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I pannelli Sunpower sono spesso pubblicizzati come i migliori pannelli solari al mondo, ma lo sono davvero? In questa recensione, presenterò innanzitutto brevemente l’azienda e il panel. Successivamente, evidenzierò otto potenziali problemi con i pannelli tradizionali. Successivamente, mostrerò come SunPower ha risolto questi otto problemi costruendo un pannello fondamentalmente diverso. Successivamente, fornirò le mie riflessioni sulla situazione finanziaria di SunPower: SunPower è un'opzione rischiosa nell'attuale clima volatile di produzione di pannelli?
L'azienda di pannelli solari con sede in California è stata fondata nel 1985 dal Dr. Richard Swanson. Con un'efficienza record del 21%, SunPower è stato acclamato come il pannello più durevole al mondo, con il degrado più basso, la garanzia di gran lunga più lunga e una durata prevista senza precedenti di 40 anni. Non c'è da stupirsi che SunPower sia stato utilizzato in alcuni dei progetti più interessanti al mondo.
I pannelli Sunpower sono spesso descritti tra i pannelli solari d'élite del mondo. Ma mantengono davvero le promesse? In questa analisi, discuterò innanzitutto della genesi del marchio e delle caratteristiche dei suoi prodotti. Discuterò poi delle sfide affrontate dai pannelli convenzionali e del modo innovativo in cui SunPower ha risposto ad esse. Concluderò con una riflessione sulla stabilità finanziaria di SunPower nel panorama fluttuante dei produttori di pannelli solari.
Fondata in California nel 1985 dal Dr. Richard Swanson, SunPower si è distinta con un tasso di efficienza record che ha raggiunto il 21%. La loro reputazione si basa sulla robustezza dei loro prodotti, sulla loro resistenza al degrado, su una garanzia eccezionalmente lunga e su una durata stimata di 40 anni. Non sorprende quindi vederli associati a progetti innovativi in tutto il mondo.
La progettazione dei pannelli solari tradizionali:
Oggi, un tipico pannello solare è assemblato da circa 60 moduli in silicone, chiamati “celle”. Ognuna di queste celle è contrassegnata orizzontalmente da un sottile strato d'argento ed è collegata verticalmente da strisce d'argento.
Il montaggio viene quindi incorniciato come un'opera d'arte; queste celle sono preservate grazie ad uno strato di EVA/polimero (simile ad un foglio di plastica), con una finestra sul davanti e uno strato protettivo sul retro. Il tutto è consolidato in un telaio in alluminio.
Quando la luce solare colpisce la cella in silicone, viene prodotta energia elettrica, che passa attraverso l'argento serigrafato, lungo le strisce di incollaggio, per raggiungere una scatola di giunzione fissata sul retro del pannello. Questi pannelli si collegano tramite connettori MC4.
L'insieme formato dalla cella in silicone, dalle fasce, dal vetro, dal materiale polimerico, dallo strato protettivo, dal telaio, dalla scatola di connessione e dalle connessioni MC4 è quello che chiamiamo “Lista dei componenti” o BOM;
Pannelli solari economici vs Sunpower?
Ovviamente, la produzione di un pannello richiede l'utilizzo di un elenco di materiali di prima qualità, utilizzando apparecchiature automatizzate recenti e ben mantenute. Quando pensiamo ai pannelli solari di fascia alta, pensiamo subito a marchi come SunPower, LG e Winaico. Altri, come Canadian Solar, JA Solar e Phono, rappresentano la qualità cinese a un costo più interessante. Tuttavia, tra la moltitudine di pannelli disponibili, uno in particolare supera tutti gli altri.
Perché i pannelli Sunpower sono i migliori?
Cella Fragile contro Cella Solare!
A volte, durante un incontro con un cliente, mostro una classica cella solare e spiego come funziona. Incuriositi, spesso lo raccolgono e in pochi secondi si rompe. La loro sorpresa è palpabile, ma continuo a fingere stupore per accentuarne l'effetto. Poi, sottolineo la natura delicata delle celle solari convenzionali.
