Tìm hiểu công nghệ Multi Busbar pin mặt trời hiện đại

Công nghệ Multi Busbar pin mặt trời (MBB) đang là bước đột phá kỹ thuật cốt lõi trên các dòng tấm pin thế hệ mới, giúp tối ưu hóa ma trận đường dẫn dòng điện để tăng hiệu suất chuyển đổi quang năng, giảm thiểu tổn hao do sinh nhiệt và kéo dài tuổi thọ giàn pin vượt trội so với các công nghệ truyền thống. Cùng Điện Mặt Trời KITAWA tìm hiểu chi tiết công nghệ Multi Busbar pin mặt trời qua bài viết sau. 

Công nghệ Multi Busbar pin mặt trời là gì?

Công nghệ Multi Busbar (MBB) là một trong những bước đột phá kỹ thuật quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất tấm pin mặt trời thế hệ mới. Đây là công nghệ tăng cường số lượng các thanh dẫn điện (busbar) trên bề mặt của từng cell pin.

Thay vì sử dụng từ 2 - 5 thanh busbar bản dẹt và dày như thiết kế truyền thống, công nghệ này sử dụng 9, 12, 16 đường dây kim loại siêu mảnh và tròn được in phân bổ đều khắp bề mặt ô pin. Nhờ đó giúp thu gom và truyền tải dòng điện sinh ra một cách tối ưu nhất.

Khi áp dụng công nghệ Multi Busbar, khoảng cách di chuyển của các hạt electron từ nơi được giải phóng đến thanh busbar gần nhất được rút ngắn đi. Do đó, tổn thất công suất do sinh nhiệt bị triệt tiêu ở mức tối đa, giúp tấm pin mát hơn và phát điện khỏe hơn.

Ở các tấm pin công nghệ cũ, các thanh busbar bản to che mất một diện tích bề mặt silicon khá lớn, ngăn cản ánh sáng mặt trời tiếp xúc với tế bào quang điện. Ngược lại, công nghệ MBB sử dụng các sợi dây kim loại có tiết diện tròn, siêu mảnh.

Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt cong của thanh busbar tròn, chúng sẽ bị phản xạ ngược lại vào bề mặt silicon xung quanh thay vì bị bật thẳng ra ngoài môi trường, giúp tăng khả năng hấp thụ ánh sáng. 

Trong quá trình vận hành ngoài trời kéo dài hàng chục năm, tấm pin năng lượng mặt trời phải chịu áp lực từ sức gió, giãn nở nhiệt hoặc va đập, dễ dẫn đến các vết nứt vô hình trên bề mặt cell pin.

• Với pin truyền thống: Nếu một vết nứt cắt ngang qua cell pin, vùng bị cô lập sẽ hoàn toàn mất kết nối với các thanh busbar lớn và không thể phát điện.

• Với công nghệ MBB: Do mạng lưới thanh dẫn dày đặc, nếu một vùng bị nứt dòng điện vẫn dễ dàng tìm được các đường busbar thay thế lân cận để truyền về mạch chính. Điều này giúp tấm pin duy trì tuổi thọ phát điện ổn định trên 25 - 30 năm mà không bị sụt giảm công suất đột ngột.

Cách hoạt động của công nghệ Multi Busbar

Cùng tìm hiểu cách vận hành của tấm pin mặt trời thế hệ mới, chúng ta cần tìm cơ chế hoạt động của công nghệ Multi Busbar:

Số lượng Busbar trong thiết kế Multi Busbar

Số lượng thanh busbar in trên bề mặt ô pin là thông số kỹ thuật tối quan trọng. Khi số lượng thanh dẫn tăng lên, các đặc tính về điện, nhiệt và quang học của tấm pin sẽ thay đổi theo hướng tối ưu hơn. Dưới đây là bảng so sánh kỹ thuật chi tiết giữa 3 cấu hình MBB phổ biến nhất hiện nay:

Cơ chế giảm tổn thất điện năng

Công nghệ Multi-busbar vận hành dựa trên nguyên lý chia nhỏ để tối ưu hóa, xử lý triệt để hai loại tổn thất lớn nhất của tấm pin truyền thống:

Thay vì dồn toàn bộ lượng electron thu được vào một vài đại lộ lớn (2 - 5 BB cũ), MBB phân tán dòng điện đều qua hệ thống mạng lưới đường cao tốc mini dày đặc.

