В ассортименте многих производителей солнечных батарей все чаще можно заметить солнечные батареи с фотоэлементами, разрезанными пополам. В результате в солнечной панели вместо классических 60 ячеек с размерами 156 х 156 мм размещено 120 ячеек с размерами 156 х 78 мм. Это конструктивное изменение позволяет получить около 5-10 Вт дополнительной выработки электроэнергии. Солнечные батареи с половинчатыми фотоэлементами неоднократно были отмечены самыми престижными наградами за новаторство.

Солнечные батареи с половинчатыми фотоэлементами

Снижение потерь на сопротивление

Основное преимущество hulf cut фотоэлементов связано с уменьшением вдвое внутреннего тока. Чем меньше ток, тем меньше потери на сопротивление, вследствие производительность повышается.

Половинчатые фотоэлементы имеют силу тока в 2 раза меньше чем у стандартного фотоэлемента

В солнечной батареи потери мощности происходят при прохождении электронов через токосъемные полоски и шины. Поскольку потери мощности равны сопротивлению, умноженному на ток в квадрате (P сопр = R x I²), уменьшение тока уменьшит и потери. Таким образом разделив одну ячейку на две половины, можно сократить потери на 75%. Особенно это ощутимо в периоды высокой солнечной интенсивности. В результате это приводит к лучшему коэффициенту заполнения солнечной батареи и более высокому КПД примерно на 1,5–3%.

Особая конфигурация ячеек в солнечной батарее

Снижение тока для уменьшения потерь не является чем-то новым, инженеры применяют это на протяжении более ста лет в области передачи электроэнергии. Однако вдвое больше ячеек удваивает напряжение, что может иметь нежелательные последствия для солнечной станции. Эта проблема решена в пересмотренной конфигурации солнечной батареи.

Конфигурация ячеек в солнечной батарее с половинчатыми фотоэлементами

Поскольку последовательное соединение фотоэлементов увеличивает напряжение, а параллельное соединение увеличивает ток, то если бы все 120 половинчатых ячеек были бы соединены в одну цепь как в классических модулях, у нас было бы удвоенное напряжение и половина тока стандартной ячейки. Чтобы исправить это, производители объединяют половинчатые фотоэлементы в 2 группы по 60 ячеек, соединенные параллельно на выходе. Как следствие, выходное напряжение и ток от солнечной батареи близки к значениям, типичным для стандартных фотоэлектрических панелей на основе 60 ячеек.

Повышение эффективности при затенении

Конфигурация фотоэлементов, состоящая из двух групп, так же позволяет уменьшить влияние тени на выработку электроэнергии от солнечной батареи при частичном затенении. При вертикальном монтаже в процессе затенения нижней части одной батареи, байпасный диод может отсекать меньшее количество ячеек в солнечной панели и тем самым производительность падает меньше.

Работа байпасных диодов в солнечной батарее с половинчатыми фотоэлементами

Другие преимущества

Понижение сопротивления так же влечет за собой и снижении рабочей температуры солнечной батареи. Это так же благоприятно сказывается на эффективности системы. Кроме этого, фотоэлементы меньше подвергаются линейным расширениям из-за перегрева и благодаря этому срок службы солнечной батареи с половинчатым фотоэлементом выше, чем у классической батареи.

Ячейка уменьшенного размера меньше подвергается образованию микротрещин поскольку она не так сильно изгибается и это так же положительно влияет на срок эксплуатации солнечной батареи.

Недостатки

Недостатком этой конструкции можно назвать большое количество соединений между ячейками в сравнении со стандартным модулем. Поэтому следует выбирать производителя имеющего высокие производственные стандарты пайки соединений и сборки панелей.

Так же к недостаткам можно отнести дороговизну солнечной батареи с половинчатым фотоэлементом. Однако часто производители оснащают половинчатые модули и рядом других инноваций таких как PERC технология, увеличенное количество шин и т.д. делая их топовыми моделями, из-за чего цена их значительно повышается в сравнении со стандартными солнечными батареями.

Несмотря на то, что решение разрезать фотоэлементы пополам оказалось достаточно простым, оно оказалось достаточно эффективным. Все больше компаний добавляют модель солнечной батареи с половинчатыми фотоэлементами в свой ассортимент, и это неудивительно ведь данная технология вполне заслуживает на такое внимание.