Kaynak: reglobal.co
Yenilenebilir Enerji Test Merkezi (RETC'ler) PV Modül Endeksi Raporu 2022
Bu, Yenilenebilir Enerji Test Merkezi'nin (RETC) PV Modül İndeks Raporu 2022'den bir alıntıdır. Bu yılki PV Modül İndeks Raporu, kaçınılmaz teknik risklerden bazılarını gösteren, birbiriyle ilişkili üç konuyu (n-tipi PV modülleri, saha adli tıp ve aşırı hava) araştırıyor. Güneş enerjisi projesi geliştirme ile ilgili. Bu güncel konular aynı zamanda risk yönetimine yönelik veriye dayalı bir yaklaşımın değerini de açıklamaktadır.
Yeni N-tipi PV modüllerinin değerlendirilmesi
Güneş enerjisi endüstrisinin performansı artırırken maliyetleri aşağı çekme kabiliyeti, 2021'de güneş enerjisinin yeni ABD elektrik üretim kapasitesinin en büyük payını oluşturmasının başlıca nedenidir. Bu eğilim, modül tasarımları ve hücre teknolojilerinde yapılan sürekli değişikliklerle en iyi şekilde örneklenir. Örneğin geçen yıl, RETC, birçok analistin önümüzdeki yıllarda piyasaya hakim olmasını beklediği geniş formatlı modülleri geliştirmenin ve dağıtmanın faydalarını ve zorluklarını araştırdı. Bu yıl, RETC, hızla pazar çekişini ve kabulünü kazanan başka bir teknoloji trendini, pasifleştirici kontaklara sahip yeni nesil n-tipi PV hücrelerinin yükselişini yakından izliyor.
TOPCon'un Yükselişi
Pek çok endüstri analisti ve malzeme bilimci, ortaya çıkan n-tipi PV hücre tasarımlarının PV teknolojisi yol haritasındaki bir sonraki mantıklı ilerleme olduğuna inanıyor. 2013 yılında, Almanya'daki Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, yeni bir tünel oksit pasifleştirilmiş temas (TOPCon) yapısı ile yüksek verimli n-tipi silikon güneş pilleri üretme yöntemini sundular. Mükemmel yüzey pasivasyonu ve etkili taşıyıcı taşıma sayesinde bu yeni hücre tasarımı, açık devre voltajı (Voc), doldurma faktörü ve verimlilik için yüksek puanlar elde etti. On yıldan kısa bir süre sonra, TOPCon güneş enerjisi alanındaki en popüler kelimedir. Dünyanın en büyük modül üreticileri, TOPCon hücreli PV modüllerinin toplu üretimine başlıyor. LONGi Solar, p-tipi TOPCon üzerinde büyük bahisler yaparken, Jinko Solar, Jollywood Solar Technology, JA Solar ve Trina Solar gibi diğer birçok lider modül şirketi, n-tipi TOPCon hücre tasarımlarına sahip modüllere önemli yatırımlar yapıyor. Piyasadaki bu toplu pivot, öncelikle p tipi pasifleştirilmiş emitör ve arka temas hücresi (PERC) modülleri için düzleşen verimlilik eğrilerinden kaynaklanmaktadır. Bunlar son yıllarda piyasaya hakim olsa da, üreticiler p-tipi mono PERC hücre tasarımlarının fiziksel sınırlarına ulaşmaya başlıyor. n-tipi TOPCon hücrelerine geçiş, modül şirketlerinin laboratuvarda ve seri üretimde hücre verimliliğini daha da artırmasını sağlayacaktır.
N-tipi hücrelerin faydaları
Güneş enerjisi üreticileri, n-tipi PV hücrelerinin potansiyel verimlilik faydalarını uzun süredir kabul etmektedir. Örneğin, Sanyo 1980'lerde n-tipi heterojunction teknolojisi (HJT) PV hücreleri geliştirmeye başladı. Ek olarak, SunPower, birbirine bağlı arka kontak (IBC) PV hücrelerini yüksek saflıkta n-tipi silikondan oluşan bir taban üzerine inşa etti. İlgili üretim karmaşıklıkları nedeniyle, n-tipi HJT ve IBC hücre tasarımlarına dayalı yüksek verimli PV modüllerinin üretilmesi nispeten pahalıdır ve pazarın niş bir parçası olarak kalır. Karşılaştırıldığında, n-tipi TOPCon hücre üretimi PERC işlemine çok benzer. Sonuç olarak, üreticiler bu yeni nesil yüksek verimli TOPCon modüllerini yükseltilmiş PERC üretim hatlarında üretebilir.
