Jak moduł REC Twin Peak zrewolucjonizuje podejście do energii słonecznej

Jak moduł REC Twin Peak zrewolucjonizuje podejście do energii słonecznej

Wykorzystywanie energii słonecznej do produkcji prądu elektrycznego stało się możliwe dzięki wynalezieniu modułów słonecznych. Tematem tym od lat zajmuje się dziedzina wiedzy zwana fotowoltaiką (pv), a liczba elektrowni słonecznych oraz przydomowych instalacji fotowoltaicznych rośnie z roku na rok również w Polsce.

Zważywszy jednak, że tego typu obiekty nie są tanie, a ich okres zwrotu szacuje się nawet na około 20 lat, to nie dziwią ciągłe poszukiwania producentów modułów w kierunku wyeliminowania wszelkich niedogodności, które powodują zmniejszenie wydajności modułów.

Wiadomo, że moduły słoneczne rzadko działają w warunkach, gdzie nasłonecznienie jest bardzo wysokie, a zacienienie nie występuje. A tylko w takich warunkach mogą osiągać one najwyższą wydajność. Nic więc dziwnego, że modernizacją produkowanych dotychczas modułów zajęła się firma funkcjonująca w kraju, gdzie nikt nie narzeka na nadmiar słońca, a zacienienie to zjawisko często spotykane.

Mowa tu o norweskiej firmie REC, która niedawno wprowadziła do sprzedaży nowoczesny moduł fotowoltaiczny Twin Peak. Innowacyjne usprawnienia wprowadzone do dotychczasowej technologii pozwolą na uzyskiwanie mniejszych strat energii, a co za tym idzie na zwiększenie wydajności ogniwa. W efekcie końcowym koszty inwestycji zwrócą się znacznie szybciej.

Nowe moduły słoneczne Twin Peak powinny również zainteresować Polaków, bo wiadomo, że w naszym klimacie ze słońcem różnie bywa i każda poprawa parametrów ma znaczenie. 

Przyjrzyjmy się zatem, na czym polega innowacyjność modułów Twin Peak. Z czego wynikają osiągane przez nie oszczędności energii.

Dla przypomnienia, wydajność ogniw słonecznych spada w następujących sytuacjach:

• gdy występują duże opory wewnętrzne przepływającego prądu,
• gdy powierzchnia panelu jest zacieniona,
• gdy nie wszystkie cząsteczki światła zostają zamienione na ładunek elektryczny.

W celu wyeliminowania strat energii z powyższych powodów, w modułach Twin Peak zastosowano następujące modyfikacje poprawiające parametry działania urządzenia:

• podzielono powierzchnię modułu na 2 bliźniacze części (stąd nazwa Twin Peak), a 60 ogniw na 120 półogniw przeciętych laserem – dzięki temu rozwiązaniu, z powodu zacienienia niewielkiej części modułu straty energii wynoszą około 16%, a nie tak jak dotychczas 1/3 mocy panelu;  ponadto przy dużym zacienieniu z produkcji prądu wyłącza się co najwyżej jeden panel o połowę mniejszy niż dotychczas
• w podzielonych modułach ładunki elektryczne odbywają krótszą drogę do szyn zbiorczych (zwiększono ich liczbę do 4) i dzięki temu opór elektryczny jest mniejszy, podobnie jak związane z nim straty energii (o około ¼); ponadto szyny zbiorcze są cieńsze i mniej zasłaniają powierzchni modułu, więc czerpie on więcej energii ze słońca;
• pod ogniwem umieszczono diaelektryczną warstwę PERC; powoduje ona odbijanie na powrót do ogniwa tych cząsteczek światła, które nie zostały zamienione na ładunek fotoelektryczny; dzięki temu więcej światła jest wykorzystywane do produkcji prądu, a ogniwo mniej się nagrzewa, co było dotychczas przyczyną strat mocy;
• puszkę przyłączeniową podzielono na trzy części – dzięki temu przewody i diody mniej się nagrzewają od siebie nawzajem i spada ich awaryjność.

Jak widać z powyższego opisu, zmiany zastosowane w nowym module słonecznym Twin Peak są dość istotne. Najważniejsze jednak, że dzięki nim poprawi się wydajność instalacji pv, w której zostaną zastosowane. Zgodnie z zapewnieniami producenta, moduł ten w wyniku podziału na dwie części będzie osiągał moc o około 50% wyższą niż dotychczas stosowane panele.

Obniżenie oporu poprzez dodanie czwartej szyny zbiorczej zwiększa efektywność o około 0,2% (czyli mocy rośnie o około 2 Wp na panel). Również zmniejszenie nagrzewania w puszkach przyłączeniowych zwiększa moc o około 1 Wp. Ograniczenie negatywnych skutków występującego co jakiś czas zacienienia może być szczególnie korzystne w instalacjach o ograniczonej dostępnej powierzchni.

Testy przeprowadzone na modułach słonecznych Twin Peak wykazały, że nawet w temperaturze 60 o C i przy wilgotności powietrza 85% nie tracą one swej wydajności. Badania te zostały przeprowadzone przez Solar Research Institute of Signapore (SERIS) zgodnie z wytycznymi Narodowego Amerykańskiego Laboratorium Energii Odnawialnej (US National Renewable Energy Laboratory) i trwały 96 godzin. W efekcie końcowym, wspomniane moduły firmy REC mogą być oznaczane jako PID-Free.