Multi-Cut Solar Modules: Isang Praktikal na Pagsusuri
Talaan ng Nilalaman
Mabilis na sagot: Ang mga multi-cut solar module ay naghahati ng isang buong cell sa tatlo, apat o higit pang mga strip at inaayos ang mga ito upang ang kasalukuyang bawat strip ay mas mababa at ang resistive loss sa ribbon ay mas maliit. Ang ideya ay hindi bago — ang half-cut ay ang unang hakbang sa parehong direksyon — ngunit bumalik ito sa kahalagahan mula 2025 habang tumataas ang mga target ng module power at naging available ang four-cut tooling. Ang pakinabang ay nagmumula sa dalawang epekto: ang mas manipis na mga strip ay nagdadala ng mas kaunting kasalukuyang, na nagpapahintulot ng mas manipis na ribbon at mas mababang series resistance, at ang mas maliit na cell area ay nangangahulugan na ang isang basag na strip ay mas mababa ang nawawalang output. Ang mga gastos ay ang pinaraming cutting at stringing work, mas mahigpit na placement tolerances, at mas maraming joints bawat module. Ang praktikal na pagsusuri ng isang multi-cut line ay palaging bumabalik sa parehong trade: ang efficiency na nakuha sa antas ng cell laban sa yield na nawala sa cutting at stringing stations.
PV Module Manufacturing · ni Jerry, Ooitech
Multi-Cut Solar Modules: Bakit Bumalik ang Paksa
Simula 2025, ang ideya ng “multi-cut” solar modules ay naging mainit muli sa PV industry. Sa SNEC exhibition ngayong taon, maraming module manufacturers ang nagpakita ng mga bagong disenyo tulad ng third-cut at quarter-cut modules. Mukhang hindi na nasisiyahan ang mga manufacturer sa conventional half-cut format. Ang industry ay nagtatanong ng isang napaka-praktikal na tanong: ilang beses ba maaaring hatiin ang isang solar cell, at ano ang tunay na halaga na dala nito?
Tinitingnan ng artikulong ito nang mas malapit kung ano ang mga multi-cut module, bakit sila muling tinatalakay, at ano ang mga bentahe at limitasyon nila sa paglaban sa shading.
Ano ang Multi-Cut Solar Module?
Ang “multi-cut” solar module ay karaniwang nangangahulugan na ang isang full-size na solar cell ay hinahati sa ilang mas maliliit na cell units, na pagkatapos ay ikinokonekta sa pamamagitan ng series o parallel circuit design at nilalagay sa laminate upang maging kumpletong PV module.
Kasama sa mga karaniwang format:
Half-cut cells: ang isang buong cell ay hinahati sa 2 piraso, kasalukuyang mainstream na disenyo
Third-cut cells: ang isang cell ay hinahati sa 3 piraso
Multi-cut cells: ang isang cell ay hinahati sa mas maraming maliliit na piraso, tulad ng 4-cut, 5-cut o 6-cut na mga disenyo
Shingled modules: isa ring espesyal na uri ng multi-cut application, na may magkakapatong na cell strips
Tandaan: Ang mga diagram sa itaas ay nagpapakita lamang ng mga tipikal na konsepto ng circuit. Hindi nila kinakatawan ang eksaktong mga disenyo ng produkto ng mga partikular na manufacturer.
Bakit Gumagamit ang mga Manufacturer ng Multi-Cut Designs
Ang pangunahing layunin ng multi-cut design ay bawasan ang operating current ng bawat cell unit at i-optimize ang internal circuit connection ng module. Sa paggawa nito, ang module ay makakabawas ng electrical losses at mapapabuti ang energy generation sa komplikadong real-world conditions.
Kasama sa mga pangunahing benepisyo:
Mas mababang operating current: Pagkatapos hatiin ang isang solar cell sa mas maliliit na units, ang current ng bawat sub-cell ay nababawasan din.
Mas mababang resistance loss: Ang internal resistance loss ng isang PV module ay proporsyonal sa square ng current.
