Terénní test spolehlivosti PERC, TOPCon a HJT

Vědci z katarské Hamad Bin Khalifa University (HBKU) provedli komplexní tříletý terénní experiment, ve kterém porovnávali výkon a spolehlivost solárních modulů PERC, TOPCon a HJT v pouštním podnebí. Panely hodnotili v interiéru i exteriéru, aby vyhodnotili degradaci v průběhu času, výkonnostní poměry a specifický energetický výnos v jednotlivých ročních obdobích.

Zatímco PERC slouží jako průmyslový standard, technologie TOPCon a HJT, jejichž výkonnost a spolehlivost v terénu nejsou dosud dostatečně prozkoumány, se rychle prosazují. Pouštní klima, charakteristické vysokým slunečním zářením, vysokými teplotami, intenzivním UV zářením, silným znečištěním a vysokou vlhkostí, poskytuje ideální prostředí pro získání důležitých poznatků o jejich skutečném energetickém výtěžku, degradačním mechanismu a spolehlivosti na úrovni materiálů.

Experiment zahrnoval osm sad modulů: jeden monofaciální panel HJT, jeden bifaciální panel HJT, dva bifaciální panely TOPCon a čtyři bifaciální panely PERC od nezveřejněných výrobců Tier 1. Moduly byly nainstalovány v řetězcích po 6 modulech, z nichž každý byl připojen k střídači pracujícímu v režimu sledování maximálního výkonu (MPPT).

Testovací pole se nacházelo v Dauhá, s úhlem sklonu téměř 22 stupňů, orientovaným na jih a s výškou nad zemí přibližně 1,1 metru. Moduly byly testovány v terénu a po jednom roce a třech letech v laboratoři.

Moduly HJT navzdory své vysoké počáteční účinnosti a příznivým teplotním koeficientům vykazovaly během tří let degradaci až 8,73 %.

Podle údajů výrobce činil lineární maximální pokles výkonu 0,25 % ročně a záruka výkonu po 25 letech byla 92 %.

Celkově vykazovaly moduly HJT nejvyšší pokles výkonu, a to 8,73 %. Multikrystalické PERC a litý mono PERC moduly vykazovaly vyšší degradaci v prvním roce ve srovnání s monokrystalickými PERC a TOPCon moduly. TOPCon moduly degradovaly o 0,14 %, což je nejnižší degradace ze všech modulů.

Studie odhalila značnou variabilitu v spolehlivosti modulů TOPCon. Jeden model vykazoval značnou degradaci, zatímco jiný vykazoval nejnižší degradaci ze všech testovaných modulů. To naznačuje, že spolehlivost modulů TOPCon v pouštním podnebí může být vysoce závislá na konkrétních konstrukčních řešeních, materiálech a výrobních procesech.

Oboustranné moduly HJT a TOPCon prokázaly ve srovnání s PERC vynikající a konzistentní výkon při měření specifického energetického výtěžku (SEY), zejména v letních měsících. V zimě se však rozdíl v energetickém výtěžku mezi PERC a pokročilejšími technologiemi zmenšil.

Konkrétní model PERC vykazoval ve všech ročních obdobích podobný energetický výtěžek a výkonnostní poměry jako moduly HJT a TOPCon. To naznačuje, že s vhodným designem a materiály mohou moduly PERC dosahovat konkurenceschopného výkonu i v pouštním prostředí.

Tým porovnal standardní výkonnostní poměr (PR) s teplotně korigovaným PR, aby analyzoval ztrátu výkonu způsobenou teplem. Jejich výpočty ukázaly, že nejvyšší ztráta výkonu související s teplem byla 9,89 % u TOPCon, zatímco HJT měl nejnižší ztrátu 5 %.

Vědci plánují stejně prozkoumat i panely s technologií zadního kontaktu, protože průmysl se k této technologii přesouvá. Rovněž chtějí svá zjištění také doplnit modelováním, abychom lépe porozuměli degradačním mechanismům a způsobům, jak lze fotovoltaické moduly HJT a TOPCon optimalizovat z hlediska spolehlivosti a zvýšení životnosti.