Para verificar las ganancias de energía de los módulos PERC bifaciales en diferentes entornos, LONGi cooperó con las principales autoridades de terceros para construir muchos proyectos piloto en 2018. Entre ellos, el proyecto piloto TüV Rheinland en la India investigó principalmente la diferencia de los módulos PERC bifaciales, módulos de silicio negro policristalino, módulos PERC monofaciales y módulos bifaciales de tipo N en condiciones de superficie de grava blanca. Este proyecto piloto ha acumulado más de 6 meses de datos desde septiembre de 2018. El documento técnico llevará a cabo un análisis específico basado en el informe semestral del proyecto piloto TüV Rheinland en la India y datos de generación de energía.
1) Información del proyecto
Ubicada en Chennai, costa este de la India, con clima tropical húmedo y seco, en la siguiente imagen se muestra información específica del proyecto piloto.
Figura 1. La información de ubicación del proyecto piloto en la India
Este proyecto piloto utilizó 2 módulos para cada tipo y se instaló en la misma fila con un total de 8 módulos. Los 4 tipos de módulos son: Módulo PERC monofacial de LONGi, módulo PERC bifacial de LONGi (con marco), módulo de silicio negro policristalino de la compañía A, módulo bifacial tipo N de la compañía B (sin marco). Todos los módulos son de soporte fijo con 15° de inclinación y 1m de altura sobre el suelo. Los 4 módulos bifaciales están pavimentados con grava blanca, como se muestra en la figura a continuación:
Figura 2. Fotos de campo del proyecto piloto en la India
Tabla 1. Características eléctricas y dimensión de la muestra de prueba.
Tabla 2. Esquema de diseño del proyecto piloto en la India
Todos los módulos utilizados en el proyecto piloto en la India han pasado las pruebas de apariencia, EL y rendimiento eléctrico. El probador multicanal IV lee los datos de generación de energía de cada módulo. La potencia de prueba frontal del módulo se utiliza para calcular la generación de potencia por vatio. La generación de energía promedio de los 2 módulos se utiliza para analizar la capacidad de generación de energía de un determinado módulo (bajo la premisa de que la electricidad generada de los dos módulos es equivalente). El soporte está equipado con un piranómetro para probar la irradiación global en el plano, la irradiación horizontal, difusa y trasera (GPoA, GHor Gd, Grear), y se instalan tres piranómetros en la parte trasera del módulo para probar la irradiación en diferentes alturas (1m, 1,2 m, 1,4 m). El período de muestreo del probador multicanal IV y los piranómetros es de 30 segundos.
2) Rendimiento de generación de energía de cuatro tipos de módulos
La generación de energía de los cuatro tipos de módulos de septiembre de 2018 a febrero de 2019 se muestra en la Figura 3: En comparación con los módulos monofaciales PERC, las ganancias de generación de energía de los módulos bifaciales PERC y los módulos bifaciales de tipo N son respectivamente 19,21% y 20,12% debido a la mayor generación de energía en el lado trasero, los módulos bifaciales de tipo N son ligeramente más altos que los módulos bifaciales de tipo P en un 0,76%, y la diferencia se debe principalmente al borde del marco a través del análisis (el cálculo teórico del módulo con marco será aproximadamente un 1% menor debido al sombreado parcial en comparación con el módulo sin marco), si el efecto del marco se elimina, la capacidad de generación de energía de los dos es básicamente la misma (el módulo bifacial con marco tiene ventajas obvias en fiabilidad a largo plazo, se seguirá el artículo de análisis); El módulo de silicio negro policristalino genera un 3,05% menos de energía que el módulo PERC monofacial, que se deriva del coeficiente de temperatura de potencia superior y el bajo rendimiento de irradiación del módulo PERC monocristalino. En consecuencia, la ganancia de generación de energía del PERC y del tipo bifacial N en relación con los módulos policristalinos alcanza el 22,96% y el 23,90%. De acuerdo con la prueba de TÜV Rhein, los coeficientes de temperatura de potencia de los módulos PERC monofaciales y bifaciales de LONGi son de -0,347%/°C y -0,363%/°C, y los módulos de silicio negro policristalino son de 0,400%/°C. Según los datos mensuales, la ganancia de generación de energía es generalmente estable. Debido a la interrupción del suministro eléctrico en octubre de 2018, la ganancia de generación de energía es inferior al valor normal.