Günümüzün n-tipi TOPCon modüllerinin üretimi, p-tipi mono PERC modüllerinden watt başına bazında biraz daha pahalı olsa da, verimlilik kazanımları, büyük ölçekli saha dağıtımlarında daha düşük seviyelendirilmiş bir enerji maliyeti (LCOE) ile sonuçlanır. Hepsinden iyisi, önde gelen uzmanlar n-tipi TOPCon'un hızlandırılmış bir öğrenme eğrisinden faydalanmasını bekliyor. n-tipi TOPCon hücrelerinin p-tipi mono PERC hücrelerine göre birincil malzeme avantajı, hem ışık kaynaklı bozulmaya (LID) hem de ışık ve yüksek sıcaklık kaynaklı bozulmaya (LeTID) karşı duyarlılığın azalması nedeniyle daha düşük bozulma hızıdır. Ek avantajlar, hem düşük ışık hem de yüksek sıcaklık koşullarında geliştirilmiş performansın yanı sıra daha yüksek bir iki yüzeylilik faktörünü içerebilir.
Erken evlat edinmenin riskleri
Çoğu analist, n-tipi TOPCon hücreli modüllerin bu performans avantajlarına dayalı olarak pazar payını hızla artırmasını beklemektedir. Bununla birlikte, ortaya çıkan PV hücre teknolojileri - sonuçta bu alanda başarılı olduklarını kanıtlayanlar bile - her zaman olgun ve kanıtlanmış teknolojilerden daha fazla risk taşır. Ürünler uygun ölçekte dağıtılıncaya kadar, henüz keşfedilmemiş bozulma mekanizmaları için potansiyel mevcuttur. Örneğin günümüzde bağımsız mühendisler ve finansörler, p-tipi mono PERC PV modüllerini istikrarlı ve düşük riskli bir teknoloji olarak görmektedir. Bu değerlendirme her zaman bir fikir birliği görüşü değildi. Mono PERC modüllerinin ilk sürümlerinde kararlılık, özellikle LID ve nadir durumlarda LeTID ile ilgili sorunlar vardı. Bu beklenmedik mono PERC bozulma modları, erken benimseyenlerin yeni teknolojilerle karşılaştığı performans risklerini göstermektedir.
n-tipi TOPCon PV hücrelerinin LID ve LeTID'ye karşı dirençli olduğu kanıtlanmış olsa da, ultraviyole kaynaklı bozulmaya karşı bazı kanıtlar mevcuttur. Örneğin, SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ve Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) araştırmacıları, yapay olarak hızlandırılmış UV maruziyet testinden sonra gelişmiş güneş pili teknolojilerinde ön ve arka taraftaki güç kaybını belgelediler. Bu veriler tek bir bozunma mekanizmasına işaret etmez, ancak farklı hücre tasarımlarının farklı yollar yoluyla bozunduğunu öne sürer.
Saha performansının adli analizi
Adli analiz, PV sisteminin düşük performansının temel nedenini belirlemeye çalışan ayrıntılı bir araştırmadır. Çoğu durumda, gerçek veya algılanan sistem düşük performansı için invertör arızaları veya hatalı üretim tahminleri suçlanır.
Temel değerlendirme
Proje paydaşlarının proje riskini azaltmasının en iyi yollarından biri, proje devreye alma sırasında temel modül sağlık değerlendirmesi yapması için nitelikli bir üçüncü tarafla çalışmaktır. Ticari operasyonlardan önce yüksek kaliteli ölçümleri yakalayarak, temel adli değerlendirme, bir PV güç sisteminin çalışma ömrü boyunca hem kısa hem de uzun vadeli faydalar sağlar. Kısa vadede, temel bir devreye alma değerlendirmesi, sistem performans tahminlerinin doğruluğunu artırır.
