Memahami Modul Surya Potongan Seperempat: Keunggulan Hemat Daya dan Trade-off Tersembunyi, Dijelaskan oleh Rugi I²

Pendahuluan

Siapa pun yang bekerja di PV tahu modul sel potong setengah sudah ada di mana-mana. Potong seperempat, langkah selanjutnya, dipasarkan sebagai "rugi saluran lebih rendah, output lebih tinggi." Tetapi kebanyakan orang hanya tahu klaimnya, bukan alasan di baliknya. Di mana tepatnya sel potong seperempat mengurangi ruginya? Dan jika potongan yang lebih kecil berarti arus yang lebih kecil, mengapa industri tidak hanya memotong menjadi 16 atau 32 bagian? Mari kita tinggalkan rumus yang rumit dan gunakan analogi sederhana untuk memahami logika dasar, keuntungan, dan kekurangan PV potong seperempat sekaligus.

Prinsip Inti: Hukum Kuadrat Arus di Balik Pemotongan Sel

Setiap kali arus mengalir melalui konduktor PV (ribbon, busbar, gridline), rugi tidak dapat dihindari. Rumus rugi daya adalah:

P = I²R (rugi daya = arus kuadrat × resistansi)

Kuadrat adalah intinya di sini. Rugi dan arus tidak bergerak dalam garis lurus bersama-sama. Penurunan kecil pada arus membawa penurunan besar pada rugi.

1. Sel penuh → sel setengah (modul potong setengah)

Arus per potongan turun menjadi 1/2 dari aslinya, sehingga rugi = (1/2)² = 1/4. Rugi saluran langsung turun 75%. Itulah alasan utama modul potong setengah mendominasi.

2. Potong setengah ditingkatkan menjadi potong seperempat

Arus per potongan menyusut menjadi 1/4 dari sel penuh asli, sehingga rugi = (1/4)² = 1/16. Dibandingkan dengan sel penuh, rugi internal turun lebih dari 90%. Dibandingkan dengan modul potong setengah, rugi turun tajam lagi.

Pemotongan juga memberikan bonus. Sel yang lebih kecil berarti ribbon yang cocok bisa dibuat lebih tipis. Ribbon yang lebih tipis menutupi lebih sedikit permukaan depan sel, sehingga rugi bayangan berkurang, sel menyerap lebih banyak cahaya, dan output naik sedikit lagi.

Pada titik ini banyak orang bertanya: jika potongan yang lebih kecil berarti arus yang lebih kecil dan kerugian yang lebih rendah, mengapa industri tidak memotong sel menjadi 16, 32, bahkan 64 bagian?

Jawabannya jelas: lebih banyak potongan tidak selalu lebih baik. Potongan seperempat membawa biaya dan trade-off kerugian yang tidak bisa Anda abaikan.

Visualisasi: Di Mana Sebenarnya Pengurangan Kerugian Saluran Terjadi?

Banyak orang tahu bahwa potongan seperempat memiliki kerugian saluran yang lebih rendah, tetapi tidak bisa menentukan di mana pengurangan itu berada. Bayangkan jalur arus seperti air mengalir menuruni bukit dan semuanya menjadi jelas.

Arus fotogenerasi seperti hujan yang turun merata dari puncak gunung. Jalur penuh melewati 5 tahap: sambungan PN → garis jari (sungai kecil) → garis busbar (sungai kecil) → pita (sungai besar) → busbar (sungai besar). Setiap bentangan menghasilkan kerugian.

1. Bagian yang tidak berubah: kerugian garis jari

Tidak peduli berapa banyak potongan sel dibuat, total cahaya yang mengenai satu unit area sel tetap sama. Aliran dan kecepatan arus di dalam garis jari tidak berubah, sehingga kerugian garis jari dan busbar tidak turun.

2. Bagian yang turun banyak: pita antar sel

Sel penuh: arus dari seluruh sel masuk ke satu pita, arus tinggi dan kerugian tinggi.

Sel potongan seperempat: hanya 1/4 area sel yang arusnya mengalir melalui setiap pita, sehingga arus pita turun drastis.

Data industri menunjukkan kerugian pita menyumbang 60% dari total kerugian internal modul. Dengan memotong arus pita, potongan seperempat menghemat sebagian besar kerugian daya tersebut.

Kekurangan Tersembunyi: Kerugian Busbar Menggerus Keuntungan

Kerugian pita turun banyak, yang terlihat seperti semua keuntungan. Tapi potongan seperempat membutuhkan tata letak sirkuit yang didesain ulang, dan itu membawa dua kerugian.

1. Panjang busbar melonjak

Modul potongan seperempat membutuhkan busbar tambahan. Total panjang busbar bertambah dari 3,4 meter menjadi 8 meter, hampir dua kali lipat, dan biaya material juga naik seiring.

2. Kerugian busbar baru membatalkan sebagian keuntungan

Kerugian busbar menyumbang 20% dari total kerugian modul. Setelah diperpanjang, kerugian saluran busbar secara keseluruhan naik 50%.

Perhitungan cepat: hampir 40% dari apa yang dihemat potongan seperempat pada pita dimakan kembali oleh kerugian busbar tambahan. Keuntungan output nyata akhirnya jauh lebih kecil dari yang disarankan teori.

Pendapat Industri: Apakah Quarter-Cut Layak Diterapkan?

Berikut adalah kelebihan dan kekurangan modul quarter-cut:

Kelebihan

• Memanfaatkan hukum kuadrat arus, kerugian jalur ribbon turun drastis, sehingga output teoretis melebihi modul full-cell dan half-cut.

• Dipasangkan dengan ribbon yang lebih tipis untuk mengurangi bayangan depan dan meningkatkan area penerimaan cahaya sel.

Kekurangan

• Tata letak sirkuit berubah, penggunaan dan panjang busbar berlipat ganda, dan biaya material meningkat.

• Kerugian busbar baru mengimbangi sebagian besar penghematan daya, sehingga keuntungan nyata terbatas.

• Tidak ada pemotongan tak terbatas: semakin banyak potongan, semakin kompleks garis kisi, titik solder, dan struktur busbar, dan kerugian tambahan serta biaya produksi dengan cepat melebihi penghematan.

Mari Bicara

Quarter-cut adalah langkah maju dari half-cut. Pengurangan kerugian teoretis terlihat bagus, tetapi biaya busbar dan kerugian tambahan membatasi keuntungan nyata. Di seluruh PV terdistribusi dan pembangkit listrik ground-mount besar, apakah menurut Anda modul quarter-cut menguntungkan? Tulis pendapat Anda di bawah.

#SolarTech #QuarterCutModule #PVLineLoss

Pandangan Ooitech

Apa yang sebenarnya ditunjukkan ini adalah bahwa keuntungan modul hidup atau mati pada tahap interkoneksi, bukan hanya di sel. Saat Anda menata lebar ribbon dan rute busbar pada jalur quarter-cut, presisi tabber-stringer dan akurasi layup menentukan apakah Anda benar-benar menangkap penghematan I² atau justru kehilangan melalui busbar yang lebih panjang. Kami telah melihat ini terjadi di jalur modul turnkey Ooitech, di mana desain sel yang sama dapat menghasilkan perbedaan beberapa watt tergantung pada seberapa ketat proses stringing dan bussing. Jika Anda ingin melihat bagaimana langkah-langkah ini bersatu di lantai produksi nyata, saluran YouTube kami di www.youtube.com/ooitech memiliki banyak rekaman jalur yang layak ditonton.