Inleiding

Iedereen die in de PV-sector werkt, weet dat half-gesneden celmodules al overal zijn. Kwart-gesneden, de volgende stap, wordt op de markt gebracht als "lagere lijnverliezen, hogere opbrengst." Maar de meeste mensen kennen alleen de claim, niet de reden erachter. Waar precies bespaart een kwart-gesneden cel zijn verlies? En als kleinere stukken kleinere stroom betekenen, waarom snijdt de industrie dan niet in 16 of 32 stukken? Laten we de dichte formules overslaan en eenvoudige analogieën gebruiken om de onderliggende logica, de voordelen en de tekortkomingen van kwart-gesneden PV in één keer door te nemen.

Kernprincipe: De stroom-kwadraatwet achter het snijden van cellen

Wanneer stroom door een PV-geleider (ribbon, busbar, gridline) vloeit, is verlies onvermijdelijk. De formule voor vermogensverlies is:

P = I²R (vermogensverlies = stroom in het kwadraat × weerstand)

Het kwadraat is hier het hele punt. Verlies en stroom bewegen niet in een rechte lijn samen. Een kleine daling in stroom brengt een grote daling in verlies.

1. Volledige cel → halve cel (half-gesneden module)

De stroom per stuk daalt tot 1/2 van het origineel, dus verlies = (1/2)² = 1/4. Lijnverlies valt meteen met 75%. Dat is de kernreden waarom half-gesneden modules de overhand hebben genomen.

2. Half-gesneden opgewaardeerd naar kwart-gesneden

Stroom per stuk krimpt tot 1/4 van de originele volledige cel, dus verlies = (1/4)² = 1/16. Vergeleken met een volledige cel daalt het interne verlies met meer dan 90%. Vergeleken met een half-gesneden module daalt het verlies opnieuw scherp.

Snijden brengt ook een bonus. Kleinere cellen betekenen dat de bijbehorende ribbon dunner kan worden gemaakt. Dunnere ribbon bedekt minder van het voorvlak van de cel, dus schaduwverlies neemt af, de cel vangt meer licht op en de opbrengst stijgt een beetje meer.

Op dit punt vragen veel mensen: als kleinere stukken minder stroom en lager verlies betekenen, waarom snijdt de industrie cellen dan niet in 16, 32 of zelfs 64 stukken?

Het antwoord is duidelijk: meer snijden is niet altijd beter. Kwartsnede brengt een kosten- en verliesafweging met zich mee die je niet kunt negeren.

Visualiseren: Waar vindt de verminderde lijnverlies eigenlijk plaats?

Veel mensen weten dat kwartsnede lagere lijnverliezen heeft, maar kunnen niet precies aanwijzen waar de vermindering zit. Stel je het stroompad voor als water dat bergafwaarts stroomt en het wordt duidelijk.

De fotogegenereerde stroom is als regen die gelijkmatig van de bergtop valt. Het volledige pad loopt door 5 fasen: PN-overgang → vingerroosterlijn (beek) → busbarroosterlijn (kleine rivier) → ribbon (grote rivier) → busbar (grote rivier). Elke etappe veroorzaakt verlies.

1. Het deel dat niet verandert: roosterlijnverlies

Ongeacht in hoeveel stukken de cel wordt gesneden, de totale hoeveelheid licht die op een eenheid celoppervlak valt, blijft hetzelfde. De stroomstroom en snelheid in de roosterlijnen veranderen niet, dus vinger- en busbarroosterlijnverlies daalt niet.

2. Het deel dat veel daalt: cel-tot-cel ribbon

Volledige cel: de stroom van een hele cel stroomt allemaal in één ribbon, hoge stroom en hoog verlies.

Kwartgesneden cel: slechts 1/4 van het celoppervlak stroomt door elke ribbon, dus de ribbonstroom daalt scherp.

Industriegegevens tonen aan dat ribbonverlies 60% van het totale interne verlies van een module uitmaakt. Door de ribbonstroom te verminderen, bespaart kwartsnede een groot deel van dat vermogensverlies.

Het verborgen nadeel: busbarverlies eet de winst op

Ribbonverlies daalt veel, wat eruitziet als alleen maar voordeel. Maar kwartsnede vereist een herontworpen circuitindeling, en dat brengt twee nadelen met zich mee.

1. Busbarlengte springt omhoog

Een kwartgesneden module heeft extra busbars nodig. De totale busbarlengte groeit van 3,4 meter naar 8 meter, bijna verdubbeld, en de materiaalkosten stijgen mee.

2. Nieuw busbarverlies annuleert een deel van de winst

Busbarverlies maakt 20% uit van het totale verlies van de module. Eenmaal verlengd, stijgt het totale busbarlijnverlies met 50%.

Snelle berekening: bijna 40% van wat kwartsnede bespaart op de ribbon, wordt opgegeten door het extra busbarverlies. De werkelijke outputwinst is veel minder dramatisch dan de theorie suggereert.

Industrievisie: Is kwart-cel de moeite waard om uit te rollen?

Hier zijn de volledige voor- en nadelen van kwart-cel modules:

Voordelen

• Door de kwadraatwet van de stroom daalt het lijnverlies in de ribbon sterk, waardoor de theoretische opbrengst hoger is dan bij volle cel- en half-cel modules.

• Combineert met dunnere ribbon om frontschaduw te verminderen en het lichtvangend oppervlak van de cel te vergroten.

Nadelen

• De circuitlay-out verandert, het gebruik en de lengte van busbars verdubbelen en de materiaalkosten stijgen.

• Nieuw busbarverlies compenseert het grootste deel van de energiebesparing, dus de werkelijke winst is beperkt.

• Geen oneindig snijden: hoe meer sneden, hoe complexer de rasterlijnen, soldeerverbindingen en busbarstructuur worden, en het extra verlies en de productiekosten overtreffen snel de besparingen.

Laten we praten

Kwart-cel is een stap vooruit ten opzichte van half-cel. De theoretische verliesreductie ziet er goed uit, maar busbarkosten en extra verlies leggen een plafond op de werkelijke opbrengst. Bij gedistribueerde PV en grote grondmontage-installaties, denk je dat kwart-cel modules rendabel zijn? Laat je gedachten hieronder achter.

#SolarTech #QuarterCutModule #PVLineLoss

Ooitech's Visie

Wat dit echt laat zien, is dat modulewinsten leven of sterven bij de interconnectiefase, niet alleen in de cel. Wanneer je ribbonbreedte en busbar-routing op een kwart-cel lijn ontwerpt, bepalen de precisie van de tabber-stringer en de lay-up nauwkeurigheid of je die I²-besparing daadwerkelijk vastlegt of terugverliest via langere busbars. We hebben dit zien gebeuren op Ooitech turnkey modulelijnen, waar hetzelfde celontwerp enkele watts kan schommelen afhankelijk van hoe strak het string- en busproces is. Als je wilt zien hoe deze stappen samenkomen op een echte productievloer, ons YouTube-kanaal op www.youtube.com/ooitech heeft genoeg lijnbeelden die een kijkje waard zijn.