Risen Energy présente une carte comparative des gains mondiaux de production d'énergie et une analyse technique de différentes technologies cellulaires

NINGBO, Chine, 26 octobre 2022 /PRNewswire/ -- Alors que la technologie photovoltaïque amorce rapidement une transition du type p au type n, plus en plus d'attention est portée à la différence entre les capacités de production d'énergie des différents produits de technologie cellulaire. Aujourd'hui, les principales technologies cellulaires sont PERC, TOPCon et HJT. Chacune d'entre elles présente ses propres avantages et inconvénients, mais les études comparatives de la production d'énergie n'offrent pas encore une comparaison systématique sur l'ensemble du cycle de vie basée sur les scénarios d'application globaux.

C'est pourquoi Risen Energy Co., Ltd a recueilli les paramètres de base des trois technologies mentionnées ci-dessus et mesuré la production d'énergie de ces trois technologies cellulaires dans des centrales à grande échelle, sur un cycle de vie de 25 ans, et dans 21 pays et régions typiques du monde ayant des environnements climatiques différents. L'objectif était de créer une carte comparative des gains de production d'énergie à l'échelle mondiale.

I. Carte des gains mondiaux de production d'énergie ? HJT par rapport à PERC/TOPCon ?

Globalement, les produits de la technologie HJT produisent plus d'énergie, affichant un avantage de 4,37 % à 6,54 % par rapport à ceux de la technologie PERC et de 1,25 % à 3,33 % par rapport à ceux de la technologie TOPCon. Par ailleurs, HJT atteint une performance de production d'énergie plus remarquable, en particulier dans les régions à haute température (p. ex. le Moyen-Orient, l'Australie et le Sud des États-Unis), affichant un gain de plus de 6 % comparativement à PERC et de plus de 3 % comparativement à TOPCon, comme le montre la figure 1.1.

Figure 1.1 Carte des gains mondiaux en production d'énergie

II. Analyse technique des modules

Sur la base des caractéristiques des modules, l'écart de production d'énergie constaté entre les différentes technologies cellulaires dans chaque région de la carte est principalement attribuable à trois facteurs : le coefficient de température, le facteur bifacial et la dégradation énergétique. Ainsi, les modules HJT fournissent des gains en production d'énergie plus élevés et un rendement énergétique plus stable au système photovoltaïque, grâce à leur coefficient de température extrêmement stable, leur facteur bifacial plus élevé et leur plus grande rétention d'énergie.

2.1 Coefficient de température extrêmement stable

Comparativement au rapport entre température et puissance de -0,35 %/°C de la technologie PERC et de -0,32 %/°C de la technologie TOPCon, les modules HJT ont un coefficient plus stable de -0,24 %/°C, ce qui signifie que leur production d'énergie se dégrade moins que celle des modules PERC et TOPCon à mesure que la température du module augmente. Cet avantage en matière de gain de production d'énergie est particulièrement prononcé dans les environnements à température élevée, comme le montre la figure 2.1.

• À une température de fonctionnement de 60 °C, la puissance relative des modules HJT est 2,8 % supérieure à celle des modules TOPCon et 3,5 % supérieure à celle des modules PERC.
• À une température de fonctionnement de 65 °C, la puissance relative des modules HJT est 3,2 % supérieure à celle des modules TOPCon et 4 % supérieure à celle des modules PERC.

Figure 2.1 Courbes de corrélation entre la puissance et la température pour PERC, TOPCon et HJT

2.2 Facteur bifacial supérieur

Avec une structure symétrique naturelle, la cellule HJT est intrinsèquement une cellule bifaciale, et est actuellement la technologie cellulaire ayant le facteur bifacial le plus élevé, comme le montre la figure 2.2. Dans le même scénario d'application, plus le facteur bifacial est élevé, plus le gain de production d'énergie arrière est important. Les modules HJT ont un facteur bifacial de près de 85 %, soit un avantage de près de 15 % par rapport aux modules PERC et de près de 5 % par rapport aux modules TOPCon, comme le montre le tableau 2.1.

Figure 2.2 Structure de la cellule HJT

Tableau 2.1 Facteur bifacial des modules PERC, TOPCon et HJT

Dans le même scénario d'application des centrales électriques au sol à grande échelle, le facteur bifacial plus élevé des modules HJT se traduit par un gain en production énergétique plus important que celui des modules PERC et TOPCon.

2.3 Rétention d'énergie plus élevée

Les courbes de dégradation énergétique des trois technologies cellulaires montrent clairement qu'à la fin de la 25e année, le taux de rétention d'énergie des modules HJT atteint 92 %, tandis que celui des modules PERC s'élève à 87,2 % et celui des modules TOPCon 89,4 %. Cela signifie que les produits HJT ont une meilleure capacité de rétention d'énergie sur l'ensemble du cycle de vie des centrales électriques, ce qui peut conduire à une production d'énergie plus stable et relativement plus élevée, comme le montre la figure 2.3.

