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

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

2020. szeptember 8. kedd, forrás: mnnsz.hu

Valahányszor a pv magazine ír ezeknek a szupermoduloknak az indításáról, az olvasók száma az egekbe szökik.

Azonban amikor sorban megkérdeztük őket, számos olyan szakértőt találtunk, akik több hátrányról számoltak be: voltak, akik nyíltan, voltak, akik nem kívánták nevüket adni hozzá. Felkértük őket, hogy fejtsék ki aggályaikat. Válaszaikat csoportosítottuk és összefoglaltuk az összes begyűjtött adat áttekintéseként. A PI Berlin segítségével elemeztük a leggyakrabban említett lehetséges problémákat.

A nagyméretű modulok esetében az első kérdéskört a mechanikai tulajdonságok jelentik, ezek három főbb csoportba sorolhatók:

A hatalmas, 182 mm / 210 mm méretű cellákból álló moduloknál továbbra is 2 mm / 2 mm vastagságú dupla üvegezést használnak, ami azt jelenti, hogy bár a modul sokkal nagyobb, a ridegsége nem nő ezzel arányosan, mivel az üveg továbbra is ugyanolyan vastagságú, mint a kisebb paneleknél. A modul konkrétan a 1970 mm x 998 mm méretről váltott a 23XX mm x 11XX mm méretre, amely a hosszúság esetében 15%-os, míg a szélesség esetében 10%-os növekedést jelent. Még ha a modul át is megy a mechanikai terheléses vizsgálaton (mechanical load test, MLT, amely az IEC szabvány része), a modul csavarodásának és hajlásának mértéke meghaladja a kisebb modulokét, így üzemeltetés közben megnő a cellák meghibásodásának veszélye (ennek az esélye még nagyobb, ha napkövetőkre szerelik fel és jelentős szélterheléssel járó területeken).

A második problémakör azokhoz a statikai problémákhoz társul, amelyekkel azok a gyártók szembesülnek, amelyek szerelvényeken akarják elhelyezni ezeket. Ezek a modulok nagyobb felületük miatt valójában sokat szenvedhetnek a nagyobb szélterhelések miatt. Ha már kisebb méretű elemekből álló erőműnél is képes felkapni őket a szél, könnyen elképzelhetjük, mi történhet ezekkel a szuper modulokkal! Az arra utal, hogy a szerkezeti elemzés összetettebb lesz, és ennek során kiemelt figyelmet kell fordítani arra a rögzítőelemre, amely a modulokat a szerkezeti profilhoz rögzíti. Statikai szempontból az az ideális, ha a modul a lehető legnagyobb mértékben közelít a négyzethez, így modulokra jellemző nagy mértékben megnyújtott formák megnövelik a kerületet és fokozzák a rögzítés bonyolultságát.

Ha a szerkezeteket tervező továbbra is biztonságos szerkezetek kínálására törekszik, különösen az aerodinamikai deformáció hatása szempontjából, akkor az árak lehetséges emelkedésére számíthatunk, amely felemészti a kiemelkedő teljesítményű modulok fajlagos költségének (balance-of-system, BOS) a gyártók által feltételezett csökkentését. Ha a szerkezeteket nem megfelelően tervezik meg a versenyképesség érdekében vagy nem veszik fegyelembe a kockázatok csökkentéséhez szükséges további költségeket, akkor nagy valószínűséggel a statisztikai adatok hamar rá fognak világítani arra, hogy mennyivel gyakrabban és mennyivel több baleset fordul elő a statikai hiányosságok miatt.

A harmadik témakör a logisztikához és a csomagoláshoz kapcsolódik, valamint az áruk fokozott törékenysége miatt emelt díjas biztosításhoz, a modulok nagyobb tömegéhez és a telepítőknél jelentkező kényelmetlenségekhez.

A mechanikai problémák áttekintése után most az elektromos részt vesszük górcső alá.

