În lumea energiei regenerabile, eficiența panourilor a fost în mod tradițional factorul pe care cei mai mulți producători s-au străduit să îl conducă. Cu toate acestea, în ultimii 3-4 ani, a apărut o nouă bătălie pentru dezvoltarea celui mai puternic panou solar din lume, mulți dintre cei mai importanți jucători din industrie anunțând panouri de generație următoare de format mai mare, cu puteri mult peste 600W.
Cursa pentru cel mai puternic panou a început în 2020, când Trina Solar a prezentat primul panou cu o putere nominală de 600 W. Nu după mult timp, la SNEC PV Power Expo din China, JinkoSolar a prezentat o versiune de 610W a panoului Tiger Pro. Aproximativ în același timp, Trina Solar a anunțat că un panou mai puternic de 660W+ este în curs de dezvoltare.
Surprinzător, aproape 20 de producători prezenți la SNEC 2020 au prezentat panouri de peste 600W. Din 2020 până în 2023, recordurile de putere și eficiență au fost depășite în mod regulat, producătorii întrecându-și în permanență concurența folosind noi formate de module și tehnologii de celule mai eficiente.
Acum, în 2024, mulți producători au lansat panouri de peste 700 W, cu planuri de dezvoltare a unor panouri care depășesc incredibila valoare de 800 W în următorii 2 ani.
În ciuda publicității legate de numeroasele panouri de mare putere, progresele celulelor fotovoltaice care permit aceste puteri mai mari sunt universale. Datorită acestor inovații, puterea panourilor solare comerciale și rezidențiale de dimensiuni normale a crescut, de asemenea, în mod semnificativ, panourile de 400 W până la 550 W fiind acum standard. Creșterea considerabilă a puterii se datorează, în primul rând, creșterii eficienței datorită numeroaselor inovații, pe care le vom descrie mai departe în articol.
Conceput pentru sistemele de utilitate publică
Principalul motiv pentru dezvoltarea unor panouri fotovoltaice mai mari și mai puternice provine din dorința de a reduce costul fermelor solare la scară utilitară și, în cele din urmă, de a reduce prețul electricității. Deoarece panourile mai mari necesită o cantitate echivalentă de conexiuni și forță de muncă în comparație cu panourile mai mici, costul de instalare per kW este redus, ceea ce duce la scăderea costului total.
Panourile de mare putere sunt mult mai mari decât cele utilizate pe acoperișurile locuințelor. Cei care doresc să utilizeze zece panouri de 700 W pe acoperișul casei lor pentru a obține ușor 7 kW vor fi puțin dezamăgiți. În acest stadiu, majoritatea panourilor de mare putere sunt disponibile doar pentru sistemele comerciale și de utilitate publică, în plus, panourile de dimensiuni foarte mari nu sunt compatibile și sunt foarte dificil de manevrat pe majoritatea acoperișurilor rezidențiale.
Puterea nominală depășește 700W
Industria energiei regenerabile pentru utilități s-a orientat încet către panouri mai mari, de putere mai mare, iar liderii acestei curse au fost în mod tradițional Trina Solar, Jinko Solar, Canadian Solar, Risen Energy și JA Solar. Aceste companii uriașe și bine stabilite au fost primele care au fabricat panouri de mare putere, cu o putere de peste 600 W. Cu toate acestea, pe parcursul anului 2023 și la începutul anului 2024, Huasun Solar, TW Solar (Tongwei), Jolywood și Akcome, o societate mai puțin cunoscută, au anunțat panouri cu o putere de peste 700 W, utilizând cele mai recente tehnologii de celule TOPCon de tip N sau heterojoncțiune (HJT).
În a doua jumătate a anului 2023, s-a desfășurat o competiție între două mari companii chineze, Huasun și Tongwei, ambele luptând pentru a dezvolta cel mai puternic panou solar. Fiecare companie și-a asamblat cele mai recente celule, cu cea mai mare eficiență, încercând să se depășească reciproc.
