ባለብዙ-ቁረጥ የሶላር ሞጁሎች፡ የጥላ መቋቋም ተግባራዊ ትንታኔ

ባለብዙ-ቁረጥ የፀሐይ ሞጁሎች፡ ርዕሱ ለምን ተመልሷል

ከ2025 ጀምሮ፣ የ “ባለብዙ-ቁረጥ” የፀሐይ ሞጁሎች ሀሳብ በፒቪ ኢንዱስትሪ ውስጥ እንደገና ተወዳጅ ሆኗል። በዚህ አመት የSNEC ኤግዚቢሽን ላይ፣ ብዙ የሞጁል አምራቾች እንደ ሶስተኛ-ቁረጥ እና ሩብ-ቁረጥ ሞጁሎች ያሉ አዳዲስ ዲዛይኖችን አቅርበዋል። አምራቾች ከተለመደው የግማሽ-ቁረጥ ቅርጸት እርካታ የሌላቸው ይመስላል። ኢንዱስትሪው በጣም ተግባራዊ የሆነ ጥያቄ እየጠየቀ ነው፡ አንድ የፀሐይ ሴል ስንት ጊዜ ሊቆረጥ ይችላል፣ እና ምን እውነተኛ እሴት ያመጣል?

ይህ መጣጥፍ ባለብዙ-ቁረጥ ሞጁሎች ምን እንደሆኑ፣ ለምን እንደገና እየተወያዩበት እንዳለ፣ እና ከጥላ መቋቋም አንፃር ምን ጥቅሞች እና ገደቦች እንዳሉት በጥልቀት ይመለከታል።

ባለብዙ-ቁረጥ የፀሐይ ሞጁል ምንድን ነው?

“ባለብዙ-ቁረጥ” የፀሐይ ሞጁል ማለት ብዙውን ጊዜ ሙሉ መጠን ያለው የፀሐይ ሴል ወደ ብዙ ትናንሽ የሴል ክፍሎች መቆረጡን ያመለክታል፣ ከዚያም በተከታታይ ወይም በትይዩ የወረዳ ዲዛይን እርስ በርስ የተገናኙ እና ወደ ሙሉ የፒቪ ሞጁል የተለጠፉ ናቸው።

የተለመዱ ቅርጸቶች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

• ግማሽ-ቁረጥ ሴሎች፡ አንድ ሙሉ ሴል ወደ 2 ቁርጥራጮች ይቆረጣል፣ በአሁኑ ጊዜ ዋናው ዲዛይን

• ሶስተኛ-ቁረጥ ሴሎች፡ አንድ ሴል ወደ 3 ቁርጥራጮች ይቆረጣል

• ባለብዙ-ቁረጥ ሴሎች፡ አንድ ሴል ወደ ብዙ ትናንሽ ቁርጥራጮች ይቆረጣል፣ ለምሳሌ የ4-ቁረጥ፣ 5-ቁረጥ ወይም 6-ቁረጥ ዲዛይኖች

• የሺንግልድ ሞጁሎች፡ እንዲሁም ልዩ የብዙ-ቁረጥ አፕሊኬሽን አይነት፣ ተደራራቢ የሴል ቁርጥራጮች ያሉት

ማስታወሻ፡ ከላይ ያሉት ሥዕላዊ መግለጫዎች የተለመዱ የወረዳ ፅንሰ-ሀሳቦችን ብቻ ያሳያሉ። እነሱ የተወሰኑ አምራቾችን ትክክለኛ የምርት ዲዛይኖችን አይወክሉም።

አምራቾች የብዙ-ቁረጥ ዲዛይኖችን የሚጠቀሙበት ምክንያት

የብዙ-ቁረጥ ዲዛይን ዋና ዓላማ የእያንዳንዱን የሴል ክፍል የሚሰራውን ጅረት መቀነስ እና የሞጁሉን ውስጣዊ የወረዳ ግንኙነት ማመቻቸት ነው። ይህን በማድረግ ሞጁሉ የኤሌክትሪክ ኪሳራን መቀነስ እና በተወሳሰቡ የእውነተኛ ዓለም ሁኔታዎች ውስጥ የኃይል ማመንጨትን ማሻሻል ይችላል።

