Comparação dos principais dados empíricos de painéis solares TOPCon e BC Rooftop por um ano
Fonte de dados: Photovoltaic News
As células TOPCon tipo N se tornaram o produto principal no mercado com excelente eficiência e confiabilidade, com uma participação de mercado de cerca de 80% em 2024. Apesar disso, para alcançar a diferenciação do produto e aumentar o valor do produto no mercado altamente competitivo, muitas empresas fotovoltaicas voltaram seu foco para módulos monofaciais tipo BC e os tornaram os principais produtos no mercado fotovoltaico de telhados.
Os módulos BC são teoricamente muito adequados para aplicações de instalação em telhados devido à sua alta saída de potência frontal. No ambiente de instalação em telhados, a desvantagem bifacial das células BC pode ser significativamente aliviada. Recentemente, a JinkoSolar anunciou que realizou um estudo abrangente de teste de campo em Jiangxi.
O clima úmido de monções de Jiangxi e a temperatura média de -5 a 35 graus ao longo do ano fornecem condições naturais ideais para avaliar o desempenho de diferentes módulos fotovoltaicos. Isso ajudará a entender profundamente o desempenho de vários módulos em aplicações reais, fornecendo assim uma base científica para o desenvolvimento futuro de produtos e estratégias de mercado.
Informações do módulo
Este estudo abrange módulos TOPCon e módulos BC produzidos por um determinado fabricante. Todos os módulos são instalados no telhado do edifício para garantir a precisão e a consistência dos dados de medição. O objetivo principal deste estudo é analisar profundamente o desempenho e o potencial LCOE desses dois componentes em aplicações reais e fornecer aos clientes soluções de geração de energia confiáveis e eficientes. O teste envolveu dois tipos de componentes: componentes TOPCon tipo N com potência nominal de 575 W e componentes BC com potência nominal de 575 Wp de outro fabricante, com 18 de cada componente. Eles foram instalados em um suporte fixo com uma inclinação definida para 0 graus. Todos os componentes foram equipados com sensores de alta precisão para monitorar dados de geração de energia em tempo real para garantir a precisão e a credibilidade dos resultados do teste.
Durante o teste, uma série de dados-chave foram totalmente coletados, incluindo tensão DC, corrente, potência, temperatura do componente, radiação frontal, velocidade do vento, direção do vento, temperatura ambiente, umidade relativa e pressão atmosférica. Esses dados fornecem informações detalhadas, permitindo-nos conduzir análises e comparações aprofundadas do desempenho dos componentes.
Resultado dos testes
Algumas mudanças climáticas e de desempenho significativas foram observadas nos 11 meses de 14 de agosto de 2023 a 15 de julho de 2024. A maior irradiância média diária registrada em junho foi de 273 W/m², e a maior temperatura registrada em julho foi de 39,7 graus. A menor irradiância de 104 W/m² e a temperatura ambiente de -5 graus foram registradas em janeiro e fevereiro, respectivamente. Chuvas frequentes em abril de 2024 (20 dias chuvosos) levaram a uma diminuição na irradiância, o que por sua vez afetou a geração de energia dos módulos. Mesmo sob tais condições chuvosas contínuas, a geração de energia dos módulos TOPCon foi 0,33% maior do que a dos módulos BC. No entanto, com a chegada de altas temperaturas e dias longos em junho, os módulos TOPCon mostraram seu excelente desempenho, com um aumento de 1,95% na geração de energia em comparação aos módulos BC. Esse ganho significativo não apenas comprova a adaptabilidade dos módulos TOPCon em ambientes de alta temperatura, mas também destaca sua alta eficiência no verão.
