Что такое half-cut солнечные батареи?

Тренды технологий производства солнечных батарей быстро становятся мейнстримом. IHS Markit (американо-британский поставщик информации) предсказал, что технология PERC (Passivated Emitter Rear Cell, дословно - пассивированный излучатель тыльной стороны ячейки) превратится из мелкого производства в 2014 году, в массовое производство к 2020 году - предсказание подтверждается, смотря на модели панелей, выпущенных в этом году. В панелях half-cut так же применяется технология PERC.

Технология с половинчатыми ячейками на пути развития

В девятом издании ITRPV (International Technology Roadmap for Photovoltaic - Международный технологический путь развития фотовольтаики) прогнозирует, что рыночная доля полуэлементов вырастет с 5% в 2018 году до почти 40% в 2028 году.

Модули с половинчатыми элементами имеют солнечные элементы, которые разрезаны пополам, что улучшает эффективность и долговечность модуля. Традиционные панели с 60 и 72 ячейками будут иметь 120 и 144 ячейки соответственно. Когда солнечные элементы уменьшаются вдвое, их ток также уменьшается вдвое, поэтому резистивные потери снижаются, и элементы могут производить немного больше энергии. Ячейки меньшего размера испытывают меньшие механические напряжения, поэтому вероятность растрескивания меньше. Модули с половинными ячейками имеют более высокие выходные характеристики и более надежны, чем традиционные панели.

График пути развития солнечных элементов: цельные (full cell), половинчатые (half-cut), четвертные (quarter cell): 

«Когда речь идет о солнечных батареях на ум приходит идея «большего» - производить больше энергии, экономить (или зарабатывать) больше денег и делать больше пользы для окружающей среды» - сказал Джемил Себер - вице-президент по глобальному маркетингу и управлению продуктами производителя REC. «В случае крыш, где доступное пространство ограничено, выгодно использование солнечных батарей с half-cut технологией».

История создания высокоэффективных солнечных батарей half-cut

Компания REC является пионером в области производства половинный ячеек, впервые представив такой дизайн в 2014 году. В серии модулей TwinPeak с половинными ячейками каждая панель эффективно превращается в две сдвоенные панели. Поскольку ячейки меньше, расстояние между ячейками не обязательно должно быть таким широким, и их можно размещать ближе друг к другу. Это позволило REC разделить панель на две части. Независимые верхняя и нижняя половины модуля позволяют уменьшить негативное влияние на затенение. Если нижняя половина модуля затенена, верхняя половина все равно будет работать и наоборот.

Поликристаллический модуль полуячейки TwinPeak (слева) и его монокристаллический модуль полуячейки N-Peak (справа):

Компания REC расширила границы производства, создав поликристаллические модуля по технологии half-cut. Поликристаллические модули PERC с половинными ячейками REC достигали мощности 300 Вт, и могли конкурировать с модулями с цкельной ячейкой в более эффективном монокристаллическом классе. Компания была настолько впечатлена преимуществами половинчатых элементов, что перевела все свои производственные линии на новую технологию.

«С 2014 года REC постоянно переводит свои производственные линии на технологию половинных ячеек», - сказал вице-президент компании. «Сегодня все наши производственные линии в Сингапуре, кроме одной, выпускают резаные ячейки».

Во время выставки в 2018 году REC представила новую серию модулей N-Peak, первую серию модулей, разработанную компанией на монокристаллических половинчатых ячейках. Достижение - высокая эффективность, а выходная мощность составила 330 Вт при традиционном размере 60-ти ячейковой панели с технологией PERC.

Другие производители также начали разработку половинчатых элементов в монокристаллическом классе. Компания Hanwha Q CELLS получила награду Intersolar Award 2018 в категории Photovoltaics за свой солнечный модуль Q.PEAK DUO-G5 - монокристаллический модуль из 120 ячеек и шести токоведущих шин. Модуль Hanwha использует скругленные шины вместо плоских шин, чтобы уменьшить затенение ячеек. LONGi Solar недавно продемонстрировал мощность 370 Вт своих монокристаллических панелей PERC с 120 ячейками и 450 Вт с 144 ячейками.

Половинные ячейки Hanwha Q CELLS:

Поскольку конструкции с половинными ячейками сейчас являются самой популярной тенденцией, производителю просто нужно обновить несколько вещей в своих линиях, чтобы не отставать. Две проблемы при переходе от производства с целыми ячейками к конструкциям с половинными ячейками - это разрезание ячеек и процесс соединения. Поскольку половинные элементы обычно изначально являются PERC, сама ячейка довольно хрупкая. Лазерная резка ячейки посередине без растрескивания - деликатный процесс. В полуячейках часто используются четыре или более сборных шин. Для того, чтобы натянуть эти очень узкие соединительные полоски на меньшую площадь, требуется точное оборудование. Распределительные коробки также отличаются, большинство брендов используют две распределительные коробоки меньшего размера, поэтому каждая половина модуля может работать как отдельная. В остальном сборка модуля с половинными ячейками аналогична производству целых элементов.

В чем главное преимущество half-cut солнечных батарей?

Поскольку half-cut модули производят больше энергии, они более эффективны и надежны, чем их аналоги с цельными ячейками, их использование ведет к экономии времени и денег на установку.

Обеспечивая большую мощность на квадратный метр, для выработки такой же мощности требуется меньше панелей для комплектов солнечной электростанции. Это означает более быструю установку и необходимость в меньшем количестве компонентов, таких как зажимы, монтажные профили и металлоконструкции - все это снижает общие затраты.