Modul Suria Berbilang Potongan: Analisis Praktikal Rintangan Teduhan

Modul Solar Pelbagai Potong: Mengapa Topik Ini Kembali

Bermula dari tahun 2025, idea modul "pelbagai potong" menjadi hangat semula dalam industri PV. Di pameran SNEC tahun ini, banyak pengeluar modul mempersembahkan reka bentuk baharu seperti modul potong ketiga dan suku potong. Nampaknya pengeluar tidak lagi berpuas hati dengan format separuh potong konvensional. Industri ini bertanya soalan yang sangat praktikal: berapa kali satu sel solar boleh dipotong, dan apakah nilai sebenar yang dibawanya?

Artikel ini melihat dengan lebih dekat apa itu modul pelbagai potong, mengapa ia dibincangkan semula, dan apakah kelebihan serta batasannya dari segi ketahanan teduhan.

Apakah Modul Solar Pelbagai Potong?

Modul solar "pelbagai potong" biasanya bermaksud sel solar bersaiz penuh dipotong kepada beberapa unit sel yang lebih kecil, yang kemudiannya disambung melalui reka bentuk litar siri atau selari dan dilamina menjadi modul PV yang lengkap.

Format biasa termasuk:

• Sel separuh potong: satu sel penuh dipotong kepada 2 bahagian, kini reka bentuk arus perdana

• Sel potong ketiga: satu sel dipotong kepada 3 bahagian

• Sel pelbagai potong: satu sel dipotong kepada lebih banyak bahagian kecil, seperti reka bentuk 4 potong, 5 potong atau 6 potong

• Modul bertindih: juga sejenis aplikasi pelbagai potong khas, dengan jalur sel yang bertindih

Nota: Gambar rajah di atas hanya menunjukkan konsep litar biasa. Ia tidak mewakili reka bentuk produk tepat pengeluar tertentu.

Mengapa Pengeluar Menggunakan Reka Bentuk Pelbagai Potong

Tujuan utama reka bentuk potongan berbilang adalah untuk mengurangkan arus operasi setiap unit sel dan mengoptimumkan sambungan litar dalaman modul. Dengan berbuat demikian, modul dapat mengurangkan kerugian elektrik dan meningkatkan penjanaan tenaga dalam keadaan dunia sebenar yang rumit.

Faedah utama termasuk:

• Arus operasi yang lebih rendah: Selepas sel suria dipotong menjadi unit yang lebih kecil, arus setiap sub-sel dikurangkan dengan sewajarnya.

• Kehilangan rintangan yang lebih rendah: Kehilangan rintangan dalaman modul PV adalah berkadar dengan kuasa dua arus.

Ploss = I²R

Oleh itu, apabila arus dikurangkan, kehilangan rintangan dalam reben, basbar dan laluan konduktif dalaman juga berkurangan.

• Kuasa keluaran modul yang lebih tinggi: Dengan kehilangan elektrik dalaman yang lebih rendah, modul biasanya boleh mencapai keuntungan kuasa tertentu di bawah keadaan ujian standard.

• Risiko titik panas yang berkurangan: Arus yang lebih rendah membantu mengurangkan pemanasan di bawah teduhan separa, meningkatkan tingkah laku titik panas modul.

• Toleransi teduhan yang lebih baik: Dengan reka bentuk litar yang betul, kesan teduhan setempat boleh dihadkan kepada kawasan yang lebih kecil, membolehkan kawasan yang tidak berlorek terus menjana kuasa.

Reka Bentuk Litar: Bagaimana Teduhan Setempat Mempengaruhi Keluaran Modul Suria

Sel suria secara kasar boleh dianggap sebagai sumber arus. Di bawah cahaya matahari yang baik, sel menjana arus. Apabila sebahagian sel dilorek, keupayaan penjanaan kuasanya menurun, dan arus keluaran juga berkurangan.

Rajah 6: Kesan teduhan pada keluaran rentetan sel tunggal

Dalam modul sel penuh tradisional, berbilang sel disambung secara bersiri untuk membentuk rentetan sel. Jika satu sel, atau beberapa sel, dilorek, sel yang dilorek akan mengehadkan arus keluaran keseluruhan rentetan. Secara ringkasnya, arus keluaran rentetan sel yang sama biasanya ditentukan oleh sel yang paling lemah, iaitu sel yang paling berat teduhannya.

Di bawah teduhan yang teruk, sel yang dilorek mungkin menjadi pincang songsang. Daripada menjana kuasa, ia menjadi beban elektrik dan menghasilkan haba setempat. Ini adalah kesan titik panas yang terkenal.

