ไรเซ่น เอ็นเนอร์ยี่: ผังเปรียบเทียบผลได้จากการผลิตไฟฟ้าระดับโลกและการวิเคราะห์เชิงเทคนิคสำหรับเทคโนโลยีเซลล์ที่แตกต่างกัน

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์จากชนิดพี (p-type) เป็นชนิดเอ็น (n-type) ความแตกต่างในการผลิตไฟฟ้าโดยผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีเซลล์ที่ต่างกันจึงเป็นที่สนใจมากขึ้น ปัจจุบันเทคโนโลยีเซลล์ในกระแสหลักประกอบด้วย PERC, TOPCon และ HJT โดยแต่ละแบบมีข้อดีและข้อเสียเฉพาะตัวแตกต่างกันไป อย่างไรก็ตาม งานวิจัยเชิงเปรียบเทียบเกี่ยวกับการผลิตพลังงานไฟฟ้ายังไม่มีการเปรียบเทียบตลอดทั้งวงจรชีวิตอย่างเป็นระบบจากมุมมองของสภาพการณ์การใช้งานในระดับโลก

เพื่อตอบโจทย์ดังกล่าวนี้ จึงมีการเก็บค่าตัวแปรหลักของเทคโนโลยีทั้งสามนี้ และมีการวัดการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าระดับสาธารณูปโภคที่ใช้แผงเทคโนโลยีเซลล์สามชนิดที่แตกต่างกันนี้ในช่วงวงจรชีวิตระยะเวลา 25 ปีใน 21 ประเทศและภูมิภาคที่มีสภาพแวดล้อมทางภูมิอากาศแตกต่างกันในทั่วโลก ดำเนินการโดยบริษัท ไรเซ่น เอ็นเนอร์ยี่ จำกัด (Risen Energy Co., Ltd) เพื่อสร้างผังเปรียบเทียบผลได้จากการผลิตไฟฟ้าในระดับโลก

I. ผังเปรียบเทียบผลได้จากการผลิตไฟฟ้าระดับโลก (ระหว่างเทคโนโลยี HJT กับ PERC/TOPCon)

ในระดับโลก ผลิตภัณฑ์เทคโนโลยี HJT มีการผลิตไฟฟ้าสูงกว่า โดยสูงกว่า PERC 4.37%-6.54% และสูงกว่า TOPCon 1.25%-3.33% HJT ยังมีสมรรถนะการผลิตไฟฟ้าที่ดีกว่าโดยเฉพาะในภูมิภาคที่มีอุณหภูมิสูง (อย่างเช่น ตะวันออกกลาง ออสเตรเลีย และตอนใต้ของสหรัฐฯ) โดยมีผลได้จากการผลิตไฟฟ้าสูงกว่า 6% เมื่อเทียบกับ PERC และสูงกว่า 3% เมื่อเทียบกับ TOPCon ดังแสดงในภาพ 1.1

ภาพ 1.1 ผังแสดงผลได้จากการผลิตไฟฟ้าในระดับโลก

II. การวิเคราะห์โมดูลเชิงเทคนิค

จากคุณสมบัติของโมดูล ความแตกต่างของการผลิตไฟฟ้าระหว่างเทคโนโลยีเซลล์ต่างชนิดกันในแต่ละภูมิภาคในผังมีสาเหตุหลักจากสามปัจจัย ประกอบด้วย สัมประสิทธิ์อุณหภูมิ อัตราส่วนประสิทธิภาพระหว่างสองหน้า (bifacial factor) และการเสื่อมของการผลิตไฟฟ้า ซึ่งเป็นเหตุผลที่โมดูล HJT สามารถให้ผลได้จากการผลิตไฟฟ้าได้สูงกว่าและให้ผลผลิตพลังงานไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพมากกว่าสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากสัมประสิทธิ์พลังงานที่มีเสถียรภาพสูงพิเศษ อัตราส่วนประสิทธิภาพระหว่างสองหน้าที่สูงกว่า และการกักเก็บพลังงานที่สูงกว่า

