Obecnie na rynku  dostępnych jest wiele modułów różnych producentów. Aby wybrać najlepsze z najlepszych, o wysokiej wydajności i wytrzymałości, przeprowadza się szereg testów badających poprawność ich działania oraz odporność na niesprzyjające warunki atmosferyczne – wysoką temperaturę, wiatr czy śnieg. Badaniom zostały poddane m.in. moduły azjatyckiego producenta Phono Solar.

 

Phono Solar (Phono Solar Technology Co. Ltd.) jest częścią grupy SUMEC. Firma SUMEC została założona w 1978 roku i zajmuje się głównie sprzętem energetycznym i  elektronarzędziami. W branży energetyki słonecznej działa od 2004 roku, a firma Phono Solar została założona cztery lata później, w 2008 roku.

Phono Solar wytwarza szereg produktów wykorzystywanych w branży energetycznej, jednakże głównie skupiają się oni na modułach fotowoltaicznych. Głównym typem oferowanych modułów są moduły Twin Plus oraz Nova. Moduły Phono Solar mają moc od 265 Wp do 400 Wp, mogą być zarówno monokrystaliczne jak i polikrystaliczne, a ich sprawność wynosi od 16,29% do 19,9%.

Rys. 1. Moduły Phono Solar Nova w technologii MWT – instalacja 7,14 kWp

Testy niezawodności

Aby moduły były bezpieczne w użytkowaniu, zobligowane są do spełnienia podstawowych standardów zalecanych przez IEC (Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna). W celu sprawdzenia ich jakości oraz wytrzymałości przeprowadzony jest szereg zaawansowanych testów. 

Det Norske Veritas – Germanischer Lloyd (DNV-GL) to międzynarodowa grupa certyfikacyjna i klasyfikacyjna z siedzibą w Norwegii. W 2016 r. DNV-GL sporządziła kompleksowy raport na temat modułów fotowoltaicznych dostępnych na rynku.  Opracowano różnorodne testy, a producenci modułów zostali poproszeni o dostarczenie swoich produktów do badań. Następnie poszczególne moduły zostały zakwalifikowane jako „najlepsze”, „świetne” i pozostałe.

Test 1: Cykl cieplny

Aby przedstawić w jaki sposób moduły reagują na nagrzewanie oraz chłodzenie, poddano je działaniom temperatur w zakresie od -40°C  do +85°C. Jest to szczególnie ważne badanie w przypadku instalacji fotowoltaicznych montowanych w miejscach, gdzie klimat jest bardzo zróżnicowany (upalne dni i zimne noce) lub występują duże różnice temperatur w miesiącach letnich i zimowych.

Normy IEC wymagają, aby test ten został wykonany w 200 próbach; DNV-GL zrobiło ich 800. Produkty Phono Solar przeszły test z degradacją modułu poniżej 1,5%, co było najlepszym wynikiem wśród wszystkich badanych komponentów. Dla porównania, mediana wyniosła 4,68%, a najgorszy wynik wyniósł 34,59%. 

Test 2: Dynamiczne obciążenie mechaniczne

W tym badaniu brano pod uwagę działanie wiatru oraz śniegu. Pod wpływem silnych podmuchów wiatru źle wykonane moduły mogą ulegać odkształceniom, co w przyszłości może powodować m.in. pękanie szkła.

Po raz kolejny Phono Solar był najlepszy w swojej klasie, ze wskaźnikiem degradacji poniżej 0,5%. Mediana wyniosła 1,55%, a najgorszy wynik równy był 7,28%.

Test 3: Humidity-Freeze Test (Zamrażanie wilgoci)

Choć moduły są wodoodporne, może się zdarzyć, że wilgoć zostanie przez nie zaabsorbowana. Gdy woda zamarza, ulega rozszerzeniu. Jeśli chcemy zamontować instalację w miejscu gdzie występuje wysoka wilgotność oraz ujemne temperatury, cykl zamarzania wilgoci oraz jej odmrażania może prowadzić do trwałych uszkodzeń modułu. 

W tym teście panele wystawione zostały na działanie temperatury 85°C oraz wilgotności na poziomie 85% na czas 20 godzin, a następnie poddane zostały procesowi zamarzania do temperatury -40°C, trwającemu maksymalnie 4 godziny.

IEC wykonało ten test 10 razy; DNV-GL wykonał 30 prób. To pierwszy test, w którym moduły Phono Solar wypadły „tylko” świetnie, a nie najlepiej. Najlepszy współczynnik degradacji wyniósł 0,13%, mediana 2,30%, a najgorszy współczynnik równy był 4,10%. Moduły Phono Solar mieściły się w zakresie 1-2%.

Test 4: Damp Heat (Wilgotne gorąco)

Wilgoć sama w sobie może być przyczyną degradacji modułu. Podczas tego badania, moduły fotowoltaiczne przechowywane były w warunkach 85% wilgotności oraz w temperaturze 85°C przez 1000 godzin (wg norm IEC) oraz przez 3000 godzin (wg DNV-GL), czyli 125 dni.

Również i tym razem panele Phono Solar wypadły świetnie z degradacją poniżej 3%. Najlepszy wynik wynosił 0,57%, mediana 3,59%, a najgorszy 58,77%.

Test 5: Test PID

PID (Degradacja Indukowanym Napięciem) występuje wtedy, gdy wyprodukowana energia, zamiast przejść prosto z ogniwa do falownika poprzez okablowanie, „ucieka” do innych części modułu, jak np. ramka.

Podobnie jak poprzednie, test wykonywany był w warunkach wilgotności na poziomie 85% oraz temperatury 85°C. W tym przypadku badanie polegało na 100-godzinnej symulacji napięciem o wartości -1000 V, co przypominać miało upływający prąd.

Moduły Phono Solar wypadły w tym badaniu najlepiej, degradacja w ich przypadku wyniosła mniej niż 0,5%, przy medianie na poziomie 2,69% i najgorszym wyniku równym 58,27%.

Nowe technologie i stojąca za tym wydajność

Firma Phono Solar potrafi umiejętnie łączyć najnowsze technologie stosowane w energetyce słonecznej w swoich najwyższej klasy produktach. Na przykład ich monokrystaliczne moduły serii Twin Plus mają moc do 400 Wp, wykorzystując kombinację technologii PERC  i technologii ogniw „ciętych na pół”, z wydajnością 19,9%.


Rys. 2. Moduły Phono Solar Twin Plus w technologii HCC – instalacja 5,94 kWp

Technologia PERC polega na wprowadzeniu dodatkowych materiałów (wstawka izolatora), ułatwiających przepływ elektronów, co przekłada się za większą moc wyjściową i wydajność. Jeśli chodzi o drugą technologię, mamy tu do czynienia dosłownie z przecięciem normalnego ogniwa na pół, przy czym zamiast z 60 ogniwami otrzymujemy moduł ze 120. Zaletą takiego rozwiązania jest to, że moduł pracuje lepiej w warunkach ewentualnego zacienienia.

Rozważając wybór modułów należy zwrócić uwagę na aspekt temperatury. Jeśli chodzi o moduły fotowoltaiczne to właśnie dzięki światłu słonecznemu elektrony ulegają wzbudzeniu i następuje wytwarzanie energii elektrycznej, ale światło słoneczne również powoduje ich nagrzewanie, co wiąże się ze spadkiem wydajności.

Wszystkie pomiary mające na celu zbadać moduł przeprowadzane są w warunkach STC (Standardowe Warunki Testowania), gdzie m.in. temperatura ogniwa wynosi 25°C. Jest kilka kluczowych wskaźników, na które należy zwrócić uwagę w kontekście wpływu temperatury na pracę modułów.  Pierwszym, który przychodzi na myśl jest współczynnik temperaturowy mówiący o tym jak bardzo spada moc przy wzroście temperatury ogniw. Im jest on niższy, tym lepiej. W przypadku modułów Phono Solar Twin Plus oraz Nova ma on doskonałą wartość -0,368%/° C, co oznacza, że ​​dla każdego stopnia Celsjusza powyżej warunków STC moc wyjściowa spada o mniej niż 0,4%.

Ważne jest również zbadanie temperatury ogniw w nominalnych warunkach pracy: natężenie promieniowania na poziomie 800 W/m2, temperatura powietrza 20°C oraz prędkość wiatru wynosząca 1 m/s. Warunki te mniej więcej odpowiadają tym rzeczywistym, dlatego pomiary te są bardzo miarodajne. Moduły Phono Solar Twin Plus oraz Nova w warunkach NOCT osiągają temperaturę 43 +/- 2°C co stanowi doskonały wynik.

Gwarancja jakości

Firma Phono Solar jest przekonana o  niezawodności modułów, które produkuje, dlatego w 2019 roku zwiększyła na nie gwarancję z 12 do 15 lat. Oferuje również 25-letnią gwarancję wydajności, stwierdzając, że po tym czasie moduły nadal będą osiągać wydajność na poziomie 80,68% wartości początkowej.

Jak można zauważyć, produkty tej firmy były najlepsze w trzech z pięciu testów, a doskonałe w pozostałych dwóch. Wysoka jakość tych komponentów, wydłużona gwarancja oraz przystępne ceny w stosunku do innych modułów tej samej klasy dostępnych na rynku, niewątpliwie zachęcają do zainteresowania się nimi i zaplanowania instalacji fotowoltaicznej na swoim dachu z tymi modułami w roli głównej.

 

Na podstawie artykułu autorstwa Jamesa Gibbinsa: https://gienergy.com.au/phono-solar-review/