Ezeknek a moduloknak a feszültsége és az áramerőssége eltér a korábbi generáció jellemzőitől. A gyártók alapvetően két lehetőség közül választhatnak, amikor a modul belső kapcsolástechnikáját tervezik. Az első az, ha növelik az üresjárati feszültséget (Voc) és alacsonyabbra tervezik a zárlati áramot (Isc). Ebben az esetben az egy sztringbe jutó sorba kapcsolt modulok száma csökken, ez növeli a vezetékezés, az összekapcsoló egységek, az inverterek és az egyéb kis tételek költségeit. Így végül emelkednek a fajlagos költségek (és ezzel együtt már két tényező járul hozzá a fajlagos költségek emelkedéséhez, mivel ez hozzáadódik a fentiekben említett modulszerkezet magasabb költségeihez).

A második lehetőség az üresjárati feszültséget (Voc) mérséklése, és a zárlati áram (Isc) növelése. Ez a változó teszi lehetővé több modul sorba kapcsolását és a a fajlagos költségek visszaszorítását (ez sokkal észrevehetőbb akkor, ha sztring invertereket használnak), ez pont az ellentéte az előző esetnek. Az egyik példa a Trina Vertex modulja, amelynél a zárlati áram 18A fölötti, amely elég nagy ugrás. De ennek is van árnyoldala, a megnövekedett tűzveszély, a magasabb veszteség a sorba kapcsolt elemek gyűjtősíneinél, valamint a hőmérséklet növekedése a kötődobozban és a csatlakozókban, amelyek szintén a hatékonyságot rontják. Mindehhez még hozzá kell tenni, hogy a modulok kapcsán hiányzó tapasztalatok miatt nem állnak rendelkezésre információkarról, hogy hogyan fognak viselkedni a kábelek, a csatlakozók, a kötődobozok és inverterek. Az IEC-ben ráadásul nem szerepelnek olyan specifikus vizsgálatok, amelyek fényt derítenének ezeknek a moduloknak a lehetséges viselkedésére.

Mivel még teljesen újak, ezek a modulok még nem estek át a PQP, a TÜV, az RETC stb. által biztosított vizsgálatokon, ezért még mindig maradtak megválaszolandó kérdések.

A Diverxia hozzátette: „A modulgyártók a teljesítmény mellett tették le voksukat, amely elvben üdvözlendő. Azonban a fotovoltaikus technológiában számos változó játszik szerepet, amelyek területén fejlődést kell elérni. Olyan szempontoknak, mint például a napkövető hatékonyságámak, az inverter hatékonyságának és a fejlettebb erőmű vezérlési módszereknek ugyanolyan ütemben kéne haladniuk, ha valóban versenyképes fotovoltaikus erőművet akarunk. A modulok növekedésének és fejlődésének kéz a kézben kéne haladnia az erőművet alkotó többi technológia növekedésével és fejlődésével.”

Következtetések

Ezeknek a moduloknak az előnyei elsősorban a nagyobb teljesítménynek és áramsűrűségnek köszönhető alacsonyabb fajlagos költségekre összpontosítanak. De ma a fajlagos költségek csökkentése rendkívül részletes tanulmányt igényel minden egyes projektnél, amely figyelembe veszi az egyenáramú vezetékezést, a kábelszakaszokkal történő játékot, az alumínium és a réz árát, a kevesebb sztringenkénti modul tesztelését, a kevesebb kötődobozt és az inverter egyenáram/váltóáram arányának beállítását.

Más szavakkal bőven vannak még olyan kétséges tényezők, amelyek a fajlagos költségek feltételezett csökkentését megkérdőjelezik; ennek oka a mechanikai és elektromos kockázatok mérsékléséhez szükséges többletköltségekben keresendő, amely e modulok velejárója.

A PI Berlin azt javasolja, hogy várjunk legalább egy évet, amíg a legnagyobb gyártók elküldik laboratóriumokba moduljaikat, hogy elvégezzék a meghosszabbított időtartamú vizsgálatokat. „Ez ad majd képet számunkra a modulok hosszú távú tartósságáról, szilárdságáról és elektromechanikai integritásáról. Meg kell várnunk, amíg kiderül, hogy hová vezet a gyártók küzdelme, hogyan és mikor fog stabilizálódni a piac” – jelezték a vizsgálatokat lefolytató intézetek szakértői.

A holnapi közzétételre tervezett következő cikkben azt fogjuk megvizsgálni, hogy csak múló szeszélyről van szó, vagy ezek a szupermodulok velünk maradnak.

Forrás: pv-magazine