Fronius: 30 éves történelem!
5 octobre 2023Háztartási akkumulátor: előnyeinek megértése
5 octobre 2023Egy innovatív cég története: Sunpower
A Sunpower paneleket gyakran a világ legjobb napelemeiként emlegetik – de vajon tényleg? Ebben az áttekintésben először röviden bemutatom a céget és a panelt. Ezután nyolc lehetséges problémát emelek ki a hagyományos panelekkel. Ezek után megmutatom, hogyan oldotta meg a SunPower ezt a nyolc problémát egy alapvetően más panel megépítésével. Ezt követően elmondom a SunPower pénzügyi helyzetéről szóló gondolataimat – kockázatos megoldás-e a SunPower a mai ingadozó panelgyártási légkörben?
A kaliforniai székhelyű napelemgyártó céget 1985-ben alapította Dr. Richard Swanson. A 21 százalékos rekordhatékonysággal a SunPowert a világ legtartósabb paneljeként emlegették, a legalacsonyabb károsodással, messze a leghosszabb garanciával, és soha nem látott, 40 éves várható élettartammal. Nem csoda, hogy a SunPower-t a Föld legérdekesebb projektjeiben használták.
A Sunpower paneljeit gyakran a világ elit napelemei közé sorolják. De vajon tényleg betartják az ígéreteiket? Ebben az elemzésben először a márka eredetét és termékeinek jellemzőit tárgyalom. Ezt követően megvitatom a hagyományos panelek előtt álló kihívásokat, valamint azt, hogy a SunPower milyen innovatív módon válaszolt rájuk. Befejezésül a SunPower pénzügyi stabilitásáról fogok beszélni a napelemgyártók ingadozó világában.
A Dr. Richard Swanson által 1985-ben Kaliforniában alapított SunPower 21%-os rekordhatékonysággal tűnt ki. Hírnevük termékeik robusztusságán, leépüléssel szembeni ellenálló képességén, kivételesen hosszú garancián és 40 éves becsült élettartamukon alapul. Ezért nem meglepő, hogy innovatív projektekhez kapcsolják őket világszerte.
A hagyományos napelemek kialakítása:
Napjainkban egy tipikus napelemet körülbelül 60 szilikon modulból állítanak össze, amelyeket „celláknak” neveznek. Ezen cellák mindegyike vízszintesen vékony ezüstréteggel van megjelölve, és függőlegesen ezüst csíkokkal van összekötve.
A montázst ezután műalkotásszerűen keretezzük; ezek a cellák az EVA/polimer rétegnek köszönhetően (hasonlóan a műanyag laphoz), elöl ablakkal, hátul védőréteggel megőrződnek. Minden alumínium keretbe van tömörítve.
Amikor a napfény eléri a szilikon cellát, elektromos áram keletkezik, amely a szitanyomott ezüstön, a ragasztócsíkok mentén halad át, és eléri a panel hátulján lévő csatlakozódobozt. Ezek a panelek MC4 csatlakozókkal kapcsolódnak egymáshoz.
A szilikon cellából, a szalagokból, az üvegből, a polimer anyagból, a védőrétegből, a keretből, a csatlakozódobozból és az MC4 csatlakozásokból álló összeállítást nevezzük „Alkatrészlistának” vagy BOM-nak;
Olcsó napelem vs Sunpower?
Nyilvánvaló, hogy egy panel gyártásához prémium anyagok listáját kell használni, friss és jól karbantartott automatizált berendezésekkel. Ha a csúcskategóriás napelemekre gondolunk, azonnal olyan márkák jutnak eszünkbe, mint a SunPower, az LG és a Winaico. Mások, mint például a Canadian Solar, a JA Solar és a Phono kínai minőséget képviselnek vonzóbb áron. A rendelkezésre álló panelek sokasága közül azonban egy különösen az összes többit felülmúlja.
Miért a Sunpower panelek a legjobbak?
Fragile Cell vs Sunpower Cell!
Előfordul, hogy az ügyféllel való megbeszélésem során megmutatok egy klasszikus napelemet, és elmagyarázom, hogyan működik. Kíváncsiak, gyakran felveszik, és másodperceken belül eltörik. Meglepettségük érezhető, de továbbra is csodálkozást színlek, hogy kihangsúlyozzam a hatást. Ezután kiemelem a hagyományos napelemek kényes természetét.
