Half-Cut Hücreli Güneş Panelleri

HALF-CUT HÜCRELİ GÜNEŞ PANELLERİ

Half-Cut hücreli güneş panelleri normal panellerde kullanılan hücrelerin yarıya bölünmesiyle oluşturulan ve bu işlem sonucunda birtakım avantajlara sahip olan panellerdir. Half-cut güneş panelleri normal paneller gibi 60 ya da 72 adet hücreden oluşmak yerine Şekil 1’de gözüktüğü gibi aynı tasarım boyutlarında 120 ya da 144 adet yarı boyutlu hücreden oluşur. Bu sayede panelin iç yapısında daha düşük bir elektriksel direnç elde edilir ve panelin verimi arttırılmış olur. Ek olarak, sadece hücrelerin yarıya bölünmesinin yanı sıra panelin iç yapısındaki bağlantı şeklinin de özelleştirilmesi nedeniyle half-cut paneller gölgelenme etkisi altında normal panellere göre çok daha verimli çalışır. Birçok büyük panel üretici firması günümüz teknolojisinin geldiği konumu göz önünde bulundurarak half-cut panellerin pazar payının 2018’deki değeri olan %18’den 2028’de %40’a çıkacağını öngörmektedir. 

Şekil 1. Half-Cut ve Normal Panel.

Akım Değeri ve Direnç

Bir güneş hücresi yarıya bölündüğünde normal bir hücrenin çeyreği kadar bir dirence sahip olur ve yarısı kadar akım üretir. Bu bağlamda, yarıya kesilmiş hücreler normal hücrelerin yarısı kadar akım üretmelerine rağmen sayıları normal hücrelerin iki katı kadar olduğu için bu hücreleri birbirine bağlayıp bir half-cut panel oluşturduğumuzda oluşan panelin ürettiği akım ile normal bir panelin ürettiği akım değeri eşitlenirken direnci ise yarıya düşürülmüş olur. Tüm bunların sonucu olarak panellerin ömrü uzatılmış, güç kayıpları 4 katına düşürülmüş ve verimi arttırılmıştır.

Geri Dönüş Süresi

Half-cut paneller teknik avantajlara sahip olmanın yanı sıra güneş enerjisi yatırımının geri dönüş süresini de azaltır. Özellikle gölgelenmelerin olacağı öngörülen ve alan kısıtlamaları olan yerlerde normal panellere göre çok daha kısa geri dönüş süreleri sağlamaktadır. Bu bağlamda, ilgili panellerin yardımıyla kaliteden ve çıkış gücünden ödün vermeden uygun maliyetli yatırımlar yapılabilir.

Bağlantı Şekli

Tipik bir normal güneş paneli seri olarak bağlanmış her biri 0.5V gerilime sahip 60 adet hücreden meydana gelir. Seri bağlantılarda gerilimler toplandığı için panelin toplam gerilimi 30V olur. Eğer half-cut panellerin iç bağlantıları normal paneller gibi (Şekil 2) yapılırsa normal panellerin yarısı kadar akım ve iki katı kadar gerilim üretirler. Bu durum sektörde kullanılan eviricilerin çalışma koşullarını zora sokacağından istenilen bir durum değildir. Bu nedenle, half-cut panellerin normal panellerin çalıştığı gerilimlerde çalışması için iç bağlantıları Şekil 3’de gösterildiği gibi farklı bir biçimde yapılır. Bütün hücreleri birbirine seri bağlamak yerine 60’ar adet yarıya kesilmiş hücrelerin seri bağlanmasıyla oluşan her birinin çıkış gerilimi 30V olan iki grup oluşturulur. Bu gruplar daha sonra birbirine paralel olarak bağlanır ve 30V geriliminin üstüne çıkılmamış olur.


Şekil 2. Half-Cut hücrelerin normal hücreler gibi bağlandığı panel.
Şekil 3. Half-Cut hücrelerin doğru bağlantı şekli.

Hücre Dizileri ve Gölgelenme

Half-cut panellerde Şekil 4’de görüldüğü üzere normal paneller gibi üç adet hücre dizisi yerine altı adet hücre dizisi bulunur. Herhangi bir gölgelenme durumunda bypass diyotlar sayesinde sadece gölgelenen hücre dizisinin çıkışı bu gölgelenmeden etkilenecektir. Bu noktada, ne kadar fazla hücre dizisi oluşturulmuşsa gölgelenmeden etkilenen hücre sayısı da o kadar azalır. Half-cut panellerde normal panellere göre iki kat daha fazla hücre dizisi olduğu için kısmi gölgelenme durumlarında çok daha küçük bir kısım etkilenir. Çeşitli gölgelenme durumlarında panellerin çıkış değerleri karşılaştırması Tablo 1’de verilmiştir.

Şekil 4. Half-cut panellerdeki hücre dizileri.
Tablo 1. Çeşitli gölgelenme durumlarında panellerin çıkış değerleri karşılaştırılması.

Bunların yanı sıra, paneldeki hücrelerden biri gölgelendiğinde diğer hücreler tarafından üretilen enerji gölgelenen hücre üzerinde ısı enerjisi olarak harcanır. Bu durum zaman geçtikçe panele hasar veren bir sıcak nokta oluşturur. Yarıya bölünmüş hücrelerden biri gölgelendiğinde ortaya çıkacak ısı normal hücrelerin yarısı kadar olacaktır. Böylece, panele hasar verecek sıcak noktanın oluşma süresi de uzadığından half-cut panellerin ömürleri normal panellere göre daha uzundur.

Sonuç olarak, half-cut hücreli paneller saha koşulları nedeniyle panelin ömrünün kısalması ve panelin düşük güç üretmesi gibi olumsuz etkilere normal panellere göre daha fazla dayanıklıdır. Özellikle kısmi gölgelenme durumları göz önüne alındığında hem panellerin ömrünün uzaması hem de üretim kaybının en aza indirilip yatırımların geri dönüş süresinin kısaltılması adına kurulması planlanan GES sistemlerinde half-cut hücreli paneller tercih edilmelidir.

Çatı GES kurulmasında dikkat edilmesi gereken noktaları öğrenmek için sizin için incelediğimiz yazımıza bakabilirsiniz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir