Risen Energy : Carte de comparaison des gains de production d'électricité au niveau mondial et analyse technique des différentes technologies de cellules
NINGBO, Chine, 26 octobre 2022 /CNW/ - Avec le développement rapide de la technologie photovoltaïque de type P au type N, la différence dans la production d'électricité des produits de technologies de cellules différentes attire de plus en plus l'attention. De nos jours, les technologies de cellules classiques sont les PERC, TOPCon et HJT. Chacune d'elles présente ses propres avantages et inconvénients, mais la recherche comparative sur la production d'électricité manque encore d'une comparaison systématique du cycle de vie complet fondée sur la perspective des scénarios d'application mondiaux.
Figure 1.1 Carte des gains mondiaux de production d’électricité
Figure 2.1 Courbes de correspondance de puissance et de température des PERC/TOPCon/HJT
Figure 2.2 Structure d’une cellule HJT
Tableau 2.1 Facteur bifacial des modules PERC/TOPCon/HJT
Figure 2.3 Garantie de produit des modules PERC/TOPCon/HJT
Tableau 3.1 Comparaison des gains de production d’électricité de PERC/TOPCon/HJT
Figure 3.1 Comparaison des principales pertes de PERC/TOPCon/HJT à basse température
Tableau 3.2 Comparaison du gain de production d’électricité de PERC/TOPCon/HJT
Figure 3.2 Comparaison des principales pertes de PERC/TOPCon/HJT à haute température
À cette fin, les paramètres de base des trois technologies susmentionnées sont recueillis, et la production d'électricité des centrales électriques à échelle des services d'utilités publiques employant ces trois différents panneaux de technologie de cellule sur une période de 25 cycles de vie annuels dans 21 pays et régions types avec différents environnements climatiques dans le monde sont mesurés par Risen Energy Co., Ltd pour créer une carte comparative des gains mondiaux de production d'électricité.
I. Carte des gains mondiaux de production d'électricité(HJT par rapport à PERC/TOPCon)
À l'échelle mondiale, les produits de la technologie HJT produisent plus d'électricité, soit de 4,37 % à 6,54 % de plus que ceux de PERC et de 1,25 % à 3,33 % de plus que ceux de TOPCon. La performance en matière de production d'électricité est plus remarquable, en particulier dans les régions à haute température (p. ex., le Moyen-Orient, l'Australie et le sud des États-Unis), avec un gain de 6 % et plus par rapport au PERC et un gain de 3 % et plus par rapport au TOPCon. Voir la figure 1.1.
Figure 1.1 Carte des gains mondiaux de production d'électricité
II. Analyse technique des modules
Selon les caractéristiques des modules, l'écart de production d'électricité entre les différentes technologies de cellules dans chaque région de la carte est principalement causé par trois facteurs : le coefficient de température, le facteur bifacial et la dégradation du rendement. C'est pourquoi les modules HJT peuvent offrir des gains de production d'électricité plus élevés et un rendement énergétique plus stable pour le système photovoltaïque grâce à leur coefficient de température extrêmement stable, à leur facteur bifacial plus élevé et à leur meilleure conservation du rendement.
2.1 Coefficient de température extrêmement stable
Comparé au coefficient de température de puissance de -0,35 %/°C pour la PERC et de -0,32 %/°C pour la TOPCon, les modules HJT ont un coefficient de température de puissance plus stable de -0,24 %/°C, ce qui signifie que la dégradation du rendement des modules HJT est inférieure à celle des modules PERC et TOPCon à mesure que la température de fonctionnement du module augmente, ce qui réduit la perte de production d'électricité. Cet avantage sur le plan de la production d'électricité est particulièrement visible en cas de température élevée de l'environnement d'exploitation, comme le montre la figure 2.1.
À une température de fonctionnement de 60 °C, la puissance relative des modules HJT est de 2,8 % supérieure à celle des modules TOPCon et de 3,5 % supérieure à celle des modules PERC.
À une température de fonctionnement de 65 °C, la puissance relative des modules HJT est de 3,2 % supérieure à celle des modules TOPCon et de 4 % supérieure à celle des modules PERC.
Figure 2.1 Courbes de correspondance de puissance et de température des PERC/TOPCon/HJT
2.2 Facteur bifacial plus élevé
Avec sa structure symétrique naturelle, la cellule HJT est intrinsèquement une cellule bifaciale et c'est la technologie de cellule qui possède le facteur bifacial le plus élevé à l'heure actuelle, comme le montre la figure 2.2. Dans le même scénario d'application, plus le facteur bifacial est élevé, plus le gain de production d'électricité d'arrière-plan est important. Le facteur bifacial des modules HJT est d'environ 85 %, soit environ 15 % de plus que les modules PERC et environ 5 % de plus que les modules TOPCon, comme l'illustre le tableau 2.1.
Figure 2.2 Structure d'une cellule HJT
Tableau 2.1 Facteur bifacial des modules PERC/TOPCon/HJT
Dans le même scénario d'application de centrale électrique au sol à l'échelle des services d'utilités publiques, le facteur bifacial plus élevé des modules HJT apporte un gain de production d'électricité élevé par rapport à celui des modules PERC et TOPCon.