Gündüz EL testi
Elektrolüminesans (EL) testi, bir elektrik akımı PV hücrelerinden geçtiğinde meydana gelen ışık emisyonlarını belgelemek için özel bir kamera sistemi kullanır. EL testi, çok çeşitli gizli modül kusurlarını tespit etmek için kullanıldığı laboratuvarda uzun bir geçmişe sahiptir. EL testi, kontrollü iç ortamlara indirildikten sonra, saha adli incelemelerinde giderek daha yaygın hale gelmektedir. Gündüz EL görüntüleme, önceki yaklaşımlara göre iki farklı fayda sağlar. İlk olarak, EL test metodolojimiz, teknisyenlerin modülleri yerinde test etmelerini sağlar, bu da test sürecini hızlandırır ve modülün çıkarılması ve taşınması nedeniyle hücre hasarını ortadan kaldırır. İkincisi, gündüz EL testi, modülleri gecenin karanlığında test etme ihtiyacını ortadan kaldırarak güvenliği ve verimi daha da artırır.
Saha içi EL testinin sonuçları, büyük üretim hatalarını, saha dışı nakliye ve nakliye hasarlarını, yerinde malzeme taşıma veya kurulum hasarlarını veya dolu, rüzgar veya kar gibi şiddetli hava olaylarından kaynaklanan hasarları belirlemek için değerlidir. Bu EL görüntüleri, proje paydaşlarının termal uygunsuzluklara, sıcak noktalara ve gelecekteki modül düşük performansına yol açabilecek hücre hasarını belirlemelerine olanak tanır. Yeterince belgelendiğinde ve bildirildiğinde, üçüncü taraf EL görüntüleri garanti ve sigorta taleplerinin çözülmesine yardımcı olabilir. Yalnızca performans sorunlarının potansiyel konumlarını tanımlayan hava kızılötesi (IR) görüntülerinden farklı olarak, gündüz EL araştırmaları düşük performansın temel nedenlerini aydınlatır. Bu bulgular, sorun çözümünü hızlandırarak ve üretim kayıplarını en aza indirerek proje paydaşlarına fayda sağlar.
Öngörücü bakım
Üçüncü taraf saha performansı adli incelemeleri, sağlam bir izleme platformu ve kestirimci bakım protokolleri ile birleştiğinde özellikle pratiktir. PV modülleri yaşlandıkça, sahadaki varlıklar artan düşük performans riski altındadır. Hücre mikro çatlaması, modüller yeni olduğunda genellikle modül performansını etkilemez, ancak sistem yaşlandıkça bu mutlaka böyle değildir. Sahada 5 veya 10 yıl geçirdikten sonra, bazı modüller beklendiği gibi çalışmaya devam ederken, diğerleri hızlandırılmış bozulmadan muzdariptir.
"İyi" modüller ile "kötü" modüller arasında ayrım yapmak, özellikle ABD Ticaret Bakanlığı'nın AD/CVD politikalarını yürürlüğe koymasından sonra dağıtılan sistemlerde basit bir mesele değildir. Tek bir modül tedarikçisine sahip gibi görünen büyük projeler, aslında bir düzine farklı satıcıdan alınan hücreler kullanılarak üretilen modülleri entegre edebilir. Her malzeme listesinin (BOM) benzersiz olduğu göz önüne alındığında, her birinin farklı bir risk profili vardır.
Aşırı hava risklerini azaltmak
Hiç kimse güneş enerjisi dağıtımlarıyla ilişkili doğal tehlikeleri GCube Insurance gibi yenilenebilir enerji sigorta uzmanlarından daha iyi anlayamaz. Şirketin 2021 piyasa raporuna göre, "Dolu veya Yüksek Su: Yenilenebilir Enerjide Aşırı Hava ve Doğal Afet Kayıplarının Yükselen Ölçeği", güneş enerjisi projelerinin sıklığı, boyutu ve büyüklüğü arttıkça hava ile ilgili sigorta taleplerinin sıklığı ve ciddiyeti arttı. coğrafi dağılım. Güneş enerjisi pazarının küresel olarak hızlı büyümesi göz önüne alındığında, güneş enerjisi sigortası taleplerinde orantılı bir artış tamamen beklenmedik değil. Bununla birlikte, güneş enerjisi sigortası taleplerinin temel nedeni, bazı sigorta endüstrisi içerdekilerini şaşırttı. Spesifik olarak, 2015'ten bu yana, aşırı hava olaylarıyla ilişkili sigortalı kayıplar, doğal afetlerden kaynaklananların kabaca iki katı büyüklüğündedir.