Além disso, durante a temporada de neve de janeiro a fevereiro, sob a dupla influência de baixa irradiação e baixa temperatura ambiente, a geração de energia dos módulos TOPCon foi 0.52-0.53% maior do que a dos módulos BC. Esses dados confirmam ainda mais o desempenho superior dos módulos TOPCon em condições de clima frio, especialmente no inverno, quando a luz e a temperatura são baixas. Os resultados do teste mostram que os módulos TOPCon têm vantagens significativas na eficiência de geração de energia, com a geração de energia por watt sendo até 1,95% maior do que a dos módulos BC durante o ciclo de teste, o que é atribuído à sua maior capacidade de geração de energia (kWh/kW) e alta confiabilidade durante o ciclo geral.
Este resultado demonstra plenamente que, mesmo sem considerar o fator bifacialidade, os módulos TOPCon ainda apresentam melhor desempenho em aplicações em telhados, reduzindo os custos de investimento inicial e o LCOE, ao mesmo tempo em que melhoram a geração de energia e o desempenho do produto.
Análise de dados
A razão pela qual os módulos TOPCon podem atingir maior geração de energia é principalmente devido à sua menor temperatura operacional. Isso permite que ele mantenha uma alta eficiência de geração de energia no ambiente de alta temperatura no verão, quando outros módulos geralmente reduzem a geração de energia devido aos coeficientes de temperatura, obtendo assim maiores ganhos de geração de energia por watt. Durante o teste, a temperatura operacional média dos módulos TOPCon foi sempre menor do que a dos módulos BC de outros fabricantes. Quando o coeficiente de temperatura de ambos os módulos é de cerca de -0.29%/ grau, a atenuação da geração de energia dos módulos BC devido à alta temperatura é significativamente maior do que a dos módulos TOPCon.
Em princípio, as células BC expandem a área efetiva de geração de energia transferindo as linhas da grade de eletrodos na parte frontal da célula para a parte traseira da célula. Este projeto tem vantagens óbvias na melhoria da eficiência de conversão da célula em sistemas fotovoltaicos de telhado que não dependem particularmente da geração de energia bifacial. No entanto, este projeto também traz alguns desafios. Em aplicações práticas, a concentração de estresse na parte traseira do módulo BC faz com que a superfície do módulo fique saliente e dobre, o que por sua vez afeta sua confiabilidade e eficiência. Este fenômeno é particularmente óbvio em junho e julho. Quando a temperatura máxima pode atingir 37 graus, a temperatura da superfície do módulo pode até exceder 60 graus ao meio-dia. Este ambiente de alta temperatura não afeta apenas a eficiência de geração de energia do módulo BC, mas também pode acelerar o envelhecimento do material, afetando assim a confiabilidade e o desempenho de longo prazo do módulo.
Resumo
Este estudo registra e compara o desempenho dos módulos TOPCon e BC em um cenário de aplicação em telhados ao longo de um ciclo de um ano. Por meio dessa comparação, o objetivo é avaliar a competitividade relativa dos dois em termos de custo-efetividade e produção de energia. Os resultados revelam as seguintes descobertas principais:
1) Os módulos TOPCon, com sua maior capacidade de geração de energia (em quilowatts-hora por quilowatt), são até 1,95% maiores que os módulos BC em termos de geração de energia frontal. Mesmo se ignorarmos as vantagens de sua geração de energia bifacial, o TOPCon ainda mostra um potencial mais forte em aplicações de telhado.
2) O estudo descobriu que há uma correlação linear significativa entre irradiância, temperatura e geração de energia para os dois módulos. Especificamente, conforme a irradiância e a temperatura aumentam, o ganho de geração de energia dos módulos TOPCon é particularmente significativo.
3) Os módulos TOPCon mostram melhor desempenho sob condições de pouca luz pela manhã e à noite. Isso é particularmente importante em aplicações práticas porque significa que os módulos TOPCon podem utilizar mais efetivamente recursos de luz limitados durante períodos de pouco tempo de sol.
Com base nesses dados, a JinkoSolar recomenda que mais testes de eficiência de geração de energia e pesquisas de monitoramento sejam realizados no futuro para fornecer aos usuários soluções mais científicas e precisas.