Huasun Solar a ieșit în frunte, introducând în noiembrie 2023 modulul Himalaya G12-132 HJT (Heterojoncțiune), care a obținut certificarea TÜV SÜD, o importantă instituție terță de testare și certificare. Acest panou a prezentat o putere record de 750,54 W, cuplată cu o eficiență impresionantă de 24,16 %. Mai recent, TW Solar a anunțat un panou cu o putere nominală impresionantă de 765 W, dar acesta nu a fost încă certificat de o terță parte independentă.
În ciuda numeroaselor înregistrări record, producția în cantități mari a majorității panourilor de peste 700 W se află încă în faza incipientă, deoarece trebuie dezvoltate instalațiile de producție și liniile de producție a celulelor. Majoritatea producătorilor au produs doar volume mici de panouri de peste 700W pentru testare și verificare. În lista de mai jos a celor mai puternice panouri solare, am inclus toate panourile care au fost verificate independent, indiferent de volumul de producție.
Cele mai puternice panouri solare 2024
Top 10 cele mai eficiente panouri solare comerciale
Conform listei noastre cu cele mai puternice panouri solare, am realizat un grafic comparativ al primelor 10 cele mai eficiente panouri solare în 2024. Puterea și eficiența merg mână în mână, însă cele mai puternice panouri solare nu sunt întotdeauna cele mai eficiente. Puterea nominală a unui panou este influențată în principal de dimensiunea sa fizică (suprafața), în timp ce eficiența depinde de tipul de celulă solară și de tehnologia utilizată în panou.
Prin urmare, un panou mai mare poate avea o putere nominală mai mare, dar ar putea fi mai puțin eficient decât un panou mai mic cu o tehnologie superioară a celulelor. Consultă articolul nostru detaliat privind eficiența panourilor solare.
O eficiență mai mare nu înseamnă automat că un panou este cea mai bună opțiune pentru o anumită instalație solară comercială. Puterea, dimensiunea și eficiența unui panou pentru un anumit proiect sunt determinate de zona amplasamentului sau a clădirii, de sistemul de montare, de sarcina vântului și de alte cerințe specifice amplasamentului.
Dimensiuni mai mari ale panourilor
În trecut, majoritatea creșterilor de putere proveneau din creșterea eficienței datorită progreselor în tehnologia celulelor fotovoltaice solare. Deși acesta este parțial un factor determinant în urma creșterii masive a puterii panourilor, factorul principal este reprezentat de noile dimensiuni mai mari ale celulelor și panourilor care sunt dezvoltate, împreună cu un număr mai mare de celule per panou. Aceste noi formate și configurații de celule înseamnă că panourile au devenit mai mari ca dimensiune. În general, aceste panouri de format mare sunt cele mai potrivite pentru fermele solare la scară largă sau pentru instalațiile comerciale mari.
În mod tradițional, panourile fotovoltaice erau disponibile în două dimensiuni principale – formatul standard de 60 de celule (aproximativ 1,65 m înălțime x 1 m lățime), utilizat pentru acoperișurile rezidențiale, și formatul mai mare de 72 de celule, de dimensiuni comerciale (aproximativ 2 m înălțime x 1 m lățime). Apoi au apărut panourile cu celule semidecupate de aproximativ aceleași dimensiuni, dar cu o cantitate dublă de celule semidecupate la 120 de celule și 144 de celule. Pe lângă dimensiunile standard, câțiva producători premium, precum SunPower și Panasonic, produc panouri unice cu 96 și 104 celule.
Dimensiunea standard a panourilor din industrie pentru cea mai mare parte a ultimului deceniu a fost construită în jurul formatului de celule pătrate de 156 mm x 156 mm sau 6 inch. Cu toate acestea, noile dimensiuni ale panourilor care apar sunt de până la 2,4 m lungime și 1,3 m lățime și sunt construite în jurul dimensiunilor mai mari ale celulelor wafer de 180 și 210 mm. Aceasta reprezintă o creștere a dimensiunii de 20-30% în comparație cu panourile tradiționale de 2,0m x 1,0m cu 72 de celule, ceea ce corespunde, în mod natural, unei creșteri considerabile a puterii.