Aşırı hava olayları, doğal afetlerden daha fazla sigortalı kayıplara neden olurken, şiddetli hava kaybı kategorisiyle ilgili sigorta talepleri kaçınılmaz değildir. Proje paydaşları, ürün seçiminde ve sistem tasarımında makul özen ve öngörü kullanarak birçok aşırı hava kaybını önleyebilir veya azaltabilir. Ayrıca, risk azaltma uzmanları, vergi sermayesi yatırımcılarının ve sigorta şirketlerinin şiddetli hava koşullarıyla ilişkili finansal riskleri anlamalarına yardımcı olabilir.
karşılaştırmalı test
Stratejik ürün seçimi, aşırı hava kayıplarının önde gelen nedenlerini azaltmak için önemli bir ilk adımdır. RETC'nin geçerlilik ve sertifikasyon ötesi test sonuçları, farklı PV modülü tasarımlarının veya modül ve raf kombinasyonlarının bu farklı çevresel stres türlerine nasıl direndiğini göstermektedir. Bu farklılıklar, aşırı hava riskinin azaltılması bağlamında kritik öneme sahiptir.
Önlenebilir aşırı hava tehlikelerine örnek olarak rüzgar, dolu ve kar dahildir. Talep sıklığına göre, yüksek rüzgar olayları, sahadaki güneş varlıklarında sigortalı kayıpların önde gelen nedenidir. Kayıpların ciddiyetine bağlı olarak, Batı Teksas'ta geniş çapta duyurulan bir dolu fırtınası yaklaşık 400,000 PV modülüne zarar verdi ve bugüne kadarki en büyük tek güneş sigortası talebiyle sonuçlandı. Kar, genel olarak nispeten daha az bir tehlikedir, ancak belirli yüksekliklerde veya enlemlerde önemli riskler sunar.
Karşılaştırmalı ve hızlandırılmış testlerin amacı, proje paydaşlarına belirli uygulamalar ve ortamlar için en iyi ürünleri ve sistem tasarımlarını belirleme ve belirleme yetkisi vermektir. Dinamik mekanik yük testi altında iyi performans gösteren modüller, yüksek rüzgar ortamlarında dağıtım için çok uygundur. RETC'nin Dolu Dayanıklılık Testi (HDT) sıralamasında iyi performans gösteren modüller, doluya meyilli bölgelerde dağıtım için çok uygundur. Mekanik yük testlerinde iyi performans gösteren modüller, buz ve karla ilgili yüklere direnmek için en uygun olanlardır. Bu iki testte iyi performans göstermeyen modüller, özellikle doğru uygulamada "kötü" ürünler değildir. Rüzgara ve doluya karşı sertleştirilmiş modüller genellikle daha yüksek üretim maliyetlerine neden olur. Nadiren şiddetli rüzgar, dolu veya karla karşılaşan California Central Valley'deki kurulum koşulları, bu ek maliyetleri haklı çıkarmayabilir.
Tedarik zinciri risklerini azaltmak için geliştiriciler genellikle çeşitli PV modülü modellerini ve satıcılarını değerlendirir ve tedarik eder. Aşırı hava duyarlılığı, seçilen PV modüllerinden oluşan bu portföyde farklılık gösterecektir. Geliştiriciler bu farklılıklara dikkat ederek rüzgar, dolu veya karla sertleşen modülleri sırasıyla rüzgara, doluya veya kara eğilimli alanlara yönlendirebilir. Bu tür seçici dağıtım, aşırı hava risklerini azaltmanın nispeten basit ve uygun maliyetli bir yoludur.
Savunma istifleme stratejileri
Proje paydaşları, siteye özgü koşullara karşı direnç temelinde modülleri filtreleyip seçici olarak dağıttıktan sonra, büyük kamu hizmet uygulamalarında aşırı hava risklerini daha da azaltmak için hava durumuna duyarlı yazılım kontrol stratejilerini uygulayabilir. Birçok büyük ölçekli PV sistemi, kendi kendine gölgelenmeyi önlerken güneşi takip etmek için yazılım kullanan, akıllıca kontrol edilen tek eksenli izleyicileri entegre eder. Hava durumuyla ilgili sigorta talepleri arttıkça, endüstri lideri izleyici üreticileri, tehdide özel savunma istifleme veya yük atma modları gibi yeni yazılım kontrol yanıtları uygulamaya koydu.