ዋና ዋና ጥቅሞቹ የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

• ዝቅተኛ የሚሰራ ጅረት፡ የፀሐይ ሴል ወደ ትናንሽ ክፍሎች ከተቆረጠ በኋላ የእያንዳንዱ ንዑስ-ሴል ጅረት በዚሁ መጠን ይቀንሳል።

• ዝቅተኛ የመቋቋም ኪሳራ፡ የ PV ሞጁል ውስጣዊ የመቋቋም ኪሳራ ከጅረቱ ካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው።

Ploss = I²R

ስለዚህ ጅረቱ ሲቀንስ በሪቦኖች፣ በባስባሮች እና በውስጣዊ የመተላለፊያ መንገዶች ላይ ያለው የመቋቋም ኪሳራ እንዲሁ ይቀንሳል።

• ከፍተኛ የሞጁል ውፅዓት ኃይል፡ በዝቅተኛ ውስጣዊ የኤሌክትሪክ ኪሳራ ምክንያት፣ ሞጁሉ በመደበኛ የሙከራ ሁኔታዎች ውስጥ የተወሰነ የኃይል ትርፍ ማግኘት ይችላል።

• የተቀነሰ የሙቀት ነጠብጣብ አደጋ፡ ዝቅተኛ ኤሌክትሪክ በከፊል ጥላ ስር ማሞቂያን ለመቀነስ ይረዳል፣ የሞጁሉን የሙቀት ነጠብጣብ ባህሪ ያሻሽላል።

• የተሻለ የጥላ መቻቻል፡ በተገቢው የወረዳ ንድፍ፣ የአካባቢ ጥላ ተጽእኖ ወደ ትንሽ ቦታ ሊገደብ ይችላል፣ ይህም ጥላ የሌላቸው ቦታዎች ኃይል ማመንጨታቸውን እንዲቀጥሉ ያስችላል።

የወረዳ ንድፍ፡ የአካባቢ ጥላ የፀሐይ ሞጁል ውጤትን እንዴት እንደሚጎዳ

የፀሐይ ሴል በግምት እንደ የኤሌክትሪክ ምንጭ ሊቆጠር ይችላል። በጥሩ የፀሐይ ብርሃን ስር፣ ሴሉ ኤሌክትሪክ ያመነጫል። የሴሉ ክፍል ጥላ ሲሆን፣ የኃይል ማመንጨት አቅሙ ይቀንሳል፣ እና የውጤት ኤሌክትሪክም ይቀንሳል።

ስእል 6፡ ጥላ በአንድ ነጠላ ሴል ሕብረቁምፊ ውጤት ላይ የሚያሳድረው ተጽእኖ

በባህላዊ ሙሉ-ሴል ሞጁል ውስጥ፣ ብዙ ሴሎች በተከታታይ ተያይዘው የሴል ሕብረቁምፊ ይፈጥራሉ። አንድ ሴል ወይም ጥቂት ሴሎች ጥላ ከሆኑ፣ ጥላ ያለባቸው ሴሎች የጠቅላላውን ሕብረቁምፊ የኤሌክትሪክ ውጤት ይገድባሉ። በቀላል አነጋገር፣ የአንድ ሕብረቁምፊ የውጤት ኤሌክትሪክ ብዙውን ጊዜ የሚወሰነው በደካማው ሴል ነው፣ ይህም ብዙውን ጊዜ በጣም ጥላ ያለበት ሴል ነው።

በከባድ ጥላ ስር፣ የተጠላለፈው ሴል ተቃራኒ አቅጣጫ ሊሆን ይችላል። ኃይል ከማመንጨት ይልቅ፣ የኤሌክትሪክ ጭነት ይሆናል እና የአካባቢ ሙቀት ያመነጫል። ይህ የታወቀው የሙቀት ነጠብጣብ ውጤት ነው።

የሙቀት ነጠብጣብ አደጋን ለመቀነስ፣ የፒቪ ሞጁሎች በተለምዶ በማለፊያ ዳዮዶች የታጠቁ ናቸው። አንድ የሴል ሕብረቁምፊ በከባድ ሲጠላለፍ፣ የማለፊያ ዳዮድ ይመራል እና ጅረቱ የተጠላለፈውን ሕብረቁምፊ እንዲያልፍ ያስችላል። ይህ ሴሎቹን ይከላከላል፣ ነገር ግን የተለፈው ሕብረቁምፊ ከእንግዲህ ኃይል ማበርከት አይችልም። በዚህ ምክንያት፣ የሞጁሉ ውጤት ኃይል በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል።

