Fotowoltaika

Jaką technologię warto wybrać na farmy: PERC, TOPCon czy HJT? Zobacz naszą analizę!

Autor Janusz Kamiński
Janusz Kamiński07.12.20236 min.
Jaką technologię warto wybrać na farmy: PERC, TOPCon czy HJT? Zobacz naszą analizę!
banner

Technologia perc była do tej pory standardem wśród farm fotowoltaicznych w Polsce, jednak rozwój technologiczny sprawia, że rośnie zainteresowanie modułami topcon i HJT. Analiza czterech kluczowych wariantów instalacji PV o tej samej mocy pozwala porównać koszty i zwroty inwestycji.

Kluczowe wnioski:

  • Moduły HJT zapewniają największe oszczędności nakładów inwestycyjnych i potrzebują najmniejszej powierzchni.
  • PERC jest nadal dobrym kompromisem pomiędzy kosztami a wydajnością.
  • Najlepiej patrzeć na zwrot z inwestycji, kde moduły HJT minimalnie zyskują przewagę nad Perc i Topcon.
  • Roczna produkcja energii z modułów HJT jest o 2,46% większa niż Perc i 5% większa na przestrzeni 30 lat
  • Można też dogęścić instalację HJT o 10%, by zwiększyć produkcję energii o dodatkowe 15,6%

Jakie parametry przyjęto w symulacji farm fotowoltaicznych?

Symulacja została przeprowadzona dla losowo wybranej lokalizacji w Polsce, zachowując jednakowe warunki dla czterech analizowanych wariantów farm fotowoltaicznych. Kluczowe było więc założenie identycznych warunków środowiskowych, aby wyniki symulacji odzwierciedlały różnice wynikające wyłącznie z zastosowanych technologii modułów PV.

Do przeprowadzenia symulacji wykorzystano profesjonalne narzędzie pvDesign firmy RatedPower. Pozwoliło ono na automatyczne pobranie rzeczywistych danych meteorologicznych dla lokalizacji wskazanej w projekcie. To kluczowe dla wiarygodności całej symulacji.

W symulacji testowano 4 modele modułów fotowoltaicznych o mocy od 550W do 700W i różnych technologiach wykonania: P-Type PERC, TOPCon i HJT. Porównywano nie tylko samą wydajność modułów, ale też wpływ ich parametrów na całą konstrukcję farmy 60MW.

Założenia elektryczne i konstrukcyjne farmy

We wszystkich 4 wariantach symulacji przyjęto takie samo rozwiązanie elektryczne i konstrukcyjne. Wykorzystano falowniki stringowe 350kW, podłączone do stacji SN, a następnie do sieci dystrybucyjnej WN. Zastosowano typowe dwupodporowe stoły wbijane pod kątem 30°, a moduły montowano w 3 poziomych rzędach na wysokości 0,5m. Odległości pomiędzy rzędami zoptymalizowano tak, by zminimalizować straty przez zacienienie w przypadku każdego modelu modułów.

Gdzie zlokalizowano projekt oraz jaką platformę wykorzystano?

Jak już wspomniano, symulację wykonano dla losowej lokalizacji w Polsce. Dokładne położenie geosprzestrzenne farmy nie miało kluczowego znaczenia. Liczyły się natomiast typowe dla naszego klimatu warunki nasłonecznienia i temperatury, które automatycznie pobrano z bazy danych pvDesign.

Sercem symulacji była zaawansowana platforma pvDesign od firmy RatedPower. To narzędzie szeroko wykorzystywane w branży OZE do projektowania i symulacji farm fotowoltaicznych na etapie koncepcyjnym. Pozwala na import modułów z plików .PAN i symulację rocznej produkcji energii w oparciu o rzeczywiste dane pogodowe. To zdecydowanie podnosi wiarygodność uzyskanych wyników.

Czytaj więcej: Kalkulator PV - sprawdź opłacalność instalacji fotowoltaicznej w 5 minut

Jakie modele modułów wykorzystano i jakie miały parametry?

W symulacji wykorzystano 4 modele modułów fotowoltaicznych firmy Risen Energy. Różniły się one zastosowaną technologią, mocą, sprawnością i rozmiarami.

