پنل خورشیدی نیم‌سلولی چیست؟

پنل‌های خورشیدی را می‌توان مهم‌ترین جزء سیستم‌های برق خورشیدی دانست چراکه وظیفه تولید برق بر عهده آن‌ها است. از همین روی تلاش‌های زیادی به منظور پیشرفت در این حوزه به عمل می‌آید که پنل‌های نیم‌سلولی نمونه‌ای از این پیشرفت‌ها است. پنل‌های خورشیدی نیم سلولی برای اولین بار در سال 2014 توسط شرکت REC Solar و برای افزایش بازده پنل‌های خورشیدی طراحی شدند. پنل نیم‌سلولی همانطور که از اسمش پیداست از دو نیم پنل تشکیل شده است که در ادامه بیشتر به این موضوع پرداخته شده است.

نحوه عملکرد پنل‌های خورشیدی

در این تکنولوژی هر سلول به دو نیم سلول تبدیل شده است و در واقع پنل‌های مرسوم به دو نیم‌پنل بالایی و پایینی تقسیم می‌شوند. پنل‌ خورشیدی کریستالی سنتی معمولاً دارای 60 تا 72 سلول خورشیدی هستند، بنابراین وقتی این سلول‌ها به نصف بریده می‌شوند، تعداد سلول‌ها دو برابر می‌گردد.شکل‌ زیر نحوه همبندی سلول‌ها در پنل‌های سنتی را نشان می‌دهد.

همانطور که در شکل فوق دیده می‌شود، سلول‌ها با هم سری شده و برای هر 20 سلول یک دیود بای پس استفاده شده است. این امر بدان معنا است که اگر سلولی مثلا در ردیف 3 دچار مشکل شود، کل 20 سلول موجود در این ردیف، عملکردشان مختل خواهد شد.

در پنل‌های نیم‌سلولی، سلول‌ها با ظرافتی مثال‌زدنی و با استفاده از لیزر به نصف بریده می‌شوند. با نصف کردن این سلول‌ها، جریان درون سلول‌ها نیز نصف می‌شود، که اساساً به این معنی است که تلفات مقاومتی ناشی از حرکت انرژی از طریق جریان کاهش می‌یابد. شکل‌ زیر نحوه همبندی سلول‌ها در پنل‌های نیم‌سلولی را نشان می‌دهد.

پنل‌های نیم‌سلولی به دو قسمت پنل بالایی و پایینی تقسیم شده و هنگام سایه نیز عملکرد بهتری نسبت به پنل‌های معمولی دارند.

همانطور که ملاحظه می‌شود محل جانمایی دیودهای Bypass به نحوی است که علاوه بر کاهش تلفات، تاثیرات سایه نیز کمینه شده است. به عنوان مثال در پنل‌های سنتی چنانچه یک سلول در ردیف یک دچار سایه شود؛ 20 سلول از مدار خارج می‌شوند این در حالیست که چنانچه یک سلول در ردیف 1 پنل نیم‌سلولی دچار سایه شود فقط 10 سلول از مدار خارج می‌شوند.

نکته مهم دیگر، کاهش مقاومت الکتریکی مسیر جریان بوده و عملا مقاومت آن نصف شده و در نهایت با کاهش تلفات الکتریکی و افزایش کارآیی پنل‌های خورشیدی مواجه هستیم.

شایان ذکر است آسیب‌های ناشی از نقطه داغ یا هات اسپات نیز در پنل‌های نیم‌سلولی نسبت به پنل‌های معمولی کمتر است چراکه تبادل حرارتی در پنل‌های نیم‌سلولی بهتر از پنل‌های معمولی صورت می‌پذیرد.

در حال حاضر کمپانی‌های بسیاری نظیر Trina، Jinko، Longi، Suntech و … دارای پنل‌های نیم‌سلولی در سبد محصولات خود بوده و با استفاده از این تکنولوژی به همراه سایر تکنولوژی‌ها حتی شاهد پنل‌های بالای 700 وات نیز بوده‌ایم. شایان ذکر است این پنل‌ها در اکثر موارد از نوع پنل خورشیدی مونوکریستالین بوده و دلیل این امر نیز دستیابی به توان‌های بالا در سایز‌های کوچکتر است.