ስለዚህ፣ የሞጁል ጥላ መቋቋም የሚወሰነው በፀሐይ ሴል ብቻ አይደለም። እንዲሁም በሞጁሉ ውስጣዊ ወረዳ ንድፍ ላይ በእጅጉ የተመካ ነው።

የብዙ-ቁረጥ ሞጁሎች መሠረታዊ አመክንዮ፡ ከፍተኛ ጅረትን ወደ ዝቅተኛ ጅረት መከፋፈል

ብዙ-ቁረጥ ሞጁል መደበኛ ሴሎችን ወደ ትናንሽ የሴል ክፍሎች ይቆርጣል እና ከዚያ በተገቢ ተከታታይ እና ትይዩ ወረዳዎች ያገናኛል። ከባህላዊ ሙሉ-ሴል ሞጁሎች ጋር ሲነጻጸር፣ የብዙ-ቁረጥ ንድፍ አንድ አስፈላጊ ባህሪ እያንዳንዱ የተቆረጠ የሴል ክፍል በዝቅተኛ ጅረት መሥራቱ ነው።

የሙሉ ሴል የሥራ ጅረት I0 ነው ብለን እናስብ። በእኩል ወደ n ቁርጥራጮች ከተቆረጠ፣ የእያንዳንዱ የተቆረጠ የሴል ክፍል ቲዎሬቲካል ጅረት በግምት፡-

Icell = I0 / n

ለምሳሌ፡-

• በግማሽ የተቆረጠ ሞዱል ውስጥ፣ እያንዳንዱ የግማሽ ሴል ክፍል ወቅታዊ ኃይል በግምት I0/2 ነው።

• በሶስተኛ የተቆረጠ ሞዱል ውስጥ፣ እያንዳንዱ የሶስተኛ የተቆረጠ ሴል ክፍል ወቅታዊ ኃይል በግምት I0/3 ነው።

• በሩብ የተቆረጠ ሞዱል ውስጥ፣ እያንዳንዱ የሩብ የተቆረጠ ሴል ክፍል ወቅታዊ ኃይል በግምት I0/4 ነው።

እርግጥ ነው፣ ትክክለኛ የወቅታዊ ኃይል እሴቶች በሌዘር መቁረጥ ጥራት፣ በጠርዝ ማለስለስ፣ በሪባን ዲዛይን፣ በተቃውሞ ኪሳራ እና በሞዱል አቀማመጥ ይነካሉ። ነገር ግን ከመሠረታዊ መርህ አንጻር፣ የብዙ ቁረጥ ሴል ክፍሎች የሚሰሩበት ወቅታዊ ኃይል ከሙሉ ሴሎች ያነሰ ነው።

ወቅታዊ ኃይል ሲቀንስ፣ ሁለት ቀጥተኛ ጥቅሞች ይታያሉ።

ዝቅተኛ የተቃውሞ ኪሳራ

ወቅታዊ ኃይል ሲቀንስ፣ በሪባኖች እና በመገናኛ ቦታዎች ላይ ያለው የተቃውሞ ኪሳራ በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል። የሩብ ቁረጥ ሞዱልን እንደ ምሳሌ ስንወስድ፣ በሌሎች ሁኔታዎች ሳይለወጡ በሚቀሩበት ሁኔታ፣ የተቃውሞ ኪሳራው በንድፈ ሀሳብ ደረጃ ከሙሉ ሴል ሞዱል አንድ አስራ ስድስተኛ ሊቀንስ ይችላል።

የአካባቢ ጥላ ተጽእኖ በቀላሉ ሊገደብ ይችላል

በበለጠ የተከፋፈለ የወረዳ ዲዛይን አማካኝነት፣ በጥላ ምክንያት የሚከሰተው የወቅታዊ ኃይል አለመመጣጠን በአካባቢያዊ አካባቢ ብቻ ሊገደብ ይችላል እንጂ ትልቅ የሴል ሕብረቁምፊ ላይ ተጽእኖ አይፈጥርም።

