Сравнение основных солнечных панелей TOPCon и эмпирических данных по крышам Британской Колумбии за один год
Источник данных: Новости фотоэлектричества
Ячейки TOPCon типа N стали основным продуктом на рынке, обладая превосходной эффективностью и надежностью, с долей рынка около 80% в 2024 году. Несмотря на это, для достижения дифференциации продукта и повышения его ценности на жестко конкурентном рынке многие фотоэлектрические компании переключили свое внимание на монофасциальные модули типа BC и сделали их основными продуктами на рынке фотоэлектрических систем для крыш.
Модули BC теоретически очень подходят для установки на крыше из-за их высокой выходной мощности на передней панели. В среде установки на крыше двусторонний недостаток ячеек BC может быть значительно смягчен. Недавно JinkoSolar объявила о проведении всестороннего полевого испытания в Цзянси.
Влажный муссонный климат Цзянси и средняя температура от -5 до 35 градусов в течение года создают идеальные естественные условия для оценки производительности различных фотоэлектрических модулей. Это поможет глубоко понять производительность различных модулей в реальных приложениях, тем самым обеспечивая научную основу для будущих разработок продуктов и рыночных стратегий.
Информация о модуле
Это исследование охватывает модули TOPCon и модули BC, произведенные определенным производителем. Все модули установлены на крыше здания, чтобы обеспечить точность и согласованность данных измерений. Основная цель этого исследования - глубокий анализ производительности и потенциала LCOE этих двух компонентов в реальных приложениях и предоставление клиентам надежных и эффективных решений для генерации электроэнергии. В тесте участвовали два типа компонентов: компоненты TOPCon N-типа с паспортной мощностью 575 Вт и компоненты BC с паспортной мощностью 575 Втп от другого производителя, по 18 каждого компонента. Они были установлены на фиксированном кронштейне с наклоном, установленным на 0 градусов. Все компоненты были оснащены высокоточными датчиками для мониторинга данных о генерации электроэнергии в режиме реального времени, чтобы обеспечить точность и достоверность результатов теста.
В ходе испытания был полностью собран ряд ключевых данных, включая постоянное напряжение, ток, мощность, температуру компонентов, фронтальное излучение, скорость ветра, направление ветра, температуру окружающей среды, относительную влажность и атмосферное давление. Эти данные предоставляют подробную информацию, что позволяет нам проводить углубленный анализ и сравнение производительности компонентов.
Результаты теста
Некоторые существенные изменения климата и производительности наблюдались в течение 11 месяцев с 14 августа 2023 по 15 июля 2024 года. Самая высокая дневная средняя освещенность, зарегистрированная в июне, составила 273 Вт/м², а самая высокая температура, зарегистрированная в июле, составила 39,7 градуса. Самая низкая освещенность 104 Вт/м² и температура окружающей среды -5 градуса были зарегистрированы в январе и феврале соответственно. Частые осадки в апреле 2024 года (20 дождливых дней) привели к снижению освещенности, что, в свою очередь, повлияло на выработку электроэнергии модулями. Даже в таких постоянных дождливых условиях выработка электроэнергии модулями TOPCon была на 0,33% выше, чем у модулей BC. Однако с наступлением высоких температур и длинных дней в июне модули TOPCon показали свою превосходную производительность, увеличив выработку электроэнергии на 1,95% по сравнению с модулями BC. Этот значительный прирост не только доказывает способность модулей TOPCon адаптироваться к условиям высоких температур, но и подчеркивает их высокую эффективность летом.
Кроме того, в снежный сезон с января по февраль, под двойным влиянием низкой освещенности и низкой температуры окружающей среды, выработка электроэнергии модулями TOPCon была 0.52-0.53% выше, чем у модулей BC. Эти данные еще раз подтверждают превосходную производительность модулей TOPCon в условиях холодного климата, особенно зимой, когда свет и температура низкие. Результаты испытаний показывают, что модули TOPCon имеют значительные преимущества в эффективности выработки электроэнергии, при этом выработка электроэнергии на ватт была на 1,95% выше, чем у модулей BC во время испытательного цикла, что объясняется его более высокой мощностью выработки электроэнергии (кВт·ч/кВт) и высокой надежностью в течение всего цикла.
Этот результат полностью демонстрирует, что даже без учета фактора двусторонности модули TOPCon по-прежнему работают лучше при установке на крышах, снижая первоначальные инвестиционные затраты и LCOE, а также улучшая выработку электроэнергии и производительность продукта.
Анализ данных
Причина, по которой модули TOPCon могут достигать более высокой выработки электроэнергии, заключается в основном в их более низкой рабочей температуре. Это позволяет поддерживать высокую эффективность выработки электроэнергии в условиях высоких температур летом, когда другие модули обычно снижают выработку электроэнергии из-за температурных коэффициентов, тем самым достигая более высокого прироста выработки электроэнергии на ватт. Во время теста средняя рабочая температура модулей TOPCon всегда была ниже, чем у модулей BC других производителей. Когда температурный коэффициент обоих модулей составляет около -0.29%/градус, затухание выработки электроэнергии модулями BC из-за высокой температуры значительно выше, чем у модулей TOPCon.
В принципе, ячейки BC расширяют эффективную область генерации энергии за счет переноса линий электродной сетки с передней части ячейки на заднюю часть ячейки. Такая конструкция имеет очевидные преимущества в повышении эффективности преобразования ячейки в фотоэлектрических системах на крыше, которые не особо полагаются на двустороннюю генерацию энергии. Однако эта конструкция также создает некоторые проблемы. В практических приложениях концентрация напряжения на задней части модуля BC приводит к тому, что поверхность модуля выпячивается и изгибается, что, в свою очередь, влияет на его надежность и эффективность. Это явление особенно заметно в июне и июле. Когда максимальная температура может достигать 37 градусов, температура поверхности модуля может даже превышать 60 градусов в полдень. Эта высокотемпературная среда не только влияет на эффективность генерации энергии модуля BC, но и может ускорить старение материала, тем самым влияя на долгосрочную надежность и производительность модуля.
Краткое содержание
В этом исследовании регистрируются и сравниваются производительность модулей TOPCon и модулей BC в сценарии применения на крыше в течение одногодичного цикла. Целью этого сравнения является оценка относительной конкурентоспособности двух с точки зрения экономической эффективности и выработки энергии. Результаты показывают следующие основные выводы:
1) Модули TOPCon с их более высокой мощностью генерации электроэнергии (в киловатт-часах на киловатт) на 1,95% превосходят модули BC по фронтальной генерации электроэнергии. Даже если игнорировать преимущества двусторонней генерации электроэнергии, TOPCon все равно демонстрирует более высокий потенциал в крышных приложениях.
2) Исследование показало, что существует значительная линейная корреляция между облученностью, температурой и выработкой энергии для двух модулей. В частности, по мере увеличения облученности и температуры прирост выработки энергии модулями TOPCon становится особенно значительным.
3) Модули TOPCon показывают лучшую производительность в условиях низкой освещенности утром и вечером. Это особенно важно в практических приложениях, поскольку это означает, что модули TOPCon могут более эффективно использовать ограниченные световые ресурсы в периоды короткого солнечного времени.
На основании этих данных компания JinkoSolar рекомендует в будущем проводить дальнейшие исследования по тестированию и мониторингу эффективности выработки электроэнергии, чтобы предоставлять пользователям более научные и точные решения.