ทำความเข้าใจโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบตัดสี่ส่วน: ข้อได้เปรียบในการประหยัดพลังงานและข้อแลกเปลี่ยนที่ซ่อนอยู่ อธิบายโดยการสูญเสีย I²

บทนำ

ใครก็ตามที่ทำงานในวงการ PV ย่อมรู้ว่าโมดูลเซลล์แบบตัดครึ่งมีอยู่ทั่วไปแล้ว ส่วนแบบตัดสี่ส่วนซึ่งเป็นขั้นถัดไปถูกทำการตลาดว่า "ลดการสูญเสียจากสาย ส่งผลให้กำลังผลิตสูงขึ้น" แต่คนส่วนใหญ่รู้เพียงข้ออ้าง ไม่ใช่เหตุผลเบื้องหลัง การตัดเซลล์แบบสี่ส่วนช่วยลดการสูญเสียตรงไหนกันแน่? และถ้าชิ้นส่วนที่เล็กลงหมายถึงกระแสที่น้อยลง ทำไมอุตสาหกรรมไม่ตัดเป็น 16 หรือ 32 ชิ้น? มาละทิ้งสูตรที่ซับซ้อนและใช้การเปรียบเทียบแบบง่ายเพื่อทำความเข้าใจตรรกะพื้นฐาน ข้อดี และข้อเสียของ PV แบบตัดสี่ส่วนในคราวเดียว

หลักการสำคัญ: กฎกำลังสองของกระแสเบื้องหลังการตัดเซลล์

เมื่อใดก็ตามที่กระแสไหลผ่านตัวนำ PV (ริบบอน, บัสบาร์, เส้นกริด) การสูญเสียย่อมหลีกเลี่ยงไม่ได้ สูตรการสูญเสียกำลังคือ:

P = I²R (การสูญเสียกำลัง = กระแสยกกำลังสอง × ความต้านทาน)

การยกกำลังสองคือประเด็นสำคัญ การสูญเสียและกระแสไม่ได้เคลื่อนที่ในเส้นตรงร่วมกัน การลดลงเล็กน้อยของกระแสทำให้การสูญเสียลดลงอย่างมาก

1. เซลล์เต็ม → เซลล์ครึ่ง (โมดูลแบบตัดครึ่ง)

กระแสต่อชิ้นลดลงเหลือ 1/2 ของเดิม ดังนั้นการสูญเสีย = (1/2)² = 1/4 การสูญเสียจากสายลดลง 75% ทันที นี่คือเหตุผลหลักที่โมดูลแบบตัดครึ่งได้รับความนิยม

2. อัปเกรดจากตัดครึ่งเป็นตัดสี่ส่วน

กระแสต่อชิ้นลดลงเหลือ 1/4 ของเซลล์เต็มเดิม ดังนั้นการสูญเสีย = (1/4)² = 1/16 เมื่อเทียบกับเซลล์เต็ม การสูญเสียภายในลดลงมากกว่า 90% เมื่อเทียบกับโมดูลแบบตัดครึ่ง การสูญเสียลดลงอย่างรวดเร็วอีกครั้ง

การตัดยังให้ข้อดีเพิ่มเติมอีกด้วย เซลล์ที่เล็กลงทำให้ริบบอนที่ใช้สามารถทำให้บางลงได้ ริบบอนที่บางลงบดบังพื้นที่ด้านหน้าของเซลล์น้อยลง ดังนั้นการสูญเสียจากการบังแสงลดลง เซลล์รับแสงได้มากขึ้น และกำลังผลิตเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

ถึงจุดนี้หลายคนถามว่า: ถ้าชิ้นส่วนที่เล็กลงหมายถึงกระแสที่น้อยลงและการสูญเสียที่ต่ำลง ทำไมอุตสาหกรรมไม่ตัดเซลล์เป็น 16, 32 หรือแม้แต่ 64 ชิ้น?

คำตอบชัดเจน: การตัดมากขึ้นไม่ได้ดีเสมอไป การตัดเป็นสี่ส่วนมีต้นทุนและการสูญเสียที่คุณไม่ควรมองข้าม

การมองเห็นภาพ: การลดการสูญเสียในเส้นทางเดินสายเกิดขึ้นที่ไหนจริงๆ?

หลายคนรู้ว่าการตัดเป็นสี่ส่วนช่วยลดการสูญเสียในเส้นทางเดินสาย แต่ไม่สามารถระบุได้ว่าการลดลงนั้นอยู่ตรงไหน ลองนึกภาพเส้นทางกระแสเหมือนน้ำไหลลงเนิน แล้วทุกอย่างจะชัดเจน

กระแสที่เกิดจากแสงเหมือนฝนที่ตกลงมาอย่างสม่ำเสมอจากยอดเขา เส้นทางทั้งหมดผ่าน 5 ขั้นตอน: รอยต่อ PN → เส้นกริดนิ้ว (ลำธาร) → เส้นกริดบัสบาร์ (แม่น้ำเล็ก) → ริบบอน (แม่น้ำใหญ่) → บัสบาร์ (แม่น้ำใหญ่) ทุกช่วงทำให้เกิดการสูญเสีย

1. ส่วนที่ไม่เปลี่ยนแปลง: การสูญเสียในเส้นกริด

ไม่ว่าเซลล์จะถูกตัดเป็นกี่ชิ้น ปริมาณแสงที่ตกกระทบต่อหน่วยพื้นที่เซลล์ยังคงเท่าเดิม การไหลของกระแสและความเร็วภายในเส้นกริดไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น การสูญเสียในเส้นกริดนิ้วและบัสบาร์กริดไม่ลดลง

