Ffynhonnell: reglobal.co
Adroddiad Mynegai Modiwlau PV y Ganolfan Profi Ynni Adnewyddadwy (RETC) 2022
Dyma ddyfyniad o Adroddiad Mynegai Modiwlau PV y Ganolfan Profi Ynni Adnewyddadwy (RETC) 2022. Mae Adroddiad Mynegai Modiwlau PV eleni, yn archwilio tri phwnc rhyng-gysylltiedig—modiwlau PV math-n, fforensig maes a thywydd eithafol—sy'n dangos rhai o'r risgiau technegol anochel. gysylltiedig â datblygu prosiectau solar. Mae'r pynciau amserol hyn hefyd yn egluro gwerth dull rheoli risg sy'n cael ei yrru gan ddata.
Gwerthuso modiwlau PV math N newydd
Mae gallu parhaus y diwydiant solar i leihau costau tra'n gwella perfformiad yn brif reswm pam mai solar oedd yn gyfrifol am y gyfran fwyaf o gapasiti cynhyrchu trydan newydd yr Unol Daleithiau yn 2021. Mae'r duedd hon i'w gweld orau gan newidiadau parhaus i ddyluniadau modiwlau a thechnolegau celloedd. Y llynedd, er enghraifft, archwiliodd RETC fanteision a heriau datblygu a defnyddio modiwlau fformat mawr, y mae llawer o ddadansoddwyr yn disgwyl y byddant yn dominyddu'r farchnad yn y blynyddoedd i ddod. Eleni, mae RETC yn monitro tueddiad technoleg arall yn agos sy'n prysur ennill tyniant a derbyniad y farchnad, sef cynnydd celloedd PV math n cenhedlaeth nesaf gyda chysylltiadau goddefol.
Cynnydd TOPCon
Mae llawer o ddadansoddwyr diwydiant a gwyddonwyr deunydd yn credu mai cynlluniau celloedd PV math n sy'n dod i'r amlwg yw'r dilyniant rhesymegol nesaf ar y map ffordd technoleg PV. Yn 2013, cyflwynodd ymchwilwyr yn Sefydliad Fraunhofer yr Almaen ar gyfer Systemau Ynni Solar ddull o gynhyrchu celloedd solar silicon math n effeithlonrwydd uchel gyda strwythur cyswllt goddefol twnnel ocsid newydd (TOPCon). Diolch i oddefiad arwyneb rhagorol a chludiant cludwr effeithiol, cyflawnodd y dyluniad cell newydd hwn farciau uchel ar gyfer foltedd cylched agored (Voc), ffactor llenwi ac effeithlonrwydd. Lai na degawd yn ddiweddarach, TOPCon yw'r gair mwyaf poblogaidd mewn solar. Mae'r gwneuthurwyr modiwlau mwyaf yn y byd yn dechrau cynhyrchu modiwlau PV gyda chelloedd TOPCon. Er bod LONGi Solar yn betio'n fawr ar TOPCon math-p, mae llawer o gwmnïau modiwl blaenllaw eraill - megis Jinko Solar, Jollywood Solar Technology, JA Solar a Trina Solar - yn gwneud buddsoddiadau sylweddol mewn modiwlau gyda chynlluniau celloedd TOPCon n-math. Mae'r colyn cyfunol hwn yn y farchnad yn bennaf oherwydd y cromliniau effeithlonrwydd gwastadu ar gyfer modiwlau'r allyrrydd goddefol p-math a chell cyswllt cefn (PERC). Er bod y rhain wedi dominyddu'r farchnad yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae gweithgynhyrchwyr yn dechrau cyrraedd terfynau ffisegol dyluniadau celloedd mono PERC math-p. Bydd trosglwyddo i gelloedd TOPCon math n yn caniatáu i gwmnïau modiwl hybu effeithlonrwydd celloedd ymhellach yn y labordy ac mewn cynhyrchu màs.
