فناوری پنل خورشیدی یکی از عوامل مهم در تعیین راندمان، میزان تولید برق، دوام و هزینه نهایی یک نیروگاه است. با پیشرفت صنعت فتوولتائیک، فناوری‌هایی مانند TOPCon و HJT در کنار ساختار قدیمی‌تر PERC توسعه یافته‌اند تا تلفات انرژی را کاهش دهند و عملکرد ماژول‌ها را بهبود ببخشند. شناخت تفاوت انواع فناوری پنل خورشیدی به خریداران کمک می‌کند پنلی متناسب با بودجه، شرایط اقلیمی و فضای نصب انتخاب کنند.
البته همه اصطلاحات رایج در بازار، یک نوع فناوری پنل خورشیدی مستقل محسوب نمی‌شوند. TOPCon، PERC،HJT و IBC به ساختار سلول خورشیدی اشاره دارند، درحالی‌که Bifacial و Monofacial نحوه دریافت نور توسط پنل را مشخص می‌کنند. بنابراین، برای مقایسه صحیح باید این ویژگی‌ها را جداگانه شناخت و سپس تأثیر ترکیب انواع تکنولوژی پنل خورشیدی را بر عملکرد محصول بررسی کرد.
منظور از فناوری پنل خورشیدی چیست؟
فناوری پنل خورشیدی به روش‌ها و ساختارهایی گفته می‌شود که برای تبدیل انرژی نور خورشید به برق در تولید سلول‌ها و ماژولهای فتوولتائیک به کار می‌روند. هر پنل از تعدادی سلول خورشیدی تشکیل شده است که در کنار هم قرار می‌گیرند و در قالب یک ماژول محافظت می‌شوند. تفاوت فناوری ساخت سلول می‌تواند بر توان خروجی، رفتار پنل در دمای بالا، میزان افت عملکرد و هزینه تولید تأثیر بگذارد.
همچنین طراحی تماس‌های الکتریکی، کیفیت غیرفعال‌سازی سطح سلول و نحوه مدیریت تلفات الکترونی در انواع فناوری پنل خورشیدی سیلیکونی، بر راندمان و عملکرد محصول اثر می‌گذارند.
در انتخاب پنل، علاوه بر ساختار سلول، باید به کیفیت مواد، طراحی ماژول، شرایط ضمانت و مشخصات واقعی محصول توجه کرد. یک فناوری پنل خورشیدی پیشرفته لزوماً به معنای کیفیت یکسان تمام محصولات تولیدشده با آن نیست.
مهم‌ترین انواع فناوری پنل خورشیدی در بازار
۱. تکنولوژی پنل خورشیدی PERC؛ ساختاری شناخته‌شده و اقتصادی
PERC مخفف Passivated Emitter and Rear Cell است. در این فناوری پنل خورشیدی، لایه‌ای برای غیرفعال‌سازی سطح پشتی سلول ایجاد می‌شود تا بازترکیب حامل‌های بار کاهش یابد و استفاده از نور در فرایند تولید برق بهبود پیدا کند.
پنل‌های PERC طی سال‌های گذشته به دلیل توسعه گسترده خطوط تولید، هزینه ساخت رقابتی و عملکرد مناسب، سهم قابل‌توجهی از بازار را به خود اختصاص دادند. بااین‌حال، با گسترش فناوری‌های جدیدتر، مزیت رقابتی آن‌ها در برابر دیگر انواع تکنولوژی پنل خورشیدی جدید، در کاربردها کاهش یافته است.
مهم‌ترین ویژگی‌های PERC عبارت‌اند از:
- سابقه تولید صنعتی گسترده و دسترسی به محصولات متنوع.
- امکان دستیابی به راندمان مناسب با هزینه اولیه رقابتی.
- وجود مدل‌های یکطرفه و دوطرفه، بسته به طراحی ماژول.
- محدودیت نسبی در مقایسه با برخی فناوری‌های جدید از نظر راندمان و عملکرد حرارتی.
PERC همچنان می‌تواند برای پروژه‌هایی که هزینه اولیه در آن‌ها اهمیت زیادی دارد، گزینه‌ای قابل بررسی باشد. البته اقتصادی بودن این فناوری پنل خورشیدی باید با توجه به قیمت محصول، تولید سالانه و هزینه کل نیروگاه ارزیابی شود.
۲. تکنولوژی پنل خورشیدی TOPCon؛ یکی از فناوری‌های مهم نسل جدید
TOPCon مخفف Tunnel Oxide Passivated Contact است. در این ساختار از فناوری پنل خورشیدی، لایه‌ای بسیار نازک از اکسید تونلی همراه با لایه‌ای مناسب برای ایجاد تماس غیرفعال‌شده به کار می‌رود. این طراحی با کاهش بازترکیب حامل‌های بار، به بهبود عملکرد الکتریکی سلول کمک می‌کند.
فناوری پنل خورشیدی TOPCon در بسیاری از پنل‌های تجاری جدید استفاده می‌شود و در مقایسه با بسیاری از محصولات PERC متداول، امکان دستیابی به راندمان بالاتر و عملکرد دوطرفه بهتر را فراهم می‌کند.
مزایای مهم این تکنولوژی پنل خورشیدی عبارت‌اند از:
- امکان افزایش توان تولیدی در سطح مشخصی از فضای نصب.