Figura 3. Generación de energía mensual de cuatro módulos de proyecto piloto en la India
3) Correlación de ganancia de generación de energía, irradiación del lado trasero y tasa de dispersión
La Tabla 3 muestra la relación de la irradiación promedio recibida en la parte trasera de los módulos bifaciales a la irradiación frontal en cada mes. La irradiación promedio en la parte trasera del proyecto indio de 6 meses es del 25% de la radiación frontal. Con la ganancia de irradiancia, multiplicar la tasa bifacial para estimar la ganancia de generación de energía del módulo bifacial PERC es 25%*75% = 18,75%, que está cerca del valor medido de 19,21%. Hay una cierta diferencia en la irradiación de las tres posiciones en la parte trasera. La irradiación a 1,4 m es ligeramente inferior a la tendencia teórica. Debido a que el área donde se coloca la grava blanca hacia el norte es insuficiente, de lo contrario, el valor de radiación y la ganancia de generación de energía en la parte trasera serán más altos.
Tabla 3. La relación entre el lado trasero del proyecto piloto en la India a la irradiación frontal [%]
La Figura 4 muestra la correlación de la ganancia de generación de energía del módulo bifacial PERC, la ganancia de radiación del lado trasero y la tasa de dispersión durante un período de tiempo. Se puede ver que la ganancia de generación de energía se correlaciona significativamente con los datos de ganancia de radiación trasera y la tasa de dispersión. La proporción más alta de dispersión de radiación solar, la proporción más alta de la irradiación trasera a la irradiación frontal del módulo y la mayor ganancia de generación de energía del módulo bifacial.
Figura 4. Tasa de dispersión solar, radiación trasera y ganancia de generación de energía de módulos bifaciales PERC del 2 al 16 de septiembre de 2018
Luego seleccionamos un día despejado para mostrar la diferencia entre la ganancia de generación de energía y la tasa de dispersión en diferentes períodos de tiempo. Se puede ver que la ganancia de generación de energía de los módulos bifaciales PERC durante el día es relativamente estable, debido a la alta proporción de luz dispersa en la mañana y la tarde, las curvas de la ganancia de generación de energía dos se inclinaron hacia arriba.
Figura 5. Ganancia de generación y tasa de dispersión de módulos bifaciales PERC en diferentes momentos de un día despejado típico (2018.11.14)
4) Tasa de rendimiento
La Figura 6 resume los valores de PR de cuatro módulos en 6 meses. Los valores de PR de todos los módulos están por encima del 80%, y los módulos bifaciales PERC y los bifaciales de tipo N de LONGi están por encima del 100%, lo que muestra ventajas obvias en eficiencia.
Figura 6. Valores PR de cuatro módulos del proyecto piloto en la India (septiembre de 2018 - febrero de 2019)
En resumen, en el clima tropical del monzón en la costa este de la India, el módulo PERC monofacial de LONGi genera más del 3% de la generación de energía del módulo de silicio negro policristalino, la ganancia de energía del módulo PERC bifacial tipo P y el módulo bifacial tipo N pueden alcanzar más del 20% del módulo de silicio negro policristalino en la condición de superficie de grava blanca. El rendimiento de generación de energía del módulo PERC bifacial tipo P y el módulo bifacial tipo N con mayor bifacialidad están al mismo nivel, sin embargo, el costo del PERC bifacial tipo P es más competitivo que el bifacial tipo N. Con la expansión de la capacidad de producción y el costo de las células y módulos PERC monocristalinos, los módulos PERC pronto dominarán en el mercado PV de la India.