A tendência de células de meia célula em comparação com células de célula completa já é óbvia. A explicação mais popular é que a corrente das células de meia célula é apenas metade da original, então a perda de energia é menor.

No entanto, as vantagens da tecnologia de meio chip vão muito além da perda de energia. Este artigo usará a explicação mais popular para explicar por que a tecnologia de meia célula substituirá as baterias de célula completa no futuro.

1. Introdução da tecnologia half-chip

Para a tecnologia half-chip, eles estão literalmente cortando uma célula solar normal pela metade. Em vez de ter 60 ou 72 células como um módulo fotovoltaico comum, torna-se 120 ou 144 células de meia célula, mantendo o mesmo design e tamanho dos módulos convencionais.

A tecnologia de meia célula geralmente adota o método de corte a laser. As células de tamanho padrão são cortadas em duas meias-células idênticas ao longo da direção perpendicular aos barramentos da bateria e depois soldadas em série.

O pacote de meia célula também é encapsulado com vidro temperado, EVA e backplane, o mesmo dos módulos convencionais. Um painel solar convencional normalmente contém 60 células solares de 0,5-0,6 V conectadas em série. A tensão é aumentada em série, de modo que um módulo de 60 peças opera em 30-35V. Se as células de meia célula forem conectadas como em um conjunto padrão, elas produzirão metade da corrente e duas vezes a tensão com a mesma resistência.

Para garantir que a tensão e a corrente de saída geral dos componentes convencionais sejam consistentes, os componentes da bateria de meia célula são geralmente projetados em uma estrutura série-paralela no projeto do painel, o que equivale a dois pequenos componentes conectados em paralelo.

Conforme mostrado na figura acima, a tensão de circuito aberto de uma bateria de meia célula é a mesma de uma bateria de célula completa, e o número de células de meia célula é dobrado. Depois de ser dividido em duas partes, o número de células em cada parte é o mesmo que o de um módulo de célula completa, e a tensão após as duas partes serem conectadas em paralelo O mesmo que cada parte individualmente, então a tensão de saída total não não muda em relação à célula cheia.

A bateria de meia célula tem apenas metade do tamanho da bateria convencional, portanto, a corrente de cada bateria é apenas metade da bateria convencional.

A resistência de uma célula de meia célula é apenas metade da de uma célula de célula completa, de modo que cada parte conectada em paralelo tem metade da resistência de um módulo de célula completa. Ao conectar as duas partes com apenas metade da resistência em paralelo, a resistência total do loop é apenas 1/4 da resistência total do chip.

A mudança do design da placa torna o design de conexão da caixa de junção diferente. Geralmente, uma caixa de junção de três partes é usada.


2. Vantagens do design de meio chip

- menor perda de pacote

Como mencionado acima, devido à redução da corrente interna e da resistência da linha, as perdas internas dissipadas no circuito interno são reduzidas, a perda de potência é proporcional à corrente, e metade da corrente e um quarto da resistência permitem a montagem do meio chip para reduzir a perda de energia 4 vezes, a potência de saída correspondente e a geração de energia aumentarão.

Ao mesmo tempo, devido à redução das perdas internas, a temperatura de operação do módulo e da caixa de junção também cai. Quando o módulo está funcionando ao ar livre, a temperatura do módulo de meia peça é cerca de 1,6°C mais baixa do que a do módulo de peça inteira convencional, e a temperatura mais baixa permite que o módulo tenha maior fotoeletricidade. eficiência de conversão.

Mesmo que em vez de usar as duas metades em paralelo, todas as meias-células fossem conectadas para funcionar como um painel solar padrão, a corrente seria metade da corrente, mas a resistência seria a mesma e o consumo de energia seria 1/ 4 o poder.

- A tolerância à sombra reduz o risco de pontos quentes

Os painéis de meia folha resistem aos efeitos das sombras melhor do que os módulos solares padrão.

Os módulos de meia célula não possuem 3 strings de painel como os módulos padrão, mas 6 strings, tornando-o um painel de 6 strings. Embora uma pequena quantidade de sombreamento em um módulo (folhas, excrementos de pássaros, etc.) não afeta outras strings.

6 strings independentes com 3 diodos de bypass fornecem melhor tolerância de sombreamento parcial. Mesmo que metade do componente esteja obscurecida por sombras, a outra metade ainda funcionará.

- A baixa corrente reduz a temperatura do ponto quente

As células de meia célula distribuem a corrente interna no sistema e melhoram seu desempenho, longevidade e tolerância à sombra.

Quando uma célula de uma sequência de células em um módulo está sombreada, essa célula forma um ponto quente no loop, e altas temperaturas sustentadas podem danificar o módulo. Como há duas vezes mais sequências de módulos de meia célula, o que significa que há apenas metade do calor no ponto quente, e o calor mais baixo causa menos danos ao módulo, pode melhorar a resistência a danos no ponto quente e aumentar a uso da vida útil do módulo.

- A tolerância à sombra reduz a perda de energia

Em uma matriz fotovoltaica, vários módulos são geralmente conectados em série e, em seguida, conectados em paralelo com outras subséries. A corrente flui para dentro e para fora de cada componente conectado em série, por sua vez, na mesma substring.

Para o design de painel de módulo tradicional, uma vez que um determinado módulo perde energia devido a vários motivos de sombreamento, ele afetará todos os módulos na substring. Considerando que no módulo de meio chip mostrado acima, o diodo de bypass limita a perda de energia na parte sombreada em vez de todo o módulo, ele cria um caminho alternativo para a corrente fluir na parte não sombreada e evita que a corrente passe pela parte sombreada parte, reduzindo a parte sombreada. afetar e melhorar seu desempenho.


3. O futuro da tecnologia de meio chip

O uso de células de meia célula pode proporcionar grandes vantagens e melhor desempenho em condições de sombra, o que é de grande importância para a construção fotovoltaica que é facilmente afetada por outros obstáculos da construção.

Células de meia célula podem aumentar a geração de energia, mas o design do sistema é semelhante aos módulos de célula completa, o que não aumenta os custos de instalação e garante menor LCOE. As melhorias na tecnologia de corte a laser tornam os defeitos de corte das células de meia célula quase insignificantes.

Com a popularização de grandes componentes e grandes wafers de silício, a tendência de meias wafers ou mesmo três wafers está se tornando cada vez mais óbvia. De acordo com instituições relacionadas ao setor, espera-se que a participação de mercado dos módulos de meia célula ultrapasse 50% nos próximos três anos.