2.1 สัมประสิทธิ์อุณหภูมิเสถียรภาพสูงพิเศษ

เมื่อเปรียบเทียบกับสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ -0.35% องศาเซลเซียสของ PERC และ -0.32% องศาเซลเซียสของ TOPCon โมดูล HJT มีสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่มีเสถียรภาพสูงกว่าที่ -0.24% องศาเซลเซียส ซึ่งหมายความว่าโมดูล HJT มีการเสื่อมของการผลิตไฟฟ้าต่ำกว่าเมื่อเทียบกับโมดูล PERC และ TOPCon ขณะที่อุณหภูมิในการทำงานของโมดูลเพิ่มสูงขึ้น จึงช่วยลดการสูญเสียการผลิตพลังงานไฟฟ้า นอกจากนี้ ข้อได้เปรียบด้านผลได้ในการผลิตไฟฟ้าจะเด่นชัดเป็นพิเศษในกรณีที่มีสภาพแวดล้อมการทำงานอุณหภูมิสูง ดังแสดงในภาพ 2.1

• ที่อุณหภูมิการทำงาน 60 องศาเซลเซียส กำลังผลิตโดยเปรียบเทียบของโมดูล HJT สูงกว่าโมดูล TOPCon 2.8% และสูงกว่าโมดูล PERC 3.5%
• ที่อุณหภูมิการทำงาน 65 องศาเซลเซียส กำลังผลิตโดยเปรียบเทียบของโมดูล HJT สูงกว่าโมดูล TOPCon 3.2% และสูงกว่าโมดูล PERC 4%

ภาพ 2.1 เส้นโค้งแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกำลังผลิตและอุณหภูมิของ PERC/TOPCon/HJT

2.2 อัตราส่วนประสิทธิภาพระหว่างสองหน้าที่สูงกว่า

ด้วยโครงสร้างที่สมมาตรตั้งแต่ต้น เซลล์ HJT เป็นเซลล์แบบสองหน้าโดยแท้จริง และเป็นเทคโนโลยีเซลล์ที่มีอัตราส่วนประสิทธิภาพระหว่างสองหน้าสูงที่สุดในปัจจุบัน ดังแสดงในภาพ 2.2 ภายใต้สภาพการณ์การใช้งานที่เหมือนกัน ยิ่งอัตราส่วนประสิทธิภาพระหว่างสองหน้าสูง ผลได้จากการผลิตไฟฟ้าที่ด้านหลังก็จะยิ่งสูง อัตราส่วนประสิทธิภาพระหว่างสองหน้าของโมดูล HJT อยู่ที่ราว 85% ซึ่งสูงกว่าโมดูล PERC ราว 15% และสูงกว่าโมดูล TOPCon ราว 5% ดังแสดงในตาราง 2.1

ภาพ 2.2 โครงสร้างของเซลล์ HJT

ตาราง 2.1 อัตราส่วนประสิทธิภาพระหว่างสองหน้าของโมดูล PERC/TOPCon/HJT

ในสภาพการณ์การใช้งานในโรงไฟฟ้าแบบติดตั้งบนพื้นดินระดับสาธารณูปโภคเหมือนกัน อัตราส่วนประสิทธิภาพระหว่างสองหน้าที่สูงกว่าของโมดูล HJT ทำให้มีผลได้จากการผลิตไฟฟ้าสูง เมื่อเทียบกับโมดูล PERC และ TOPCon

2.3 การกักเก็บพลังงานสูงกว่า

จากเส้นโค้งการเสื่อมของการผลิตไฟฟ้าของเทคโนโลยีทั้งสามชนิดที่แตกต่างกัน เห็นได้ชัดเจนว่าภายในสิ้นสุดปีที่ 25 อัตราการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าของโมดูล HJT อยู่ที่ 92% ขณะที่โมดูล PERC อยู่ที่ 87.2% และโมดูล TOPCon อยู่ที่ 89.4% หมายความว่าผลิตภัณฑ์ HJT มีการกักเก็บพลังงานที่ผลิตได้ดีที่สุดในตลอดช่วงชีวิตของโรงไฟฟ้าระดับสาธารณูปโภค ซึ่งสามารถนำไปสู่การผลิตพลังงานไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพมากกว่าและสูงกว่าโดยเปรียบเทียบ ดังแสดงในภาพ 2.3