• Khi dòng điện được chia nhỏ, cường độ dòng điện chạy qua mỗi thanh dẫn riêng lẻ sẽ giảm xuống một mức rất thấp.

• Khi cường độ dòng điện giảm theo tỷ lệ bình phương, mức hao hụt năng lượng sinh nhiệt sẽ giảm đi rõ rệt, giúp chuyển hóa tối đa quang năng thành điện năng hữu ích.

• Đồng thời, khoảng cách từ các đường lưới "ngón tay" (fingers) đến thanh busbar được thu ngắn lại, làm giảm chỉ số điện trở nội cho phép dòng điện di chuyển mượt mà hơn.

Các thanh busbar truyền thống bản to hoạt động như một dải ruy-băng cản sáng, che mất diện tích silicon hữu dụng của cell pin. Trong khi đó, các busbar trong công nghệ MBB được cán thành các sợi dây tròn siêu mảnh.

• Tiết diện bo tròn giúp giảm thiểu diện tích che bóng bề mặt xuống mức tối đa.

• Hình dáng hình trụ của sợi dây tạo ra góc phản xạ thông minh: Khi ánh sáng chiếu trúng thanh dẫn, thay vì bị hắt thẳng ra ngoài môi trường gây lãng phí, tia sáng sẽ phản xạ chéo xuống bề mặt cell pin silicon lân cận, giúp tăng cường hiệu suất hấp thụ ánh sáng tổng thể.

Tối ưu hóa quá trình truyền tải dòng điện

Quá trình truyền dẫn dòng điện nội bộ của cấu trúc Multi-busbar mang lại những lợi ích bảo vệ đa tầng cho tấm pin trong suốt vòng đời vận hành:

• Triệt tiêu điểm nóng (Hot-spot): Do dòng điện được phân tán đều và liên tục giữa các thanh dẫn, hệ thống sẽ ngăn chặn hoàn toàn hiện tượng quá tải dòng tại một điểm duy nhất. Điều này giúp tản nhiệt đồng đều trên bề mặt mô-đun, giảm áp lực nhiệt cục bộ và kéo dài tuổi thọ sinh học của các cell pin.

• Cơ chế dự phòng khi che bóng cục bộ: Khi giàn pin bị lá cây, rác bẩn hoặc bóng nhà che khuất một phần, các thanh busbar không bị che vẫn hoạt động độc lập để dẫn dòng điện từ các vùng cell pin lành lặn về mạch. Nhờ đó, công suất tổng của tấm pin không bị sụt giảm nghiêm trọng theo hiệu ứng dây chuyền.

• Miễn nhiễm trước lỗi nứt vi mô vô hình: Dưới tác động của sức gió và sự giãn nở nhiệt độ ngày đêm, các vết nứt siêu nhỏ là không thể tránh khỏi. Với ma trận 9BB - 16BB, nếu một vài đường dẫn bị đứt gãy do nứt cell, các electron vẫn dễ dàng tìm thấy đường dẫn thay thế lân cận để tiếp tục truyền tải về tủ điện, giúp tấm pin duy trì hiệu suất.

Tại sao nên chọn pin mặt trời nhiều Busbar?

Ngày nay, các thương hiệu sản xuất tấm pin hàng đầu thế giới như Canadian Solar, LONGi, Jinko, Q Cells...) đồng loạt khai tử các dòng pin 3BB, 5BB cũ để chuyển sang công nghệ Multi Busbar (MBB) với cấu hình 9BB, 12BB, 16BB. Dưới đây phân tích kỹ thuật giải thích tại sao bạn nên chọn pin mặt trời nhiều Busbar cho hệ thống điện mặt trời của mình:

Tối ưu hóa hiệu suất tế bào

Bản chất của quá trình phát điện là các hạt electron sau khi được giải phóng bởi ánh sáng mặt trời cần phải di chuyển về các thanh busbar để tạo thành dòng điện.

