1. 하프셀 기술 개요
하프셀 기술은 표준 태양 전지를 두 개의 동일한 절반으로 나누는 방식입니다. 60개 또는 72개의 완전한 크기의 전지로 구성된 기존 태양광 패널과 달리, 하프셀 패널은 일반적으로 120개 또는 144개의 하프셀을 사용하면서도 전체적인 디자인과 크기는 표준 패널과 동일합니다.
2. 반쪽 세포 절단 공정
하프셀 생산 공정은 일반적으로 레이저 절단을 사용하여 표준 크기의 태양 전지를 주 버스바에 수직인 방향을 따라 두 개의 동일한 절반으로 나눕니다. 그런 다음 이 절반을 직렬로 다시 연결하여 완전한 회로를 구성합니다.
3. 반쪽 전지의 전기적 특성
하프셀 패널은 기존 모듈과 유사하게 강화 유리, EVA 및 백시트로 캡슐화됩니다.
일반적인 태양광 패널은 각각 0.5~0.6V를 생성하는 60개의 셀이 직렬로 연결되어 있으며, 총 작동 전압은 30~35V입니다.
반쪽 전지를 표준 모듈처럼 연결하면 전류는 절반으로 줄어들고 전압은 두 배가 되며 저항은 일정하게 유지됩니다.
기존 패널의 전압 및 전류 출력과 일치시키기 위해 하프셀 패널은 직렬-병렬 구성으로 설계되어 두 개의 작은 서브모듈을 병렬로 효과적으로 결합합니다. 이는 다음과 같은 이점을 제공합니다.
각 하프셀은 풀셀과 동일한 개방 회로 전압을 가지고 있습니다.
각 하프셀의 전류는 절반으로 줄어들지만, 병렬 설계 덕분에 전체 전류는 풀셀 모듈과 동일한 수준으로 복원됩니다.
전체 회로 저항이 풀셀 모듈의 4분의 1로 감소하여 에너지 손실이 크게 줄어듭니다.
4. 하프셀 기술의 장점
① 포장 손실 감소
내부 전류와 회로 저항을 줄임으로써 내부 에너지 손실을 최소화할 수 있습니다. 전력 손실은 전류에 비례하므로 전류를 절반으로 줄이고 저항을 4분의 1로 낮추면 전력 손실이 4분의 1로 줄어듭니다. 이는 패널의 출력과 에너지 효율을 향상시킵니다.
내부 손실이 적으면 패널의 작동 온도도 낮아집니다. 실외 환경에서 하프셀 패널은 기존 패널보다 약 1.6°C 더 낮은 온도로 작동하여 변환 효율을 향상시킵니다.
② 차광으로 인한 과열 지점 발생 위험 감소
하프셀 패널은 표준 모듈보다 음영 처리 능력이 뛰어납니다.
기존의 3셀 스트링 패널과 달리 하프셀 패널은 6셀 스트링으로 구성되어 6개의 소형 모듈 역할을 합니다.
(다이어그램에서 빨간색으로 표시된) 바이패스 다이오드는 음영이 진 영역을 패널의 나머지 부분과 분리하여 부분적인 음영(예: 나뭇잎이나 새 배설물)으로 인한 성능 손실을 최소화합니다.
패널의 절반이 그늘지더라도 나머지 절반은 계속 작동할 수 있어 전반적인 효율성을 높여줍니다.
③ 전류를 낮추면 과열 지점의 온도가 감소합니다.
하프셀 기술은 전류를 더욱 효율적으로 분배하여 성능, 수명 및 음영 내성을 향상시킵니다.
음영이 발생하는 경우, 영향을 받은 세포는 과도한 국부적 가열로 인해 핫스팟을 형성할 수 있습니다.
스트링 수가 두 배인 하프셀 패널은 핫스팟에서 발생하는 열이 절반으로 줄어듭니다. 이는 손상을 최소화하고 내구성을 향상시키며 모듈의 수명을 연장합니다.
④ 전력 손실에 대한 향상된 음영 허용 오차
태양광 발전 시스템에서는 여러 개의 패널이 직렬로 연결되어 하나의 스트링을 이루고, 이러한 스트링들이 병렬로 연결됩니다.
기존 패널 설계에서는 음영이 생긴 패널 하나에서 발생하는 전력 손실이 전체 패널에 영향을 미칩니다.
하프셀 패널에서 바이패스 다이오드는 전류가 흐를 수 있는 대체 경로를 만들어 음영 영역을 우회하여 전류가 흐르도록 함으로써 전력 손실을 줄입니다. 이는 성능을 향상시키고 음영의 영향을 최소화합니다.
하프셀 태양광 패널은 향상된 효율성, 내구성 및 음영 저항성을 결합하여 태양광 기술의 획기적인 발전을 나타냅니다. 이러한 첨단 설계는 까다로운 환경에서도 안정적인 성능을 보장하므로 최신 태양광 발전 시스템에 선호되는 선택입니다.