I pannelli solari richiedono una manipolazione delicata. Errori comuni, come una movimentazione o un trasporto impropri, possono causare microfessurazioni. Inoltre, con gli sviluppi tecnologici e la ricerca di riduzione dei costi, i componenti dei pannelli stanno diventando sempre più sottili, accentuando il rischio. Sebbene questo rischio sia presente anche con pannelli di qualità superiore, esistono delle eccezioni.
Questo è il caso di SunPower. Dopo la dimostrazione della fragilità, mostro spesso una cella SunPower. Quest'ultimo, rinforzato da una base in rame, è molto più robusto. Combinando questa robustezza con la qualità del vetro e del telaio SunPower, queste celle sono praticamente immuni alle microfessure, anche nelle condizioni di utilizzo reali. »
Affidabilità eccezionale:
Investi con fiducia, sapendo che la qualità dei pannelli SunPower Maxeon è comprovata. Nei test sul campo reali durati 8 anni e con 800 pannelli in 000 siti, i pannelli solari SunPower Maxeon hanno dimostrato i tassi di degrado più bassi del settore,264 che rappresentano un'affidabilità quasi 1 volte maggiore. pannelli convenzionali (vedi test PVEL 2023).
Tolleranza e impatto dell'ombreggiatura sulla cella Maxeon:
I pannelli SunPower offrono prestazioni migliori in ombra parziale. Ecco una breve spiegazione:
Una cella in silicone convenzionale ha il polo positivo da un lato e il negativo dall'altro. A causa di questa ampia separazione elettrica, quando la cella è in ombra, genera una tensione inversa relativamente elevata per superare la resistenza. Generalmente, questa tensione varia tra 15 V e 20 V per una cella standard. Questa alta tensione può causare punti caldi dannosi e ridurre l'efficienza del pannello. Se questa tensione inversa diventa troppo elevata, si attiva il diodo di bypass, progettato per proteggere il pannello. Ogni volta che uno di questi diodi si attiva, la produzione del pannello diminuisce di un terzo. E questi diodi hanno una durata di vita limitata: più vengono utilizzati, più velocemente rischiano di guastarsi.
SunPower, con la sua cella Maxeon, ha posizionato i due poli, positivo e negativo, sul retro della cella, molto vicini tra loro. Quindi, in caso di ombreggiamento, la tensione inversa è di soli 2,5 volt (serie X) o 5,5 volt (serie E). I vantaggi di questo disegno in condizioni di ombreggiamento sono molteplici:
- La tensione inversa viene ridotta.
- Viene generato meno calore.
- Vengono prodotte più corrente ed energia.
- I diodi di bypass vengono utilizzati meno spesso, aumentando così la loro durata.
I pannelli hanno diodi di bypass?
Contrariamente alla credenza popolare, i pannelli SunPower sono dotati di diodi di bypass. Anche se un video SunPower afferma che ogni cella ne ha una, non è così. Questi diodi sono installati per ogni terzo del pannello. Questo significa che con i pannelli SunPower non abbiamo bisogno di ottimizzatori su un tetto ombreggiato? Non proprio. In condizioni di forte ombreggiatura, può ancora verificarsi uno squilibrio di corrente. Tuttavia questo effetto è molto meno marcato rispetto ad un pannello tradizionale. L'ottimizzazione può quindi essere ancora vantaggiosa, in particolare con soluzioni come Tigo TS4 o SolarEdge. Questa ottimizzazione offre anche vantaggi come il monitoraggio dei singoli pannelli e una maggiore sicurezza in caso di incendio. Per ulteriori informazioni sugli ottimizzatori è possibile fare riferimento alla prima parte di questo articolo.