2. ส่วนที่ลดลงมาก: ริบบอนเชื่อมต่อเซลล์

เซลล์เต็ม: กระแสจากทั้งเซลล์ไหลเข้าสู่ริบบอนเส้นเดียว กระแสสูงและการสูญเสียสูง

เซลล์ตัดสี่ส่วน: มีเพียง 1/4 ของพื้นที่เซลล์ที่กระแสไหลผ่านแต่ละริบบอน ดังนั้นกระแสในริบบอนลดลงอย่างมาก

ข้อมูลอุตสาหกรรมแสดงว่าการสูญเสียในริบบอนคิดเป็น 60% ของการสูญเสียภายในทั้งหมดของโมดูล โดยการลดกระแสในริบบอน การตัดสี่ส่วนช่วยประหยัดการสูญเสียพลังงานส่วนใหญ่ได้

ข้อเสียที่ซ่อนอยู่: การสูญเสียในบัสบาร์ลดทอนผลประโยชน์

การสูญเสียในริบบอนลดลงมาก ซึ่งดูเหมือนจะเป็นข้อดีทั้งหมด แต่การตัดสี่ส่วนจำเป็นต้องออกแบบวงจรใหม่ และนั่นนำมาซึ่งข้อเสียสองประการ

1. ความยาวบัสบาร์เพิ่มขึ้นอย่างมาก

โมดูลที่ตัดสี่ส่วนต้องใช้บัสบาร์เพิ่มเติม ความยาวบัสบาร์ทั้งหมดเพิ่มขึ้นจาก 3.4 เมตรเป็น 8 เมตร เกือบสองเท่า และต้นทุนวัสดุก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย

2. การสูญเสียในบัสบาร์ใหม่หักล้างส่วนหนึ่งของผลประโยชน์

การสูญเสียในบัสบาร์คิดเป็น 20% ของการสูญเสียทั้งหมดของโมดูล เมื่อยาวขึ้น การสูญเสียในเส้นทางเดินสายบัสบาร์โดยรวมเพิ่มขึ้น 50%

คำนวณคร่าวๆ: เกือบ 40% ของสิ่งที่ตัดสี่ส่วนประหยัดได้จากริบบอนถูกหักล้างกลับไปด้วยการสูญเสียบัสบาร์ที่เพิ่มขึ้น ผลผลิตที่ได้จริงจึงน้อยกว่าที่ทฤษฎีบอกไว้มาก

มุมมองอุตสาหกรรม: การตัดเป็นสี่ส่วนคุ้มค่าที่จะนำมาใช้หรือไม่?

นี่คือข้อดีและข้อเสียทั้งหมดของโมดูลแบบตัดเป็นสี่ส่วน:

ข้อดี

• ใช้กฎกำลังสองของกระแส การสูญเสียในริบบอนลดลงอย่างมาก ดังนั้นกำลังไฟฟ้าตามทฤษฎีจึงสูงกว่าโมดูลแบบเต็มเซลล์และแบบตัดครึ่ง

• ใช้ริบบอนที่บางกว่าเพื่อลดการบังด้านหน้าและเพิ่มพื้นที่รับแสงของเซลล์

ข้อเสีย

• รูปแบบวงจรเปลี่ยนไป การใช้บัสบาร์และความยาวเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และต้นทุนวัสดุสูงขึ้น

• การสูญเสียจากบัสบาร์ใหม่抵消ส่วนใหญ่ของกำลังที่ประหยัดได้ ดังนั้นกำไรจริงจึงมีจำกัด

• ไม่มีการตัดไม่สิ้นสุด: ยิ่งตัดมาก เส้นกริด จุดบัดกรี และโครงสร้างบัสบาร์ก็ยิ่งซับซ้อน และการสูญเสียที่เพิ่มขึ้นกับต้นทุนการผลิตก็แซงหน้าส่วนที่ประหยัดได้อย่างรวดเร็ว

พูดคุยกับเรา

การตัดเป็นสี่ส่วนเป็นก้าวขึ้นจากการตัดครึ่ง การลดการสูญเสียตามทฤษฎีดูดี แต่ต้นทุนบัสบาร์และการสูญเสียเพิ่มเติมทำให้ผลตอบแทนจริงมีเพดานจำกัด ในระบบ PV แบบกระจายและโรงไฟฟ้าพื้นดินขนาดใหญ่ คุณคิดว่าโมดูลแบบตัดเป็นสี่ส่วนคุ้มค่าหรือไม่? แสดงความคิดเห็นด้านล่าง

#SolarTech #QuarterCutModule #PVLineLoss

มุมมองของ Ooitech

สิ่งที่แสดงให้เห็นจริงๆ คือ ประสิทธิภาพของโมดูลขึ้นอยู่กับขั้นตอนการเชื่อมต่อ ไม่ใช่แค่เซลล์เท่านั้น เมื่อคุณออกแบบความกว้างริบบอนและการเดินบัสบาร์บนสายการผลิตแบบตัดสี่ส่วน ความแม่นยำของเครื่อง tabber-stringer และการจัดวางจะเป็นตัวกำหนดว่าคุณจะได้การประหยัด I² จริงหรือสูญเสียกลับผ่านบัสบาร์ที่ยาวขึ้น เราเห็นสิ่งนี้ในสายการผลิตโมดูลแบบครบวงจรของ Ooitech ซึ่งการออกแบบเซลล์เดียวกันสามารถให้กำลังไฟฟ้าต่างกันหลายวัตต์ ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของกระบวนการ stringing และ bussing หากคุณต้องการดูว่าขั้นตอนเหล่านี้ทำงานร่วมกันในโรงงานผลิตจริง ช่อง YouTube ของเราที่ www.youtube.com/ooitech มีวิดีโอการผลิตมากมายให้ชม