  • Wariant I: P-Type PERC 550W
  • Wariant II: P-Type PERC 660W
  • Wariant III: N-Type TOPCon 590W
  • Wariant IV: HJT 700W

Wszystkie moduły były wykonane w technologii dwustronnej. Dokładne parametry elektryczne każdego z modeli przedstawia poniższa tabela:

Parametr P-Type PERC 550W P-Type PERC 660W N-Type TOPCon 590W HJT 700W
Sprawność modułu 21% 21% 21,5% 22%
Powierzchnia [m2] 1,95 2,44 2,20 2,20
Moc [W] 550 660 590 700
Długość [mm] 1706 2172 1954 1954

Jaka była konfiguracja elektryczna i jakie stoły zastosowano?

Jaką technologię warto wybrać na farmy: PERC, TOPCon czy HJT? Zobacz naszą analizę!

Wspomniano już o jednolitych założeniach konstrukcyjnych i elektrycznych farmy 60 MW we wszystkich 4 wariantach. Przypomnijmy więc, że zastosowano typowe dwupodporowe stoły wbijane ze stalowymi podporami. Kąt pochylenia modułów wynosił 30°, a ich montaż był 3-rzędowy na wysokości 0,5 m.

Stringi modułów podłączano do falowników o mocy 350 kW. Z kolei falowniki połączono kablami średniego napięcia do stacji SN/WN. Stamtąd energia trafiała do sieci dystrybucyjnej wysokiego napięcia. To powszechnie spotykane rozwiązanie w farmach PV o mocy rzędu kilkudziesięciu megawatów.

Który wariant zajął najmniejszą powierzchnię przy mocy 60 MW?

Mimo identycznych założeń, poszczególne warianty różniły się liczbą modułów potrzebnych do uzyskania mocy 60 MW. A to przełożyło się na zajmowaną powierzchnię pod instalację fotowoltaiczną.

Wariant z heterozłączami HJT potrzebował aż o 25% mniej modułów niż klasyczne PERC 550W. Dzięki temu farma 60 MW z modułami HJT zajęła znacząco mniejszy obszar.

Jest to bezpośrednia konsekwencja dużo wyższej sprawności modułów HJT Sięgającej 22%, podczas gdy w przypadku PERC 550W wynosiła ona 21%. Przy tak dużych farmach, te pozornie niewielkie różnice w sprawności przekładają się na konkretne oszczędności w kosztach i powierzchni zabudowy.

Mniej modułów HJT = mniej konstrukcji i okablowania

Należy też pamiętać, że im mniej modułów, tym mniej potrzeba ram i podpór do ich zamontowania. Zmniejszenie ilości stringów przekłada się także na oszczędności na okablowaniu DC. Te aspekty zostaną szczegółowo omówione w dalszej części tekstu.

Jak moduły HJT wpływają na koszty poszczególnych elementów?

Wyższa sprawność i mniejsza liczba potrzebnych modułów HJT nie tylko zmniejsza pole zabudowy. Pociąga za sobą też konkretne oszczędności na poszczególnych elementach farmy fotowoltaicznej.

Do budowy każdej farmy PV potrzeba przecież nie tylko samych paneli. Trzeba też dostarczyć i zmontować konstrukcje wsporcze, sfinansować prace ziemne związane z ułożeniem kabli, zakupić stringboxy i złączki. Okazuje się, że dzięki mniejszej liczbie komponentów, można tu sporo zaoszczędzić.

Niższe koszty konstrukcji i robocizny

Przede wszystkim, mniejsza liczba modułów HJT przekłada się na mniejszą liczbę ram i podpór do zamocowania. Mimo że sama cena pojedynczego stołu nie zależy od jego powierzchni, to sumarycznie trzeba kupić ich po prostu mniej. To przynosi wymierne oszczędności w zakupie i transporcie konstrukcji, a także w robociźnie związanej z ich montażem.

Mniej okablowania DC

Z kolei mniejsza liczba stringów z modułami HJT przekłada się na mniejszą liczbę stringboxów i złączek. Potrzeba też mniej metrów kwadratowych kabli DC do połączenia paneli z falownikami. Ponownie - wymierne oszczędności dla inwestora!

Mniej prac ziemnych

Na koniec warto dodać, że mniejsza powierzchnia zabudowy to także oszczędności w pracach ziemnych. Przecież trzeba wykopać mniej rowów pod kable AC i przygotować mniejszy teren pod fundamenty. Każdy zaoszczędzony metr kwadratowy ziemi do zagospodarowania ma tu znaczenie.

Który wariant przyniósł największe oszczędności nakładów inwestycyjnych?

