Varför skära celler i hälften
De flesta fördelarna med halvskärda cellpaneler beror på att minska med halva panelens interna ström. Halvering av strömmen sänker resistiva förluster, varför prestanda förbättras. Detta resulterar i många fördelar som högre produktion, bättre produktion per m² och bättre prestanda i värme. Skuggfördelar, bättre hållbarhet och vissa andra prestationsvinster realiseras också med den nödvändiga reviderade panelkonfigurationen.
Minskning av resistiva förluster
I en solmodul uppstår strömförluster när elektronerna reser genom cellanslutningarna och bussstängerna. Eftersom effektförlusten är lika med resistansen multiplicerad med den aktuella kvadraten (P-förlust = R x I²) skulle en minskning av strömmen minska förlusten. Att splittra cellen i två halvor av strömmen (inte spänningen) av cellen, så när du tillämpar denna ändring i ekvationen minskar förlusterna med 75%. Eftersom nuvarande är högst i högsta produktionstider, är detta när förmånen är störst . Att minska strömmen för att minska förluster är inget nytt, vi har gjort det i över ett sekel i kraftöverföring. Men med dubbelt så mycket som halva strömceller fördubblas vår spänning, vilket skulle ha oönskade konsekvenser för systemdesign. Detta är löst i den ändrade panelkonfigurationen.
Standard 60 cell vs 120 halvskärmad cellpanel
Den nya, bättre konfigurationen
För att förstå hur det fungerar måste du veta följande:
Lägga till celler i en sträng (serie) ackumulerar spänning, inte ström
Lägga till en andra cellsträng (parallellt) ackumulerar ström, inte spänning
Så om de 120 halvskärda cellerna var anslutna i en sträng, skulle vi ha dubbelt så mycket spänning och halva strömmen som en normal 60-cellspanel. För att åtgärda detta har tillverkarna redesignat celllayouten för att ha två strängar på 60 halvskärda cellpaneler anslutna parallellt. Det övergripande resultatet är ganska smart, eftersom spänningen och strömmen som kommer ut är identisk med en standard 60 cellpanel, men den interna strömmen halveras. Detta resulterar i en effektivitetsökning på 1,5-3%, vilket är djupare än det låter. Det har också några önskvärda biverkningar.
Skuggningshantering förbättringar
Som nämnts gör förändringen i layoutet att panelen kan fungera bättre under vissa skuggningsscenarier. Innan du gräver till det här, var vänlig notera några saker:
Skuggning kommer fortfarande att få stor inverkan på ditt system, även om det är de scenarier som favoriseras av dessa paneler.
Panelen kan uppträda annorlunda på egen hand än vad den skulle ha i en sträng eller med en MLPE-enhet (modulnivå Power Electronics, som mikroinverterare eller optimeringsapparater).
En av de saker som tillverkarna trycker på är möjligheten för den övre halvan av panelen att inte påverkas om den nedre halvan är i skugga eller vice versa. För att förstå detta behöver vi en snabb uppdatering på skuggning.
Varför skuggning kan hanteras bättre på en halvskärmad cellpanel
När du har två strängar kopplade parallellt (som den övre och nedre delen av dessa paneler är) kan du isolera den nedre strömmen till den där sidan. Så en halv kan producera med 10% kapacitet och den andra producerar fullt ut. Detta är ganska praktiskt, men det kommer med en nackdel.
Kom ihåg min kommentar: "Panelen kan uppträda annorlunda på egen hand än vad den skulle ha i en sträng eller med en MLPE-enhet"? Det är därför det är viktigt.
Låt oss säga att du har en sträng av 10 paneler (ganska vanligt), på en strängomriktare, allt i perfekt solljus - förutom en panel som har fullständig nyans på bottenhalvan. I det här fallet kan den panelen producera vid 50%, men då skulle det också vara alla andra paneler. Detta är inte idealiskt. Inverterarens MPPT kommer inte att låta detta hända dock. Istället kommer strömmen att förbli hög och bypassdioderna på den panelen aktiveras och kringgår den hela panelen.
Om du hade en optimerare eller mikroinverterare i ovanstående scenario är det en annan (bättre) historia. Den panelen kan då producera vid 50% medan de andra fortsätter opåverkade.
Här är en illustrerad version:
Två scenarier
Båda har 10 halvskärda cellpaneler i en sträng, med en strängomriktare, varierande skuggförhållanden.
Scenario1 , antar att 90% avskärmer bottenhalvan av en panel (som illustrerad)
Bypassdioder på panel 1 aktiveras
Trots de halvskärda cellerna är systemet ännu bättre att släppa en panel helt än att ha en lägre ström. Se nedan en grov och förenklad översikt över varför. Notera:
1 effekt (P) = Ström (I) xVoltage (V)
1 Låt oss säga att paneler producerar ca. 30 V och 9 Amps
3 Spänning ökar när du är udda paneler i en sträng, ström strömmar inte vid lägsta ström.
Alternativ 1 - Dioder aktiva, släpp panel 1 helt:
P = 9 ampere x 270 volt (9 paneler @ 30 Volt), P = Ca. 2430 watt
Alternativ 2 -Dioder inaktiva, minska strömmen för alla paneler:
P = 4,95 ampere x 300 volt (9 paneler @ 30 Volt), P = Ca. 1485 watt
Scenario 2 , antar 90% skuggning på botten av alla paneler
Alla förbikopplingsdioder kommer att förbli inaktiva
Det är här där halvskärda celler är utmärkta. Bypassdioder skulle inte vara aktiva och produktion skulle vara alternativ 2 ovan. Med en standardpanel hade nästan hela produktionen gått vilse.
I de två scenarierna, en där där halvskärda celler inte hjälper och den andra där de kommer att hjälpa oerhört.