• Khoảng cách ngắn hơn: Khi tăng số lượng thanh busbar lên (9BB - 16BB), khoảng cách giữa các thanh cái sẽ thu hẹp lại một cách tối đa. Đường đi của electron ngắn hơn đồng nghĩa với việc điện trở nội của cell pin giảm xuống.

• Hạ nhiệt độ vận hành: Khi chia nhỏ dòng điện vào nhiều đường dẫn và giảm điện trở giúp giàn pin giảm thiểu hiện tượng sinh nhiệt trong quá trình sạc xả. Tấm pin mát hơn sẽ có hiệu suất chuyển đổi cao hơn.

Thiết kế thông minh tăng khả năng hấp thụ quang năng

Thay vì dùng các thanh busbar bản dẹt và to như trước, công nghệ nhiều busbar sử dụng các sợi dây đồng mảnh có tiết diện tròn. Thiết kế hình trụ tròn giúp giảm diện tích che bóng thực tế. 

Đặc biệt, bề mặt cong của sợi dây đồng hoạt động như một thấu kính, phản xạ ánh sáng chiếu trúng nó ngược trở lại vào bề mặt silicon xung quanh chứ không làm bật ánh sáng ra ngoài môi trường.

Tăng độ bền vật lý

Nứt vi mô (những vết rạn nứt siêu nhỏ vô hình trên bề mặt cell pin do áp lực gió, giãn nở nhiệt hoặc va đập trong quá trình vận hành) là kẻ thù giấu mặt làm sụt giảm tuổi thọ giàn pin.

• Cơ chế cô lập vùng lỗi: Với các tấm pin cũ (ít busbar), nếu một vết nứt xuất hiện cắt ngang cell pin, một vùng diện tích lớn sẽ bị cô lập hoàn toàn khỏi mạch điện, tạo ra điểm nóng (Hotspot) gây cháy hỏng pin.

• Mạng lưới bảo vệ dày đặc: Trên cell pin 9BB, 12BB hay 16BB, các đường dẫn phân bố dày đặc. Nếu xuất hiện vết nứt giữa hai thanh busbar, dòng điện đi vòng qua các thanh busbar lân cận để tiếp tục truyền về mạch chính, giúp giàn pin duy trì hiệu suất và tuổi thọ trong suốt vòng đời vận hành.

Giảm chi phí sản xuất, tối ưu giá cả đầu tư

Thiết kế nhiều busbar siêu mảnh cho phép các nhà máy cắt giảm đáng kể lượng lớp dán bạc (silver paste). Đây là một loại nguyên liệu kim loại quý và vô cùng đắt đỏ trong quy trình in mạch cell pin.

Việc tiết giảm lượng bạc giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa chi phí dây chuyền. Nhờ đó, người tiêu dùng hiện nay có cơ hội sở hữu các tấm pin công nghệ MBB công suất cao, mẫu mã đẹp với mức giá thành cực kỳ cạnh tranh so với các công nghệ cũ trước đây.

Công nghệ Multi Busbar pin mặt trời giúp nâng tầm hiệu suất và độ tin cậy cho các hệ thống năng lượng tái tạo hiện đại. Bạn muốn lắp đặt hệ thống điện mặt trời gia đình hoặc doanh nghiệp. KITAWA cam kết cung cấp các giải pháp trọn gói, sử dụng 100% dòng pin công nghệ MBB kết hợp Half-cut cells cao cấp từ các thương hiệu Tier 1 toàn cầu. Liên hệ ngay với để được đội ngũ kỹ sư chuyên gia hỗ trợ khảo sát và báo giá ngay!