1. Overzicht van halfceltechnologie
Halfceltechnologie houdt in dat standaard zonnecellen in twee gelijke helften worden verdeeld. In tegenstelling tot conventionele zonnepanelen met 60 of 72 volwaardige cellen, bevatten halfcelpanelen doorgaans 120 of 144 halfcellen, terwijl het algehele ontwerp en de afmetingen hetzelfde blijven als bij standaardpanelen.
2. Halfcel-snijproces
Bij de productie van halfcellen wordt doorgaans lasersnijden gebruikt om een standaard zonnecel in twee gelijke helften te verdelen, loodrecht op de hoofdrails. Deze helften worden vervolgens in serie geschakeld om een compleet circuit te vormen.
3. Elektrische eigenschappen van halfcellen
Halfcelpanelen zijn ingekapseld met gehard glas, EVA en een achterplaat, vergelijkbaar met conventionele modules.
Een typisch zonnepaneel bevat 60 in serie geschakelde cellen, die elk 0,5–0,6 V opwekken, met een totale bedrijfsspanning van 30–35 V.
Wanneer halfcellen op dezelfde manier worden aangesloten als in een standaardmodule, produceren ze de helft van de stroom en het dubbele van de spanning, terwijl de weerstand constant blijft.
Om de spanning en stroomsterkte van conventionele panelen te evenaren, zijn halfcelpanelen ontworpen met een serie-parallelle configuratie, waarbij in feite twee kleinere submodules parallel worden geschakeld. Dit zorgt ervoor dat:
Elke halfcel heeft dezelfde nullastspanning als een volledige cel.
De stroomsterkte van elke halfcel wordt gehalveerd, maar door de parallelschakeling wordt de totale stroomsterkte hersteld tot het niveau van modules met volledige cellen.
De totale circuitweerstand wordt teruggebracht tot een kwart van die van een module met een volledige cel, waardoor het energieverlies aanzienlijk wordt verminderd.
4. Voordelen van halfceltechnologie
① Lagere verpakkingsverliezen
Door de interne stroom en de circuitweerstand te verlagen, worden interne energieverliezen geminimaliseerd. Vermogensverlies is evenredig met de stroomsterkte, dus door de stroomsterkte te halveren en de weerstand te verlagen tot een kwart, wordt het vermogensverlies verviervoudigd. Dit verhoogt het vermogen en de energieopbrengst van het paneel.
Lagere interne verliezen verlagen ook de bedrijfstemperatuur van het paneel. Onder buitenomstandigheden werken halfcelpanelen ongeveer 1,6 °C koeler dan conventionele panelen, waardoor de conversie-efficiëntie verbetert.
② Verminderd risico op hotspots door schaduw
Halfcelpanelen kunnen beter tegen schaduw dan standaardmodules.
In tegenstelling tot conventionele panelen met drie celstrings, hebben halfcelpanelen er zes, die functioneren als zes kleinere modules.
Bypassdiodes (rood gemarkeerd in het diagram) isoleren schaduwrijke gebieden van de rest van het paneel, waardoor prestatieverlies als gevolg van gedeeltelijke schaduw (bijvoorbeeld door bladeren of vogelpoep) wordt geminimaliseerd.
Zelfs als de helft van het paneel in de schaduw ligt, kan de andere helft blijven werken, wat een hogere algehele efficiëntie garandeert.
③ Lagere stroomsterkte verlaagt de temperatuur van de hotspot
Halfceltechnologie verdeelt de stroom efficiënter, wat de prestaties, levensduur en schaduwtolerantie verbetert.
In gevallen van schaduwvorming kunnen aangetaste cellen hotspots vormen als gevolg van overmatige plaatselijke verhitting.
Halfcelpanelen, met twee keer zoveel strings, genereren slechts de helft van de warmte op de warmste plekken. Dit minimaliseert schade, verbetert de duurzaamheid en verlengt de levensduur van de module.
④ Verbeterde schaduwtolerantie bij stroomuitval
In een zonnepaneleninstallatie zijn meerdere panelen in serie geschakeld, een zogenaamde string, en strings zijn parallel geschakeld.
Bij traditionele paneelontwerpen heeft het energieverlies in één afgeschermd paneel invloed op de gehele string.
In halfcelpanelen creëren bypassdiodes alternatieve stroompaden, waardoor de stroom om schaduwrijke gebieden heen kan stromen en energieverlies wordt verminderd. Dit verbetert de prestaties en minimaliseert de impact van schaduw.
Halfcel-zonnepanelen betekenen een aanzienlijke vooruitgang in de zonne-energietechnologie, met een combinatie van verbeterde efficiëntie, duurzaamheid en schaduwbestendigheid. Hun geavanceerde ontwerp garandeert betrouwbare prestaties, zelfs onder uitdagende omstandigheden, waardoor ze een voorkeurskeuze zijn voor moderne fotovoltaïsche systemen.
