主流の太陽光パネル TOPCon と BC ルーフトップの 1 年間の実証データの比較
データソース: 太陽光発電ニュース
N型TOPConセルは、優れた効率と信頼性により市場の主流製品となり、2024年には市場シェアが約80％に達します。それにもかかわらず、競争の激しい市場で製品の差別化を実現し、製品価値を高めるために、多くの太陽光発電企業はBC型単面モジュールに焦点を合わせ、屋上太陽光発電市場の主力製品にしました。
BCモジュールは、高い前面出力のため、理論的には屋上設置用途に非常に適しています。屋上設置環境では、BCセルの両面受光の欠点を大幅に軽減できます。最近、JinkoSolarは江西省で包括的なフィールドテスト研究を実施したと発表しました。
江西省のモンスーン湿潤気候と年間平均気温 -5 ～ 35 度は、さまざまな太陽光発電モジュールの性能を評価するのに理想的な自然条件を提供します。これにより、実際のアプリケーションにおけるさまざまなモジュールの性能を深く理解し、将来の製品開発と市場戦略に科学的根拠を提供できます。
モジュール情報
この調査は、あるメーカーが製造したTOPConモジュールとBCモジュールを対象としています。すべてのモジュールは建物の屋上に設置されており、測定データの正確性と一貫性を確保しています。この調査の中心的な目標は、実際のアプリケーションにおけるこれら2つのコンポーネントのパフォーマンスとLCOEの可能性を深く分析し、顧客に信頼性と効率性の高い発電ソリューションを提供することです。テストには、銘板電力が575WのN型TOPConコンポーネントと、銘板電力が575Wpの別のメーカーのBCコンポーネントの2種類のコンポーネントが含まれ、各コンポーネントが18個ずつありました。傾斜が0度に設定された固定ブラケットに取り付けられました。すべてのコンポーネントには、発電データをリアルタイムで監視するための高精度センサーが装備されており、テスト結果の正確性と信頼性を確保しています。
テスト中、DC 電圧、電流、電力、コンポーネント温度、前面放射、風速、風向、周囲温度、相対湿度、気圧など、多数の重要なデータが完全に収集されました。これらのデータは詳細な情報を提供し、コンポーネントのパフォーマンスの詳細な分析と比較を行うことができます。
試験結果
2023年8月14日から2024年7月15日までの11か月間に、いくつかの重要な気候とパフォーマンスの変化が観測されました。6月に記録された最高の日平均放射照度は273W / m²で、7月の最高気温は39.7度でした。最低放射照度104W / m²と周囲温度-5度は、それぞれ1月と2月に記録されました。2024年4月の頻繁な降雨（20日間の降雨）により放射照度が減少し、モジュールの発電に影響を及ぼしました。このような継続的な雨天条件下でも、TOPConモジュールの発電量はBCモジュールよりも0.33％高くなりました。しかし、6月に高温と長日が到来すると、TOPConモジュールは優れたパフォーマンスを発揮し、BCモジュールと比較して発電量が1.95％増加しました。 この大幅な向上は、TOPCon モジュールの高温環境への適応性を証明するだけでなく、夏季における高い効率も強調します。
さらに、1月から2月の積雪期には、低放射照度と低周囲温度の二重の影響を受けて、TOPConモジュールの発電量はBCモジュールより0.52-0.53%高くなりました。このデータは、特に光と温度が低い冬季の寒冷気候条件におけるTOPConモジュールの優れた性能をさらに裏付けています。テスト結果によると、TOPConモジュールは発電効率において大きな利点があり、テストサイクル中のワットあたりの発電量はBCモジュールより最大1.95%高く、これはその高い発電容量(kWh/kW)とサイクル全体における高い信頼性に起因しています。
この結果は、両面性要因を考慮しなくても、TOPCon モジュールは屋上アプリケーションでより優れたパフォーマンスを発揮し、初期投資コストと LCOE を削減しながら、発電と製品のパフォーマンスを向上させることを完全に実証しています。
データ分析
TOPCon モジュールがより高い発電量を達成できる理由は、主に動作温度が低いためです。これにより、他のモジュールが一般的に温度係数により発電量が低下する夏の高温環境でも高い発電効率を維持し、ワットあたりの発電量を増加させることができます。テスト中、TOPCon モジュールの平均動作温度は、他のメーカーの BC モジュールよりも常に低くなっています。両方のモジュールの温度係数が約 -0.29%/度の場合、高温による BC モジュールの発電量の減衰は、TOPCon モジュールよりも大幅に高くなります。
原理的には、BCセルはセル前面の電極グリッド線をセル背面に移動することで有効発電面積を拡大します。この設計は、特に両面発電に依存しない屋上太陽光発電システムにおいて、セル変換効率の向上に明らかな利点があります。しかし、この設計にはいくつかの課題もあります。実際のアプリケーションでは、BCモジュールの背面に応力が集中すると、モジュールの表面が膨らんだり曲がったりするため、信頼性と効率に影響します。この現象は6月と7月に特に顕著です。最高気温が37度に達すると、正午にはモジュールの表面温度が60度を超えることもあります。この高温環境は、BCモジュールの発電効率に影響を与えるだけでなく、材料の老化を加速させ、モジュールの長期的な信頼性と性能に影響を与える可能性があります。
まとめ
この調査では、1 年間のサイクルで屋上アプリケーション シナリオにおける TOPCon モジュールと BC モジュールのパフォーマンスを記録して比較します。この比較を通じて、コスト効率とエネルギー出力の観点から 2 つのモジュールの相対的な競争力を評価することを目的としています。結果から、次の重要な知見が明らかになりました。
1) TOPCon モジュールは、発電容量 (キロワット時/キロワット) が高く、前面発電の点では BC モジュールより最大 1.95% 高くなります。両面発電の利点を無視しても、TOPCon は屋上アプリケーションで依然として大きな可能性を秘めています。
2) 研究では、2 つのモジュールの放射照度、温度、発電量の間には有意な線形相関関係があることがわかりました。具体的には、放射照度と温度が上昇するにつれて、TOPCon モジュールの発電量の増加が特に顕著になります。
3) TOPCon モジュールは、朝と夕方の低照度条件下で優れたパフォーマンスを発揮します。これは、TOPCon モジュールが日照時間が短い期間に限られた光リソースをより効果的に利用できることを意味するため、実際のアプリケーションでは特に重要です。
これらのデータに基づき、JinkoSolarは、ユーザーにさらに科学的で正確なソリューションを提供するために、将来的にさらなる発電効率のテストとモニタリング研究を実施することを推奨しています。