Istorija apie novatorišką įmonę: Sunpower

Sunpower plokštės dažnai reklamuojamos kaip geriausios saulės baterijos pasaulyje, bet ar jos tikrai? Šioje apžvalgoje pirmiausia trumpai pristatysiu įmonę ir grupę. Toliau pabrėšiu aštuonias galimas tradicinių plokščių problemas. Po to parodysiu, kaip „SunPower“ išsprendė šias aštuonias problemas, pastatydamas iš esmės skirtingą skydelį. Po to pateiksiu savo mintis apie SunPower finansinę padėtį – ar SunPower yra rizikingas pasirinkimas šiuolaikiniame nepastoviame plokščių gamybos klimate?

Kalifornijoje įsikūrusią saulės kolektorių kompaniją 1985 m. įkūrė daktaras Richardas Swansonas. Rekordinis 21 procento efektyvumas „SunPower“ buvo paskelbtas kaip patvariausia pasaulyje skydelis, turintis mažiausiai gedimą, ilgiausią garantiją ir precedento neturinčią 40 metų eksploatavimo trukmę. Nenuostabu, kad SunPower buvo naudojamas kai kuriuose įdomiausiuose projektuose žemėje.

„Sunpower“ plokštės dažnai apibūdinamos tarp elitinių saulės baterijų pasaulyje. Bet ar jie tikrai laikosi savo pažadų? Šioje analizėje pirmiausia aptarsiu prekės ženklo genezę ir jo gaminių savybes. Tada aptarsiu iššūkius, su kuriais susiduria įprastinės plokštės, ir naujovišką SunPower į juos reagavimą. Baigsiu pamąstymu apie SunPower finansinį stabilumą kintančioje saulės baterijų gamintojų aplinkoje.

1985 m. Kalifornijoje daktaro Richardo Swansono įkurta „SunPower“ išsiskiria rekordiniu efektyvumo rodikliu, siekiančiu 21%. Jų reputacija grindžiama jų gaminių tvirtumu, atsparumu gedimui, ypač ilga garantija ir numatoma 40 metų eksploatavimo trukme. Todėl nenuostabu, kad jie siejami su novatoriškais projektais visame pasaulyje.

Puikus jų sąrašo papildymas, ar ne? Prieš įsigilindami į reikalo esmę ir pamatydami, kodėl „SunPower“ buvo teikiama pirmenybė šioms iniciatyvoms, pažvelkime į klasikinės saulės baterijos kokybės kriterijus.

Tradicinių saulės baterijų dizainas:

Šiandien įprastos saulės baterijos yra surenkamos iš maždaug 60 silikoninių modulių, vadinamų „elementais“. Kiekviena iš šių langelių horizontaliai pažymėta plonu sidabro sluoksniu ir vertikaliai sujungta sidabro juostelėmis.

Tada montažas įrėmintas kaip meno kūrinys; šios ląstelės išsaugomos dėl EVA/polimero sluoksnio (panašaus į plastikinį lakštą), su langeliu priekyje ir apsauginiu sluoksniu nugaroje. Viskas sutvirtinta aliuminio rėme.

Kai saulės spinduliai patenka į silikono elementą, gaminama elektra, kuri praeina per šilkografiją atspausdintą sidabrą išilgai surišimo juostelių ir pasiekia jungiamąją dėžę, pritvirtintą prie skydo galo. Šios plokštės sujungiamos naudojant MC4 jungtis.

Agregatas, sudarytas iš silikono elemento, juostų, stiklo, polimerinės medžiagos, apsauginio sluoksnio, rėmo, jungties dėžutės ir MC4 jungčių, yra tai, ką vadiname „Komponentų sąrašu“ arba BOM;

Pigūs saulės kolektoriai prieš saulės energiją?

Akivaizdu, kad gaminant skydą reikia naudoti aukščiausios kokybės medžiagų sąrašą, naudojant naujausią ir gerai prižiūrimą automatizuotą įrangą. Kai galvojame apie aukščiausios klasės saulės baterijas, iš karto galvojame apie tokius prekės ženklus kaip SunPower, LG ir Winaico. Kiti, pavyzdžiui, „Canadian Solar“, „JA Solar“ ir „Phono“, atstovauja Kinijos kokybei už patrauklesnę kainą. Tačiau tarp daugybės turimų plokščių viena ypač pranoksta visas kitas.

Kodėl „Sunpower“ plokštės yra geriausios?

