Risen Energy: Peta perbandingan tentang besaran listrik yang dihasilkan dan analisis teknis atas beragam teknologi sel surya di dunia

NINGBO, Tiongkok, 25 Oktober 2022 /PRNewswire/ — Di tengah perkembangan pesat teknologi PV yang beralih dari tipe-p menjadi tipe-n, perbedaan besaran listrik yang dihasilkan beragam produk teknologi sel surya semakin mendapat banyak perhatian. Kini, teknologi sel surya arus utama mencakup PERC, TOPCon, dan HJT. Setiap teknologi ini memiliki kelebihan dan kelemahannya masing-masing. Namun, riset komparatif tentang besaran listrik yang dihasilkan masih kurang memadai, khususnya dari sisi perbandingan siklus penuh secara sistematis, berdasarkan perspektif skenario penggunaan produk di tingkat global.

Maka, parameter inti dari ketiga teknologi tersebut telah dikumpulkan. Lebih lagi, Risen Energy Co., Ltd. juga mengkaji besaran listrik yang dihasilkan pembangkit listrik berskala besar yang memakai ketiga panel teknologi sel surya yang berbeda dalam siklus 25 tahun di 21 negara dan wilayah yang memiliki beragam iklim di dunia. Tujuannya, menyusun peta perbandingan tentang besaran listrik yang dihasilkan pada tingkat dunia.

I.  Peta perbandingan besaran listrik yang dihasilkan di tingkat dunia (HJT vs PERC/TOPCon )

Secara global, produk berteknologi HJT menghasilkan listrik yang lebih besar, biasanya 4,37%-6,54% lebih tinggi dari PERC, dan 1,25%-3,33% lebih tinggi dari TOPCon. Apalagi, kinerja produk HJT jauh lebih baik di wilayah bersuhu panas (misalnya, Timur Tengah, Australia, dan Amerika Selatan bagian Selatan) dengan jumlah produksi listrik yang lebih besar 6% dari PERC, dan 3%+ dari TOPCon. Hal ini terlihat dari Diagram 1.1.

Diagram 1.1 Peta perbandingan besaran listrik yang dihasilkan di tingkat dunia


Figure 1.1 Map of global power generation gains

II. Analisis teknis atas panel surya

Berdasarkan karakteristik panel surya, kesenjangan besaran listrik yang dihasilkan beragam teknologi sel surya di setiap wilayah pada peta sebagian besar diakibatkan tiga faktor: koefisien suhu, faktor bifacial, dan degradasi listrik. Itu sebabnya, panel JHT mampu menghasilkan lebih banyak listrik, serta memiliki power yield yang lebih stabil untuk sistem PV, didukung koefisien suhu yang sangat stabil, faktor bifacial yang lebih baik, dan retensi listrik yang lebih optimal.

2.1 Koefisien suhu yang sangat stabil

Dibandingkan koefisien suhu listrik PERC yang sebesar -0,35%/°C, dan TOPCon sebesar -0,32%/°C, koefisien suhu listrik panel HJT lebih stabil yakni -0,24%/°C. Artinya, panel HJT memiliki degradasi listrik yang lebih rendah ketimbang panel PERC dan TopCon. Berkat suhu operasional panel yang mengalami peningkatan, power generation loss pun berkurang. Produksi listrik yang lebih besar ini tercapai khususnya pada suhu lingkungan operasional yang tinggi, seperti terlihat dalam Diagram 2.1. 

•  Pada suhu operasional 60°C, daya relatif dari panel HJT tercatat 2,8% lebih tinggi dari panel TOPCon, dan 3,5% lebih tinggi dari panel PERC.

•  Pada suhu operasional 65°C, daya relatif dari panel HJT tercatat 3,2% lebih tinggi dari panel TOPCon, dan 4% lebih tinggi dari panel PERC.