Manteision celloedd math N
Mae gweithgynhyrchwyr solar wedi cydnabod manteision effeithlonrwydd posibl celloedd PV math n ers amser maith. Er enghraifft, dechreuodd Sanyo ddatblygu celloedd PV technoleg heterojunction n-math (HJT) yn yr 1980au. Yn ogystal, mae SunPower wedi adeiladu ei gelloedd PV cyswllt cefn rhyng-ddigidol (IBC) ar sylfaen o silicon math n purdeb uchel. Oherwydd y cymhlethdodau gweithgynhyrchu dan sylw, mae modiwlau PV effeithlonrwydd uchel yn seiliedig ar ddyluniadau celloedd n-math HJT ac IBC yn gymharol ddrud i'w cynhyrchu ac yn parhau i fod yn rhan arbenigol o'r farchnad. Mewn cymhariaeth, mae gweithgynhyrchu celloedd TOPCon n-math yn debyg iawn i broses thePERC. O ganlyniad, gall gweithgynhyrchwyr gynhyrchu'r modiwlau TOPCon effeithlonrwydd uchel cenhedlaeth nesaf hyn ar linellau cynhyrchu PERC wedi'u huwchraddio.
Er bod modiwlau TOPCon n-math heddiw yn costio ychydig yn fwy i'w cynhyrchu fesul wat na modiwlau mono PERC math-p, mae'r enillion effeithlonrwydd yn arwain at gost ynni wedi'i lefelu is (LCOE) mewn gosodiadau maes ar raddfa fawr. Yn anad dim, mae arbenigwyr blaenllaw yn disgwyl i TOPCon n-math elwa o gromlin ddysgu carlam. Un o fanteision materol sylfaenol celloedd TOPCon n-math o'i gymharu â chelloedd mono PERC math-p yw cyfradd diraddio is oherwydd tueddiad is i ddiraddio a achosir gan olau (LID) a diraddiad a achosir gan olau a thymheredd uchel (LeTID). Gall manteision ychwanegol gynnwys ffactor deuwedd uwch, yn ogystal â pherfformiad gwell o dan amodau ysgafn isel a thymheredd uchel.
Risgiau mabwysiadu cynnar
Mae'r rhan fwyaf o ddadansoddwyr yn disgwyl i fodiwlau gyda chelloedd TOPCon n-math gynyddu cyfran y farchnad yn gyflym yn seiliedig ar y manteision perfformiad hyn. Fodd bynnag, mae technolegau celloedd PV sy'n dod i'r amlwg - hyd yn oed rhai sy'n profi'n llwyddiannus yn y maes yn y pen draw - yn ddieithriad yn fwy o risg na thechnolegau aeddfed a phrofedig. Hyd nes y caiff cynhyrchion eu defnyddio ar raddfa fawr, mae'r potensial yn bodoli ar gyfer mecanweithiau diraddio sydd heb eu darganfod hyd yma. Heddiw, er enghraifft, mae peirianwyr ac arianwyr annibynnol yn ystyried bod modiwlau PV mono PERC math-p yn dechnoleg sefydlog a risg isel. Nid oedd yr asesiad hwn bob amser yn farn gonsensws. Roedd gan fersiynau cynnar o fodiwlau mono PERC broblemau gyda sefydlogrwydd, yn enwedig LID ac, mewn achosion prin, LeTID. Mae'r dulliau diraddio mono PERC annisgwyl hyn yn dangos y risgiau perfformiad y mae mabwysiadwyr cynnar yn eu hwynebu gyda thechnolegau newydd.
Er bod celloedd PV TOPCon math n wedi profi'n wydn i LID a LeTID, mae rhywfaint o dystiolaeth yn bodoli o dueddiad i ddiraddio a achosir gan uwchfioled. Er enghraifft, mae ymchwilwyr yn Labordy Cyflymydd Cenedlaethol SLAC a'r Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol (NREL) wedi dogfennu colled pŵer blaen a chefn mewn technolegau celloedd solar uwch ar ôl profion datguddiad UV cyflymedig artiffisial. Nid yw'r data hyn yn cyfeirio at un mecanwaith diraddio ond maent yn awgrymu bod gwahanol gynlluniau celloedd yn diraddio trwy wahanol lwybrau.
