Свідомий вибір фотоелектричних панелей для ФЕС

Головна Огляди Свідомий вибір фотоелектричних панелей для ФЕС

10.01.2018

Як обрати фотоелектричні панелі, найвагомішу частку в бюджеті ФЕС? На що необхідно звернути увагу, ухвалюючи рішення на користь того чи іншого типу і бренду?

Світовий ринок продажів сонячних панелей за останні роки виріс понад удвічі. Україна не є винятком: у нас спостерігається вибуховий інтерес до альтернативної енергетики і сонячної генерації. І, за прогнозами аналітиків, попит на фотоелектричні сонячні модулі найближчим часом буде стабільно зростати. Розвиток технологій виготовлення і популярність сонячних батарей призвели до того, що чисельність виробників постійно збільшується, і зорієнтуватися у такому розмаїтті брендів і моделей стає все важче.

ФЕС, залежно від варіанту реалізації, складається з трьох або чотирьох компонентів: фотоелектричні панелі, інвертор, компоненти обв’язки системи по постійному і змінному струму разом з вузлом обліку, хімічні елементи зберігання енергії.

Як правильно обрати фотоелектричні панелі? Розглянемо детальніше параметри, на які варто звернути увагу.

Технології

На ринку сонячної генерації споживачам доступні дві основні масові технології: панелі на основі полікристалічного і монокристалічного кремнію.

Візуально споживач завжди може визначити, що за панелі перед ним: монокристалічний кремній завжди чорний або темно-синій; полікристалічний — це варіації синього кольору в дуже широких межах навіть однієї панелі.

Чому так? Головна різниця закладена в самій назві. Монокристалічна комірка виготовлена з монолітного за фізичною структурою кристалу кремнію, зазвичай шляхом лазерного або іншого високотехнологічного різання. Полікристалічна — з немонолітного за структурою кремнію. Сьогодні найбільш технологічні виробництва фактично друкують такі комірки — як на принтері.

Ефективність

Технологія монокристалічного кремнію істотно перевершує технологію полікристалічного.

Найкращі зразки панелей на основі монокристалічного кремнію показують ефективність до 25 %, масові продукти сміливо перетинають бар’єр у 20 %. Найліпші зразки панелей на основі полікристалічного кремнію мають ефективність до 18 %, масові продукти — 16 %. Для споживача це означає, що масив панелей на основі монокристалічного кремнію надасть до 250 Вт*год/м2, тоді як масив на основі полікристалічного кремнію зможе забезпечити не більше 180 Вт*год/м2, і це для найкращого варіанта; а найбільш масові продукти — від 160 до 170 Вт*год/м2.

Конструкція

Конструктивів фотоелектричних панелей можна визначити два: 60 або 72 комірки в алюмінієвій рамі в пакеті «скло/EVA-інкапсулянт» чи 60 комірок у рамі або у безрамній конструкції в пакеті «скло/скло».

Вага виробів зазвичай лежить у діапазоні 17-25 кг.

Строк служби

Термін служби компонентів ФЕС — від 25 років.

Що ж обіцяють виробники? А ось що!

Технології полікристалічного і монокристалічного кремнію гарантують досить низький темп деградації продуктивності панелей протягом терміну експлуатації, а саме:

деградація у перший рік 2-3 %, і подальша лінійна деградація до рівня 80 % від номіналу протягом 25 років — стандарт для панелей типу «скло/EVA-інкапсулянт»;
деградація у перший рік 1-2 %, і подальша лінійна деградація до рівня 83 % від номіналу протягом 30 років — стандарт для панелей типу «скло/скло».

Отже, є впевненістьі, що через 25 або 30 років масив буде гарантовано здатний видати не менше 80% від свого номіналу.

Технічні характеристики, і на що звернути увагу

Кожна панель має набір характеристик, які можуть сказати більше, ніж будь-яка реклама та інші мотиваційні чинники:

тип матеріалу: монокристал, полікристал;
поширеність бренда на ринку, використання у великих комерційних проектах (TIER1, TIER2);
набір функціональних характеристик: Pmax, Voc, Isc, Vmp, Imp;
коефіцієнти температурної корекції (той випадок, коли багато — це погано): T-Pmax, T-Voc, T-Isc;
струмопровідні доріжки або bus bar: скільки треба.

Розберемо всі параметри детальніше.

1) тип матеріалу: монокристал, полікристал.

Якщо потрібно отримати максимум енергії з мінімальної поверхні, монокристалічні панелі — кращий вибір. Коли дуже важливий естетичний момент, і чорний колір вирішує цю задачу якнайкраще — монокристалічні панелі — оптимальний вибір. Але їхня вартість буде на 30-100 % більше порівняно з полікристалічною панеллю. Нижня межа — ціна за технологію; верхня — за естетику.

У всіх інших випадках полікристалічні панелі — розумна альтернатива.

2) поширеність бренда на ринку, використання у великих комерційних проектах (TIER1, TIER2).

Дуже умовно ринок розділено на TIERи відповідно до обсягів виробництва і технологічної досконалості.

TIER1 — це лідери ринку з обсягом виробництва у ГВт і визнаним рівнем якості та технологічної досконалості.
TIER2 — це менш успішні за обсягом продажів компанії, і зазвичай менш досконалі технологічно, що виражено в нижчій продуктивності панелі при рівних номінальних показниках.