ለምሳሌ፣ ሁለት ተመሳሳይ ስፋት ያላቸው የጥላ ነገሮች በሙሉ ሴል ሞጁል እና በግማሽ ቆራጭ ሞጁል ላይ ሲወድቁ፣ ነገሩ በሙሉ ሴል ሞጁል ውስጥ አንድ ሙሉ ሴል 80% ሊሸፍን ይችላል። በግማሽ ቆራጭ ሞጁል ውስጥ፣ ተመሳሳይ ነገር በሁለት ግማሽ ሴሎች ላይ ሊሰራጭ ይችላል፣ የአንዱን ግማሽ ሴል 30% እና የሌላውን 50% ይሸፍናል። በዚህ ሁኔታ፣ የአሁኑ አለመመጣጠን ንድፍ እና የተጎዳው ቦታ የተለየ ይሆናል።

ቁልፍ ነጥቡ፡ የበለጠ ተለዋዋጭ የተከታታይ እና ትይዩ ዑደት ንድፍ

ባለብዙ ቆራጭ ሞጁል ንድፍ ሴሎችን ወደ ትናንሽ ቁርጥራጮች መቁረጥ ብቻ አይደለም። የጥላ መቋቋምን የሚወስነው ትክክለኛው ነገር ከተቆረጡ በኋላ ሴሎቹ እንዴት እንደሚገናኙ ነው።

በባህላዊ ሙሉ ሴል ሞጁል ውስጥ፣ ሴሎች ብዙውን ጊዜ በተከታታይ ይገናኛሉ፣ እና ሞጁሉ በሶስት ባይፓስ ዳዮዶች በሶስት የወረዳ ክፍሎች ይከፈላል። አንድ ሴል በከባድ ጥላ ሲሸፈን፣ የሙሉ ሞጁሉን ስፋት አንድ ሶስተኛ ያህል ውጤት ሊጎዳ ይችላል።

በባለብዙ ቆራጭ ሞጁል ውስጥ፣ ዋናው ትልቅ የሴል ሕብረቁምፊ በበለጠ ዝርዝር በሆነ የተከታታይ-ትይዩ ንድፍ ወደ ትናንሽ የኃይል ማመንጫ ክፍሎች ሊከፈል ይችላል። ትይዩ መንገዶችም የበለጠ ተለዋዋጭ የአሁኑን ስርጭት ያስችላሉ።

ለምሳሌ የሩብ ቁራጭ ሞጁልን በመውሰድ በተገቢው የወረዳ አቀማመጥ አንድን የተቆረጠ ሴል ላይ የሚደርሰው የጥላ ተጽእኖ ከወረዳው አካባቢ አንድ አስራ ሁለተኛ ያህል ብቻ ሊገደብ ይችላል። በንጽጽር በባህላዊ ሙሉ ሴል ወይም ግማሽ ቁራጭ ሞጁሎች ውስጥ በተመሳሳይ ቦታ ላይ ያለ ጥላ የሴል ሕብረቁምፊ ውጤት ላይ በጣም ትልቅ ክፍል ላይ ተጽእኖ ሊያሳድር ይችላል።

ምስል 7: የሙሉ ሴል፣ የግማሽ ቁራጭ፣ የሶስተኛ ቁራጭ እና የሩብ ቁራጭ ሞጁሎች አቻ የወረዳ ሥዕላዊ መግለጫዎች

ምስል 8: በተመሳሳይ 50% የትንሹ የኃይል ማመንጫ ክፍል ጥላ ስር የሺንግል ሞጁሎች ከፍተኛ ኃይል መጠበቅ ይችላሉ

ስለዚህ ባለብዙ ቁራጭ ሞጁሎች በከፊል ጥላ ስር የበለጠ ዝርዝር የወረዳ ክፍሎችን እና ትይዩ የአሁኑን መንገዶች በመጠቀም የተሻለ ውጤት መጠበቅ ይችላሉ። ዋናው የንድፍ አመክንዮ የሚከተሉትን ያካትታል:

• ሴሎችን ወደ ትናንሽ የኃይል ማመንጫ ክፍሎች መቁረጥ

• የሚፈለገውን የሞጁል ቮልቴጅ ለማግኘት ተገቢውን ተከታታይ ግንኙነት መጠቀም

• በእያንዳንዱ ቅርንጫፍ ውስጥ ያለውን የአሁኑን ለመቀነስ ትይዩ ቅርንጫፎችን መጠቀም

• በጥላ አካባቢዎች የኃይል ብክነትን ለመገደብ የማለፊያ ዳዮዶችን መጠቀም

• ጥላ የሌላቸው አካባቢዎች በተቻለ መጠን ኃይል ማመንጨታቸውን እንዲቀጥሉ መፍቀድ

አስፈላጊ ገደቦች: ባለብዙ ቁራጭ በእያንዳንዱ የጥላ ንድፍ ስር ሁልጊዜ የተሻለ አይደለም

ምንም እንኳን ይህ መጣጥፍ ባለብዙ-ቁርጥራጭ የወረዳ ንድፍ የጥላ መቋቋምን እንዴት እንደሚያሻሽል ላይ ያተኩራል፣ ባለብዙ-ቁርጥራጭ ሞጁሎች በሁሉም የጥላ ሁኔታ ውስጥ ሁልጊዜ ጥቅም አይኖራቸውም።

ከላይ የተብራራው ቁልፍ ነጥብ ይህ ነው፡ የሴል ክፍሉ የተጋረደው መጠን ተመሳሳይ ሲሆን፣ ባለብዙ-ቁርጥራጭ ሞጁሎች ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ የውጤት ኃይል ያስገኛሉ። ነገር ግን፣ በተመሳሳይ የጥላ መጠን እና ቅርጽ ስር፣ እያንዳንዱ የተቆረጠ ሴል ክፍል አነስተኛ ቦታ ስላለው፣ የዚያ ክፍል የተጋረደው መጠን በእውነቱ ከፍ ሊል ይችላል። ይህ የውጤት ኃይል እንዲቀንስ ሊያደርግ ይችላል።

ለምሳሌ፣ ጥላ በሞጁሉ አጭር ጎን ሲከሰት፣ በተለይም በማለዳ ወይም ከሰአት በኋላ የፀሐይ አንግል ዝቅተኛ በሆነበት ጊዜ፣ ጥላው የታችኛውን ረድፍ ሴሎች ሊሸፍን ይችላል። ለግማሽ-ቁርጥራጭ ሞጁል፣ የታችኛው ረድፍ 70% ብቻ የተጋረደ ሊሆን ይችላል። ነገር ግን ለሩብ-ቁርጥራጭ ሞጁል፣ እያንዳንዱ የተቆረጠ ሴል ቁመቱ አጭር ስለሆነ፣ ተመሳሳይ ጥላ የታችኛውን ረድፍ የሩብ-ቁርጥራጭ ሴሎችን ሙሉ በሙሉ ሊሸፍን ይችላል። ይህ በተዛማጅ የወረዳ ክፍል ውስጥ ከፍተኛ የውጤት መውደቅ ሊያስከትል ወይም የሴል ሕብረቁምፊው ክፍል የውጤት አቅሙን እንዲያጣ ሊያደርግ ይችላል።

በተጨማሪም፣ የሶስተኛ ቁርጥራጭ ሞጁሎች በአቀማመጥ እና በወረዳ ዲዛይን ምክንያት የላይ-ታች አሲሜትሪ ሊኖራቸው ይችላል። ተመሳሳይ የጥላ ቦታ ወይም ቅርፅ በሞጁሉ የተለያዩ ጎኖች ላይ ሲታይ፣ ትክክለኛው የውጤት ኪሳራ አንድ አይነት ላይሆን ይችላል። በአንዳንድ ልዩ የጥላ ሁኔታዎች ውስጥ፣ የሶስተኛ ቁርጥራጭ ሞጁል ከግማሽ ቁርጥራጭ ሞጁል የበለጠ የኃይል ኪሳራ ሊኖረው ይችላል።