Dadansoddiad fforensig o berfformiad maes
Mae dadansoddiad fforensig yn ymchwiliad manwl sy'n ceisio sefydlu achos sylfaenol tanberfformiad system ffotofoltäig. Mewn llawer o achosion, methiannau gwrthdröydd neu amcangyfrifon cynhyrchu anghywir sydd ar fai am danberfformiad gwirioneddol neu ganfyddedig yn y system.
Asesiad gwaelodlin
Un o'r ffyrdd gorau i randdeiliaid prosiect leihau risg prosiect yw ymgysylltu â thrydydd parti cymwys i gynnal asesiad iechyd modiwl gwaelodlin yn ystod comisiynu prosiectau. Trwy gipio mesuriadau o ansawdd uchel cyn gweithrediadau masnachol, mae asesiad fforensig gwaelodlin yn darparu buddion tymor byr a hirdymor dros oes gweithredu system pŵer PV. Yn y tymor byr, mae asesiad comisiynu llinell sylfaen yn gwella cywirdeb amcangyfrifon perfformiad system.
Profion EL yn ystod y dydd
Mae profion electroluminescence (EL) yn defnyddio system gamera arbennig i ddogfennu'r allyriadau golau sy'n digwydd pan fydd cerrynt trydanol yn mynd trwy gelloedd PV. Mae gan brofion EL hanes hir yn y labordy, lle caiff ei ddefnyddio i ganfod ystod eang o ddiffygion modiwl cudd. Unwaith y caiff ei ddiswyddo i amgylcheddau dan reolaeth dan reolaeth, mae profion EL yn fwyfwy cyffredin mewn ymchwiliadau fforensig maes. Mae delweddu EL yn ystod y dydd yn darparu dwy fantais amlwg o gymharu â dulliau cynharach. Yn gyntaf, mae ein methodoleg profi EL yn caniatáu i dechnegwyr brofi modiwlau yn y fan a'r lle, sy'n cyflymu'r broses brofi ac yn dileu difrod celloedd oherwydd tynnu a thrin modiwlau. Yn ail, mae profion EL yn ystod y dydd yn dileu'r angen i brofi modiwlau yn nhywyllwch y nos, gan wella diogelwch a thrwybwn ymhellach.
Mae canlyniadau profion EL yn y maes yn werthfawr ar gyfer nodi diffygion gweithgynhyrchu mawr, iawndal cludo a chludo oddi ar y safle, iawndal trin deunydd neu osod ar y safle, neu iawndal sy'n deillio o ddigwyddiadau tywydd garw fel cenllysg, gwynt neu eira. Mae'r delweddau EL hyn yn caniatáu i randdeiliaid prosiect nodi difrod celloedd a all arwain at anghydffurfiaethau thermol, mannau poeth a thanberfformiad modiwl yn y dyfodol. Pan gânt eu dogfennu a'u hadrodd yn ddigonol, gall delweddau EL trydydd parti helpu i setlo hawliadau gwarant ac yswiriant. Yn wahanol i ddelweddau isgoch o'r awyr (IR), sy'n nodi lleoliadau posibl problemau perfformiad yn unig, mae ymchwiliadau EL yn ystod y dydd yn egluro achosion sylfaenol tanberfformiad. Mae'r canfyddiadau hyn o fudd i randdeiliaid y prosiect trwy hwyluso datrys problemau a lleihau colledion cynhyrchu.
Cynnal a chadw rhagfynegol
Mae fforensig perfformiad maes trydydd parti yn arbennig o ymarferol o'u cyfuno â llwyfan monitro cadarn a phrotocolau cynnal a chadw rhagfynegol. Wrth i fodiwlau PV heneiddio, mae asedau maesedig mewn mwy o berygl o danberfformio. Yn aml nid yw microcracio celloedd yn effeithio ar berfformiad modiwlau pan fo modiwlau'n newydd, ond nid yw hynny'n wir o reidrwydd wrth i systemau heneiddio. Ar ôl 5 neu 10 mlynedd yn y maes, mae rhai modiwlau yn parhau i berfformio yn ôl y disgwyl, tra bod eraill yn dioddef o ddiraddio cyflymach.
