Verhaal van een innovatief bedrijf: Sunpower

Sunpower-panelen worden vaak aangeprezen als de beste zonnepanelen ter wereld, maar zijn ze dat ook echt? In deze review zal ik het bedrijf en het panel eerst kort voorstellen. Vervolgens belicht ik acht potentiële problemen met traditionele panelen. Daarna zal ik laten zien hoe SunPower deze acht problemen heeft opgelost door een fundamenteel ander paneel te bouwen. Hierna zal ik mijn mening geven over de financiële situatie van SunPower: is SunPower een risicovolle optie in het huidige volatiele productieklimaat voor panelen?

Het in Californië gevestigde bedrijf voor zonnepanelen werd in 1985 opgericht door Dr. Richard Swanson. Met een recordefficiëntie van 21 procent wordt SunPower geprezen als het meest duurzame paneel ter wereld, met de laagste degradatie, veruit de langste garantie en een ongekende verwachte levensduur van 40 jaar. Geen wonder dat SunPower is gebruikt in enkele van de meest interessante projecten ter wereld.

De panelen van Sunpower worden vaak omschreven als een van de beste zonnepanelen ter wereld. Maar houden ze zich ook echt aan hun beloften? In deze analyse bespreek ik eerst de ontstaansgeschiedenis van het merk en de kenmerken van zijn producten. Vervolgens zal ik de uitdagingen bespreken waarmee conventionele panelen worden geconfronteerd en de innovatieve manier waarop SunPower daarop heeft gereageerd. Ik sluit af met een reflectie op de financiële stabiliteit van SunPower in het fluctuerende landschap van producenten van zonnepanelen.

SunPower werd in 1985 in Californië opgericht door Dr. Richard Swanson en heeft zich onderscheiden met een recordrendement van 21%. Hun reputatie is gebaseerd op de robuustheid van hun producten, hun weerstand tegen degradatie, een uitzonderlijk lange garantie en een geschatte levensduur van 40 jaar. Het is dan ook niet verrassend dat ze geassocieerd worden met innovatieve projecten over de hele wereld.

Een mooie toevoeging aan hun lijst, nietwaar? Voordat we tot de kern van de zaak komen en zien waarom SunPower voor deze initiatieven de voorkeur kreeg, moeten we eerst eens kijken naar de kwaliteitscriteria van een klassiek zonnepaneel.

Het ontwerp van traditionele zonnepanelen:

Tegenwoordig wordt een typisch zonnepaneel samengesteld uit ongeveer 60 siliconenmodules, ‘cellen’ genoemd. Elk van deze cellen is horizontaal gemarkeerd met een dun laagje zilver en verticaal verbonden door zilveren strips.

De montage wordt vervolgens ingelijst als een kunstwerk; deze cellen blijven behouden dankzij een EVA/polymeerlaag (vergelijkbaar met een plastic folie), met een venster aan de voorkant en een beschermlaag aan de achterkant. Alles is geconsolideerd in een aluminium frame.

Wanneer zonlicht de siliconencel raakt, wordt er elektriciteit geproduceerd die door het gezeefdrukte zilver langs de verbindingsstrips gaat en een aansluitdoos bereikt die aan de achterkant van het paneel is bevestigd. Deze panelen zijn met elkaar verbonden via MC4-connectoren.

Het geheel gevormd door de siliconencel, de banden, het glas, het polymeermateriaal, de beschermlaag, het frame, de aansluitdoos en de MC4-verbindingen is wat we de “Lijst met Componenten” of BOM noemen;

Goedkope zonnepanelen versus Sunpower?

Uiteraard vereist de productie van een paneel het gebruik van een lijst hoogwaardige materialen, waarbij gebruik wordt gemaakt van recente en goed onderhouden geautomatiseerde apparatuur. Als we aan high-end zonnepanelen denken, denken we meteen aan merken als SunPower, LG en Winaico. Anderen, zoals Canadian Solar, JA Solar en Phono, vertegenwoordigen Chinese kwaliteit tegen aantrekkelijkere kosten. Van de vele beschikbare panelen overtreft er echter één in het bijzonder alle andere.

Waarom zijn Sunpower-panelen de beste?

De Maxeon-cel van SunPower is het centrale element van SunPower-panelen. Het unieke ontwerp maakte het mogelijk om minimaal acht uitdagingen te overwinnen waarmee conventionele zonnepanelen te maken krijgen.