Присутність будь-якої компанії у TIER1 або TIER2 — вже добре: це дає покупцям впевненість, що вони мають справу з якісними продуктами.

3) набір функціональних характеристик: Pmax, Voc, Isc, Vmp, Imp.

Коли конфігуруємо наш масив фотоелектричних панелей, то оперуємо електричними характеристиками панелі та її потужністю, щоб точно визначити майбутню потужність, продуктивність і гарантії сумісності з MPPT- або PWM-контролером інвертора.

Отже, що це за параметри:

Pmax — номінальна потужність;
Voc — напруга відкритого ланцюга;
Isc — струм короткого замикання;
Vmp — напруга номінальної потужності;
Imp — струм номінальної потужності.

Ці параметри вимірюють за певних умов, які називають STC — стандартні тестові умови. STC = сонячна іррадіація — 1000 Вт/м2. Температура сонячної комірки 25 °C, AM1.5 — це умовний коефіцієнт, що описує шлях проходження сонячної іррадіації через атмосферу. Так ми можемо оцінити номінальну потужність фотоелектричного масиву у Вт і його електричні показники: напругу, струм. Це стосується Pmax, Vmp, Imp.

А Voc важливий тому, що для ФЕС, яку будемо експлуатувати в Україні, за допомогою цього коефіцієнта можна визначити максимально безпечну довжину стринга панелей. Для стандартних 60-комірних фотоелектричних панелей потужністю до 275 Вт ця довжина становить 22 панелі.

4) коефіцієнти температурної корекції: T-Pmax, T-Voc, T-Isc.

Є ще три технічні параметри, які впливають на споживчі властивості нашої ФЕС:

T-Pmax — коефіцієнт температурної корекції номінальної потужності;
T-Voc — коефіцієнт температурної корекції напруги відкритого ланцюга;
T-Isc — коефіцієнт температурної корекції струму короткого замикання.
T-Isc проігноруємо у зв’язку з його незатребуваністю сьогодні.
T-Voc — коефіцієнт, який визначає, наскільки зростає або знижується напруга відкритого ланцюга в панелі залежно від температури. Це негативний коефіцієнт: при зростанні температури комірки панелі понад 25 °C (привіт STC) напруга знижується на зазначене у ТТХ-панелі значення у відсотках і зростає, якщо панель стає холоднішою.

Тепер пояснимо, чому 22 панелі у стрингах — безпечна довжина стринга для України. Уявімо, що у нас на руках є панелі номінальною потужністю 265 Вт. Значення Voc — 38,3 Вт, значення T-Voc — –0,31 %/°C. З’єднуючи послідовно 22 панелі, підсумовуємо напругу і отримаємо 842,6 Вт при температурі комірки 25 °C. А тепер уявімо, що температура знизилася і становить –25 °C (в Україні температура була такою або нижчою з 2012 року 6 днів). Тоді отримуємо різницю 50 °C, що еквівалентно зростанню напруги на 15,5 %. Так ми маємо напругу відкритого ланцюга 842,6 х 15,5 % = 973,2 °C. І це значення в рамках робочих характеристик сучасних інверторів. Але якщо панелей буде 23, тоді отримаємо перевищення ліміту 1000 Вт і зниження працездатності інвертора або вихід його з ладу.

А тепер про актуальніше: спека у нас більш поширена, ніж екстремальні морози.

T-Pmax — коефіцієнт температурної корекції номінальної потужності. Значення T-Pmax фундаментально визначає споживчу характеристику фотоелектричної панелі. Цей коефіцієнт теж негативний, а значить, втрачається продуктивність зі зростанням температури комірки понад 25 °C. У занадто спекотні літні дні фактична температура під палким сонцем може сягати 70-75 °C.

T-Pmax панелей, які масово продаються в Україні, зазвичай становить від –0,29 %/°C до –0,6 %/°C, що за реальних температур рівноцінно втраті потужності від 14,5 % до 30 % від номінальної.

Як би не приваблювала ціна або запевнення продавця щодо крутості саме його панелей, ознайомтеся з характеристикою T-Pmax, щоб зробити правильний вибір.

Зі свого боку радимо дотримуватися таких показників:

дуже якісні продукти — усе, що має значення T-Pmax –0,37 %/°C і краще;
якісні продукти — усе, що не гірше значення T-Pmax –0,42 %/°C;
продукти, які не варті уваги, — усе, що не потрапило в перші дві групи.

5) струмопровідні доріжки або bus bar.

Кількість струмопровідних доріжок послідовно зростає. На початку було дві доріжки, потім стало три-чотири, згодом п’ять і більше. З цього приводу можна сказати одне: добре все, що більше двох. Оскільки на сьогодні дві доріжки — це атрибут панелей малої потужності, які давно не виготовляють і не продають. Продукція, що має три і більше доріжок, характеризується високою продуктивністю, але не забудьте перевірити температурні коефіцієнти.

Для довідки: преміум-продукти можуть містити 6, 10, 12 і навіть 20 струмопровідних доріжок, пропонуючи покупцям до 365 Вт зі стандартної панелі.

Сподіваємося, що користуючись нашими порадами, ви зможете вибрати якісні фотоелектричні панелі для ФЕС, які забезпечать ефективну і стабільну роботу на довгі роки. У разі виникнення додаткових питань, звертайтеся на адресу: solar@erc.ua