Diagram 2.1 kurva daya listrik dan suhu PERC/TOPCon/HJT

Figure 2.1 PERC/TOPCon/HJTpower and temperature correspondence curves
Figure 2.1 PERC/TOPCon/HJTpower and temperature correspondence curves

2.2  Faktor bifacial yang lebih baik

Berkat struktur simetris yang natural, panel HJT pada dasarnya adalah sel surya jenis bifacial, serta teknologi sel surya dengan faktor bifacial tertinggi saat ini, seperti terlihat dalam Diagram 2.2. Dengan skenario penggunaan produk yang sama, faktor bifacial yang lebih baik, listrik yang dihasilkan panel sisi belakang menjadi lebih besar. Faktor bifacial dari panel HJT tercatat sekitar 85%, atau 15% lebih tinggi dari panel PERC, dan sekitar 5% lebih tinggi dari panel TOPCon, seperti terlihat dalam Tabel 2.1.

Diagram 2.2 Struktur sel HJT

Figure 2.2 Structure of HJTcell
Figure 2.2 Structure of HJTcell

Tabel 2.1 Faktor bifacial panel PERC/TOPCon/HJT

Table 2.1 Bifacial factorof PERC/TOPCon/HJT modules
Table 2.1 Bifacial factorof PERC/TOPCon/HJT modules

Dalam skenario yang sama, yaitu pembangkit listrik berskala besar yang terpasang di tanah (ground-mounted), faktor bifacial panel HJT yang lebih baik menghasilkan listrik yang lebih tinggi ketimbang panel PERC dan TOPCon.

2.3 Retensi listrik yang lebih optimal

Berdasarkan kurva degradasi listrik dari ketiga teknologi sel surya ini, pada akhir periode tahun ke-25, tingkat retensi listrik pada panel HJT mencapai 92%, sedangkan, panel PERC sebesar 87,2%, dan panel TOPCon sebesar 89,4%. Artinya, produk HJT memiliki retensi listrik terbaik pada seluruh siklus pembangkit listrik berskala besar. Keunggulan ini pun menghasilkan listrik yang lebih stabil dan relatif lebih besar, seperti terlihat dalam Diagram 2.3.

Mengingat perbandingan di atas menggunakan degradasi tahun pertama sebesar 2%, besaran listrik yang dihasilkan menjadi lebih unggul sejalan dengan peningkatan teknologi enkapsulasi sel dan panel, serta material sehingga degradasi produk HJT pun menurun pada tahun pertama.

Diagram 2.3 Garansi produk panel surya PERC/TOPCon/HJT

Figure 2.3 Product warrantyof PERC/TOPCon/HJT module
Figure 2.3 Product warrantyof PERC/TOPCon/HJT module

Perbandingan tersebut merupakan analisis singkat atas kinerja sel dan panel HJT. Namun, bagaimana dengan faktor utama yang memengaruhi besaran listrik yang dihasilkan panel? Seberapa signifikan dampaknya Risen Energy lantas menjalankan pengetesan dengan PVSYST.

III . Analisis PVSYST

Dari sisi faktor yang berpengaruh pada besaran listrik yang dihasilkan, skenario aplikasi suhu yang tinggi dan rendah akan digunakan dalam masing-masing analisis berikut.

3.1 Skenario aplikasi bersuhu rendah

Harbin terpilih sebagai contoh lokasi yang biasa ditemui untuk skenario aplikasi bersuhu rendah. Lokasi ini terletak di dekat 45,9°N dengan suhu tahunan rata-rata sebesar 4,7°C, sedangkan, radiasi horizontal totalnya tercatat 1.347 KWh/m2. Pembangkit listrik ini didesain dengan rasio DC/AC sebesar 1,25, dan kapasitas terpasang sebesar 4MW (sedikit perbedaan terjadi dalam desain yang sebenarnya), memakai fixed bracket dengan sudut kemiringan optimal, dan string inverter yang tepat. Pada tahun ke-25, besaran listrik yang dihasilkan panel TOPCon mencapai 3,94%, namun besaran listrik yang dihasilkan panel HJT tercatat lebih besar, yakni 7,73%, dibandingkan besaran listrik yang dihasilkan PERC, seperti ditunjukkan Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Perbandingan besaran listrik yang dihasilkan PERC/TOPCon/HJT

