NINH BA, Trung Quốc, 26/10/2022 /PRNewswire/ -- Với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ quang điện (PV) từ loại p sang loại n, sự khác biệt trong hoạt động sản xuất điện từ các sản phẩm công nghệ pin ngày càng thu hút nhiều sự chú ý. Ngày nay, các công nghệ pin chính là PERC, TOPCon và HJT. Mỗi công nghệ đều có những ưu nhược điểm riêng, nhưng nghiên cứu so sánh về công suất phát điện chưa tính đến vòng đời một cách hệ thống dựa trên quan điểm của các kịch bản ứng dụng toàn cầu.
Để đạt được mục tiêu này, Risen Energy Co., Ltd đã thu thập các thông số cốt lõi của ba công nghệ nêu trên và tiến hành đo lường công suất phát điện của các nhà máy điện quy mô tiện ích sử dụng ba loại tấm pin công nghệ khác nhau với vòng đời 25 năm tại 21 quốc gia và khu vực điển hình có môi trường khí hậu khác nhau, nhằm xây dựng bản đồ so sánh về mức tăng công suất phát điện toàn cầu.
I. Bản đồ mức tăng công suất phát điện toàn cầu （HJT so với PERC/TOPCon）
Trên toàn cầu, các sản phẩm công nghệ dị thể (HJT) có hiệu suất phát điện cao hơn 4,37%-6,54% so với Công nghệ phát quang thụ động (PERC) và 1,25%-3,33% so với TOPCon., đồng thời hiệu suất phát điện của công nghệ này nổi trội hơn, đặc biệt là ở vùng nhiệt độ cao (ví dụ như Trung Đông, Úc và miền nam Hoa Kỳ), với mức tăng 6% so với PERC và 3% so với TOPCon. Như được mô tả trong hình 1.1.
Hình 1.1 Bản đồ mức tăng công suất phát điện toàn cầu
Figure 1.1 Map of global power generation gains
II. Phân tích kỹ thuật mô-đun
Dựa trên đặc điểm mô-đun, giữa các công nghệ tế bào có khoảng cách phát điện khác nhau tại mỗi khu vực trên bản đồ chủ yếu do ba yếu tố: hệ số nhiệt độ, hệ số hai mặt và suy giảm công suất. Đó là lý do tại sao các mô-đun HJT có thể mang lại hiệu suất phát điện cao hơn và năng suất ổn định hơn cho hệ thống PV, cùng với hệ số nhiệt độ cực kỳ ổn định, hệ số hai mặt cao hơn và khả năng duy trì năng lượng cao hơn.
2.1 Hệ số nhiệt độ vô cùng ổn định
So với hệ số nhiệt độ nguồn -0,35%/°C cho PERC và -0,32%/°C cho TOPCon, mô-đun HJT có hệ số nhiệt độ nguồn ổn định hơn là -0,24%/°C, nghĩa là mô-đun HJT có mức suy giảm công suất thấp hơn so với các mô-đun PERC và TOPCon khi nhiệt độ hoạt động của mô-đun tăng lên, do đó làm giảm tổn thất phát điện và lợi thế tăng công suất phát điện này sẽ đặc biệt thấy rõ trong trường hợp nhiệt độ môi trường hoạt động cao, như được thể hiện trong Hình 2.1.
- Ở nhiệt độ hoạt động 60°C, công suất tương đối của mô-đun HJT cao hơn 2,8% so với mô-đun TOPCon và 3,5% so với mô-đun PERC.
- Ở nhiệt độ hoạt động 65°C, công suất tương đối của mô-đun HJT cao hơn 3,2% so với mô-đun TOPCon và 4% so với mô-đun PERC.
Hình 2.1 Đường cong tương ứng về công suất và nhiệt độ của mô-đun PERC/TOPCon/HJT
Figure 2.1 PERC/TOPCon/HJTpower and temperature correspondence curves
2.2 Hệ số hai mặt cao hơn
Với cấu trúc đối xứng tự nhiên, pin HJT vốn dĩ là pin hai mặt và là công nghệ pin có hệ số hai mặt cao nhất hiện nay, như được thể hiện trong Hình 2.2. Trong cùng một kịch bản ứng dụng, hệ số hai mặt càng cao, thì mức tăng năng lượng mặt sau càng lớn. Hệ số hai mặt của mô-đun HJT là khoảng 85%, cao hơn khoảng 15% so với mô-đun PERC và khoảng 5% so với mô-đun TOPCon, như được thể hiện trong Bảng 2.1.
Hình 2.2 Cấu trúc pin HJT
Figure 2.2 Structure of HJTcell
Bảng 2.1 Hệ số hai mặt của mô-đun PERC/TOPCon/HJT
Table 2.1 Bifacial factorof PERC/TOPCon/HJT modules
Trong cùng một kịch bản ứng dụng nhà máy điện mặt trời trên mặt đất quy mô tiện ích, hệ số hai mặt của mô-đun HJT cao hơn mang lại mức tăng công suất phát điện cao hơn so với mô-đun PERC và TOPCon.
2.3 Khả năng duy trì sản lượng điện cao hơn
Dựa trên các đường cong suy giảm công suất của ba công nghệ pin, rõ ràng là vào cuối năm 25, tỷ lệ duy trì năng lượng của mô-đun HJT là 92%, trong khi mô-đun PERC là 87,2% và mô-đun TOPCon là 89,4 %. Điều này có nghĩa là các sản phẩm HJT có khả năng duy trì sản lượng điện tốt nhất trong toàn bộ vòng đời của nhà máy điện quy mô tiện ích, dẫn đến công suất phát điện ổn định hơn và cao hơn ở mức tương đối, như được thể hiện trong Hình 2.3.