Kwetsbare cel versus Sunpower-cel!

Soms laat ik tijdens een ontmoeting met een klant een klassieke zonnecel zien en leg ik uit hoe deze werkt. Nieuwsgierig pakken ze het vaak op, en binnen enkele seconden is het kapot. Hun verbazing is voelbaar, maar ik blijf verbazing veinzen om het effect te accentueren. Vervolgens benadruk ik de delicate aard van conventionele zonnecellen.

Zonnepanelen vereisen een delicate behandeling. Veelvoorkomende fouten, zoals onjuiste behandeling of transport, kunnen microscheurtjes veroorzaken. Bovendien worden door de technologische ontwikkelingen en de zoektocht naar kostenreductie paneelcomponenten steeds dunner, waardoor het risico nog groter wordt. Hoewel dit risico zelfs bij panelen van hogere kwaliteit aanwezig is, zijn er uitzonderingen.

Dit is het geval bij SunPower. Na de breekbaarheidsdemonstratie laat ik vaak een SunPower-cel zien. Deze laatste, versterkt door een koperen basis, is veel robuuster. Door deze robuustheid te combineren met de kwaliteit van het SunPower-glas en -frame, zijn deze cellen vrijwel immuun voor microscheurtjes, zelfs onder reële gebruiksomstandigheden. »

Uitzonderlijke betrouwbaarheid:

Investeer met vertrouwen, wetende dat de kwaliteit van SunPower Maxeon-panelen bewezen is. Bij veldtesten in de praktijk gedurende acht jaar en met 8 panelen verspreid over 800 locaties vertoonden SunPower Maxeon-zonnepanelen de laagste degradatiepercentages in de sector,000 wat neerkomt op een bijna vier keer grotere betrouwbaarheid. conventionele panelen (zie PVEL 2023 test).

Tolerantie en impact van schaduw op de Maxeon-cel:

SunPower-panelen bieden betere prestaties bij gedeeltelijke schaduw. Hier is een korte uitleg:

Een conventionele siliconencel heeft de positieve pool aan de ene kant en de negatieve pool aan de andere kant. Vanwege deze grote elektrische scheiding genereert de cel, wanneer deze in de schaduw staat, een relatief hoge sperspanning om de weerstand te overwinnen. Over het algemeen varieert deze spanning tussen 15V en 20V voor een standaardcel. Deze hoge spanning kan schadelijke hotspots veroorzaken en de paneelefficiëntie verminderen. Als deze sperspanning te hoog wordt, wordt de bypass-diode, ontworpen om het paneel te beschermen, geactiveerd. Elke keer dat een van deze diodes wordt geactiveerd, neemt de productie van het paneel met een derde af. En deze diodes hebben een beperkte levensduur: hoe vaker ze worden gebruikt, hoe sneller ze defect raken.

SunPower heeft met zijn Maxeon-cel de twee polen, positief en negatief, aan de achterkant van de cel geplaatst, heel dicht bij elkaar. Bij schaduw is de sperspanning dus slechts 2,5 volt (X-serie) of 5,5 volt (E-serie). De voordelen van dit ontwerp in schaduwomstandigheden zijn talrijk:

• De sperspanning wordt verlaagd.
• Er wordt minder warmte gegenereerd.
• Er wordt meer stroom en energie geproduceerd.
• Bypassdiodes worden minder vaak gebruikt, waardoor hun levensduur toeneemt.

Hebben de panelen bypass-diodes?

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, hebben SunPower-panelen wel bypass-diodes. Hoewel een SunPower-video beweert dat elke cel er een heeft, is dat niet het geval. Deze diodes worden voor elk derde van het paneel geïnstalleerd. Betekent dit dat we met SunPower-panelen geen optimizers op een schaduwrijk dak nodig hebben? Niet helemaal. Onder zware schaduwomstandigheden kan er nog steeds een stroomonbalans optreden. Dit effect is echter veel minder uitgesproken dan bij een traditioneel paneel. Optimalisatie kan dus nog steeds voordelig zijn, vooral bij oplossingen als Tigo TS4 of SolarEdge. Deze optimalisatie biedt ook voordelen zoals individuele paneelbewaking en verhoogde veiligheid bij brand. Voor meer informatie over optimizers kunt u het eerste deel van dit artikel raadplegen.