Ploss = I²R
Kaya kapag nabawasan ang current, bumababa rin ang resistance loss sa ribbons, busbars at internal conductive paths.
Mas mataas na module output power: Sa mas mababang internal electrical loss, ang module ay karaniwang nakakamit ng tiyak na power gain sa ilalim ng standard test conditions.
Nabawasang hot spot risk: Ang mas mababang current ay tumutulong bawasan ang pag-init sa ilalim ng partial shading, na nagpapabuti sa hot spot behavior ng module.
Mas mahusay na shading tolerance: Sa tamang circuit design, ang epekto ng lokal na shading ay maaaring limitahan sa mas maliit na lugar, na nagpapahintulot sa mga hindi shaded na lugar na magpatuloy sa paggawa ng kuryente.
Circuit Design: Paano Nakakaapekto ang Lokal na Shading sa Solar Module Output
Ang isang solar cell ay maaaring halos ituring na isang current source. Sa ilalim ng magandang sikat ng araw, ang cell ay gumagawa ng current. Kapag ang bahagi ng cell ay na-shade, bumababa ang kakayahan nitong gumawa ng kuryente, at bumababa rin ang output current.
Figure 6: Epekto ng shading sa output ng isang cell string
Sa tradisyonal na full-cell module, maraming cells ang konektado sa series upang bumuo ng cell string. Kung ang isang cell, o ilang cells, ay na-shade, ang mga shaded cells ay maglilimita sa current output ng buong string. Sa simpleng salita, ang output current ng parehong cell string ay karaniwang tinutukoy ng pinakamahinang cell, na kadalasan ang cell na may pinakamabigat na shading.
Sa ilalim ng matinding shading, ang shaded cell ay maaaring maging reverse biased. Sa halip na gumawa ng kuryente, ito ay nagiging electrical load at gumagawa ng lokal na init. Ito ang kilalang hot spot effect.
Upang bawasan ang hot spot risk, ang mga PV module ay karaniwang nilalagyan ng bypass diodes. Kapag ang isang cell string ay seryosong na-shade, ang bypass diode ay nagko-conduct at nagpapahintulot sa current na laktawan ang apektadong string. Pinoprotektahan nito ang mga cells, ngunit ang bypassed na string ay hindi na makakapag-ambag ng kuryente. Bilang resulta, malaki ang pagbaba ng module output power.
Samakatuwid, ang shading resistance ng isang module ay hindi lamang tinutukoy ng solar cell mismo. Malaki rin ang nakasalalay nito sa internal circuit design ng module.
Ang Pangunahing Lohika ng Multi-Cut Modules: Paghahati ng Mataas na Current sa Mas Mababang Current
Ang isang multi-cut module ay naghahati ng standard cells sa mas maliliit na cell units at pagkatapos ay ikinokonekta ang mga ito sa pamamagitan ng angkop na series at parallel circuits. Kung ikukumpara sa tradisyonal na full-cell modules, isang mahalagang katangian ng multi-cut design ay ang bawat cut cell unit ay gumagana sa mas mababang current.
Ipagpalagay na ang operating current ng isang full cell ay I0. Kung ito ay pantay na hinati sa n piraso, ang teoretikal na current ng bawat cut cell unit ay humigit-kumulang:
Icell = I0 / n
Halimbawa:
Sa isang half-cut module, ang bawat half-cell unit ay may current na humigit-kumulang I0/2.
Sa isang third-cut module, ang bawat third-cut cell unit ay may current na humigit-kumulang I0/3.
Sa isang quarter-cut module, ang bawat quarter-cut cell unit ay may current na humigit-kumulang I0/4.
Siyempre, ang tunay na mga halaga ng current ay naaapektuhan din ng laser cutting kalidad, edge passivation, disenyo ng ribbon, pagkawala ng resistensya at layout ng module. Ngunit mula sa pangunahing prinsipyo, ang operating current ng multi-cut cell units ay malinaw na mas mababa kaysa sa full cells.
