Az 500 W fölötti napelem panelek fény- és árnyoldalai – I. rész

A cikksorozat első részében a pv magazine szerkesztője, Pilar Sánchez Molina az iparág szakértőivel elemzi, hogy milyen kihívásokat és lehetőségeket hoztak az 500 W fölötti kimenő teljesítménnyel bíró új panelek.

2020. szeptember 3. csütörtök, forrás: mnnsz.hu

Az elmúlt pár hónapban több Tier-1 minősítésű gyártó szállt be a minél nagyobb teljesítményű, 500 W fölötti termékek előállításáért folyó versenybe. Ez a versengés széles körben váltott ki lelkesedést, ugyanakkor szkepticizmust is: a szakértők és a napelemes szektorban érintett emberek körében számos kérdés merült fel. Mi lehet e mögött? A nagyobb teljesítményű modulok valóban előnyösebbek? Miért most jelentek meg?

A pv magazine független áramtermelőkkel, panelgyártókkal, befektetőkkel, tervezéssel, közbeszerzéssel és építéssel foglalkozókkal, fotovoltaikus termékeket forgalmazókkal és tanácsadókkal konzultált, hogy megpróbálja megérteni, hogy csak egy felkapott dologról van szó, vagy olyan trendről, amely hosszú távon is velünk marad. A ma induló sorozat első cikkében megpróbáljuk sorra venni az összes nézőpontot.

Nagyon erős vagy rendkívül hatékony?

Az első kérdés, amelyet feltettünk magunknak, hogy a gyártók miért a teljesítmény növelésére törekszenek termékeik hatékonyságának fejlesztése helyett.

„Kína a PERC n-típusú cella felépítés mellett tette le a voksát, amely a gyártás esetén 22-23% közötti cella hatékonyságot biztosít, de nem ez a legmagasabb érték a piacon. Új technológiák, például a TOP-Con vagy a régiek, például a heteroátmenetes technológiák képesek meghaladni ezeket a hatékonysági szinteket” – mondta Eduardo Forniés, az Aurinka nevű spanyol lapkagyártó lépviselője.

Azonban a világon összességében 100 GW fölötti gyártási kapacitással a PERC uralja a piacot. Ezt a jelenséget két ok magyarázza. Egyrészt senki sem szeretne a még felfedezetlen területre lépni. A bizonytalanság a hitelképességet gyengíti, és a bankok elfogadják a PERC technológiát, viszont nem sok olyan technológiát fogadnak el, amely bár hatékonyabb, de sokkal drágább. Másrészt az a tény, hogy a teljes ágazat a PERC technológiára épült, segíti a költségek leszorítását.

„Idén a SNEC keretében senki nem jelentkezett új technológiákkal. Korábban technológiai versengés folyt a gyártók között a piac leghatékonyabb moduljának elindítása terén” – foglalta összes Asier Ukar, a PI Berlin képviselője a pv magazine számára. „Bár az is igaz, hogy a legjobb 3 és a legjobb 20 gyártó kapacitása között nem volt akkora szakadék, mint jelenleg.”

Úgy tűnik, hogy senki sem elég bátor az innovációval élni, és egyszerűbb követni a piaci normát, ami azt jelenti, hogy a PERC technológiát jelenti a teljesítmény növelésével párosítva, amely jelenleg a legnagyobb panelgyártók által követett minta. „Olyan, mintha a piac egy olyan trend mögé zárkózott fel, amely homogenizálta a gyártók stratégiáját” – tette hozzá egy független áramtermelő (independent power producer, IPP), amely nem kívánta a nevét közzétenni.

Azonban a megújuló energiákkal foglalkozó német vállalat, a Baywa r.e képviselői ennél optimistábbak: „A mi nézőpontunkból nézve a a heteroátmenetes cella technológia lesz a technológiai fejlesztés következő állomása” – magyarázta a cég szóvivője. „Az első próbaprojekteket most építik Kínában, azonban a piac termelési kapacitása nem éri el a megfelelő méretet a következő év közepe vagy vége előtt.”

