1. Tổng quan về công nghệ bán tế bào
Công nghệ tế bào bán phần liên quan đến việc chia các tế bào quang điện tiêu chuẩn thành hai nửa bằng nhau. Không giống như các tấm pin mặt trời thông thường có 60 hoặc 72 tế bào kích thước đầy đủ, các tấm pin tế bào bán phần thường có 120 hoặc 144 tế bào bán phần trong khi vẫn giữ nguyên thiết kế và kích thước tổng thể như các tấm pin tiêu chuẩn.
2. Quy trình cắt nửa tế bào
Quy trình sản xuất nửa tế bào thường sử dụng phương pháp cắt laser, chia một tế bào quang điện kích thước tiêu chuẩn thành hai nửa bằng nhau theo hướng vuông góc với các thanh dẫn chính. Sau đó, hai nửa này được nối tiếp với nhau để tạo thành một mạch điện hoàn chỉnh.
3. Đặc tính điện của các bán tế bào
Các tấm bán tế bào được bao bọc bởi kính cường lực, EVA và một lớp màng bảo vệ, tương tự như các mô-đun thông thường.
Một tấm pin mặt trời điển hình bao gồm 60 tế bào mắc nối tiếp, mỗi tế bào tạo ra điện áp 0,5–0,6V, với tổng điện áp hoạt động là 30–35V.
Khi các nửa tế bào được kết nối như trong một mô-đun tiêu chuẩn, chúng tạo ra một nửa dòng điện và gấp đôi điện áp, trong khi điện trở không đổi.
Để phù hợp với điện áp và dòng điện đầu ra của các tấm pin thông thường, các tấm pin bán tế bào được thiết kế theo cấu hình nối tiếp-song song, kết hợp hiệu quả hai mô-đun nhỏ hơn song song với nhau. Điều này đảm bảo rằng:
Mỗi nửa tế bào có điện áp mạch hở giống như một tế bào hoàn chỉnh.
Dòng điện của mỗi nửa tế bào bị giảm đi một nửa, nhưng thiết kế song song giúp khôi phục tổng dòng điện về mức tương đương với các mô-đun tế bào đầy đủ.
Tổng trở mạch được giảm xuống còn một phần tư so với mô-đun pin hoàn chỉnh, giúp giảm đáng kể tổn thất năng lượng.
4. Ưu điểm của công nghệ bán tế bào
① Giảm thiểu tổn thất bao bì
Bằng cách giảm dòng điện nội bộ và điện trở mạch, tổn thất năng lượng bên trong được giảm thiểu. Tổn thất điện năng tỷ lệ thuận với dòng điện, vì vậy giảm một nửa dòng điện và giảm điện trở xuống còn một phần tư sẽ giảm tổn thất điện năng đi bốn lần. Điều này giúp tăng sản lượng và hiệu suất năng lượng của tấm pin.
Việc giảm tổn thất bên trong cũng giúp giảm nhiệt độ hoạt động của tấm pin. Trong điều kiện ngoài trời, các tấm pin bán tế bào hoạt động mát hơn khoảng 1,6°C so với các tấm pin thông thường, giúp cải thiện hiệu suất chuyển đổi.
② Giảm nguy cơ xuất hiện các điểm nóng do che khuất
Các tấm bán tế bào xử lý bóng râm tốt hơn so với các mô-đun tiêu chuẩn.
Khác với các tấm pin thông thường có ba chuỗi tế bào, các tấm pin nửa tế bào có sáu chuỗi, hoạt động như sáu mô-đun nhỏ hơn.
Các điốt bỏ qua (được đánh dấu màu đỏ trong sơ đồ) cách ly các vùng bị che khuất khỏi phần còn lại của tấm pin, giảm thiểu tổn thất hiệu suất do bị che khuất một phần (ví dụ: do lá cây hoặc phân chim).
Ngay cả khi một nửa tấm pin bị che khuất, nửa còn lại vẫn có thể tiếp tục hoạt động, đảm bảo hiệu suất tổng thể cao hơn.
③ Dòng điện thấp hơn giúp giảm nhiệt độ điểm nóng
Công nghệ nửa cell phân bổ dòng điện hiệu quả hơn, cải thiện hiệu suất, tuổi thọ và khả năng chịu bóng râm.
Trong trường hợp bị che khuất ánh sáng, các tế bào bị ảnh hưởng có thể hình thành các điểm nóng do sự gia nhiệt cục bộ quá mức.
Các tấm bán tế bào, với số lượng chuỗi gấp đôi, chỉ sinh ra một nửa lượng nhiệt tại các điểm nóng. Điều này giúp giảm thiểu hư hỏng, tăng độ bền và kéo dài tuổi thọ của mô-đun.
④ Khả năng chịu bóng mờ được cải thiện để giảm tổn thất điện năng
Trong một hệ thống pin mặt trời, nhiều tấm pin được mắc nối tiếp thành một chuỗi, và các chuỗi cũng có thể được mắc song song.
Trong các thiết kế tấm pin truyền thống, sự suy giảm công suất ở một tấm pin bị che khuất sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ chuỗi pin.
Trong các tấm pin mặt trời bán tế bào, điốt bỏ qua tạo ra các đường dẫn thay thế cho dòng điện, cho phép dòng điện chảy vòng qua các vùng bị che khuất và giảm tổn thất điện năng. Điều này cải thiện hiệu suất và giảm thiểu tác động của hiện tượng che khuất.
Các tấm pin mặt trời bán tế bào đại diện cho một bước tiến đáng kể trong công nghệ năng lượng mặt trời, kết hợp hiệu suất, độ bền và khả năng chống bóng râm được cải thiện. Thiết kế tiên tiến của chúng đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các hệ thống quang điện hiện đại.