เนื่องจากมีการคำนวณผลลัพธ์ข้างต้นโดยมีการเสื่อมปีแรกที่ 2% ในปัจจุบัน ข้อได้เปรียบด้านผลได้จากการผลิตไฟฟ้าจะยิ่งเพิ่มมากขึ้นในอนาคต เนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยีเซลล์และการห่อหุ้มโมดูลและการพัฒนาวัสดุทำให้ผลิตภัณฑ์ HJT เสื่อมน้อยลงได้ในปีแรก

ภาพ 2.3 การรับประกันผลิตภัณฑ์ของโมดูล PERC/TOPCon/HJT

ข้างต้นนี้คือการวิเคราะห์โดยคร่าวของสมรรถนะของเซลล์และโมดูล HJT อย่างไรก็ตาม สิ่งใดเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการผลิตไฟฟ้าของโมดูล ผลกระทบนั้นมีนัยสำคัญเพียงใด ในแง่นี้ ไรเซ่น เอ็นเนอร์ยี่ พยายามที่จะวิเคราะห์โดยละเอียดเพิ่มเติมโดยใช้โปรแกรมพีวีซิสต์ (PVSYST)

III. การวิเคราะห์โดยใช้โปรแกรมพีวีซิสต์

ในแง่ของปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการผลิตไฟฟ้า ได้มีการคัดเลือกสภาพการณ์การใช้งานในอุณหภูมิสูงและต่ำโดยทั่วไปสำหรับการวิเคราะห์ตามลำดับ

3.1 สภาพการณ์การใช้งานในอุณหภูมิต่ำ

เมืองฮาร์บินในจีนได้รับเลือกเป็นตัวอย่างโดยทั่วไปของสภาพการณ์การใช้งานในอุณหภูมิต่ำ ซึ่งตั้งอยู่ใกล้ 45.9 องศาเหนือโดยมีอุณหภูมิเฉลี่ยต่อปี 4.7 องศาเซลเซียสและมีความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์แนวระนาบ 1347 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตร โรงไฟฟ้าออกแบบให้มีอัตราส่วนกระแสตรง/กระแสสลับ (DC/AC ratio) ที่ 1.25 และมีกำลังผลิตติดตั้ง 4 เมกะวัตต์ (มีความแตกต่างเล็กน้อยในดีไซน์จริง) โดยใช้ตัวยึดแบบอยู่กับที่พร้อมมุมเอียงที่ดีที่สุดและอินเวอร์เตอร์แบบสตริง (string inverter) ที่เหมาะสม ในปีที่ 25 ผลได้จากการผลิตไฟฟ้าของ TOPCon สูงกว่า 3.94% และผลได้จากการผลิตไฟฟ้าของ HJT สูงกว่านั้นขึ้นไปอีก โดยสูงกว่า 7.73% เมื่อเทียบกับการผลิตไฟฟ้าของ PERC ดังแสดงในตาราง 3.1

ตาราง 3.1 การเปรียบเทียบผลได้จากการผลิตไฟฟ้าของ PERC/TOPCon/HJT

จากการเปรียบเทียบการสูญเสีย ปัจจัยสำคัญที่สุดที่มีผลต่อการผลิตไฟฟ้าในการใช้งานในอุณหภูมิต่ำคือการเสื่อมของการผลิตไฟฟ้า เมื่อสิ้นสุดปีที่ 25 การเสื่อมของการผลิตไฟฟ้าอยู่ที่ 12.86% (1.6% + 11.26%) สำหรับโมดูล PERC, 10.6% (0.6% + 10%) สำหรับโมดูล TOPCon และ 7.87% (1.6% + 6.27%) สำหรับโมดูล HJT ดูภาพ 3.1

