Тенденція напівклітинних клітин порівняно з повноклітинними вже очевидна. Найпопулярнішим поясненням є те, що струм напівелементів становить лише половину початкового, тому втрати потужності нижчі.

Однак переваги технології половини мікросхеми виходять далеко за межі втрати потужності. У цій статті використано найпопулярніше пояснення, щоб розповісти вам, чому технологія напівкомпонентів у майбутньому замінить повнокомпонентні батареї.

1. Запровадження технології напівчіпа

Для технології напівчіпа вони буквально розрізають звичайну сонячну батарею навпіл. Замість того, щоб мати 60 або 72 осередки, як звичайний фотоелектричний модуль, він перетворюється на 120 або 144 напівкомірки, зберігаючи той самий дизайн і розмір, що й звичайні модулі.

Технологія напівклітин, як правило, використовує метод лазерного різання. Осередки стандартного розміру розрізають на дві однакові напівелементи вздовж напрямку, перпендикулярного шинам батареї, а потім зварюють послідовно.

Пакет із напівкомпонентами також інкапсульований із загартованого скла, EVA та задньої панелі, як і звичайні модулі. Звичайна сонячна панель зазвичай містить 60 сонячних елементів 0,5-0,6 В, з’єднаних послідовно. Напруга збільшується послідовно, тому модуль із 60 частин працює при напрузі 30-35 В. Якщо напівелементи з’єднати разом, як у стандартній збірці, вони вироблятимуть половину струму та вдвічі більшу напругу з однаковим опором.

Щоб забезпечити узгодженість загальної вихідної напруги та струму звичайних компонентів, компоненти напівелементної батареї, як правило, розроблені в послідовно-паралельній структурі в дизайні панелі, що еквівалентно двом невеликим компонентам, з’єднаним паралельно.

Як показано на малюнку вище, напруга холостого ходу напівкомпонентної батареї така ж, як і напівкомпонентної батареї, а кількість напівелементів подвоюється. Після поділу на дві частини кількість комірок у кожній частині така ж, як і в модулі з повним осередком, а напруга після того, як дві частини з’єднані паралельно, така ж, як у кожної частини окремо, тому загальна вихідна напруга не змінюється відносно повної комірки.

Напівелементна батарея лише вдвічі менша за звичайну батарею, тому струм кожної батареї становить лише половину звичайної батареї.

Опір напівелементу становить лише половину опору повного осередку, тому кожна частина, з’єднана паралельно, має половину опору повного осередку. При паралельному з’єднанні двох частин лише з половиною опору загальний опір петлі становить лише 1/4 повного опору мікросхеми.

Зміна конструкції плати змінює конструкцію підключення розподільної коробки. Як правило, використовується розподільна коробка з трьох частин.


2. Переваги Half-Chip Design

- Менша втрата упаковки

Як згадувалося вище, завдяки зменшенню внутрішнього струму та опору лінії внутрішні втрати, що розсіюються у внутрішньому ланцюзі, зменшуються, втрати потужності пропорційні струму, а половина струму та одна чверть опору дозволяють зібрати половину мікросхеми. щоб зменшити втрати потужності в 4 рази, відповідна вихідна потужність і генерація електроенергії збільшаться.

При цьому за рахунок зменшення внутрішніх втрат робоча температура модуля і розподільної коробки також падає. Коли модуль працює на відкритому повітрі, температура половинного модуля приблизно на 1,6°C нижча, ніж у звичайного цілісного модуля, і нижча температура дозволяє модулю мати вищу фотоелектрику. ефективність перетворення.

Навіть якби замість паралельного використання двох половинок усі напівелементи були з’єднані для роботи як стандартна сонячна панель, струм був би вдвічі меншим, але опір був би таким самим, а споживання електроенергії становило б 1/ 4 потужність.

- Тіньостійкість знижує ризик гарячих точок

. Напівлистові панелі протистоять впливу тіні краще, ніж стандартні сонячні модулі.

Напівкомпонентні модулі мають не 3 рядки панелей, як стандартні модулі, а 6 рядків, що робить їх панеллю з 6 ниток. Хоча невелика кількість затінення на модулі (листя, пташиний послід тощо) може вивести з ладу весь рядок, ефект затінення зменшується завдяки конструкції обхідних діодів (позначених червоним на зображенні нижче), які рядок не впливає на інші рядки.

6 незалежних струн з 3 обхідними діодами забезпечують кращу толерантність до часткового затінення. Навіть якщо половина компонента закрита тінями, інша половина все одно працюватиме.

- Низький струм знижує температуру гарячої точки

. Напівкомпоненти розподіляють внутрішній струм у системі та покращують її продуктивність, довговічність і тіньостійкість.

Коли комірка рядка комірок у модулі затінена, ця комірка утворює гарячу точку в циклі, і тривалі високі температури можуть пошкодити модуль. Оскільки існує вдвічі більше рядів модулів із напівкомпонентами, а це означає, що в гарячій точці лише половина тепла, а нижче нагрівання спричиняє менше пошкодження модуля, це може підвищити стійкість до пошкодження гарячої точки та збільшити використання ресурсу модуля.

- Тіньостійкість зменшує втрати потужності

У фотоелектричному масиві кілька модулів, як правило, з’єднані послідовно, а потім з’єднані паралельно з іншими підрядами. Струм тече в і з кожного послідовно з’єднаного компонента по черзі в тій самій підрядці.

Для традиційного дизайну панелі модуля, як тільки певний модуль втрачає живлення через різні причини затінення, це вплине на всі модулі в підрядку. У той час як у зображеному вище модулі з половиною мікросхеми обхідний діод обмежує втрати потужності в заштрихованій частині, а не в усьому модулі, він створює альтернативний шлях для протікання струму в незаштрихованій частині та запобігає проходженню струму через затінену частину. частина, зменшуючи затінену частину. впливати та покращувати його продуктивність.


3. Майбутнє технології напівчіпів

Використання напівелементів може надати значні переваги та покращити продуктивність у затінених умовах, що має велике значення для створення фотоелектричних установок, на які легко впливають інші будівельні перешкоди.

Напівкомпоненти можуть збільшити вироблення електроенергії, але конструкція системи схожа на модулі з повними елементами, що не збільшує витрати на встановлення та забезпечує нижчий LCOE. Удосконалення технології лазерного різання робить дефекти різання напівкомпонентів майже незначними.

З популяризацією великих компонентів і великих кремнієвих пластин тенденція використання половинок або навіть трьох пластин стає все більш очевидною. Згідно з даними галузевих установ, очікується, що частка ринку напівкомпонентних модулів перевищить 50% протягом наступних трьох років.