Kapag nabawasan ang current, dalawang direktang benepisyo ang lumilitaw.
Mas Mababang Pagkawala ng Resistensya
Kapag bumaba ang current, ang pagkawala ng resistensya sa mga ribbon at interconnection areas ay bumaba nang malaki. Kung kukuha tayo ng quarter-cut module bilang halimbawa, sa ilalim ng ideal na kondisyon kung ang ibang mga salik ay hindi nagbabago, ang pagkawala ng resistensya nito ay maaaring teoretikal na mabawasan sa isang ika-labing-anim ng sa full-cell module.
Ang Epekto ng Lokal na Pagtatabing ay Mas Madaling Malilimitahan
Sa mas segmentadong disenyo ng circuit, ang current mismatch na dulot ng shade ay maaaring limitahan sa isang lokal na lugar sa halip na makaapekto sa mas malaking cell string.
Halimbawa, kapag ang dalawang shading objects na may parehong area ay bumagsak sa isang full-cell module at isang half-cut module, ang object ay maaaring sumakop sa 80% ng isang full cell sa full-cell module. Sa half-cut module, ang parehong object ay maaaring maipamahagi sa dalawang half-cells, na nagtatabing ng 30% ng isang half-cell at 50% ng isa pa. Sa kasong ito, ang pattern ng current mismatch at apektadong area ay magkakaiba.
Ang Pangunahing Punto: Mas Flexible na Disenyo ng Series at Parallel Circuit
Ang disenyo ng multi-cut module ay hindi lamang tungkol sa pagputol ng mga cell sa mas maliliit na piraso. Ang tunay na salik na tumutukoy sa shading resistance ay kung paano konektado ang mga cell pagkatapos ng pagputol.
Sa tradisyonal na full-cell module, ang mga cell ay karaniwang konektado sa series, at ang module ay nahahati sa tatlong circuit sections ng tatlong bypass diodes. Kapag ang isang cell ay seryosong natabingan, maaari itong makaapekto sa output ng humigit-kumulang isang katlo ng buong module area.
Sa isang multi-cut module, ang orihinal na malaking cell string ay maaaring hatiin sa mas maliliit na power generation units sa pamamagitan ng mas detalyadong series-parallel design. Ang mga parallel paths ay nagpapahintulot din ng mas flexible na current distribution.
Kung kukuha tayo ng quarter-cut module bilang halimbawa, sa tamang circuit layout, ang epekto ng shading sa isang cut cell ay maaaring limitahan sa humigit-kumulang isang ika-labindalawa ng circuit area. Sa paghahambing, sa tradisyonal na full-cell o half-cut modules, ang shading sa parehong posisyon ay maaaring makaimpluwensya sa mas malaking bahagi ng cell string output.
Figure 7: Equivalent circuit diagrams ng full-cell, half-cut, third-cut at quarter-cut modules
Figure 8: Sa ilalim ng parehong 50% shading ng minimum power generation unit, ang shingled modules ay maaaring mapanatili ang mas mataas na power
Samakatuwid, ang multi-cut modules ay maaaring mapanatili ang mas mahusay na output sa ilalim ng partial shading sa pamamagitan ng paggamit ng mas detalyadong circuit sections at parallel current paths. Ang core design logic ay kinabibilangan ng:
Pagputol ng mga cell sa mas maliliit na power generation units
Paggamit ng tamang series connection upang makamit ang kinakailangang module voltage
Paggamit ng parallel branches upang bawasan ang current sa bawat branch
Paggamit ng bypass diodes upang limitahan ang power loss sa mga shaded areas
Pagpapahintulot sa mga unshaded areas na patuloy na makabuo ng power hangga't maaari
Mahalagang Limitasyon: Ang Multi-Cut ay Hindi Palaging Mas Mahusay sa Bawat Shade Pattern
Bagaman ang artikulong ito ay nakatuon sa kung paano mapapabuti ng multi-cut circuit design ang shading resistance, ang multi-cut modules ay hindi palaging may kalamangan sa bawat shading scenario.
