Perbandingan Data Empiris Panel Surya Arus Utama TOPCon dan Atap BC Selama Satu Tahun
Sumber data: Berita Fotovoltaik
Sel TOPCon tipe-N telah menjadi produk utama di pasaran dengan efisiensi dan keandalan yang sangat baik, dengan pangsa pasar sekitar 80% pada tahun 2024. Meskipun demikian, untuk mencapai diferensiasi produk dan meningkatkan nilai produk di pasar yang sangat kompetitif, banyak perusahaan fotovoltaik telah mengalihkan fokus mereka ke modul monofacial tipe BC dan menjadikannya produk utama di pasar fotovoltaik atap.
Modul BC secara teoritis sangat cocok untuk aplikasi pemasangan di atap karena daya keluaran depannya yang tinggi. Di lingkungan pemasangan di atap, kelemahan bifacial dari sel BC dapat dikurangi secara signifikan. Baru-baru ini, JinkoSolar mengumumkan bahwa mereka telah melakukan studi uji lapangan yang komprehensif di Jiangxi.
Iklim lembab musim hujan di Jiangxi dan suhu rata-rata -5 hingga 35 derajat sepanjang tahun menyediakan kondisi alam yang ideal untuk mengevaluasi kinerja berbagai modul fotovoltaik. Ini akan membantu untuk memahami secara mendalam kinerja berbagai modul dalam aplikasi aktual, sehingga menyediakan dasar ilmiah untuk pengembangan produk dan strategi pasar di masa mendatang.
Informasi modul
Studi ini mencakup modul TOPCon dan modul BC yang diproduksi oleh produsen tertentu. Semua modul dipasang di atap gedung untuk memastikan keakuratan dan konsistensi data pengukuran. Tujuan inti dari studi ini adalah untuk menganalisis secara mendalam kinerja dan potensi LCOE dari kedua komponen ini dalam aplikasi aktual, dan menyediakan solusi pembangkitan daya yang andal dan efisien bagi pelanggan. Pengujian melibatkan dua jenis komponen: komponen TOPCon tipe-N dengan daya pelat nama 575W dan komponen BC dengan daya pelat nama 575Wp dari produsen lain, dengan masing-masing 18 komponen. Mereka dipasang pada braket tetap dengan kemiringan yang diatur ke 0 derajat. Semua komponen dilengkapi dengan sensor presisi tinggi untuk memantau data pembangkitan daya secara real time untuk memastikan keakuratan dan kredibilitas hasil pengujian.
Selama pengujian, sejumlah data penting dikumpulkan secara lengkap, termasuk tegangan DC, arus, daya, suhu komponen, radiasi depan, kecepatan angin, arah angin, suhu sekitar, kelembapan relatif, dan tekanan atmosfer. Data ini memberikan informasi terperinci, yang memungkinkan kami melakukan analisis mendalam dan perbandingan kinerja komponen.
Hasil tes
Beberapa perubahan iklim dan kinerja yang signifikan diamati dalam 11 bulan dari 14 Agustus 2023 hingga 15 Juli 2024. Rata-rata iradiasi harian tertinggi yang tercatat pada bulan Juni adalah 273W/m², dan suhu tertinggi yang tercatat pada bulan Juli adalah 39,7 derajat. Iradiasi terendah 104W/m² dan suhu sekitar -5 derajat tercatat masing-masing pada bulan Januari dan Februari. Curah hujan yang sering pada bulan April 2024 (20 hari hujan) menyebabkan penurunan iradiasi, yang pada gilirannya memengaruhi pembangkitan daya modul. Bahkan dalam kondisi hujan terus menerus seperti itu, pembangkitan daya modul TOPCon 0,33% lebih tinggi daripada modul BC. Namun, dengan datangnya suhu tinggi dan hari-hari panjang pada bulan Juni, modul TOPCon menunjukkan kinerja yang sangat baik, dengan peningkatan 1,95% dalam pembangkitan daya dibandingkan dengan modul BC. Keuntungan signifikan ini tidak hanya membuktikan kemampuan beradaptasi modul TOPCon di lingkungan suhu tinggi, tetapi juga menyoroti efisiensinya yang tinggi di musim panas.