700W+ PV Open Innovation Ecological Alliance
Trina Solar, în colaborare cu Astronergy, Canadian Solar, Risen Energy, TCL Zhonghuan și Tongwei, a introdus în 2020 Alianța ecologică pentru inovare deschisă în domeniul fotovoltaic 700W+ ca o urmare a puterii de 600W+. Alianța urmărește să standardizeze proiectarea și producția modulelor fotovoltaice solare de 700W+, cu dimensiuni convenite ale modulelor industriale de 2384 mm x 1303 mm (și distanța găurilor verticale pe partea lungă de 400 mm și 1400 mm), cu scopul de a îmbunătăți eficiența lanțului de aprovizionare, de a crește producția și de a reduce costurile.
Inițiativa pune accentul pe respectarea dimensiunilor industriale convenite și solicită progrese tehnologice continue în întregul lanț industrial. Stabilirea standardelor este menită să accelereze industrializarea modulelor de 700W+, promovând consecvența, reducând costul nivelat al electricității (LCOE) și maximizând valoarea pe termen lung a energiei solare fotovoltaice.
Dimensiuni mai mari ale celulelor solare
Pentru a reduce costurile de producție și a crește eficiența, majoritatea producătorilor au renunțat în 2020 la dimensiunea standard de 156 mm (6″) a plăcilor de celule pătrate în favoarea unor dimensiuni mai mari ale plăcilor. Deși există o varietate de dimensiuni de celule în curs de dezvoltare, câteva dimensiuni au apărut ca noul standard al industriei; acestea includ 166 mm, 182 mm și 210 mm.
Mulți dintre principalii producători, inclusiv Jinko, Longi și Canadian, s-au aliniat formatului de 182 mm. Trina Solar promovează dimensiunea mai mare de 210 mm a plăcilor, în timp ce Longi, cel mai mare producător mondial de plăci de monosiliciu, utilizează dimensiuni de 166 mm și 182 mm, în funcție de aplicație.
Pentru a rămâne competitivi, mulți producători cu volume mai mici au fost nevoiți să se alinieze la una dintre noile dimensiuni ale plachetelor pentru a utiliza plachete și furnizori de echipamente comuni.
Pe lângă dimensiunile diferite ale celulelor, există o multitudine de configurații noi de panouri construite în jurul numeroaselor combinații de module. Cele mai populare trei panouri care au apărut sunt cele cu 66 de celule (jumătate tăiate 132), 78 de celule (jumătate tăiate 156) și 84 de celule (jumătate tăiate 168). Celulele foarte mari, de 210 mm, sunt, de asemenea, potrivite pentru formate unice de divizare a celulelor, cum ar fi celulele tăiate la 1/3, în care placheta pătrată este împărțită în trei segmente, spre deosebire de celula obișnuită tăiată la jumătate de dimensiune.
Celule fotovoltaice cu eficiența ridicată
Pentru a atinge aceste valori impresionante de putere, panourile și celulele nu doar că au crescut în dimensiuni, dar eficiența celulelor s-a îmbunătățit substanțial folosind numeroase tehnologii noi (enumerate mai jos) împreună cu tehnici mai avansate de pasivare pe partea din spate, precum TOPCon.
- MBB – Multi-busbars și Micro-busbars
- PERC/PERC+ – Emitor și celulă posterioară pasivate
- Heterojuncție (HJT)
- TOPCon – Contact de pasivare tunel-oxid
- Substrat pentru celule din siliciu de tip N
- Celule de înaltă densitate – Reducerea spațiilor dintre celule
Producătorii explorează modalități de a crește puterea și eficiența celulelor prin cheltuieli mari în cercetare și dezvoltare. Plăcile de siliciu de tip N sunt una dintre cele mai bune modalități de creștere a eficienței, dar în mod tradițional au fost mai costisitoare. Cu toate acestea, diferența de preț dintre siliciul de tip P și cel de tip N se reduce pe măsură ce economiile de scară scad costul de producție al plachetelor de siliciu de tip N de înaltă performanță utilizate ca bază pentru celulele HJT și TOPcon mai eficiente. În viitor, se preconizează că tehnologia celulelor Perovskite va deveni stabilă și viabilă, permițând producătorilor să creeze celule tandem de generație următoare cu niveluri de putere de până la 800 W.