- عملکرد مناسب در بسیاری از شرایط دمایی، با توجه به ضریب دمایی.
- قابلیت استفاده در پنل‌های دوطرفه و یکطرفه.
بااین‌حال، عملکرد واقعی فناوری پنل خورشیدی TOPCon به کیفیت سلول، مواد محافظ، فرایند تولید و طراحی ماژول وابسته است. برای انتخاب محصول باید دیتاشیت، ضمانت و نتایج آزمون‌های معتبر بررسی شوند.
برای مطالعه بیشتر درباره ساختار و مزایای این فناوری، مطالعه مقاله پنل خورشیدی TOPCon را پیشنهاد میکنیم.
۳. تکنولوژی پنل خورشیدی HJT؛ ترکیب دو ساختار سیلیکونی
فناوری پنل خورشیدیHJT یا Heterojunction Technology که با نام SHJ نیز شناخته می‌شود، از ترکیب سیلیکون بلوری با لایه‌های نازک سیلیکون آمورف بهره می‌برد. این تکنولوژی پنل خورشیدی به غیرفعال‌سازی سطح سلول کمک می‌کند و می‌تواند تلفات ناشی از بازترکیب حامل‌های بار را کاهش دهد.
یکی از ویژگی‌های قابل توجه فناوری پنل خورشیدی HJT، ضریب دمایی مطلوب در بسیاری از محصولات تجاری است. این موضوع می‌تواند در مناطق گرم اهمیت داشته باشد، زیرا با افزایش دمای سلول، توان خروجی پنل کاهش می‌یابد. همچنین ضریب Bifaciality در پنل هایHJT دوطرفه، نسبت به دیگر انواع فناوری پنل خورشیدی بالاتر گزارش شده است.
در مقابل، فرایند تولید این فناوری پنل خورشیدی به تجهیزات و کنترل‌های ویژه نیاز دارد و هزینه ساخت آن می‌تواند بیشتر از برخی گزینه‌های رایج باشد. بنابراین، HJT بیشتر زمانی ارزش بررسی دارد که مزایای عملکردی آن بتواند هزینه اولیه بالاتر را در طول دوره بهره‌برداری جبران کند.
۴. تکنولوژی پنل خورشیدی IBC؛ انتقال اتصالات به پشت سلول
IBC مخفف Interdigitated Back Contact است. در این ساختار، اتصالات الکتریکی مثبت و منفی در پشت سلول قرار می‌گیرند. در نتیجه، شبکه فلزی جلوی سلول که در بسیاری از طراحی‌های متداول انواع فناوری پنل خورشیدی وجود دارد، حذف می‌شود و سطح جلویی بیشتری برای دریافت نور در اختیار سلول قرار می‌گیرد.
این طراحی می‌تواند به افزایش راندمان و ایجاد ظاهری یکپارچه کمک کند. به همین دلیل، فناوری‌های مبتنی بر تماس پشتی در برخی پنل‌های پیشرفته و محصولات مناسب پروژه‌های دارای محدودیت فضا استفاده می‌شوند.
بااین‌حال، ساخت این سلول‌ها به طراحی دقیق‌تر تماس‌های پشتی و کنترل پیچیده‌تر فرایند تولید نیاز دارد. هزینه، راندمان و قابلیت دوطرفه نیز با توجه به ساختار دقیق محصول متفاوت است. به همین دلیل، هنگام مقایسه انواع تکنولوژی پنل خورشیدی IBC با TOPCon یا HJT باید مشخصات واقعی ماژول بررسی شود، نه اینکه صرفاً از روی نام فناوری تصمیم بگیریم.
تفاوت فناوری پنل خورشیدی Bifacial و Monofacial
تکنولوژی پنل خورشیدی Bifacial و Monofacial برخلاف TOPCon ، دو ساختار مستقل سلول نیستند؛ این اصطلاحات مشخص می‌کنند که پنل از کدام سمت‌ها می‌تواند نور را به برق تبدیل کند.
پنل Monofacial یا یکطرفه فقط از نور دریافتی سطح جلویی برای تولید برق استفاده می‌کند. این پنل‌ها برای بسیاری از نصب‌های پشت‌بامی و موقعیت‌هایی که پشت ماژول پوشیده است، مناسب‌اند.
در مقابل، پنل Bifacial یا دوطرفه می‌تواند علاوه بر نور جلویی، از تابش رسیده به سطح پشتی نیز برق تولید کند. میزان انرژی اضافی تولید شده در این نوع فناوری پنل خورشیدی به جنس و بازتابندگی سطح زیر پنل، ارتفاع نصب، فاصله ردیف‌ها، زاویه نصب و سایه‌اندازی وابسته است.
برای مثال، در یک نیروگاه زمینی با سطح زیرین روشن و فاصله مناسب میان ردیف‌ها، استفاده از فناوری پنل خورشیدی دوطرفه می‌تواند از نور بازتاب‌شده از سطح زمین تا ۳۰درصد برق بیشتری تولید کند. اما اگر پشت پنل مسدود باشد یا سطح زیر آن نور کمی بازتاب دهد، مزیت این قابلیت کاهش می‌یابد.
نکته مهم این است که دوطرفه بودن به معنای دو برابر شدن تولید برق نیست. میزان افزایش تولید باید بر اساس شرایط واقعی محل نصب و طراحی نیروگاه برآورد شود.