Selain itu, selama musim salju dari Januari hingga Februari, di bawah pengaruh ganda dari iradiasi rendah dan suhu sekitar yang rendah, pembangkitan daya modul TOPCon adalah 0.52-0.53% lebih tinggi daripada modul BC. Data ini semakin menegaskan kinerja modul TOPCon yang unggul dalam kondisi iklim dingin, terutama di musim dingin saat cahaya dan suhu rendah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa modul TOPCon memiliki keunggulan signifikan dalam efisiensi pembangkitan daya, dengan pembangkitan daya per watt hingga 1,95% lebih tinggi daripada modul BC selama siklus pengujian, yang dikaitkan dengan kapasitas pembangkitan daya yang lebih tinggi (kWh/kW) dan keandalan yang tinggi selama siklus keseluruhan.
Hasil ini sepenuhnya menunjukkan bahwa bahkan tanpa mempertimbangkan faktor bifasialitas, modul TOPCon tetap berkinerja lebih baik dalam aplikasi atap, mengurangi biaya investasi awal dan LCOE sekaligus meningkatkan pembangkitan daya dan kinerja produk.
Analisis data
Alasan mengapa modul TOPCon dapat menghasilkan daya yang lebih tinggi terutama karena suhu operasinya yang lebih rendah. Hal ini memungkinkannya mempertahankan efisiensi pembangkitan daya yang tinggi di lingkungan bersuhu tinggi di musim panas ketika modul lain umumnya mengurangi pembangkitan daya karena koefisien suhu, sehingga menghasilkan perolehan pembangkitan daya yang lebih tinggi per watt. Selama pengujian, suhu operasi rata-rata modul TOPCon selalu lebih rendah daripada modul BC dari produsen lain. Ketika koefisien suhu kedua modul sekitar -0.29%/derajat, redaman pembangkitan daya modul BC karena suhu tinggi secara signifikan lebih tinggi daripada modul TOPCon.
Pada prinsipnya, sel BC memperluas area pembangkitan daya efektif dengan memindahkan garis kisi elektroda di bagian depan sel ke bagian belakang sel. Desain ini memiliki keuntungan yang jelas dalam meningkatkan efisiensi konversi sel dalam sistem fotovoltaik atap yang tidak terlalu bergantung pada pembangkitan daya bifacial. Namun, desain ini juga membawa beberapa tantangan. Dalam aplikasi praktis, konsentrasi tegangan di bagian belakang modul BC menyebabkan permukaan modul menggembung dan bengkok, yang pada gilirannya memengaruhi keandalan dan efisiensinya. Fenomena ini sangat jelas pada bulan Juni dan Juli. Ketika suhu maksimum dapat mencapai 37 derajat, suhu permukaan modul bahkan dapat melebihi 60 derajat pada siang hari. Lingkungan suhu tinggi ini tidak hanya memengaruhi efisiensi pembangkitan daya modul BC, tetapi juga dapat mempercepat penuaan material, sehingga memengaruhi keandalan dan kinerja modul dalam jangka panjang.
Ringkasan
Studi ini mencatat dan membandingkan kinerja modul TOPCon dan modul BC dalam skenario aplikasi atap selama siklus satu tahun. Melalui perbandingan ini, tujuannya adalah untuk mengevaluasi daya saing relatif keduanya dalam hal efektivitas biaya dan keluaran energi. Hasilnya mengungkap temuan utama berikut:
1) Modul TOPCon, dengan kapasitas pembangkitan daya yang lebih tinggi (dalam kilowatt-jam per kilowatt), hingga 1,95% lebih tinggi daripada modul BC dalam hal pembangkitan daya depan. Bahkan jika kita mengabaikan keunggulan pembangkitan daya bifacial-nya, TOPCon masih menunjukkan potensi yang lebih kuat dalam aplikasi atap.
2) Penelitian ini menemukan bahwa terdapat korelasi linier yang signifikan antara iradiasi, suhu, dan pembangkitan daya untuk kedua modul tersebut. Secara khusus, seiring peningkatan iradiasi dan suhu, perolehan pembangkitan daya modul TOPCon menjadi sangat signifikan.
3) Modul TOPCon menunjukkan kinerja yang lebih baik dalam kondisi cahaya redup di pagi dan sore hari. Hal ini sangat penting dalam aplikasi praktis karena berarti modul TOPCon dapat memanfaatkan sumber cahaya yang terbatas secara lebih efektif selama periode waktu sinar matahari yang pendek.
Berdasarkan data ini, JinkoSolar merekomendasikan agar dilakukan penelitian pengujian efisiensi pembangkitan daya dan pemantauan lebih lanjut di masa mendatang guna memberikan solusi yang lebih ilmiah dan akurat kepada pengguna.