Untuk mengurangkan risiko titik panas, modul PV biasanya dilengkapi dengan diod pintasan. Apabila satu rentetan sel dilindungi dengan teruk, diod pintasan mengalir dan membenarkan arus memintas rentetan yang terjejas. Ini melindungi sel, tetapi rentetan yang dipintas tidak lagi dapat menyumbang kuasa. Akibatnya, kuasa keluaran modul menurun dengan ketara.

Oleh itu, rintangan teduhan modul tidak hanya ditentukan oleh sel suria itu sendiri. Ia juga sangat bergantung pada reka bentuk litar dalaman modul.

Logik Asas Modul Multi-Potong: Membahagikan Arus Tinggi kepada Arus Rendah

Modul multi-potong memotong sel standard kepada unit sel yang lebih kecil dan kemudian menyambungkannya melalui litar siri dan selari yang sesuai. Berbanding dengan modul sel penuh tradisional, satu ciri penting reka bentuk multi-potong ialah setiap unit sel potong berfungsi pada arus yang lebih rendah.

Andaikan arus operasi sel penuh ialah I0. Jika ia dipotong sama rata kepada n keping, arus teori setiap unit sel potong adalah lebih kurang:

Isel = I0 / n

Contohnya:

• Dalam modul separuh potong, setiap unit sel separuh mempunyai arus kira-kira I0/2.

• Dalam modul potong ketiga, setiap unit sel potong ketiga mempunyai arus kira-kira I0/3.

• Dalam modul potong suku, setiap unit sel potong suku mempunyai arus kira-kira I0/4.

Sudah tentu, nilai arus sebenar juga dipengaruhi oleh kualiti pemotongan laser, pasif tepi, reka bentuk reben, kehilangan rintangan dan susun atur modul. Tetapi dari prinsip asas, arus operasi unit sel multi-potong jelas lebih rendah daripada sel penuh.

Apabila arus dikurangkan, dua faedah langsung muncul.

Kehilangan Rintangan Lebih Rendah

Apabila arus berkurang, kehilangan rintangan dalam reben dan kawasan sambungan menurun dengan ketara. Mengambil modul potong suku sebagai contoh, dalam keadaan ideal dengan faktor lain tidak berubah, kehilangan rintangannya secara teori boleh dikurangkan kepada satu per enam belas daripada modul sel penuh.

Kesan Teduhan Tempatan Boleh Dihadkan dengan Lebih Mudah

Dengan reka bentuk litar yang lebih terbahagi, ketidakpadanan arus yang disebabkan oleh teduhan boleh dihadkan kepada kawasan tempatan dan bukannya menjejaskan rentetan sel yang lebih besar.

Sebagai contoh, apabila dua objek teduhan dengan luas yang sama jatuh pada modul sel penuh dan modul potong separuh, objek tersebut mungkin menutupi 80% satu sel penuh dalam modul sel penuh. Dalam modul potong separuh, objek yang sama mungkin tersebar di atas dua sel separuh, menaungi 30% satu sel separuh dan 50% sel separuh yang lain. Dalam kes ini, corak ketidakpadanan arus dan kawasan yang terjejas akan berbeza.

Perkara Utama: Reka Bentuk Litar Siri dan Selari yang Lebih Fleksibel

Reka bentuk modul potong berbilang bukan sekadar memotong sel menjadi kepingan yang lebih kecil. Faktor sebenar yang menentukan ketahanan teduhan adalah bagaimana sel-sel disambungkan selepas dipotong.

Dalam modul sel penuh tradisional, sel biasanya disambung secara siri, dan modul dibahagikan kepada tiga bahagian litar oleh tiga diod pintasan. Apabila satu sel dinaungi dengan teruk, ia boleh menjejaskan output kira-kira satu pertiga daripada keseluruhan kawasan modul.

Dalam modul potong berbilang, rentetan sel besar asal boleh dibahagikan kepada unit penjanaan kuasa yang lebih kecil melalui reka bentuk siri-selari yang lebih terperinci. Laluan selari juga membolehkan pengagihan arus yang lebih fleksibel.

Mengambil modul potong suku sebagai contoh, dengan susun atur litar yang betul, kesan teduhan pada satu sel potong boleh dihadkan kepada kira-kira satu per dua belas daripada kawasan litar. Sebagai perbandingan, dalam modul sel penuh atau potong separuh tradisional, teduhan pada kedudukan yang sama boleh mempengaruhi bahagian output rentetan sel yang lebih besar.