Nid yw gwahaniaethu rhwng modiwlau “da” a modiwlau “drwg” yn fater syml, yn enwedig mewn systemau a ddefnyddir ar ôl i Adran Fasnach yr UD ddeddfu ei pholisïau AD/CVD. Mewn gwirionedd, gall prosiectau mawr yr ymddengys bod ganddynt un cyflenwr modiwl integreiddio modiwlau a weithgynhyrchwyd gan ddefnyddio celloedd sy'n dod o ddwsin o wahanol werthwyr. O ystyried bod pob bil o ddeunyddiau (BOM) yn unigryw, mae gan bob un broffil risg gwahanol.
Lliniaru risgiau tywydd eithafol
Nid oes unrhyw un yn deall y peryglon naturiol sy'n gysylltiedig â defnyddio solar yn well nag arbenigwyr yswiriant ynni adnewyddadwy fel GCube Insurance. Yn ôl adroddiad marchnad 2021 y cwmni, "Henffych well neu Ddŵr Uchel: Graddfa Gynyddol Tywydd Eithafol a Cholledion Trychinebau Naturiol mewn Ynni Adnewyddadwy", mae hawliadau yswiriant sy'n gysylltiedig â'r tywydd wedi cynyddu mewn amlder a difrifoldeb wrth i brosiectau solar gynyddu mewn amlder, maint a difrifoldeb. dosbarthiad daearyddol. O ystyried twf cyflym y farchnad solar yn fyd-eang, nid yw cynnydd cymesur mewn hawliadau yswiriant solar yn gwbl annisgwyl. Fodd bynnag, mae achos sylfaenol hawliadau yswiriant solar wedi synnu rhai o fewnwyr y diwydiant yswiriant. Yn benodol, ers 2015, mae colledion yswiriedig sy'n gysylltiedig â digwyddiadau tywydd eithafol tua dwywaith maint y rhai sy'n deillio o drychinebau naturiol.
Er bod digwyddiadau tywydd eithafol yn arwain at fwy o golledion yswiriedig na thrychinebau naturiol, nid yw hawliadau yswiriant sy'n gysylltiedig â'r categori colledion tywydd garw yn anochel. Gall rhanddeiliaid prosiect atal neu liniaru llawer o golledion tywydd eithafol trwy arfer gofal a rhagwelediad rhesymol wrth ddewis cynnyrch a dylunio systemau. At hynny, gall arbenigwyr lliniaru risg helpu buddsoddwyr ecwiti treth a chwmnïau yswiriant i ddeall y risgiau ariannol sy'n gysylltiedig â thywydd garw.
Profion cymharol
Mae dewis cynnyrch strategol yn gam cyntaf hanfodol ar gyfer lliniaru prif achosion colledion tywydd eithafol. Mae canlyniadau profion bancadwyedd a thu hwnt i ardystiad RETC yn dangos sut mae gwahanol ddyluniadau modiwlau PV neu gyfuniadau o fodiwlau a racio yn gwrthsefyll y gwahanol fathau hyn o straen amgylcheddol. Mae'r gwahaniaethau hyn yn hanfodol i genhadaeth yng nghyd-destun lliniaru risg tywydd eithafol.
Mae enghreifftiau o beryglon tywydd eithafol y gellir eu hatal yn cynnwys gwynt, cenllysg ac eira. Yn seiliedig ar amlder hawliadau, mae digwyddiadau gwynt uchel yn un o brif achosion colledion yswirio mewn asedau solar maes. Yn seiliedig ar ddifrifoldeb y colledion, difrododd storm genllysg yng Ngorllewin Texas a gafodd gyhoeddusrwydd eang tua 400,000 o fodiwlau PV, gan arwain at yr hawliad yswiriant solar unigol mwyaf hyd yma. Mae eira yn berygl cymharol lai yn gyffredinol ond mae'n cyflwyno risgiau sylweddol ar ddrychiadau neu lledredau penodol.