Geïnduceerde degradatie (“LID”)

Om siliciumcellen in staat te stellen elektriciteit op te wekken, ondergaan ze een ‘dopingproces’. Het merendeel van de zonnepanelen is gedoteerd met fosfor en boor, wat resulteert in silicium van het P-type. Dit type silicium heeft echter een zwakte: het is gevoelig voor ‘light-geïnduceerde degradatie’ of LID. Dit breed gedocumenteerde fenomeen vermindert de prestaties van standaardpanelen met 1 tot 4% na slechts een paar uur blootstelling aan licht.

Wat de SunPower-panelen (en bepaalde LG-modellen) betreft, deze gebruiken silicium van het type N. Dit laatste is qua prestaties aanzienlijk superieur en heeft niet de nadelen van LID. En natuurlijk moet het niet worden verward met LSD.

Impact van temperaturen op de levensduur van zonnecellen?

Het traditionele productieproces van panelen vereist een zeer delicate methode om de cellen met elkaar te verbinden met behulp van dunne linten. Als dit correct wordt gedaan, zal er voldoende ruimte zijn om uitzetting en inkrimping mogelijk te maken als gevolg van dagelijkse temperatuurschommelingen. Maar zelfs als deze stap correct wordt uitgevoerd, blijft dit verbindingssysteem het zwakke punt van het paneel.

SunPower-panelen daarentegen maken gebruik van sterke, flexibele koperverbindingen, ontworpen om veranderingen in grootte op te vangen.

Tolerantie tegen extreme hitte en zware klimatologische omstandigheden:

Sunpower-zonnepanelen geven de voorkeur aan koele, zonnige dagen, niet aan warme dagen zoals veel mensen denken. Naarmate hun temperatuur stijgt, neemt hun efficiëntie af. De technische fiches voor elke module vermelden dit kenmerk onder de naam “thermische coëfficiënt”. De Maxeon-cellen van SunPower, met hun koperen basis, voeren actief warmte af, waardoor de panelen beter bestand zijn tegen hoge temperaturen. Als gevolg hiervan hebben ze een lagere thermische coëfficiënt, waardoor optimale prestaties worden gegarandeerd, zelfs op warme dagen.

Een hoge luchtvochtigheid kan zonnepanelen aantasten. Vocht sijpelt na verloop van tijd in de achtercoating van conventionele panelen, wat corrosie van zilveren circuits veroorzaakt en hun prestaties vermindert. Hoewel deze corrosie langzamer optreedt bij hoogwaardige panelen, kunnen er na 10 tot 20 jaar tekenen van corrosie worden waargenomen. Uit onderzoek blijkt dat warme en vochtige omstandigheden de prestaties van standaardpanelen al na 2000 uur blootstelling verminderen.

IBC-type cellen met rugcontact:

Traditionele cellen gebruiken fijne zilverafdrukken en dunne linten om energie van het silicium naar de aansluitdoos over te brengen. Het grote nadeel van dit ontwerp is dat deze elementen een schaduw op de cel werpen, waardoor de efficiëntie ervan afneemt. Het is duidelijk dat het plaatsen van een obstakel voor licht vóór een zonnecel niet ideaal is. Dit brengt ons bij het volgende punt: limieten voor dakinstallaties.

Kortom: zijn Sunpower-panelen de beste op de markt?

SunPower ontwerpt een van de meest geavanceerde zonnepanelen op de markt. Hun cellulaire technologie is minder kwetsbaar voor microscheurtjes tijdens de transport- en installatiefase en in het licht van klimatologische gevaren. Deze panelen zijn efficiënter in schaduwrijke omstandigheden, beheersen temperatuurschommelingen beter en bieden een geoptimaliseerde productie tijdens hittepieken. Ze zijn ook beter bestand tegen vocht in vergelijking met veel andere modellen. Bovendien maakt hun hoge rendement een optimale installatie mogelijk, zelfs op daken met beperkte ruimte. Hoewel SunPower momenteel met financiële problemen kampt, kampen veel fabrikanten van zonnepanelen met soortgelijke situaties. Door voor SunPower te kiezen, investeert u in geavanceerde technologie, zelfs als het bedrijf in het ergste geval in de toekomst met onoverkomelijke obstakels wordt geconfronteerd.