SunPower Maxeon elementas yra pagrindinis SunPower plokščių elementas. Jo unikalus dizainas leido įveikti mažiausiai aštuonis iššūkius, su kuriais paprastai susiduria įprastos saulės baterijos.

Fragile Cell vs Sunpower Cell!

Kartais per susitikimą su klientu parodau klasikinį saulės elementą ir paaiškinu, kaip jis veikia. Smalsūs jie dažnai jį paima ir per kelias sekundes sugenda. Jų nuostaba apčiuopiama, bet aš ir toliau apsimetu nuostaba, kad pabrėžčiau efektą. Tada pabrėžiu subtilų įprastų saulės elementų prigimtį.

Saulės kolektoriai reikalauja subtilaus tvarkymo. Įprastos klaidos, pvz., netinkamas tvarkymas ar transportavimas, gali sukelti mikroįtrūkimus. Be to, tobulėjant technologijoms ir ieškant mažinti sąnaudas, plokščių komponentai tampa vis plonesni, todėl rizika didėja. Nors ši rizika kyla net naudojant aukštesnės kokybės plokštes, yra išimčių.

Taip yra su SunPower. Po trapumo demonstravimo dažnai rodau „SunPower“ elementą. Pastarasis, sustiprintas vario pagrindu, yra daug tvirtesnis. Sujungus šį tvirtumą su „SunPower“ stiklo ir rėmo kokybe, šios ląstelės yra beveik atsparios mikroįtrūkimams net ir naudojant realias sąlygas. »

Išskirtinis patikimumas:

Investuokite drąsiai, žinant, kad SunPower Maxeon plokščių kokybė yra įrodyta. Per 8 metus atliekant 800 000 plokščių 264 1 plokščių 4 vietose, „SunPower Maxeon“ saulės kolektorių gedimo lygis pramonėje buvo žemiausiasXNUMX, o tai reiškia beveik XNUMX kartus didesnį patikimumą. įprastos plokštės (žr. PVEL 2023 testą).

Atspalvio tolerancija ir poveikis Maxeon elementui:

„SunPower“ plokštės užtikrina geresnį našumą esant daliniam šešėliavimui. Štai trumpas paaiškinimas:

Įprastos silikoninės ląstelės turi teigiamą polių vienoje pusėje, o neigiamą – kitoje. Dėl šio didelio elektrinio atskyrimo, kai elementas yra tamsintas, jis sukuria gana didelę atvirkštinę įtampą, kad įveiktų pasipriešinimą. Paprastai ši įtampa standartiniam elementui svyruoja nuo 15 V iki 20 V. Ši aukšta įtampa gali sukelti kenksmingų karštųjų taškų ir sumažinti skydelio efektyvumą. Jei ši atvirkštinė įtampa tampa per aukšta, įjungiamas apėjimo diodas, skirtas skydo apsaugai. Kiekvieną kartą, kai įsijungia vienas iš šių diodų, skydo gamyba sumažėja trečdaliu. Be to, šių diodų eksploatavimo laikas yra ribotas: kuo daugiau jie naudojami, tuo greičiau rizikuoja sugesti.

„SunPower“ su savo Maxeon elementu du polius, teigiamą ir neigiamą, pastatė elemento gale, labai arti vienas kito. Taigi, esant šešėliavimui, atvirkštinė įtampa yra tik 2,5 volto (X serija) arba 5,5 volto (E serija). Šio dizaino privalumai šešėliavimo sąlygomis yra keli:

• Sumažėja atvirkštinė įtampa.
• Gaminama mažiau šilumos.
• Gaminama daugiau srovės ir energijos.
• Aplenkimo diodai naudojami rečiau, todėl pailgėja jų tarnavimo laikas.

Ar plokštėse yra apėjimo diodai?

Priešingai populiariems įsitikinimams, SunPower plokštės turi apėjimo diodus. Nors „SunPower“ vaizdo įraše teigiama, kad kiekviena ląstelė turi vieną, taip nėra. Šie diodai montuojami kiekvienam skydo trečdaliui. Ar tai reiškia, kad naudojant SunPower plokštes mums nereikia optimizatorių ant tamsesnio stogo? Ne visai. Esant dideliam šešėliavimui, vis tiek gali atsirasti srovės disbalansas. Tačiau šis efektas yra daug mažiau ryškus nei naudojant tradicinę plokštę. Todėl optimizavimas vis tiek gali būti naudingas, ypač naudojant tokius sprendimus kaip Tigo TS4 arba SolarEdge. Šis optimizavimas taip pat suteikia privalumų, pavyzdžiui, atskirų skydelių stebėjimą ir padidintą saugą gaisro atveju. Daugiau informacijos apie optimizavimo priemones rasite pirmoje šio straipsnio dalyje.