Şiddetli rüzgar olaylarının ve dolu fırtınalarının oldukça yerelleştirilmiş ve hızlı hareket eden doğası nedeniyle, şiddetli hava uyarıları genellikle tesis operatörlerine çok az önceden uyarı verir. Ayrıca, şiddetli rüzgarlar ve büyük dolu yağışları üreten fırtına türleri, genellikle elektrik hatlarının kesilmesine ve AC güç kaybına neden olur. Aktif yazılım kontrolleri bu zorlukların üstesinden gelebilir ve yerel veya uzaktan başlatma, hızlı yanıt süreleri ve hatasız pil yedekleme gibi ürün özellikleriyle etkin risk azaltma sağlayabilir. Aynı zamanda tesadüfi hava risklerini de dikkate almak önemlidir.
Sigorta endüstrisi, sürdürülebilir bir şekilde teminat sağlamak için uzun süredir olasılıklı risk değerlendirmelerine güvense de, güneş enerjisi projelerinin ortaya çıkardığı zorluk iki yönlüdür. Birincisi, özellikle teknolojik değişim hızı ve pazar genişlemesi göz önüne alındığında, aşırı hava risklerini anlamak için sınırlı geçmiş veriler mevcuttur. İkincisi, sigortacıların tipik olarak güvendiği doğal afet verileri, "sınıflandırılmamış" aşırı hava olaylarını yakalamaz.
Modül kalitesi
Kağıt üzerinde benzer görünen ürünler, gerçek dünyada çok farklı performans gösterebilir. Kaliteye yönelik bir üretim taahhüdü genellikle bu farklılıklardan sorumludur. Dünyanın çeşitli yerlerinde artan sayıda yüksek kapasiteli güneş enerjisi projelerinin sahaya sürülmesi risksiz değildir. Sahaya özgü riski azaltmak, ürün ve teknolojilerin stratejik uygulamasını gerektirir. Ürün tasarımına ve proje geliştirmeye yönelik herkese uyan tek bir yaklaşım, proje risk profillerini değişmez bir şekilde artırır. Stratejik ürün farklılaştırması, proje esnekliğini artırır.
Dolu ile sertleştirilmiş modül ve sistem tasarımları, Batı Teksas gibi doluya açık bölgelerde proje riskini azaltır. Dinamik rüzgar etkilerine direnen ürün ve sistem tasarımları, dünya çapında yüksek rüzgarlı konumlarda proje riskini azaltır. Yüksek statik mekanik yüklere direnen ürün ve sistem tasarımları, aşırı karlı yerlerde felaketle sonuçlanan arıza risklerini azaltır. Korozyona dayanıklı ürünler, kıyı bölgelerinde çalışma ömrünü uzatır.
Test laboratuvarları, denetlenmiş ve kontrollü test koşulları altında kalibre edilmiş ve onaylanmış ekipman kullanır. Bu zorlu koşullar altında yakalanan özellikler, PV modül performansının uygun ölçüsünü temsil eder ve birden fazla proje paydaşına değer sağlar. Standart test koşulları (STC) parametrelerine göre fabrika testi, modül isim plakası derecelendirmelerini oluşturmak için ideal olsa da, fabrika test sonuçları tipik modül çalışma koşullarını karakterize etmez. Gerçek dünyada sistem performansını doğru bir şekilde modellemek için modüllerin düşük ışıma koşulları altında veya değişen güneş açılarına göre nasıl performans gösterdiğini anlamak önemlidir. Ayrıca, PV sistemlerinin tipik olarak optimum enerji verimleri ürettiği çalışma koşullarını yansıtan test koşulları altında modül performansını karakterize etmek çok önemlidir. Kısa süreli güneşe maruz kalmanın ve bunun sonucunda ortaya çıkan bozulmanın saha içi PV performansını nasıl etkilediğini anlamak da çok önemlidir.
PV Modülü Endeks Raporunun 2022 baskısı boyunca, RETC 9 farklı üreticiyi tanıdı ve üretimde 61 yüksek başarı örneği sergiledi. En iyinin en iyisini belirlemek için, üç disiplindeki genel veri dağılımlarını gözden geçirdi ve sıraladı: kalite, performans ve güvenilirlik. Genel Sonuç Matrisi, üretimdeki genel yüksek başarıya dayalı olarak en iyi altı performansı vurgulamaktadır: JA Solar, JinkoSolar, LONGi Solar, Hanwha Q CELLS, Trina Solar ve Yingli Solar.