1. Aperçu de la technologie des demi-cellules
La technologie des demi-cellules consiste à diviser les cellules solaires standard en deux moitiés égales. Contrairement aux panneaux solaires conventionnels comportant 60 ou 72 cellules de taille normale, les panneaux à demi-cellules comportent généralement 120 ou 144 demi-cellules, tout en conservant la même conception et les mêmes dimensions globales que les panneaux standard.
2. Procédé de découpe en demi-cellule
Le procédé de fabrication des demi-cellules utilise généralement la découpe laser, qui divise une cellule solaire de taille standard en deux moitiés égales selon une direction perpendiculaire aux barres omnibus principales. Ces moitiés sont ensuite reconnectées en série pour former un circuit complet.
3. Caractéristiques électriques des demi-piles
Les panneaux à demi-cellules sont encapsulés dans du verre trempé, de l'EVA et une feuille arrière, comme les modules conventionnels.
Un panneau solaire typique contient 60 cellules connectées en série, chacune générant 0,5 à 0,6 V, avec une tension de fonctionnement totale de 30 à 35 V.
Lorsque les demi-cellules sont connectées comme dans un module standard, elles produisent la moitié du courant et le double de la tension, la résistance restant constante.
Pour égaler la tension et le courant de sortie des panneaux conventionnels, les panneaux à demi-cellules sont conçus avec une configuration série-parallèle, combinant ainsi deux sous-modules plus petits en parallèle. Ceci garantit que :
Chaque demi-cellule a la même tension en circuit ouvert qu'une cellule complète.
Le courant de chaque demi-cellule est réduit de moitié, mais la conception en parallèle rétablit le courant total pour correspondre à celui des modules à cellules complètes.
La résistance totale du circuit est réduite à un quart de celle d'un module à cellule complète, ce qui réduit considérablement les pertes d'énergie.
4. Avantages de la technologie des demi-cellules
① Réduction des pertes d'emballage
En réduisant le courant interne et la résistance du circuit, on minimise les pertes d'énergie internes. La perte de puissance étant proportionnelle au courant, diviser ce dernier par deux et réduire la résistance par quatre permet de diviser la perte de puissance par quatre. Ceci améliore le rendement et la production d'énergie du panneau.
La réduction des pertes internes permet également de diminuer la température de fonctionnement du panneau. En extérieur, les panneaux à demi-cellules fonctionnent à une température inférieure d'environ 1,6 °C à celle des panneaux conventionnels, ce qui améliore leur rendement de conversion.
② Réduction du risque de points chauds grâce à l'ombrage
Les panneaux à demi-cellules gèrent mieux l'ombrage que les modules standard.
Contrairement aux panneaux conventionnels à trois cellules, les panneaux à demi-cellules en possèdent six, fonctionnant comme six modules plus petits.
Les diodes de dérivation (marquées en rouge sur le schéma) isolent les zones ombragées du reste du panneau, minimisant ainsi les pertes de performance dues à un ombrage partiel (par exemple, par des feuilles ou des fientes d'oiseaux).
Même si la moitié du panneau est ombragée, l'autre moitié peut continuer à fonctionner, garantissant ainsi une efficacité globale plus élevée.
③ Un courant plus faible réduit la température du point chaud
La technologie des demi-cellules répartit le courant plus efficacement, améliorant ainsi les performances, la durée de vie et la tolérance à l'ombrage.
En cas d'ombrage, les cellules affectées peuvent former des points chauds en raison d'un échauffement localisé excessif.
Les panneaux à demi-cellules, comportant deux fois plus de chaînes, ne génèrent que la moitié de la chaleur aux points chauds. Cela minimise les dommages, améliore la durabilité et prolonge la durée de vie du module.
④ Tolérance accrue à l'ombrage en cas de perte de puissance
Dans un champ solaire, plusieurs panneaux sont connectés en série au sein d'une chaîne, et les chaînes sont connectées en parallèle.
Dans les conceptions de panneaux traditionnelles, la perte de puissance dans un seul panneau ombragé affecte toute la chaîne.
Dans les panneaux à demi-cellules, les diodes de dérivation créent des chemins alternatifs pour le courant, lui permettant de contourner les zones ombragées et de réduire les pertes de puissance. Cela améliore les performances et minimise l'impact de l'ombrage.
Les panneaux solaires à demi-cellules représentent une avancée majeure dans le domaine de l'énergie solaire, alliant efficacité, durabilité et résistance à l'ombrage accrues. Leur conception avancée garantit un fonctionnement fiable même dans des conditions difficiles, ce qui en fait un choix privilégié pour les systèmes photovoltaïques modernes.