Porównanie 4 wariantów 60-megawatowej farmy fotowoltaicznej jednoznacznie wskazuje, że najwięcej korzyści ekonomicznych przynosi zastosowanie modułów HJT.

Wariant Nakłady inwestycyjne
P-Type PERC 550W 100% (próg odniesienia)
P-Type PERC 660W 96%
N-Type TOPCon 590W 97%
HJT 700W 93%

Heterozłącza pozwoliły obniżyć koszty farmy aż o 7 punktów procentowych w porównaniu do klasycznych modułów PERC 550W. Jak pamiętamy, jest to efekt mniejszej liczby paneli i komponentów, a co za tym idzie - niższych nakładów na konstrukcje, okablowanie czy prace budowlane.

Jak poszczególne technologie wpływają na produkcję roczną i 30-letnią?

W końcowej analizie porównano nie tylko nakłady inwestycyjne, ale przede wszystkim zyski z produkcji energii elektrycznej w poszczególnych wariantach. Bo przecież od tego finalnie zależy opłacalność każdej farmy fotowoltaicznej.

Okazało się, że najlepiej pod tym względem wypadają oczywiście moduły o najwyższej nominalnej sprawności, czyli HJT. Pozwalają one wyprodukować rocznie aż o 2,46% więcej energii niż klasyczne moduły PERC 550W. Patrząc w horyzoncie 30-letniej eksploatacji farmy, różnica rośnie do ponad 5% na korzyść HJT!

Warto też zauważyć, że po zwiększeniu zagęszczenia modułów HJT tak, by zajmowały podobny obszar co pozostałe warianty, produkcja energii elektrycznej wzrosłaby o dodatkowe 10%. Łącznie daje to aż 15,6% wyższą roczną wydajność w porównaniu do klasycznych ogniw PERC 550W. To pokazuje pełnię potencjału technologii

banner

Najczęstsze pytania

Nasza symulacja wykazała, że moduły HJT o najwyższej sprawności 22% zapewniają największe oszczędności kosztów inwestycji i największą produkcję energii. Jednak klasyczne moduły PERC nadal stanowią dobry kompromis cena/wydajność.

Tak, mocniejsze moduły pozwalają na zmniejszenie liczby paneli przy tej samej mocy farmy. Przekłada się to na realne oszczędności w kosztach pozostałych elementów, choć same moduły 600W są droższe.

Należy zoptymalizować odległość między rzędami paneli tak, aby jak najwięcej promieni słonecznych docierało do obu stron modułów (w technologii dwustronnej). Zależy to od wysokości słońca w danej lokalizacji.

Optymalny kąt nachylenia modułów w Polsce wynosi 30-35 stopni. Pozwala maksymalizować roczną produkcję energii. Na etapie projektowania farmy warto jednak przeprowadzić symulację dla danej lokalizacji.

Można zagęścić instalację montując dodatkowe moduły na tych samych konstrukcjach. Przyniesie to wzrost mocy bez ponoszenia kosztów nowych stołów. Trzeba jedynie zweryfikować możliwości przyłączeniowe.

Oceń artykuł

rating-outline
rating-outline
rating-outline
rating-outline
rating-outline
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

5 Podobnych Artykułów:

  1. Ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 10 kW: Dzienna produkcja kWh
  2. Zarobki przedstawiciela handlowego - ile zarabia handlowiec?
  3. Orange Kołobrzeg - dane kontaktowe i godziny otwarcia salonu
  4. Atakujące ceny fotowoltaiki w 2024! Panele od 19zł/Wp? Sprawdź!
  5. Nowa thermomodernizacja dla firm za mniej - zyskaj do 60% dofinansowania
Autor Janusz Kamiński
Janusz Kamiński

Jako doświadczony budowniczy i doradca w zakresie efektywności energetycznej domów, koncentruję się na łączeniu nowoczesnych technologii, takich jak pompy ciepła, oraz fotowoltaika, z tradycyjnymi metodami budowy. Ukończyłem Budownictwo na Politechnice Krakowskiej i rozszerzyłem swoją wiedzę o zarządzanie projektami budowlanymi. Jako członek Polskiego Stowarzyszenia Budownictwa Ekologicznego, regularnie publikuję artykuły w branżowych czasopismach. Moje praktyczne podejście do budowy przyniosło mi zaufanie klientów, którzy cenią moje skuteczne i ekonomiczne rozwiązania.

Udostępnij artykuł

Napisz komentarz

Polecane artykuły