A napelemek kényes kezelést igényelnek. A gyakori hibák, mint például a nem megfelelő kezelés vagy szállítás, mikrorepedéseket okozhatnak. Ráadásul a technológiai fejlesztések és a költségcsökkentési törekvések következtében a panelelemek egyre vékonyabbak, fokozva a kockázatot. Bár ez a kockázat még jobb minőségű paneleknél is fennáll, vannak kivételek.
Ez a helyzet a SunPower esetében. A törékenységi bemutató után gyakran mutatok egy SunPower cellát. Ez utóbbi, réz alappal megerősítve, sokkal robusztusabb. Ezt a robusztusságot a SunPower üveg és keret minőségével kombinálva ezek a sejtek gyakorlatilag immunisak a mikrorepedésekkel szemben, még valós használati körülmények között is. »
Kivételes megbízhatóság:
Bátran fektessen be, hiszen a SunPower Maxeon panelek minősége bizonyított. A 8 éven át tartó valós helyszíni tesztelés során és 800 helyszínen 000 264 panellel a SunPower Maxeon napelemek az iparág legalacsonyabb leromlási arányát mutatták,1 ami közel 4-szer nagyobb megbízhatóságot jelent. hagyományos panelek (lásd PVEL 2023 teszt).
Az árnyékolás tűrése és hatása a Maxeon cellára:
A SunPower panelek jobb teljesítményt nyújtanak részleges árnyékolás esetén. Íme egy rövid magyarázat:
A hagyományos szilikon cellák egyik oldalán a pozitív pólus, a másikon a negatív pólus található. Ennek a nagy elektromos szétválasztásnak köszönhetően, amikor a cella árnyékolt, viszonylag magas fordított feszültséget generál az ellenállás leküzdésére. Általában ez a feszültség 15 V és 20 V között változik egy szabványos cella esetében. Ez a nagy feszültség káros forró pontokat okozhat, és csökkentheti a panel hatékonyságát. Ha ez a fordított feszültség túl magas lesz, a panel védelmére tervezett bypass dióda aktiválódik. Minden alkalommal, amikor az egyik dióda aktiválódik, a panel termelése a harmadával csökken. És ezeknek a diódáknak korlátozott az élettartama: minél többet használják őket, annál gyorsabban tönkreteszik őket.
A SunPower a Maxeon cellájával a két pólust, a pozitív és negatív pólust a cella hátuljára helyezte, nagyon közel egymáshoz. Tehát árnyékolás esetén a fordított feszültség csak 2,5 V (X sorozat) vagy 5,5 V (E sorozat). Ennek a kialakításnak az árnyékolási körülmények között számos előnye van:
- A fordított feszültség csökken.
- Kevesebb hő keletkezik.
- Több áramot és energiát termelnek.
- A bypass diódákat ritkábban használják, így növelve élettartamukat.
A paneleken van bypass dióda?
A közhiedelemmel ellentétben a SunPower paneleknek van bypass diódája. Bár egy SunPower videó azt állítja, hogy minden cellában van egy, ez nem így van. Ezek a diódák a panel minden harmadához vannak felszerelve. Ez azt jelenti, hogy a SunPower paneleknél nincs szükségünk optimalizálókra árnyékolt tetőn? Nem egészen. Erős árnyékolási körülmények között továbbra is előfordulhat áramkiegyensúlyozatlanság. Ez a hatás azonban sokkal kevésbé markáns, mint egy hagyományos panelnél. Az optimalizálás ezért továbbra is előnyös lehet, különösen az olyan megoldások esetében, mint a Tigo TS4 vagy a SolarEdge. Ez az optimalizálás olyan előnyökkel is jár, mint az egyedi panelfelügyelet és a fokozott biztonság tűz esetén. Az optimalizálókkal kapcsolatos további információkért tekintse meg a cikk első részét.