Rajah 7: Gambarajah litar setara modul sel penuh, potong separuh, potong pertiga dan potong suku

Rajah 8: Di bawah teduhan 50% yang sama pada unit penjanaan kuasa minimum, modul shingled dapat mengekalkan kuasa yang lebih tinggi

Oleh itu, modul potong berbilang dapat mengekalkan output yang lebih baik di bawah teduhan separa dengan menggunakan bahagian litar yang lebih terperinci dan laluan arus selari. Logik reka bentuk teras termasuk:

• Memotong sel menjadi unit penjanaan kuasa yang lebih kecil

• Menggunakan sambungan siri yang betul untuk mencapai voltan modul yang diperlukan

• Menggunakan cabang selari untuk mengurangkan arus dalam setiap cabang

• Menggunakan diod pintasan untuk mengehadkan kehilangan kuasa di kawasan teduhan

• Membenarkan kawasan yang tidak dinaungi terus menjana kuasa sebanyak mungkin

Batasan Penting: Potong Berbilang Tidak Selalu Lebih Baik di Bawah Setiap Corak Teduhan

Walaupun artikel ini memberi tumpuan kepada bagaimana reka bentuk litar potong berbilang dapat meningkatkan ketahanan teduhan, modul potong berbilang tidak semestinya mempunyai kelebihan dalam setiap senario teduhan.

Perkara utama yang dibincangkan di atas adalah: apabila bahagian berlorek unit sel adalah sama, modul potong berbilang sering mencapai kuasa keluaran yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, di bawah saiz dan bentuk bayang yang sama, kerana setiap unit sel potong mempunyai luas yang lebih kecil, bahagian berlorek unit tersebut mungkin menjadi lebih tinggi. Ini boleh menyebabkan kuasa keluaran menurun.

Sebagai contoh, apabila teduhan berlaku di sepanjang sisi pendek modul, terutamanya pada awal pagi atau lewat petang apabila sudut matahari rendah, bayang mungkin menutupi baris bawah sel. Untuk modul potong separuh, baris bawah mungkin hanya 70% berlorek. Tetapi untuk modul potong suku, kerana setiap sel potong lebih pendek tingginya, bayang yang sama mungkin menutupi sepenuhnya baris bawah sel potong suku. Ini boleh menyebabkan penurunan keluaran yang ketara dalam bahagian litar yang sepadan, atau bahkan menyebabkan sebahagian daripada rentetan sel kehilangan keupayaan keluaran.

Selain itu, modul potong ketiga mungkin mempunyai asimetri atas-bawah disebabkan oleh reka bentuk susun atur dan litar. Apabila kawasan atau bentuk bayang yang sama muncul di sisi modul yang berbeza, kehilangan keluaran sebenar mungkin tidak sama. Dalam beberapa keadaan teduhan tertentu, modul potong ketiga mungkin mengalami kehilangan kuasa yang lebih besar daripada modul potong separuh.

Jadi, apabila menilai kehilangan kuasa yang disebabkan oleh bayang, kita tidak boleh hanya melihat kawasan berlorek. Kita juga perlu mempertimbangkan taburan litar siri-selari dalaman sebenar, zon perlindungan diod pintasan, bentuk bayang dan kedudukan bayang.

Dari Kuasa Tinggi ke Ketahanan Tenaga Tinggi

Apabila kuasa modul PV terus meningkat, persaingan industri tidak lagi hanya tentang kuasa puncak di bawah keadaan ujian standard. Untuk loji kuasa solar sebenar, hasil tenaga jangka panjang dan kestabilan di bawah persekitaran operasi yang kompleks menjadi lebih penting.

Modul potong suku dan modul potong berbilang lain menggunakan unit sel yang lebih kecil, arus operasi yang lebih rendah dan litar siri-selari yang lebih fleksibel untuk mengurangkan kesan teduhan setempat terhadap jumlah keluaran modul. Nilai teras mereka adalah mudah: setempatkan kesan bayang, pastikan kawasan tidak berlorek terus berfungsi, dan tingkatkan kestabilan penjanaan tenaga dalam aplikasi sebenar.

Di bumbung komersial dan perindustrian, bumbung kediaman, projek BIPV dan senario lain yang berisiko teduhan setempat, modul potong suku mungkin menjadi laluan teknikal penting untuk meningkatkan hasil sistem dan kebolehpercayaan operasi.

Pandangan Ooitech

Sebagai pembekal peralatan yang bekerja rapat dengan barisan pengeluaran modul solar, Ooitech melihat teknologi potongan berbilang sebagai lebih daripada perubahan format sel; ia adalah cabaran gabungan yang melibatkan ketepatan pemotongan laser, kestabilan penyambungan, susun atur litar dan pemeriksaan kualiti. Bagi pengeluar yang mempertimbangkan produk separuh potong, potongan ketiga, potongan suku atau shingled, barisan pengeluaran mesti dinilai bersama dengan seni bina elektrik modul, kerana prestasi teduhan sangat bergantung pada bagaimana setiap unit sel kecil disambung dan dilindungi. Pada pandangan kami, peringkat seterusnya persaingan modul bukan sahaja akan membandingkan watt nama, tetapi juga membandingkan sejauh mana modul boleh terus menghasilkan tenaga di bawah habuk, daun, halangan bumbung dan bayang-bayang sudut rendah.