Table 3.1 Comparison ofPERC/TOPCon/HJT power generation gain
Table 3.1 Comparison ofPERC/TOPCon/HJT power generation gain

Berdasarkan perbandingan angka loss, faktor terpenting yang berpengaruh pada besaran listrik yang dihasilkan panel surya dalam aplikasi bersuhu rendah adalah degradasi daya listrik. Pada akhir tahun ke-25, degradasi daya listrik panel PERC tercatat sebesar 12,86% (1,6% + 11,26%), panel TOPCon sebesar 10,6% (0,6% + 10%), serta panel HJT sebesar 7,87% (1,6% + 6,27%). Lihat Diagram 3.1.

Diagram 3.1 Perbandingan angka loss PERC/TOPCon/HJT dalam suhu rendah

Figure 3.1 Comparison ofthe main losses of PERC/TOPCon/HJT in low temperature
Figure 3.1 Comparison ofthe main losses of PERC/TOPCon/HJT in low temperature

3.2 Skenario aplikasi bersuhu tinggi

Abu Dhabi di Timur Tengah terpilih sebagai contoh lokasi dengan skenario aplikasi bersuhu tinggi, terletak di dekat 24,4°N dengan suhu tahunan rata-rata 28,5°C, serta radiasi horizontal total sebesar 2.015,1 KWh/m2. Pembangkit listrik didesain dengan rasio DC/AC 1,05, dan kapasitas terpasang 4MW (sedikit perbedaan terjadi dalam desain yang sebenarnya), serta menggunakan sudut kemiringan optimal untuk fixed bracket, dan string inverter yang tepat. Pada tahun ke-25, besaran listrik yang dihasilkan panel TOPCon mencapai 4,52%, sedangkan, panel HJT tercatat jauh lebih besar, yakni 9,67% dibandingkan besaran listrik yang dihasilkan panel PERC, seperti terlihat dalam Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Perbandingan besaran listrik yang dihasilkan PERC/TOPCon/HJT

Table 3.2 Comparison of PERC/TOPCon/HJTpower generation gain
Table 3.2 Comparison of PERC/TOPCon/HJTpower generation gain

Berdasarkan grafik perbandingan loss, selain degradasi daya listrik, angka loss pada suhu operasional menjadi faktor utama lainnya yang berpengaruh pada besaran listrik yang dihasilkan dalam skenario bersuhu tinggi. Pada akhir tahun ke-25, degradasi daya listrik pada panel PERC mencapai 12,86% (1,6% + 11,26%), sedangkan, panel HJT sebesar 7,87% (1,6% + 6,27%); angka loss suhu operasional pada panel PERC tercatat sebesar 8,31%, sedangkan, panel TOPCon sebesar 7,26%, dan panel HJT sebesar 5,81% seperti ditunjukkan Diagram 3.2.

Diagram 3.2 Perbandingan main loss PERC/TOPCon/HJT dalam suhu tinggi

Figure 3.2 Comparison ofthe main losses of PERC/TOPCon/HJT in high temperature
Figure 3.2 Comparison ofthe main losses of PERC/TOPCon/HJT in high temperature

Analisis di atas menunjukkan, dalam skenario bersuhu rendah, degradasi daya listrik menjadi salah satu faktor utama yang berpengaruh pada besaran listrik yang dihasilkan produk; dan, dalam skenario aplikasi bersuhu tinggi, suhu operasional menjadi faktor utama lainnya. Berkat koefisien suhu yang sangat stabil, faktor bifacial yang lebih baik, serta retensi daya listrik yang lebih optimal pada panel HJT, besaran listrik yang dihasilkan HJT terlihat jelas di wilayah bersuhu tinggi dan bersuhu rendah. HJT juga menghasilkan listrik yang relatif lebih besar sehingga memiliki besaran listrik yang lebih tinggi dan daya listrik yang lebih stabil bagi sistem PV.