Nod profion cymharol a chyflym yw grymuso rhanddeiliaid prosiect i nodi a nodi'r cynhyrchion a'r dyluniadau system gorau ar gyfer cymwysiadau ac amgylcheddau penodol. Mae modiwlau sy'n perfformio'n dda o dan brofion llwyth mecanyddol deinamig yn addas iawn i'w defnyddio mewn amgylcheddau gwynt uchel. Mae modiwlau sy'n perfformio'n dda yn nhrefniant Prawf Gwydnwch Henffych well (HDT) RETC yn addas iawn i'w defnyddio mewn rhanbarthau sy'n dueddol o genllysg. Modiwlau sy'n perfformio'n dda mewn profion llwyth mecanyddol sydd fwyaf addas ar gyfer gwrthsefyll y llwythi sy'n gysylltiedig â rhew ac eira. Nid yw modiwlau nad ydynt yn perfformio'n dda yn y ddau brawf hyn yn gynhyrchion "drwg", yn enwedig wrth eu cymhwyso'n briodol. Mae modiwlau sy'n cael eu caledu yn erbyn gwynt a chenllysg yn aml yn arwain at gostau gweithgynhyrchu uwch. Efallai na fydd yr amodau ar gyfer gosodiad yn Central Valley California, sy'n profi gwyntoedd cryfion, cenllysg neu eira yn anaml, yn cyfiawnhau'r costau ychwanegol hyn.
Er mwyn lliniaru risgiau cadwyn gyflenwi, mae datblygwyr yn aml yn gwerthuso ac yn dod o hyd i amrywiaeth o fodelau a gwerthwyr modiwlau PV. Bydd tueddiad tywydd eithafol yn amrywio ar draws y portffolio hwn o fodiwlau PV dethol. Drwy roi sylw i'r gwahaniaethau hyn, gall datblygwyr gyfeirio modiwlau sydd wedi'u caledu gan y gwynt, y cenllysg neu'r eira yn eu tro i safleoedd sy'n dueddol o fod yn wynt, cenllysg neu eira. Mae'r math hwn o ddefnydd dethol yn ffordd gymharol syml a chost-effeithiol o leihau risgiau tywydd eithafol.
Strategaethau stow amddiffynnol
Ar ôl hidlo a defnyddio modiwlau yn ddetholus yn seiliedig ar wrthwynebiad i amodau safle-benodol, gall rhanddeiliaid prosiect weithredu strategaethau rheoli meddalwedd sy'n ymateb i'r tywydd i leihau risgiau tywydd eithafol ymhellach mewn cymwysiadau cyfleustodau mawr. Mae llawer o systemau PV ar raddfa fawr yn integreiddio olrheinwyr echel sengl a reolir yn ddeallus sy'n defnyddio meddalwedd i ddilyn yr haul tra'n osgoi hunan-gysgodi. Wrth i hawliadau yswiriant sy'n gysylltiedig â'r tywydd gynyddu, mae gweithgynhyrchwyr tracio sy'n arwain y diwydiant wedi gweithredu ymatebion rheoli meddalwedd newydd, megis moddau stow amddiffynnol neu sied lwythi sy'n benodol i fygythiad.
Oherwydd natur hynod leol a chyflym digwyddiadau gwynt cryf a stormydd cenllysg, nid yw rhybuddion tywydd garw yn aml yn rhoi fawr o rybudd ymlaen llaw i weithredwyr gweithfeydd. Ar ben hynny, mae'r mathau o stormydd sy'n cynhyrchu gwyntoedd cryfion a chenllysg mawr yn aml yn arwain at ostwng llinellau pŵer a cholli pŵer AC. Gall rheolaethau meddalwedd gweithredol fynd i'r afael â'r heriau hyn a darparu mesurau lliniaru risg effeithiol gyda nodweddion cynnyrch megis cychwyn lleol neu o bell, amseroedd ymateb cyflym a batri wrth gefn methu'n ddiogel. Mae hefyd yn bwysig ystyried risgiau tywydd cyd-ddigwyddiadol.
