1. ハーフセル技術の概要
ハーフセル技術とは、標準的な太陽電池を2つの等しい半分に分割する技術です。60個または72個のフルサイズのセルで構成される従来の太陽光パネルとは異なり、ハーフセルパネルは通常、標準パネルと同じ全体的なデザインと寸法を維持しながら、120個または144個のハーフセルを備えています。
2. 半電池切断プロセス
ハーフセル製造プロセスでは、一般的にレーザー切断が用いられ、標準サイズの太陽電池を主バスバーに垂直な方向に沿って2つの等しい半分に分割します。これらの半分は直列に接続され、完全な回路を形成します。
3. ハーフセルの電気的特性
ハーフセルパネルは、従来のモジュールと同様に、強化ガラス、EVA、およびバックシートで封止されている。
一般的なソーラーパネルは、直列接続された60個のセルで構成されており、各セルは0.5～0.6Vの電圧を生成し、合計動作電圧は30～35Vです。
標準モジュールのようにハーフセルを接続すると、抵抗値は一定に保たれ、電流は半分になり、電圧は2倍になる。
従来のパネルの電圧と電流出力に合わせるため、ハーフセルパネルは直並列構成で設計されており、実質的に2つの小型サブモジュールを並列に接続しています。これにより、以下のことが保証されます。
各ハーフセルは、フルセルと同じ開放電圧を持つ。
各ハーフセルの電流は半分になるが、並列設計により総電流はフルセルモジュールと同等に回復する。
回路全体の抵抗は、フルセルモジュールの4分の1にまで低減され、エネルギー損失が大幅に削減される。
4. ハーフセル技術の利点
① 包装ロスを削減
内部電流と回路抵抗を低減することで、内部エネルギー損失を最小限に抑えることができます。電力損失は電流に比例するため、電流を半分にし、抵抗を4分の1に減らすことで、電力損失を4分の1に低減できます。これにより、パネルの出力とエネルギー収量が向上します。
内部損失の低減により、パネルの動作温度も低下します。屋外環境下では、ハーフセルパネルは従来のパネルよりも約1.6℃低い温度で動作するため、変換効率が向上します。
②日陰によるホットスポット発生リスクの低減
ハーフセルパネルは、標準モジュールよりも日陰に対する耐性が高い。
従来の3セルストリングのパネルとは異なり、ハーフセルパネルは6セルストリングで構成され、6つの小型モジュールとして機能する。
バイパスダイオード（図中で赤色で示されている部分）は、日陰になった部分をパネルの他の部分から隔離し、部分的な日陰（例えば、葉や鳥の糞によるもの）による性能低下を最小限に抑えます。
パネルの半分が日陰になっても、残りの半分は稼働し続けることができるため、全体的な効率を高めることができる。
③電流を下げるとホットスポットの温度が下がります
ハーフセル技術は電流をより効率的に分配するため、性能、寿命、および日陰耐性が向上します。
日陰になった場合、影響を受けた細胞は局所的な過熱によりホットスポットを形成する可能性がある。
ストリング数が2倍のハーフセルパネルは、ホットスポットでの発熱量が半分に抑えられます。これにより、損傷が最小限に抑えられ、耐久性が向上し、モジュールの寿命が延びます。
④ 電力損失に対する遮光耐性の向上
太陽光発電アレイでは、複数のパネルがストリング内で直列に接続され、ストリング同士が並列に接続される。
従来のパネル設計では、1枚のパネルが日陰になると、ストリング全体に電力損失が及ぶ。
ハーフセルパネルでは、バイパスダイオードが電流の代替経路を作り出し、日陰部分を迂回して電流を流すことで電力損失を低減します。これにより、性能が向上し、日陰の影響が最小限に抑えられます。
ハーフセル型太陽電池パネルは、効率性、耐久性、耐陰性を向上させた、太陽光発電技術における大きな飛躍と言えるでしょう。その高度な設計により、厳しい条件下でも安定した性能を発揮するため、現代の太陽光発電システムにおいて最適な選択肢となっています。