ስለዚህ፣ በጥላ ምክንያት የሚከሰተውን የኃይል ኪሳራ በሚገመግሙበት ጊዜ፣ የጥላውን ቦታ ብቻ ማየት አንችልም። እንዲሁም ትክክለኛውን የውስጥ ተከታታይ-ትይዩ ወረዳ ስርጭት፣ የባይፓስ ዳዮድ መከላከያ ዞኖች፣ የጥላ ቅርፅ እና የጥላ አቀማመጥ ግምት ውስጥ ማስገባት አለብን።

ከከፍተኛ ኃይል ወደ ከፍተኛ የኢነርጂ መቋቋም

የ PV ሞጁል ኃይል መጨመሩን ሲቀጥል፣ የኢንዱስትሪ ውድድር ከአሁን በኋላ በመደበኛ የሙከራ ሁኔታዎች ውስጥ ከፍተኛውን ኃይል ብቻ አይደለም። ለእውነተኛ የፀሐይ ኃይል ማመንጫዎች፣ የረጅም ጊዜ የኢነርጂ ምርት እና ውስብስብ በሆነ የአሠራር አካባቢ ውስጥ መረጋጋት የበለጠ አስፈላጊ እየሆነ መጥቷል።

Quarter-cut እና ሌሎች ባለብዙ ቁርጥራጭ ሞጁሎች አነስተኛ የሴል ክፍሎችን፣ ዝቅተኛ የአሠራር ጅረት እና የበለጠ ተለዋዋጭ ተከታታይ-ትይዩ ወረዳዎችን በመጠቀም የአካባቢ ጥላ በጠቅላላ ሞጁል ውጤት ላይ የሚያሳድረውን ተጽዕኖ ይቀንሳሉ። ዋና እሴታቸው ቀላል ነው፡ የጥላውን ተጽእኖ አካባቢያዊ ማድረግ፣ ያልተጠለለውን ቦታ መሥራቱን ቀጥል፣ እና በእውነተኛ አፕሊኬሽኖች ውስጥ የኢነርጂ ማመንጨት መረጋጋትን ማሻሻል።

በንግድ እና ኢንዱስትሪ ጣሪያዎች፣ የመኖሪያ ጣሪያዎች፣ በBIPV ፕሮጀክቶች እና ሌሎች የአካባቢ ጥላ አደጋ ባለባቸው ሁኔታዎች ውስጥ፣ ሩብ-ተቆራረጡ ሞጁሎች የስርዓት ምርት እና የአሰራር አስተማማኝነትን ለማሻሻል ጠቃሚ የቴክኒክ መንገድ ሊሆኑ ይችላሉ።

የOoitech እይታ

ከሶላር ሞጁል ማምረቻ መስመሮች ጋር በቅርበት የሚሰራ የመሳሪያ አቅራቢ እንደመሆኖ፣ Ooitech ባለብዙ-ተቆራረጡ ቴክኖሎጂን እንደ ሴል-ቅርጸት ለውጥ ብቻ ሳይሆን፣ የሌዘር ቆራጭ ትክክለኛነትን፣ የስትሪንግ መረጋጋትን፣ የወረዳ አቀማመጥ እና የጥራት ፍተሻን የሚያካትት የተዋሃደ ፈተና አድርጎ ይመለከተዋል። ግማሽ-ተቆራረጡ፣ ሶስተኛ-ተቆራረጡ፣ ሩብ-ተቆራረጡ ወይም ሺንግልድ ምርቶችን ለሚያስቡ አምራቾች፣ የምርት መስመሩ ከሞጁሉ ኤሌክትሪካል አርክቴክቸር ጋር አብሮ መገምገም አለበት፣ ምክንያቱም የጥላ አፈጻጸም እያንዳንዱ ትንሽ ሴል ክፍል እንዴት እርስ በርስ እንደሚገናኝ እና እንደሚጠበቅ ላይ በጥብቅ የተመካ ነው። በእኛ አመለካከት፣ የሚቀጥለው የሞጁል ውድድር የስም ፕሌት ዋት ብቻ ሳይሆን፣ አንድ ሞጁል በአቧራ፣ በቅጠል፣ በጣሪያ እንቅፋቶች እና በዝቅተኛ አንግል ጥላዎች ስር ኃይል ማመንጨቱን እንዴት በአስተማማኝ ሁኔታ እንደሚቀጥል ያወዳድራል።