Jasne i ciemne strony paneli solarnych o mocy 500 W +

Panele słoneczne o mocy 500 W i większej wzbudzają wiele emocji i wątpliwości. Postanowiliśmy wziąć pod lupę najważniejsze z nich.

Panele fotowoltaiczne 500W – właściwości mechaniczne

W przypadku modułów o dużych rozmiarach pierwszą kwestią są ich właściwości mechaniczne, a raczej problemy z tym związane. Można je podzielić na trzy punkty:

1. Moduły z dużymi komórkami o wymiarach 182 mm / 210 mm są produkowane z użyciem podwójnego szkła o grubości 2 mm. Oznacza to, że nawet pomimo większego rozmiaru modułu, jego sztywność nie zwiększa się proporcjonalnie, ponieważ szkło ma tę samą grubość jak w przypadku mniejszych paneli. Rozmiar paneli zwiększył odpowiednio o 15% i 10% na długość i na szerokość. Nawet jeśli moduł przejdzie test MLT (ang. Mechanical Load Test, czyli test obciążenia mechanicznego, który jest częścią wymagań normy IEC), skręt i wyginanie modułu będą możliwe w większych zakresach niż w przypadku mniejszych modułów, zwiększając tym samym ryzyko uszkodzenia komórek przy pracy. W przypadku ich zamontowania na trackerach lub w miejscach wystawionych na działanie wiatru – ryzyko dodatkowo wzrasta.
2. Kolejnych kłopotów przysparzają tego typu panele producentom struktur montażowych ze względu na swoje właściwości statyczne. Tego typu moduły, ze względu na duży rozmiar, są o wiele bardziej podatne na działanie wiatru. Jeśli nawet mniejsze moduły mogą zostać porwane przez wiatr, wyobraźcie sobie, co może się zdarzyć w przypadku tych super-modułów! Przekłada się to na konieczność prowadzenia o wiele bardziej złożonej analizy strukturalnej. Należy także zwrócić szczególną uwagę na łączniki pomiędzy modułami a profilami struktury. Na poziomie statycznym idealna sytuacja zakłada kształt modułu jak najbardziej zbliżony do kwadratu, ponieważ mocno rozciągnięte kształty, jak w przypadku tych modułów, zwiększają obwód oraz złożoność mocowania.
   Jeśli projektant instalacji chce dostarczyć bezpieczną strukturę, zwłaszcza odporną na efekty aeroelastyczne, cena może wzrosnąć i zniweczyć możliwą obniżkę kosztów wszystkich innych elementów systemu poza modułami solarnymi, którą zapowiadali producenci tych modułów. Jeśli struktury nie są zaprojektowane w odpowiedni sposób (ponieważ muszą spełniać określone wymagania finansowe lub nie wzięto pod uwagę dodatkowych kosztów mających na celu zminimalizowanie ryzyka) wówczas można w przyszłości spodziewać się wielu wypadków związanych ze słabymi właściwościami statycznymi.
3. Trzecim problemem jest logistyka: opakowanie, droższe ubezpieczenie z uwagi na delikatność produktu, większa waga modułu oraz mniejszy komfort dla instalatorów.

Panele fotowoltaiczne 500W – właściwości elektryczne

Wiemy już, z jakimi problemami mechanicznymi możemy się borykać, przejdźmy teraz do części elektrycznej.

Tego typu moduły charakteryzują się różnym napięciem i ładunkiem elektrycznym niż moduły poprzedniej generacji. Producenci mają zazwyczaj dwie możliwości jeśli chodzi o projektowanie wewnętrznych obwodów elektrycznych modułu. Pierwsza możliwość obejmuje zwiększenie napięcia jałowego i obniżenie wartości prądu zwarcia. W tym przypadku liczba modułów seryjnych w ciągu jest zmniejszona, co zwiększa koszt okablowania, skrzynek łączeniowych, inwerterów oraz innych małych komponentów. W efekcie koszty wszystkich elementów systemu poza modułami solarnymi zwiększają się (co sprawia, że łącznie mamy już dwa czynniki przyczyniające się do tego zwiększenia kosztów, ponieważ powyższe dodaje się do wyższych kosztów architektury modułu wspomnianych powyżej).

Drugą możliwością jest obniżenie napięcia jałowego i zwiększenie wartości prądu zwarcia. Ten wariant umożliwia połączenie większej liczby modułów w serie i zmniejszenie kosztów wszystkich elementów systemu poza modułami solarnymi (jest to bardziej zauważalne w przypadku korzystania z inwerterów łańcuchowych) – zupełnie inaczej niż w poprzednim przypadku. Przykładem może być moduł firmy JA SOLAR z prądem zwarcia o mocy powyżej 18 A, co jest całkiem dużym skokiem. Ta opcja także ma ciemną stronę, jaką jest zwiększone ryzyko wystąpienia pożaru, zwiększone serie strat na magistralach oraz zwiększenie temperatury w skrzynce przyłączowej i w złączach, co również może prowadzić do spadków wydajności. Dodatkowo musimy dodać, że z uwagi na brak doświadczenia z tymi modułami nie wiadomo, jak zachowywać się będą przewody, złącza, skrzynki przyłączowe oraz inwertery. Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna także nie wymaga określonych testów, które mogłyby kontrolować możliwe działanie długofalowe tych modułów.

Ze względu na to, że większość tych modułów jest jeszcze wciąż bardzo nowa, nie przeszły one jeszcze testów wytrzymałości oferowanych przez takie instytucje jak PQP, TÜV, RETC itp. Wciąż pozostaje więc wiele pytań bez odpowiedzi.

Panele fotowoltaiczne 500 W – wnioski

Zalety modułów 500 W skupiają się na redukcji nakładów inwestycyjnych na wszystkie elementy instalacji poza modułami, ze względu na zwiększenie mocy i gęstości prądu. Jednak dziś faktyczne obliczenie obniżenia nakładu wymaga bardzo dokładnego, indywidualnego przestudiowania każdego projektu, biorąc pod uwagę redukcje w okablowaniu prądu stałego, różne sekcje okablowania, ceny aluminium i miedzi, testy z mniejszą liczbą modułów na łańcuch, mniejszą liczbą skrzynek przyłączowych oraz dostosowywanie wskaźnika prądu stałego/zmiennego inwertera.

Innymi słowy, istnieją wystarczające przesłanki ku temu, aby wątpić, że przypuszczalne obniżenie kosztów wszystkich elementów układu poza modułami związane z tymi modułami faktycznie ma miejsce, ze względu na konieczność dodatkowych inwestycji na łagodzenie ryzyka mechanicznego i elektrycznego. Instytut PI Berlin zaleca głównym producentom odczekanie co najmniej roku przed wysłaniem modułów do laboratoriów wykonujących niezbędne testy w kierunku przedłużonej wytrzymałości. Eksperci z instytutu mówią, że dzięki temu można faktycznie sprawdzić ich długoterminową wytrzymałość, moc i spójność elektromechaniczną. Musimy poczekać, aby zobaczyć, do czego doprowadzi ta otwarta walka pomiędzy producentami i kiedy rynek się ustabilizuje.