Ang pangunahing punto na tinalakay sa itaas ay ito: kapag ang shaded proportion ng cell unit ay pareho, ang multi-cut modules ay madalas na nakakamit ng mas mataas na output power. Gayunpaman, sa ilalim ng parehong shadow size at shape, dahil ang bawat cut cell unit ay may mas maliit na area, ang shaded proportion ng unit na iyon ay maaaring maging mas mataas. Ito ay maaaring maging sanhi ng pagbaba ng output power.
Halimbawa, kapag ang shading ay nangyayari sa kahabaan ng short side ng isang module, lalo na sa madaling araw o huling bahagi ng hapon kapag mababa ang anggulo ng araw, ang shadow ay maaaring sumakop sa bottom row ng mga cell. Para sa half-cut module, ang bottom row ay maaaring 70% lamang ang natabingan. Ngunit para sa quarter-cut module, dahil ang bawat cut cell ay mas maikli ang taas, ang parehong shadow ay maaaring ganap na sumakop sa bottom row ng quarter-cut cells. Ito ay maaaring humantong sa makabuluhang pagbaba ng output sa kaukulang circuit section, o kahit na gawing bahagi ng cell string na mawalan ng kakayahan sa output.
Bilang karagdagan, ang third-cut modules ay maaaring may top-bottom asymmetry dahil sa layout at circuit design. Kapag ang parehong shadow area o shape ay lumilitaw sa iba't ibang panig ng module, ang aktwal na output loss ay maaaring hindi pareho. Sa ilang partikular na shading conditions, ang third-cut module ay maaaring may mas malaking power loss kaysa sa half-cut module.
Kaya, kapag sinusuri ang power loss na dulot ng shadow, hindi lamang natin dapat tingnan ang shaded area. Kailangan din nating isaalang-alang ang aktwal na internal series-parallel circuit distribution, bypass diode protection zones, shadow shape at shadow position.
Mula sa Mataas na Power tungo sa Mataas na Energy Resilience
Habang patuloy na tumataas ang PV module power, ang kompetisyon sa industriya ay hindi na lamang tungkol sa peak power sa ilalim ng standard test conditions. Para sa mga tunay na solar power plants, ang long-term energy yield at stability sa ilalim ng kumplikadong operating environments ay nagiging mas mahalaga.
Ang quarter-cut at iba pang multi-cut modules ay gumagamit ng mas maliliit na cell units, mas mababang operating current at mas flexible na series-parallel circuits upang bawasan ang epekto ng lokal na shading sa kabuuang output ng module. Ang kanilang core value ay simple: i-localize ang epekto ng shade, panatilihing gumagana ang unshaded area, at pagbutihin ang stability ng energy generation sa mga tunay na aplikasyon.
Sa commercial at industrial rooftops, residential rooftops, BIPV projects at iba pang mga scenario na may panganib ng lokal na shading, ang quarter-cut modules ay maaaring maging mahalagang technical route upang mapabuti ang system yield at operational reliability.
Pananaw ng Ooitech
Bilang isang equipment supplier na malapit na nakikipagtulungan sa mga solar module manufacturing lines, nakikita ng Ooitech ang multi-cut technology bilang higit pa sa pagbabago ng cell-format; ito ay isang pinagsamang hamon na kinasasangkutan ng laser cutting accuracy, stringing stability, circuit layout at quality inspection. Para sa mga manufacturer na isinasaalang-alang ang half-cut, third-cut, quarter-cut o shingled products, ang production line ay dapat suriin kasama ng electrical architecture ng module, dahil ang shading performance ay lubos na nakasalalay sa kung paano magkakaugnay at protektado ang bawat maliit na cell unit. Sa aming pananaw, ang susunod na yugto ng kompetisyon ng module ay hindi lamang maghahambing ng nameplate wattage, kundi maghahambing din kung gaano katiyak na patuloy na gumagawa ng enerhiya ang isang module sa ilalim ng alikabok, dahon, roof obstacles at low-angle shadows.
