نویسنده: محمدامین دریافر، پژوهشگر علوم پایه سلول‌های خورشیدی 
زمان مطالعه: ۴ دقیقه
توان هر پنل خورشیدی فتوولتاییک، یک عامل اساسی به هنگام انتخاب کمپانی/ برند سازنده آن است. تولیدکنندگان ماژول‌های فتوولتاییک برای افزایش توان تولیدی هر ماژول در شرایط تست استاندارد (STC)، در حال رقابت با یکدیگر هستند. این امر نه تنها جهت برآورده‌کردن تقاضا برای ماژول‌هایی با توان بالاتر است، بلکه برای کاهش هزینه‌های تولید به‌ازای هر وات (Watt-peak) است. به‌منظور درک هرچه بهتر افزایش توان پنل‌های خورشیدی و نکات مربوط به ساخت آن‌ها، ارائه یک مقدمه کوتاه از دسته‌بندی ویفرهای خورشیدی ضروری است.
پیشنهاد مطالعه: نحوه ساخت سلول‌های خورشیدی
تاریخچه ساخت ویفرهای خورشیدی
قبل از سال ۲۰۱۰، تولیدکنندگان ماژول های فتوولتاییک از سلول‌های خورشیدی مونوکریستال کوچک با عرض ۱۲۵ میلی‌متر، استفاده می‌کردند. بعد از سال ۲۰۱۰، استفاده از ویفرهای شناخته‌شده با عرض ۱۵۶ میلی‌متر به‌طور گسترده‌ای افزایش یافت و تعداد کمی از تولیدکنندگان از ویفرهای ۱۲۵ میلی‌متری استفاده می‌کردند. در سال ۲۰۱۳، ویفرهای سری M1 با ابعاد (۱۵۶.۷۵mm*205mm) و سری M2 با ابعاد (۱۵۶.۷۵mm*210mm) توسط کمپانی‌هایی همچون لانگی (LONGi)، ژونگ هوان (Zhonghuan)، جینگ لانگ (Jinglong)، سولارگیگا (Solargiga) و کام تک (Comtec)، به‌عنوان ویفرهای استاندار، معرفی شدند. ویفرهای سری M2 موفق به افزایش توان ماژول در حدود ۵ وات بدون تغییر در اندازه آن، شد. این ویفرها تا سال ۲۰۱۷ در اغلب خط تولید پنل‌های خورشیدی، استفاده می‌شدند.
سال گذشته ویفرهای سری G1 (158.75 mm) توسط تولیدکنندگان بزرگ چینی (Tier-1) استفاده شد. از طرف دیگر ویفرهای سریM6 با عرض ۱۶۶ میلی‌متر و سری M12 با عرض ۲۱۰ میلی‌متر، توسط تولیدکنندگانی همچون کیو-سلز (Q-Cells) مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
شکل۱: افزایش سایز سلول‌ها و پنل‌های خورشیدی در سال‌های اخیر سرعت زیادی به خود گرفته است.
افزایش توان تولیدی هر ماژول فتوولتاییک، هزینه تولید آن را کاهش می‌دهد. بنابراین، حجم محموله سالانه برای همان تعداد در مقایسه با ماژول های تولید شده در سال‌های قبل، افزایش می‌یابد. تلاش برای افزایش توان به ازای هر ماژول فتوولتاییک به نقطه عطف خود رسیده است . افزایش راندمان به بالاتر از ۲۱ درصد، گلوگاهی است که اکثر تولیدکنندگان درحالی با آن روبه‌روشده‌اند که باید پاسخ‌گوی نیاز بازار برای ماژول‌های با توان بالاتر باشند.
راه‌کار عبور از گلوگاه راندمان در ماژول‌های فتوولتاییک
بسیاری از تولیدکنندگان ماژول‌های خورشیدی، با تغییر ابعاد ماژول‌ها، شروع به تولید ماژول‌های با توان بالا کردند. تا سال ۲۰۱۸، عمده ماژول‌ها خورشیدی از ۷۲ سلول خورشیدی در یک ماژول به ابعاد ۱.۹۴مترمربع با توان حدود ۳۸۰ وات و راندمان ۱۹.۵۸% ساخته می شدند. امروزه، تولید کنندگان ماژول‌های فتوولتاییک، ماژول‌های خود را با ۱۴۴ نیم‌سلول مونو پرک (Half Cut Mono PERC cells) با ابعاد ۲.۲۰۹ متر مربع، با توان ۴۵۰ وات و راندمان ۲۰.۳۷%، تولید می‌کنند. این افزایش راندمان به‌طور مستقیم به بهبود بازده سلول خورشیدی بستگی ندارد؛ بلکه به افزایش ابعاد ماژول که حدود ۱۲.۱۶% افزایش یافته، نیز مربوط می‌شود.
شکل۲: یک مرحله از ساخت سلول فتوولتاییک
پیشنهاد مطالعه: حرکت به سمت ویفرهای خورشیدی بزرگ‌تر
مزایای استفاده از ماژول‌های خورشیدی توان بالا
در مجموع، ماژول های توان بالا جهت کاهش هزینه هم‌ترازشده انرژی (LCOE) برای استفاده در نیروگاه‌های مقیاس متوسط و بزرگ و کمینه‌کردن هزینه‌های اجرای سیستم‌های خورشیدی، مثل کاهش مواد مورد استفاده در سازه نصب ماژول‌ها،کاهش هزینه‌های مربوط به نصب سازه و ماژول‌ها، کاهش زمان اجرای پروژه، کاهش هزینه کارگر، کاهش زمان شست‌وشوی پنل‌ها و همچنین کاهش زمین مورد نیاز، سودمند است.
رابطه بین افزایش توان ماژول‌ها و کاهش هزینه‌های ساخت آن، به‌زودی به دوران اشباع خود می‌رسد. سپس، باید منتظر توسعه سلول‌هایی با راندمان بالاتر برای شکستن سد راندمان ۲۱% در ماژول‌های فتوولتاییک بود. باتوجه‌به درنظر گرفتن جریان حال‌حاضر در تکنولوژی و قیمت بازار ماژول‌های خورشیدی، این اتفاق اجتناب ناپذیر است. لازم به ذکر است هرگونه افزایش در توان ماژول‌های خورشیدی فتوولتاییک باید با هماهنگی با تولیدکنندگان سازه‌ها و اینورترهای خورشیدی باشد تا از لحاظ فنی و اقتصادی دچار مشکل نشوند.
منبع: study-solar
دیدگاهتان را بنویسید