Les résultats ci-dessus sont basés sur une dégradation de 2 % à la première année, ce qui signifie que cet avantage en matière de gain de production d'énergie deviendra encore plus conséquent, car l'amélioration de la technologie et des matériaux d'encapsulation des cellules et des modules permettra de réduire la dégradation des produits HJT à la première année.

Figure 2.3 Garantie produit des modules PERC, TOPCon et HJT

Le graphique ci-dessus présente une brève analyse de la performance des cellules et des modules HJT. Risen Energy a tenté d'effectuer une analyse plus poussée à l'aide de PVSYST, afin de répondre à deux questions : quels sont les principaux facteurs qui influent sur la production d'énergie des modules, et quelle est l'ampleur de cet impact ?

III . Analyse PVSYST

Des scénarios d'application à haute et basse température typiques ont été sélectionnés afin d'analyser les facteurs qui influent sur la production d'énergie.

3.1 Scénarios d'application à basse température

La ville de Harbin a été choisie comme lieu de référence pour le scénario d'application à basse température. Située à une latitude de près de 45,9°N, la ville affiche une température annuelle moyenne de 4,7 °C et un rayonnement horizontal total de 1 347 KWh/m2. La centrale est conçue pour atteindre un rapport CC/CA de 1,25 et une capacité installée de 4 MW (avec de légères variations dans la conception réelle), et utilise un support fixe avec un angle d'inclinaison optimal et des onduleurs à cordes appropriés. Comme le montre le tableau 3.1, TOPCon affiche un gain de production d'énergie de 3,94 % à la 25e année, tandis que HJT atteint un gain encore plus élevé de 7,73 %, soit une valeur supérieure comparativement à PERC.

Tableau 3.1 Comparaison des gains de production d'énergie de PERC, TOPCon et HJT

La comparaison des pertes montre que le facteur qui a le plus d'impact sur la production d'énergie dans les applications à basse température est la dégradation énergétique. À la fin de la 25e année, la dégradation énergétique est de 12,86 % (1,6 % + 11,26 %) pour les modules PERC , 10,6 % (0,6 % + 10 %) pour les modules TOPCon et 7,87 % (1,6 % + 6,27 %) pour les modules HJT, comme il est indiqué dans la figure 3.1.

Figure 3.1 Comparaison des principales pertes de PERC, TOPCon et HJT dans les scénarios à basse température

3.2 Scénarios d'application à haute température

Abu Dhabi, au Moyen-Orient, a été choisi comme lieu de référence pour le scénario d'application à haute température. Abu Dhabi se situe à une latitude de près de 24,4°N, et présente une température annuelle moyenne de 28,5 °C ainsi qu'un rayonnement horizontal total de 2 015,1 kWh/m2. La centrale est conçue pour atteindre un rapport CC/CA de 1,05 et une capacité installée de 4 MW (avec de légères variations dans la conception réelle), et utilise un support fixe et des onduleurs à cordes appropriés à l'angle d'inclinaison optimal. Comme le montre le tableau 3.2, TOPCon affiche un gain de production d'énergie de 4,52 % à la 25e année, tandis que HJT atteint un gain encore plus élevé de 9,67 %, soit une valeur supérieure comparativement à PERC.

Tableau 3.2 Comparaison des gains de production d'énergie de PERC, TOPCon et HJT

Outre la dégradation énergétique, le graphique de comparaison des pertes montre que la perte liée à la température de fonctionnement est un autre facteur important qui influe sur la production d'énergie dans les scénarios à haute température. À la fin de la 25e année, la dégradation énergétique des modules PERC est de 12,86 % (1,6 % + 11,26 %), alors que celle des modules TOPCon est de 10,6 % (0,6 % + 10 %) et celle des modules HJT est de 7,87 % (1,6 % + 6,27 %). Par ailleurs, la perte liée à la température de fonctionnement des modules PERC est de 8,31 %, alors que celui des modules TOPCon est de 7,26 % et celui des modules HJT est de 5,81 %, comme le montre la figure 3.2.

Figure 3.2 Comparaison des principales pertes de PERC, TOPCon et HJT dans les scénarios à haute température

L'analyse ci-dessus montre que la dégradation énergétique du module est l'un des principaux facteurs influant sur la production d'énergie du produit dans les scénarios d'application à basse température, et que la température de fonctionnement est aussi un facteur important dans les scénarios à haute température. Grâce à leur coefficient de température extrêmement stable, leur facteur bifacial plus élevé et leur plus grande rétention d'énergie, les modules HJT affichent un avantage évident en gain de production d'énergie dans les zones de haute température. De plus, dans les zones de basse température, HJT présente également un gain de production d'énergie relativement élevé, ce qui se traduira par un gain en production d'énergie plus élevé ainsi qu'un rendement plus stable pour le système photovoltaïque.

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