om onaangetast te blijven als de onderste helft in de schaduw is of omgekeerd. Om dit te begrijpen, hebben we een snelle verversing van de schaduw nodig.

 

Waarom schaduwen beter kunnen worden beheerd op een half uitgesneden celpaneel

Wanneer u twee strings parallel heeft aangesloten (zoals de bovenste en onderste helft van deze panelen), kunt u de onderste huidige cel isoleren tot juist die kant. Dus de ene helft kan produceren met een capaciteit van 10% en de andere produceert vol. Dit is best handig, maar het heeft een nadeel.

Onthoud mijn opmerking: "Het paneel kan zich anders gedragen dan in een string of met een MLPE-apparaat"? Dit is waarom het belangrijk is.

Stel dat u een reeks van 10 panelen hebt (vrij vaak), op een stringomvormer, alles in perfect zonlicht - behalve één paneel met volledige schaduw op de onderste helft.   In dit geval zou dat paneel op 50% kunnen produceren, maar dat geldt ook voor alle andere panelen. Dit is niet ideaal. De MPPT van de omvormer laat dit echter niet gebeuren. In plaats daarvan blijft de stroom hoog en de bypass-diodes op dat paneel activeren en omzeilen dat hele paneel.

Als u in het bovenstaande scenario een optimizer of een micro-omvormer had, is dit een ander (beter) verhaal. Dat panel zou dan met 50% kunnen produceren terwijl de anderen onaangetast blijven.

 

Hier is een geïllustreerde versie:  

Twee scenario's

Beide hebben 10 half gesneden celpanelen in een string, met behulp van een stringomvormer, variërende schaduwomstandigheden.

Scenario1 , stel dat 90% de onderste helft van een paneel in de schaduw stelt (zoals afgebeeld)

Diodes voor bypass op paneel 1 worden geactiveerd

Ondanks de half-gesneden cellen is het systeem nog beter af één paneel volledig te laten vallen dan een lagere stroom te hebben. Zie hieronder een ruw en vereenvoudigd overzicht van waarom. Notitie:

1 vermogen (P) = Stroom (I) x Voltage (V)

1 Stel, panelen produceren ongeveer. 30 V en 9 A

3 Het voltage neemt toe als u oneven panelen in een string gebruikt, de stroom werkt niet bij de laagste stroom.

Optie 1 - Dioden actief, zet paneel 1 helemaal neer:

P = 9 amp. X 270 Volt (9 panelen @ 30 Volt), P = Ong. 2430 Watts

Optie 2 -Diodes inactief, reduceer de stroom van alle panelen:

P = 4,95 ampère x 300 Volt (9 panelen @ 30 Volt), P = Ong. 1485 Watts

Scenario 2 , veronderstel dat 90% schaduw op de onderkant van alle panelen

Alle bypass-diodes blijven inactief

Dit is waar half gesneden cellen uitstekend zijn. Bypass diodes zouden niet actief zijn en productie zou optie 2 hierboven zijn. Met een standaardpaneel zou bijna alle productie verloren zijn gegaan.


Cut Cells For Solar Module Encapsulation 7

In de twee scenario's, een waar de half gesneden cellen niet helpen en de andere waar ze enorm zullen helpen.