Cellák és modulok kialakításának vizsgálata

Az Aurinkát képviselő Fournies elmagyarázza, hogy ezek a modulok a következő tényezők miatt rendelkeznek nagyobb teljesítménnyel:

A legnyilvánvalóbb a modult alkotó napelem cellák területének növekedése. A cella teljesítménye közvetlenül arányos a cella területével, de a hatékonysággal már nem ez a helyzet. Például a 625 W-os SunPower modul a piacon kapható legnagyobb cella a maga 210 mm-es méretével. Ezért a teljesítmény jelentős része a cella nagyobb területének köszönhető. Ez azt jelenti, hogy a modul területe is nagyobb lesz, ezt figyelembe kell venni, amikor a napelem erőműhöz szállítják. A JA Solar 800 W-os moduljában is 210 mm-es a cella, azonban ez három részre van vágva. Ez a modul magas teljesítményét egyszerűen hatalmas méreteinek köszönheti (2,2 x 1,7 m), ár magában foglal egy olyan innovációt, hogy a cellákat három részre osztják fel kettő helyett (osztott cella). Másik a teljesítmény növekedéséért kis mértékben felelős tényező a cella hatékonyságának növekedése, ezért van az, hogy a modul teljesítményének növekedése főként a cella és a modul területének növelésének tulajdonítható.

Modul szinten félcellás (half-cell) technológiákat használtak. Ha figyelembe vesszük a JA modult, akkor az már nem félcellás, hanem 1/3 vagy zsindely cella. A félcellás modulok olyan cellákból állnak, amelyeket az összehegesztés előtt félbevágnak, hogy cella sztringet alkossanak. Ez fokozza a modulok teljesítményét (nem a celláét) a cellák intenzitásának felére csökkentésén keresztül, a sorba kapcsolt ellenállások csökkentése révén (a feleakkora területen az áram is feleződik, míg a feszültség duplázódik a cellák számának megkétszereződése miatt). Ez a modul technológia már most is a legfőbb és tartós irányzat. A zsindelyes cellákat öt vagy hat részre vágják fel, és ezeket úgy helyezik el, hogy a széleknél átfedjék egymást, és vezetőképességgel rendelkező ragasztóval rögzítik egybe. Ez a modul alacsonyabb veszteséget jelent az ellenállás szempontjából, és nagyobb teljesítményt, továbbá lehetővé teszi a rézből készült, ón-ólom ötvözettel bevonat csatlakozók költségeinek megtakarítását. Az a gond, hogy jelenleg még sokkal nehezebb ezeknek a celláknak az előállítása, mint a félcellás eszközöké, és valószínűleg komoly gazdasági veszteséget okoz az eltört cellák magas aránya. Ha a cégeknek sikerül majd nyereségesen előállítani zsindelyes cellákat, akkor azok ki fogják szorítani a piacról a félcellákat.

A modulok szintjén is mindegyik gyártó rendelkezik kétoldalas technológiával. Ez a technológia egyszerűen alkalmazható a cella szintjén, sőt a fémek megtakarítása miatt még költségtakarékos is, de a modulok szintjén a költségek növekedését hozza magával a hátsó üveg miatt. Amikor a modulgyártók képesek értékesíteni azokat a többlet wattokat, amelyeket a hátsó oldal állított elő, amelynek érdekében az IEC 60904-1-2 szabványon dolgoznak, ez a technológia ismét fő irányzattá válhat. Összefoglalva úgy tűnik, hogy a teljesítmény növekedése főként a modul nagyobb méretének köszönhető, amely nem igazán minősül technológiai fejlesztésnek (ezt a pontot a sorozat egy másik cikkében részletesen kifejtjük). „A legutóbbi fejlesztések többségének semmi köze a technológiai fejlődéshez, csak a lapkák méretének bővítését jelentik Ez arra utal, hogy nem léptünk előre a hatékonyság terén ” – mondta a Baywa r.e. szóvivője a pv magazine-nak.

A sorozat következő cikkében azt fogjuk elemezni, hogy hogyan jutottunk ide. Vajon a véletlen műve, hogy a gyártók egyszerre álltak elő ezekkel a termékekkel?

Forrás: pv-magazine