Indukált lebomlás („LID”)
Annak érdekében, hogy a szilícium cellák elektromos áramot termeljenek, „dopping” eljáráson mennek keresztül. A napelemek többségét foszforral és bórral adalékolják, ami P-típusú szilíciumot eredményez, azonban ennek a szilíciumnak van egy gyenge pontja: érzékeny a „fény által kiváltott degradációra” vagy a LID-re. Ez a széles körben dokumentált jelenség 1-4%-kal csökkenti a szabványos panelek teljesítményét néhány órás fényhatás után.
Ami a SunPower paneleket (és bizonyos LG modelleket) illeti, N típusú szilíciumot használnak, amely teljesítmény szempontjából lényegesen jobb, és nem rendelkezik a LID hátrányaival. És természetesen nem szabad összetéveszteni az LSD-vel.
A hőmérséklet hatása a napelemek élettartamára?
A hagyományos panelgyártási eljárás nagyon kényes módszert igényel a cellák vékony szalagok segítségével történő összekapcsolására. Ha ez helyesen történik, akkor elegendő hézag áll rendelkezésre ahhoz, hogy lehetővé tegye a napi hőmérséklet-ingadozások miatti tágulást és összehúzódást. Azonban még akkor is, ha ezt a lépést helyesen hajtják végre, ez a csatlakozási rendszer marad a panel gyenge pontja.
A SunPower panelek ezzel szemben erős, rugalmas rézcsatlakozásokat használnak, amelyeket úgy terveztek, hogy alkalmazkodjanak a méretváltozásokhoz.
Szélsőséges hőség és szélsőséges éghajlati viszonyokkal szembeni tolerancia:
A napelemes napelemek a hűvös, napos napokat részesítik előnyben, nem pedig a forró napokat, ahogy azt sokan gondolják. Hőmérsékletük növekedésével hatékonyságuk csökken. Az egyes modulok műszaki lapja „termikus együttható” néven említi ezt a tulajdonságot. A SunPower Maxeon cellái a réz alappal aktívan elvezetik a hőt, így a panelek jobban ellenállnak a magas hőmérsékletnek. Ennek eredményeként alacsonyabb hőtényezővel rendelkeznek, ami optimális teljesítményt biztosít még perzselő napokon is.
A magas páratartalom korrodálhatja a napelemeket. A nedvesség idővel beszivárog a hagyományos panelek hátsó bevonatába, ami korróziót okoz az ezüst áramkörökben és csökkenti a teljesítményüket. Bár ez a korrózió lassabban jelenik meg a jó minőségű paneleken, a korrózió jelei 10-20 év elteltével észlelhetők. Tanulmányok azt mutatják, hogy a meleg és párás körülmények már 2000 óra expozíció után csökkentik a szabványos panelek teljesítményét.
Hátsó érintkező IBC típusú cellák:
A hagyományos cellák finom ezüstnyomatokat és vékony szalagokat használnak az energia átvitelére a szilíciumból a csatlakozódobozba. Ennek a kialakításnak a legnagyobb hátránya, hogy ezek az elemek árnyékot vetnek a cellára, csökkentve annak hatékonyságát. Nyilvánvaló, hogy a napelem elé akadályt állítani a fénynek nem ideális. Ezzel el is érkeztünk a következő ponthoz: a tetőbeépítési korlátokhoz.
Összefoglalva, a Sunpower panelek a legjobbak a piacon?
A SunPower a piac egyik legfejlettebb napelem paneljét tervezi. Celluláris technológiájuk kevésbé érzékeny a mikrorepedésekre a szállítás és a telepítés szakaszában, valamint az éghajlati veszélyekkel szemben. Ezek a panelek hatékonyabbak árnyékolt körülmények között, jobban kezelik a hőmérséklet-ingadozásokat, és optimalizált termelést kínálnak a hőcsúcsok idején. Ezenkívül sok más modellhez képest jobban ellenállnak a nedvességnek. Ezen túlmenően nagy hatásfokuk lehetővé teszi az optimális telepítést még korlátozott helyű tetőkön is. Bár a SunPower jelenleg pénzügyi nehézségekkel küzd, sok napelemgyártó tapasztal hasonló helyzeteket. A SunPower választásával a legmodernebb technológiába fektet be, még akkor is, ha a legrosszabb forgatókönyv szerint a vállalat leküzdhetetlen akadályokkal néz szembe a jövőben.