MBB – Multi-busbars
Dintre numeroasele îmbunătățiri aduse celulelor fotovoltaice, cea mai utilizată tehnologie pentru creșterea eficienței a fost cea a barelor magistrale multiple (MBB). Barele tradiționale cu panglică (5BB sau 6BB) sunt eliminate rapid în favoarea a nouă sau mai multe bare cu fire subțiri (9BB sau 12BB).
Unii producători au trecut chiar la 16 bare cu microfire în seria de panouri Alpha. Celulele mai largi înseamnă, de asemenea, că pot fi montate mai multe bare pe suprafața celulei, 18 sau chiar 21 de bare fiind integrate în celule mai mari, cu lățimea de 210 mm.
Panourile bifaciale cu MBB sunt, de asemenea, din ce în ce mai populare datorită creșterii puterii de ieșire prin utilizarea părții din spate a panoului pentru a obține o putere de până la 20% sau mai mare (aproximativ 80W în plus).
Cu toate acestea, panourile bifaciale sunt, în general, benefice doar pe suprafețe de culoare deschisă, cum ar fi solurile nisipoase sau stâncoase, utilizate în fermele solare de dimensiuni mari situate în zone mai aride.
Celule cu densitate ridicată
Pentru a stimula și mai mult eficiența panourilor și a crește puterea s-au introdus tehnici de eliminare a spațiului vertical dintre celule. Îndepărtarea spațiilor verticale tipice de 2-3 mm și strângerea celulelor între ele are ca rezultat o suprafață mai mare a panoului disponibilă pentru a absorbi lumina soarelui și a produce energie regenerabilă.
Producătorii au dezvoltat o serie de tehnici pentru a reduce la minimum sau a elimina acest decalaj, cea mai comună fiind pur și simplu reducerea distanței dintre celule de la aproximativ 2,0 mm la 0,5 mm. Motivul acestui decalaj se datorează barelor tradiționale mai mari cu panglică, care necesitau peste 2,0 mm pentru a se îndoi și a interconecta partea din față și din spate a fiecărei celule. Cu toate acestea, trecerea la utilizarea de bare de sârmă mult mai mici a permis reducerea semnificativă a decalajului.
LONGi Solar este un alt producător care a reușit să reducă distanța dintre celule la 0,6 mm prin utilizarea a ceea ce compania descrie ca fiind o metodă de „lipire inteligentă” care utilizează panglici segmentate integrate. Această tehnologie utilizează un design unic de bare triunghiulare pe suprafața frontală a celulei, cu o secțiune aplatizată foarte subțire care se îndoaie și trece prin spatele celulei pentru a forma interconectarea.
Celule din siliciu TOPCon de tip N
Celulele construite pe un substrat de siliciu de tip N oferă performanțe îmbunătățite față de siliciul de tip P, mai comun, datorită unei toleranțe mai mari la impurități, ceea ce crește eficiența generală. În plus, celulele de tip N au un coeficient de temperatură mai scăzut comparativ cu celulele de tip P mono și multi.
Celulele de tip N au, de asemenea, o rată mult mai mică de LID sau degradare indusă de lumină și, în general, nu suferă de LeTID (degradare indusă de lumină și temperaturi ridicate), care este o problemă comună a celulelor de tip P.
TOPCon sau Tunnel Oxide Passivated Contact se referă la o tehnică specializată de pasivare a părții din spate a celulei care ajută la reducerea pierderilor prin recombinare internă în celulă și la creșterea eficienței acesteia. Procesul este disponibil de câțiva ani, dar în prezent devine noul standard al industriei, deoarece producătorii urmăresc să crească eficiența și performanța.