2.3 Conservation de puissance plus élevée
Selon les courbes de dégradation du rendement des trois différentes technologies de cellules, il est clair qu'à la fin de l'année 25, le taux de conservation de puissance des modules HJT est de 92 %, alors que celui des modules PERC est de 87,2 % et celui des modules TOPCon est de 89,4 %. Cela signifie que les produits HJT offrent la meilleure conservation de production de puissance pendant tout le cycle de vie des centrales électriques d'utilités publiques, ce qui peut mener à une production d'électricité plus stable et relativement plus élevée, comme le montre la figure 2.3.
Étant donné que les résultats susmentionnés tiennent compte de la dégradation actuelle de 2 % au cours de la première année, l'avantage en termes de gain de production d'électricité sera plus remarquable, car l'amélioration de la technologie d'encapsulation des cellules et des modules et des matériaux peut réduire la dégradation des produits HJT au cours de la première année.
Figure 2.3 Garantie de produit des modules PERC/TOPCon/HJT
Ce qui précède est une brève analyse du rendement des cellules et des modules HJT. Cela dit, quels sont les principaux facteurs qui influent sur la production d'électricité des modules? Quelles en sont les répercussions? Risen Energy a tenté d'effectuer une analyse plus poussée par PVSYST.
III. Analyse PVSYST
En ce qui concerne les facteurs d'influence pour la production d'électricité, des scénarios typiques d'application à haute et basse températures seront respectivement choisis pour l'analyse.
3.1 Scénarios d'application à basse température
Le site de Harbin est choisi comme exemple type pour le scénario d'application à basse température. Il est situé à près de 45,9°N, avec une température annuelle moyenne de 4,7 °C et un rayonnement horizontal total de 1 347 KWh/m2. La centrale électrique est conçue avec un rapport c.c./c.a. de 1,25 et une capacité installée de 4 MW (avec de légères variations dans la conception réelle), sur des supports fixes avec un angle d'inclinaison optimal et des onduleurs en chaîne appropriés. À l'année 25, le gain de production d'électricité de TOPCon est de 3,94 % et celui de HJT est encore plus élevé, de 7,73 %, comparativement à celui de PERC, comme le montre le tableau 3.1.
Tableau 3.1 Comparaison des gains de production d'électricité de PERC/TOPCon/HJT
Selon la comparaison des pertes, le facteur le plus important qui influe sur la production d'électricité à basse température est la dégradation du rendement. À la fin de l'année 25, la dégradation du rendement est de 12,86 % (1,6 % + 11,26 %) pour les modules PERC, de 10,6 % (0,6 % + 10 %) pour les modules TOPCon et de 7,87 % (1,6 % + 6,27 %) pour les modules HJT. Voir la figure 3.1.
Figure 3.1 Comparaison des principales pertes de PERC/TOPCon/HJT à basse température
3.2 Scénarios d'application à haute température
Le site d'Abu Dhabi, au Moyen-Orient, est choisi comme exemple type pour le scénario d'application à haute température. Il est situé près de 24,4°N, avec une température annuelle moyenne de 28,5 °C et un rayonnement horizontal total de 2 015,1 kWh/m2. La centrale électrique est conçue avec un rapport c.c./c.a. de 1,05 et une capacité installée de 4 MW (avec de légères variations dans la conception réelle), sur des supports fixes avec l'angle d'inclinaison optimal et des onduleurs en chaîne appropriés. À l'année 25, le gain de production d'électricité de TOPCon est de 4,52 % et celui de HJT est encore plus élevé, à 9,67 %, que celui de la production d'électricité du PERC, comme le montre le tableau 3.2.
Tableau 3.2 Comparaison des gains de production d'électricité de PERC/TOPCon/HJT
Selon le graphique de comparaison des pertes, en plus de la dégradation du rendement, la perte due à la température d'exploitation est un autre facteur important qui influe sur la production d'électricité dans les scénarios à température élevée. À la fin de l'année 25, la dégradation du rendement des modules de PERC est de 12,86 % (1,6 % + 11,26 %), tandis que celle des modules de TOPCon est de 10,6 % (0,6 % + 10 %) et celle des modules de HJT est de 7,87 % (1,6 % + 6,27 %); la perte due à la température d'exploitation des modules PERC est de 8,31 %, alors que celle des modules TOPCon est de 7,26 % et celle des modules HJT est de 5,81 %, comme l'illustre la figure 3.2.
Figure 3.2 Comparaison des principales pertes de PERC/TOPCon/HJT à haute température
L'analyse ci-dessus montre que dans les scénarios d'application à basse température, la dégradation du rendement du module est l'un des principaux facteurs qui influent sur la production d'électricité du produit; et dans les scénarios d'application à haute température, la température de fonctionnement est un autre facteur important. En raison du coefficient de température extrêmement stable, du facteur bifacial plus élevé et de la meilleure conservation de puissance des modules HJT, l'avantage de la production d'électricité par modules HJT est évident dans les zones à haute température. Dans les zones à basse température, le HJT montre également un gain de production d'électricité relativement élevé, ce qui augmente le gain de production d'électricité et la stabilité du rendement énergétique du système photovoltaïque.
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