Вчені винайшли унікальні двосторонні сонячні панелі

Винайдено_двосторонні_сонячні_панелі.docx
Вчені винайшли унікальні двосторонні сонячні панелі

Для підвищення питомої продуктивності фотовольтаїки на одиницю площі існує чимало технологій. Однією з них є створення двосторонніх модулів. Дві робочі поверхні замість однієї дозволяють збільшити загальний ККД панелей майже на 20-30%. Витрати на подвійну кількість комірок при цьому зростають, але частково компенсуються завдяки зростанню ефективності. Крім того, елементи заднього боку повільніше деградують, а під час розвороту батареї на 180 градусів дозволяють довести гарантований термін служби системи до 35-40 років.

Подібні типи сонячних панелей найбільш потрібні там, де пріоритетом є економія площі ділянок. Виробництво «двійнят» вже налагоджено Yingli Solar, LONGi, Prism Solar, LG та іншими провідними компаніями. Нещодавно на ринку з’явилися перші моделі потужністю понад 500 Вт.

Конструктивні особливості двосторонніх сонячних батарей

Основною відмінністю конструкції від «класики» є наявність другої робочої площини. Такі модулі повністю себе виправдовують на білих вапнякових ґрунтах, піщаних плато, покрівлях та інших поверхнях з високим альбедо.

За принципом встановлення контактних смуг та розміщення комірок, «двійнята» аналогічні панелям стандартного зразка. Менш уніфіковані системи кріплень, які кожен виробник розробляє самостійно. Важливим моментом є висота розташування двосторонніх модулів над основою. Чим вона більша, тим вище ККД другої сторони.

Попри оманливу простоту, рівень технологічної складності ефективної пари робочих поверхонь є дуже високим. Довгий час це не дозволяло створити повнорозмірні модулі з показником ККД, який виправдовував рівень додаткових витрат. Прорив було здійснено лише у минулому році, завдяки зусиллям міжнародної німецько-сінгапурської групи вчених.

2019 рік — ZEBRA IBC

Над проектом двосторонніх сонячних батарей на базі IBC-осередків працювали:

  • Національний університет;
  • Дослідницький інститут PV-енергії (обидва — Сінгапур);
  • Науковий центр KONSTANZ (Німеччина).

Результатом став інтегрований модуль під назвою ZEBRA IBC (interdigitated back contact) з наступними характеристиками:

  1. ККД — 22% + 7% (лицьова та тильна сторона відповідно).
  2. Термін служби — не менш ніж 30-35 років.
  3. Потужність — 330 + 80 = 410 Вт.
  4. Кількість осередків — 60 + 60.
  5. Метод виготовлення фотоелементів — трафаретний друк.

Модуль було вперше презентовано на міжнародній виставці в Шанхаї у квітні 2019, а серійне промислове виробництво керівник проекту, Ермін Аберле (Armin Aberle), анонсував на 2021.

Понад рік прототип вважався неперевершеним лідером серед «двійнят», а виробники гарантували підвищення продуктивності ще на 20%. Однак всього за 10 місяців номінанта золотої премії International Photovoltaic Power Generation Conference & Exhibition посунув на п’єдесталі новий герой.

2020 рік — Duomax V

Попри проблеми з коронавірусом, наприкінці лютого 2020 року один з лідерів ринку Піднебесної, концерн Trina Solar Co. Ltd, презентував новий інноваційний модуль Duomax V.

Китайцям вдалося створити двосторонню PV-батарею розміром зі стандартну панель на 400 Вт, здатну видавати загальні 500+ ватів потужності. Базою фотоелектричного дива стали PERC комірки на основі монокристалічного кремнію з ККД 21%. Так була відкрита «ера PV-панелей 5.0», та визначено проект СЕС, котрий стане місцем їх розміщення — велика станція в провінції Хейлун-Цзян. Старт масового виробництва заплановано на другий квартал 2020 року, з розрахунком виходу на обсяг 5 ГВт до кінця календарного року.

За твердженням розробників, нові модулі Duomax V мають кілька важливих переваг перед попередниками.

  1. Технологія «збірних шин», об’єднання шарів напівпровідника та скла в єдиний моноліт, що не руйнується. Це підвищує надійність панелей та збільшує термін їх служби.
  2. Зниження збалансованих витрат на збірку — 6-8%.
  3. Здешевлення універсального показника LCOE для Duomax V — 3-4%.
  4. Зростання потужності модулів до 500 Вт + у разі збереження розмірних параметрів, властивих стандартним одностороннім панелям на 400 Вт.
  5. Мінімальні втрати струму завдяки зниженню опору в електромережі.
  6. Надміцні пластини товщиною 210 мм з гарантованим максимумом механічного навантаження перевищують за розміром класичні моделі на 30%.

Після демонстраційного запуску прототипу, чимало компаній виявили бажання укласти договори на купівлю перших партій:

  • SEPCOIII Electric Power Construction;
  • Haobang New Energy;
  • Shouguang Power Investment;
  • Jiangxi Electric Power Construction;
  • China Energy Engineering Investment та інші.

Віце-президент Trina Solar, пан Інь Ронг Фанг, повідомив, що універсальні модулі Duomax V можуть випускатися у будь-якій комплектації, включно з системами автоматичного спостереження за сонцем.

Наскільки серйозні наміри Тріна Солар

Той факт, що інноваційні двосторонні сонячні панелі виготовляє Trina Solar, не викликає подиву. Навіть серед провідних китайських компаній холдинг відомий:

  • найбільшими інвестиціями у сонячну енергетику;
  • інтелектуальними енергетичними рішеннями, в тому числі активною роботою над IoT — «Інтернетом речей»;
  • хмарними енергетичними платформами, котрі необхідні для сучасного дистанційного комп’ютерного управління СЕС на панелях з трекера;
  • створенням різних міжнародних дослідницьких центрів PV-технологій.
  • прагненням до пошуку принципово нових та перспективних інновацій в області фотоелектричних систем.

Потенційні конкуренти двосторонніх сонячних панелей

Інженерне рішення, пов’язане з ідеєю подвоїти робочу площу модулів, слід визнати вдалим. Однак його розробкою спочатку займалися лише виробники батарей на основі кремнію. Інших шляхів різко збільшити ККД Mono-Si та Poli-Si практично не існує, оскільки цьому перешкоджають фізичні обмеження для даного типу напівпровідників.

Найбільш привабливі перспективі має наступне покоління панелей — тонкоплівкові гібриди на базі рідкоземельних елементів. Висока гнучкість дозволяє покривати ними поверхні будь-якої конфігурації, що сьогодні наочно демонструється під час оснащення авто та БПЛА сонячними плівками. Немає потреби у створенні двосторонньої поверхні з їх допомогою — досить розміщення комірок на механічно вигнутих аркушах з одностороннім покриттям.

Провідним виробником подібної фотовольтаїки у світі є First Solar — єдина американська фірма в ТОП-5 рейтингу Блумберга Tier-1. Сонячні панелі холдингу з США створені на базі телуриду кадмію — CdTe. Від інших рідкоземельних матеріалів він відрізняється найбільшою доступністю, ідеальною шириною зони охоплення випромінювання та найкращим співвідношенням показника ціна/якість/продуктивність.

В Україні офіційним представником «Першої сонячної» є компанія Green Tech Trade. Ми пропонуємо широкий асортимент модулів, допоміжного периферійного обладнання, а також гарантуємо швидке та якісне встановлення СЕС під ключ з 25-річною гарантією.

 

 

Будівництво сонячних
електростанцій "під ключ"

Готові інвестиційні проекти