Degradazione indotta (“LID”)
Per consentire alle celle di silicio di generare elettricità, vengono sottoposte a un processo di “doping”. La maggior parte dei pannelli solari sono drogati con fosforo e boro, ottenendo silicio di tipo P. Tuttavia, questo tipo di silicio ha un punto debole: è suscettibile alla “degradazione indotta dalla luce” o LID. Questo fenomeno ampiamente documentato riduce le prestazioni dei pannelli standard dall'1 al 4% dopo solo poche ore di esposizione alla luce.
Per quanto riguarda i pannelli SunPower (e alcuni modelli LG), utilizzano silicio di tipo N. Quest'ultimo è significativamente superiore in termini di prestazioni e non presenta gli svantaggi del LID. E, naturalmente, non deve essere confuso con l'LSD.
Impatto delle temperature sulla durata delle celle solari?
Il tradizionale processo di produzione dei pannelli richiede un metodo molto delicato per collegare insieme le celle utilizzando nastri sottili. Se questo viene fatto correttamente, ci sarà spazio sufficiente per consentire l'espansione e la contrazione dovute alle variazioni di temperatura giornaliere. Tuttavia, anche se questo passaggio viene eseguito correttamente, questo sistema di connessione rimane il punto debole del pannello.
I pannelli SunPower, invece, utilizzano connessioni in rame robuste e flessibili, progettate per adattarsi a cambiamenti di dimensioni.
Tolleranza al caldo estremo e alle condizioni climatiche severe:
I pannelli solari Sunpower preferiscono giornate fresche e soleggiate, non giornate calde come molti pensano. All’aumentare della loro temperatura, la loro efficienza diminuisce. Le schede tecniche di ciascun modulo menzionano questa caratteristica sotto il nome di “coefficiente termico”. Le celle Maxeon di SunPower, con la loro base in rame, dissipano attivamente il calore, consentendo ai pannelli di resistere meglio alle alte temperature. Di conseguenza hanno un coefficiente termico più basso, garantendo prestazioni ottimali anche nelle giornate torride.
L’elevata umidità può corrodere i pannelli solari. Con il tempo l'umidità penetra nel rivestimento posteriore dei pannelli convenzionali, causando la corrosione dei circuiti in argento e riducendone le prestazioni. Anche se questa corrosione appare più lentamente sui pannelli di alta qualità, si possono osservare segni di corrosione dopo 10-20 anni. Gli studi dimostrano che le condizioni calde e umide riducono le prestazioni dei pannelli standard dopo sole 2000 ore di esposizione.
Celle di tipo IBC con contatto posteriore:
Le celle tradizionali utilizzano sottili stampe d'argento e nastri sottili per trasferire energia dal silicio alla scatola di giunzione. Il principale svantaggio di questo design è che questi elementi proiettano un'ombra sulla cella, riducendone l'efficienza. È ovvio che mettere un ostacolo alla luce davanti a una cella solare non è l'ideale. Questo ci porta al punto successivo: limiti di installazione sul tetto.
In conclusione, i pannelli Sunpower sono i migliori sul mercato?
SunPower progetta uno dei pannelli solari più avanzati sul mercato. La loro tecnologia cellulare è meno vulnerabile alle microfessure durante le fasi di trasporto e installazione e di fronte ai rischi climatici. Questi pannelli sono più efficienti in condizioni di ombra, gestiscono meglio le variazioni di temperatura e offrono una produzione ottimizzata durante i picchi di calore. Hanno anche una migliore resistenza all'umidità rispetto a molti altri modelli. Inoltre, la loro elevata efficienza consente un'installazione ottimale anche su tetti con spazio limitato. Sebbene SunPower si trovi attualmente ad affrontare sfide finanziarie, molti produttori di pannelli solari stanno vivendo situazioni simili. Scegliendo SunPower investi in una tecnologia all'avanguardia, anche se, nella peggiore delle ipotesi, l'azienda dovrà affrontare ostacoli insormontabili in futuro.