Er bod y diwydiant yswiriant wedi dibynnu ers tro ar asesiadau risg tebygol i ddarparu sylw cynaliadwy, mae'r her a gyflwynir gan brosiectau solar yn ddeublyg. Yn gyntaf, mae data hanesyddol cyfyngedig ar gael i ddeall risgiau tywydd eithafol, yn enwedig o ystyried cyfradd y newid technolegol ac ehangiad y farchnad. Yn ail, nid yw'r data trychineb naturiol y mae yswirwyr yn dibynnu arnynt fel arfer yn dal digwyddiadau tywydd eithafol "heb eu categoreiddio".
Ansawdd y modiwl
Gall cynhyrchion sy'n ymddangos yn debyg ar bapur berfformio'n wahanol iawn yn y byd go iawn. Mae ymrwymiad gweithgynhyrchu i ansawdd yn aml yn cyfrif am y gwahaniaethau hyn. Nid yw maesu niferoedd cynyddol o brosiectau solar cynhwysedd uwch mewn lleoliadau ledled y byd heb risg. Mae lliniaru risg safle-benodol yn gofyn am gymhwyso cynhyrchion a thechnolegau yn strategol. Mae ymagwedd un maint i bawb at ddylunio cynnyrch a datblygu prosiectau yn ddieithriad yn cynyddu proffiliau risg prosiectau. Mae gwahaniaethu cynnyrch strategol yn gwella gwydnwch prosiect.
Mae dyluniadau modiwl a system sydd wedi'u caledu'n cenllysg yn lliniaru risg prosiectau mewn rhanbarthau sy'n dueddol o genllysg fel Gorllewin Texas. Mae dyluniadau cynnyrch a system sy'n gwrthsefyll effeithiau gwynt deinamig yn lleihau risg prosiect mewn lleoliadau gwynt uchel ledled y byd. Mae dyluniadau cynnyrch a system sy'n gwrthsefyll llwythi mecanyddol statig uchel yn lleihau risgiau methiant trychinebus mewn lleoliadau eira eithafol. Mae cynhyrchion sy'n gwrthsefyll cyrydiad yn ymestyn oes gweithredu mewn ardaloedd arfordirol.
Mae labordai profi yn defnyddio offer wedi'u graddnodi a'u hardystio o dan amodau prawf wedi'u harchwilio a'u rheoli. Mae'r nodweddion a ddaliwyd o dan yr amodau trwyadl hyn yn cynrychioli'r mesuriad cywir o berfformiad modiwlau PV ac yn rhoi gwerth i randdeiliaid lluosog y prosiect. Er bod profion ffatri yn unol â pharamedrau amodau prawf safonol (STC) yn ddelfrydol ar gyfer sefydlu graddfeydd plât enw modiwl, nid yw canlyniadau profion ffatri yn nodweddu amodau gweithredu modiwl nodweddiadol. Er mwyn modelu perfformiad system yn gywir yn y byd go iawn, mae'n hanfodol deall sut mae modiwlau'n perfformio o dan amodau arbelydru isel neu mewn perthynas â newid onglau haul. Ar ben hynny, mae'n hanfodol nodweddu perfformiad modiwl o dan amodau prawf sy'n adlewyrchu'r amodau gweithredu y mae systemau PV yn nodweddiadol yn cynhyrchu'r cynnyrch ynni gorau posibl oddi tanynt. Mae hefyd yn hanfodol deall sut mae amlygiad i'r haul yn y tymor byr a'r diraddio canlyniadol yn effeithio ar berfformiad ffotofoltäig yn y maes.
Trwy gydol rhifyn 2022 o Adroddiad Mynegai Modiwlau PV, mae RETC wedi cydnabod 9 gweithgynhyrchydd gwahanol ac wedi arddangos 61 achos o gyflawniad uchel mewn gweithgynhyrchu. Er mwyn nodi'r goreuon o'r goreuon, adolygodd a graddiodd y dosraniadau data cyffredinol ar draws y tair disgyblaeth: ansawdd, perfformiad a dibynadwyedd. Mae'r Matrics Canlyniadau Cyffredinol yn amlygu chwe pherfformiwr gorau yn seiliedig ar gyflawniad uchel cyffredinol mewn gweithgynhyrchu: JA Solar, JinkoSolar, LONGi Solar, Hanwha Q CELLS, Trina Solar, ac Yingli Solar.