Do các kết quả đã thảo luận ở trên có tính đến mức suy giảm 2% trong năm đầu tiên ở thời điểm hiện tại, nên lợi thế về khả năng phát điện sẽ đáng chú ý hơn vì sự cải tiến công nghệ, vật liệu đóng gói tế bào và mô-đun có thể giảm sự xuống cấp trong năm đầu tiên sử dụng của các sản phẩm HJT.
Hình 2.3 Bảo hành sản phẩm của mô-đun PERC/TOPCon/HJT
Figure 2.3 Product warranty of PERC/TOPCon/HJT module
Trên đây là phân tích ngắn gọn về hiệu suất của các pin và mô-đun HJT. Tuy nhiên, đâu là yếu tố chính ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất điện của các mô-đun? Những yếu tố này có tác động như thế nào? Risen Energy đã nỗ lực thực hiện phân tích bổ sung thông qua PVSYST.
III. Phân tích PVSYST
Về các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phát điện, công ty đã lựa chọn các kịch bản ứng dụng nhiệt độ cao và thấp điển hình để phân tích tương ứng.
3.1 Kịch bản ứng dụng nhiệt độ thấp
Cáp Nhĩ Tân chính là một ví dụ điển hình cho kịch bản ứng dụng nhiệt độ thấp, dao động trong khoảng 45,9°N với nhiệt độ trung bình hàng năm là 4,7°C và tổng bức xạ ngang đạt 1347 KWh/m2. Nhà máy điện được thiết kế với tỷ lệ tải biến tần DC/AC là 1,25 và công suất lắp đặt 4MW (có thay đổi nhỏ trong thiết kế thực tế), sử dụng giá đỡ cố định với góc nghiêng tối ưu và bộ biến tần phù hợp. Đến năm 25, mức tăng sản lượng điện của TOPCon là 3,94% và mức tăng điện năng của HJT thậm chí còn cao hơn ở mức 7,73% so với mức sản lượng điện của PERC, như được mô tả trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1 So sánh mức tăng công suất phát điện của mô-đun PERC/TOPCon/HJT
Table 3.1 Comparison of PERC/TOPCon/HJT power generation gain
Theo so sánh tổn thất, yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến công suất phát điện trong các ứng dụng nhiệt độ thấp là suy giảm công suất. Vào cuối năm 25, mức suy giảm năng lượng là 12,86% (1,6% + 11,26%) đối với mô-đun PERC, 10,6% (0,6% + 10%) đối với mô-đun TOPCon và 7,87% (1,6% + 6,27%) đối với mô-đun HJT. Xem Hình 3.1.
Hình 3.1 So sánh những tổn thất chính của mô-đun PERC/TOPCon/HJT ở nhiệt độ thấp
Figure 3.1 Comparison of the main losses of PERC/TOPCon/HJT in low temperature
3.2 Kịch bản ứng dụng nhiệt độ cao
Vùng Abu Dhabi ở Trung Đông được lựa chọn làm ví dụ điển hình cho kịch bản ứng dụng nhiệt độ cao, dao động trong khoảng 24,4°N với nhiệt độ trung bình hàng năm là 28,5°C và tổng bức xạ ngang đạt 2015,1 KWh/m2. Nhà máy điện được thiết kế với tỷ lệ DC/AC là 1,05 và công suất lắp đặt 4MW (có thay đổi nhỏ trong thiết kế thực tế), sử dụng giá đỡ cố định với góc nghiêng tối ưu và bộ biến tần phù hợp. Đến năm 25, công suất phát điện của TOPCon là 4,52% và công suất phát điện của HJT thậm chí còn cao hơn ở mức 9,67% so với công suất phát điện của PERC, như được mô tả trong Bảng 3.2.
Bảng 3.2 So sánh mức tăng công suất phát điện của mô-đun PERC/TOPCon/HJT
Table 3.2 Comparison of PERC/TOPCon/HJTpower generation gain
Theo đồ thị so sánh thất thoát, ngoài suy giảm điện năng, tổn thất nhiệt độ vận hành là một yếu tố chính khác ảnh hưởng đến khả năng phát điện trong các kịch bản nhiệt độ cao. Vào cuối năm 25, sự suy giảm năng lượng của mô-đun PERC là 12,86% (1,6% + 11,26%), trong khi của mô-đun TOPCon là 10,6% (0,6% + 10%) và mô-đun HJT là 7,87% (1,6% + 6,27%); tổn thất nhiệt độ hoạt động của mô-đun PERC là 8,31%, trong khi của mô-đun TOPCon là 7,26% và của mô-đun HJT là 5,81%, như được hể hiện trong Hình 3.2.
Hình 3.2 So sánh những tổn thất chính của mô-đun PERC/TOPCon/HJT ở nhiệt độ cao
Figure 3.2 Comparison ofthe main losses of PERC/TOPCon/HJT in high temperature
Phân tích trên cho thấy trong các kịch bản ứng dụng nhiệt độ thấp, suy giảm công suất mô-đun là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến công suất phát điện của sản phẩm; và trong kịch bản ứng dụng nhiệt độ cao, nhiệt độ hoạt động là một yếu tố chính khác. Do hệ số nhiệt độ vô cùng ổn định, hệ số hai mặt và khả năng duy trì năng lượng cao hơn, mô-đun HJT có lợi thế phát điện rõ nét tại các khu vực nhiệt độ cao và tại các khu vực nhiệt độ thấp, HJT cũng cho thấy mức tăng công suất tương đối cao, mang lại hiệu suất phát điện cao hơn và sản lượng điện ổn định hơn cho hệ thống PV.