ภาพ 3.1 การเปรียบเทียบการสูญเสียหลักของ PERC/TOPCon/HJT ในอุณหภูมิต่ำ

3.2 สภาพการณ์การใช้งานในอุณหภูมิสูง

เมืองอาบูดาบีในตะวันออกกลางได้รับเลือกเป็นตัวอย่างโดยทั่วไปของสภาพการณ์การใช้งานในอุณหภูมิสูง ซึ่งตั้งอยู่ใกล้ 24.4 องศาเหนือโดยมีอุณหภูมิเฉลี่ยต่อปี 28.5 องศาเซลเซียสและมีความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์แนวระนาบ 2015.1 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตร โรงไฟฟ้าออกแบบให้มีอัตราส่วนกระแสตรง/กระแสสลับที่ 1.05 และมีกำลังผลิตติดตั้ง 4 เมกะวัตต์ (มีความแตกต่างเล็กน้อยในดีไซน์จริง) โดยใช้มุมเอียงที่ดีที่สุดสำหรับตัวยึดแบบอยู่กับที่และอินเวอร์เตอร์แบบสตริงที่เหมาะสม ในปีที่ 25 ผลได้จากการผลิตไฟฟ้าของ TOPCon สูงกว่า 4.52% และผลได้จากการผลิตไฟฟ้าของ HJT สูงกว่านั้นขึ้นไปอีก โดยสูงกว่า 9.67% เมื่อเทียบกับการผลิตไฟฟ้าของ PERC ดังแสดงในตาราง 3.2

ตาราง 3.2 การเปรียบเทียบผลได้จากการผลิตไฟฟ้าของ PERC/TOPCon/HJT

จากกราฟเปรียบเทียบการสูญเสีย นอกจากการเสื่อมของการผลิตไฟฟ้า การสูญเสียของอุณหภูมิการทำงานเป็นอีกปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการผลิตไฟฟ้าในสภาพการณ์อุณหภูมิสูง เมื่อสิ้นสุดปีที่ 25 การเสื่อมของการผลิตไฟฟ้าของโมดูล PERC อยู่ที่ 12.86% (1.6% + 11.26%) ขณะที่ของโมดูล TOPCon อยู่ที่ 10.6% (0.6% + 10%) และของโมดูล HJT อยู่ที่ 7.87% (1.6% + 6.27%) การสูญเสียอุณหภูมิการทำงานของโมดูล PERC อยู่ที่ 8.31% ขณะที่ของโมดูล TOPCon อยู่ที่ 7.26% และของโมดูล HJT อยู่ที่ 5.81% ดังแสดงในภาพ 3.2

ภาพ 3.2 การเปรียบเทียบการสูญเสียหลักของ PERC/TOPCon/HJT ในอุณหภูมิสูง

การวิเคราะห์ข้างต้นชี้ว่าในสภาพการณ์การใช้งานอุณหภูมิต่ำ การเสื่อมของการผลิตไฟฟ้าเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่มีผลต่อการผลิตไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์ และในสภาพการณ์การใช้งานอุณหภูมิสูง อุณหภูมิการทำงานเป็นอีกปัจจัยสำคัญ เนื่องจากโมดูล HJT มีสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่มีเสถียรภาพสูงพิเศษ มีอัตราส่วนประสิทธิภาพระหว่างสองหน้าที่สูงกว่า และมีการกักเก็บพลังงานที่สูงกว่า ข้อได้เปรียบในแง่ของผลได้จากการผลิตไฟฟ้าของ HJT มีอยู่อย่างชัดเจนในพื้นที่อุณหภูมิสูง ขณะที่ในพื้นที่อุณหภูมิต่ำ HJT แสดงถึงผลได้จากการผลิตไฟฟ้าที่สูงโดยเปรียบเทียบเช่นกัน ซึ่งจะทำให้ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์มีผลได้จากการผลิตไฟฟ้าที่สูงกว่าและมีผลผลิตพลังงานไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพมากกว่า

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1927736/1.jpg

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1927737/2.jpg

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1927738/3.jpg

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1927739/4.jpg

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1927740/5.jpg

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1927741/6.jpg

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1927742/7.jpg

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1927743/8.jpg

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1927744/9.jpg

---