Sukeltas skilimas (LID)

Kad silicio elementai galėtų gaminti elektrą, jie yra apdorojami dopingu. Dauguma saulės baterijų yra legiruotos fosforu ir boru, todėl gaunamas P tipo silicis, tačiau šis silicio tipas turi silpnybę: yra jautrus „šviesos sukeltai degradacijai“ arba LID. Šis plačiai dokumentuotas reiškinys sumažina standartinių plokščių našumą 1–4 % po kelių valandų buvimo šviesoje.

Kalbant apie „SunPower“ plokštes (ir tam tikrus LG modelius), jose naudojamas N tipo silicis. Pastarasis našumu gerokai pranašesnis ir neturi LID trūkumų. Ir, žinoma, jo nereikėtų painioti su LSD.

Temperatūros įtaka saulės elementų gyvavimo trukmei?

Tradicinis plokščių gamybos procesas reikalauja labai subtilaus elementų sujungimo plonomis juostelėmis. Jei tai bus padaryta teisingai, bus pakankamai laisvos vietos, kad dėl dienos temperatūros svyravimų galėtų išsiplėsti ir susitraukti. Tačiau net jei šis žingsnis yra atliktas teisingai, ši sujungimo sistema išlieka silpnąja skydo vieta.

Kita vertus, „SunPower“ plokštėse naudojamos tvirtos, lanksčios varinės jungtys, skirtos prisitaikyti prie dydžio pokyčių.

Atsparumas dideliam karščiui ir atšiaurioms klimato sąlygoms:

Saulės energijos saulės kolektoriai teikia pirmenybę vėsioms, saulėtoms, o ne karštoms dienoms, kaip daugelis galvoja. Didėjant jų temperatūrai, mažėja jų efektyvumas. Kiekvieno modulio techniniuose lapuose ši savybė minima pavadinimu „šiluminis koeficientas“. SunPower Maxeon elementai su vario pagrindu aktyviai išsklaido šilumą, todėl plokštės gali geriau atlaikyti aukštą temperatūrą. Dėl to jie turi mažesnį šiluminį koeficientą, užtikrinantį optimalų veikimą net kaitriomis dienomis.

Didelė drėgmė gali sugadinti saulės baterijas. Drėgmė laikui bėgant prasiskverbia į įprastų plokščių galinę dangą, sukeldama sidabrinių grandinių koroziją ir sumažindama jų veikimą. Nors ši korozija ant aukštos kokybės plokščių atsiranda lėčiau, korozijos požymius galima pastebėti po 10–20 metų. Tyrimai rodo, kad karštos ir drėgnos sąlygos sumažina standartinių plokščių našumą jau po 2000 ekspozicijos valandų.

Atgalinio kontakto IBC tipo ląstelės:

Tradicinėse ląstelėse naudojami smulkūs sidabro atspaudai ir plonos juostelės energijai iš silicio perduoti į jungiamąją dėžę. Pagrindinis šio dizaino trūkumas yra tas, kad šie elementai meta šešėlį ant ląstelės, sumažindami jos efektyvumą. Akivaizdu, kad statyti kliūtį šviesai prieš saulės elementą nėra idealu. Taip pereiname prie kito punkto: stogo įrengimo ribos.

Apibendrinant, ar „Sunpower“ plokštės yra geriausios rinkoje?

SunPower kuria vienas pažangiausių saulės kolektorių rinkoje. Jų korinio ryšio technologija yra mažiau pažeidžiama dėl mikro įtrūkimų transportavimo ir montavimo etapuose bei esant klimato pavojaus. Šios plokštės yra efektyvesnės tamsesnėmis sąlygomis, geriau valdo temperatūros svyravimus ir siūlo optimizuotą gamybą karščio piko metu. Jie taip pat turi geresnį atsparumą drėgmei, palyginti su daugeliu kitų modelių. Be to, didelis jų efektyvumas leidžia optimaliai montuoti net ir ant ribotos erdvės stogų. Nors SunPower šiuo metu susiduria su finansiniais iššūkiais, daugelis saulės baterijų gamintojų susiduria su panašiomis situacijomis. Pasirinkę SunPower investuojate į pažangiausias technologijas, net jei blogiausiu atveju įmonė ateityje susidurs su neįveikiamomis kliūtimis.