عصر 2000 ولت در راه است: آیا ماژول‌های خورشیدی شما

پاسخ سریع: صنعت فتوولتائیک در حال حرکت به سمت ولتاژهای سیستم 2000 ولت است، از 1500 ولتی که امروز استاندارد است و سطوح 1000 ولت و 600 ولت پیش از آن. این تغییر از سمت سیستم نشأت می‌گیرد، جایی که ولتاژ DC بالاتر اجازه می‌دهد یک رشته واحد ماژول‌های بیشتری را حمل کند و تعداد اینورترها، ترکیب‌کننده‌ها و مسیرهای کابل را برای همان ظرفیت نصب‌شده کاهش می‌دهد — به همین دلیل است که این موضوع به سرعت در برنامه‌ریزی در مقیاس شهری پیش می‌رود. برای تولیدکنندگان ماژول و سلول، پیامد آن یک الزام آزمایشی است نه یک تغییر طراحی: تست‌های عایق‌بندی، هیپات و نشتی مرطوب همگی باید در کلاس ولتاژ بالاتر مشخص شوند، و فاصله داخلی ماژول و استحکام دی‌الکتریک ماده کپسوله‌کننده به عوامل محدودکننده تبدیل می‌شوند. تولیدکنندگانی که ظرفیت در کلاس 5 GW دارند، در حال حاضر در مراحل نمایشگاهی مانند SNEC 2026 از آن‌ها خواسته می‌شود که بر اساس استاندارد ولتاژ بالاتر قیمت‌دهی کنند.

تولید ماژول PV · توسط جری، Ooitech

عصر 2000 ولت در راه است: آیا ماژول‌ها و سلول‌های خورشیدی شما آماده‌اند؟

اخیراً، سوالی که بیشتر از همه از لائو لی، تولیدکننده ماژول، پرسیده می‌شود ساده است: «ماژول‌های 2000 ولتی شما کی آماده می‌شوند؟»

او هنوز پاسخ روشنی ندارد.

بازدهی سلول مشکل واقعی نیست. تولیدکنندگان پیشرو TOPCon در حال حاضر بازدهی تولید انبوه را به سمت ۲۷٪ سوق می‌دهند و Zhonghuan New Energy رقم ۲۷.۲٪ را گزارش کرده است. در SNEC 2026، شرکت‌های پیشرو نیز ارقام بازدهی ماژول بالاتر از آستانه ۲۷٪ را ارائه کردند.

چیزی که او را بیدار نگه می‌دارد چیزی کمتر قابل مشاهده است: آیا چند ده میلی‌متر مسیر عایق بین سلول‌های خورشیدی و قاب آلومینیومی برای یک سیستم 2000 ولتی کافی است؟

این نگرانی محدود به یک تولیدکننده نیست. در مارس 2026، ماژول HJT 2000 ولتی Huasun گواهینامه TÜV SÜD را دریافت کرد. پیش از آن، JinkoSolar و Trina Solar قبلاً گواهینامه UL را برای ماژول‌های 2000 ولتی دریافت کرده بودند. توسعه ماژول به سرعت در حال پیشرفت است، اما جزئیات فنی پشت این انتقال ولتاژ هنوز به طور گسترده درک نشده است.

این مقاله بر یکی از مهم‌ترین و به راحتی نادیده گرفته‌شده‌ترین ابعاد طراحی ماژول 2000 ولتی تمرکز دارد: فاصله خزشی.

چرا به 2000 ولت حرکت کنیم؟

تاریخچه ارتقاء ولتاژ سیستم فتوولتائیک همچنین تاریخچه کاهش کابل‌ها، فونداسیون‌ها، سازه‌های نصب و نیاز به زمین است:

600 ولت ← 1000 ولت ← 1500 ولت ← 2000 ولت

ولتاژ سیستم بالاتر اجازه می‌دهد ماژول‌های بیشتری در یک رشته متصل شوند. حرکت از 1500 ولت به 2000 ولت نشان‌دهنده افزایش 33٪ ولتاژ است زیرا 2000 ÷ 1500 = 1.333. در تئوری، تعداد ماژول‌ها در هر رشته می‌تواند به نسبت مشابهی افزایش یابد.

رشته‌های طولانی‌تر می‌توانند مقدار کابل‌کشی DC، سخت‌افزار نصب، فونداسیون‌ها و زمین مورد نیاز برای یک پروژه خورشیدی مقیاس بزرگ را کاهش دهند.

S&P Global پیش‌بینی کرده است که عرضه جهانی محصولات 2000 ولتی می‌تواند از کمتر از 5 گیگاوات در سال 2026 به 380 گیگاوات در سال 2030 افزایش یابد. تا پایان سال 2030، انتظار می‌رود محصولات 2000 ولتی 77٪ از بازار جهانی پروژه‌های مقیاس بزرگ را تشکیل دهند.

هواسان محاسبات اقتصادی پروژه فتوولتائیک فراساحلی در جیمو، شاندونگ را انجام داد. در مقایسه با راه‌حل TOPCon با ولتاژ 1500 ولت، راه‌حل HJT با ولتاژ 2000 ولت گزارش شد که هزینه‌های تعادل سیستم را حدود 0.24 یوان چین به ازای هر وات کاهش می‌دهد. برای یک نیروگاه 1 گیگاواتی، این مقدار تقریباً 240 میلیون یوان چین صرفه‌جویی بالقوه را نشان می‌دهد. نرخ بازده داخلی پروژه نیز تخمین زده شد که 0.35 واحد درصد افزایش یابد.

اما ولتاژ 2000 ولت بدون ریسک اضافی نیست. طبق تعاریف UL، ولتاژ DC 2000 ولت در حال حاضر ولتاژ بالا محسوب می‌شود. سیستم با خطرات بیشتری از جمله شکست دی‌الکتریک، جریان نشتی، قوس الکتریکی، شوک الکتریکی و آتش‌سوزی مواجه است.

هر مقدار صرفه‌جویی در سطح سیستم باید با عایق‌بندی قوی‌تر در سطح ماژول پشتیبانی شود.

سوال اصلی

سوال مورد بحث در اینجا ساده است: در ولتاژ 2000 ولت، چگونه مسیر عایق بین قطعات زنده داخلی و قطعات رسانای قابل دسترس کافی باقی می‌ماند و تولیدکنندگان چگونه می‌توانند این کار را بدون قربانی کردن بیش از حد ناحیه فعال انجام دهند؟

فاصله خزشی واقعاً به چه معناست

دو فاصله: یکی برای گذراها، دیگری باید دهه‌ها دوام بیاورد

دو فاصله مختلف در طراحی ایمنی ماژول استفاده می‌شود و اغلب با هم اشتباه گرفته می‌شوند.

فاصله هوایی کوتاه‌ترین فاصله از طریق هوا بین دو قطعه رسانا است. این فاصله در برابر رویدادهای کوتاه‌مدت مانند ضربه‌های صاعقه و نوسانات الکتریکی محافظت می‌کند. پس از تخلیه کوتاه، هوا می‌تواند خواص عایقی خود را بازیابی کند.

فاصله خزشی کوتاه‌ترین مسیر بین دو قطعه رسانا است که در امتداد سطح ماده عایق اندازه‌گیری می‌شود. این فاصله در برابر ردیابی سطحی محافظت می‌کند. گرد و غبار رطوبت را جذب می‌کند، جریان نشتی گرما ایجاد می‌کند، سطح شروع به کربن‌سازی می‌کند و یک مسیر رسانای دائمی می‌تواند تشکیل شود. برخلاف هوا پس از تخلیه کوتاه، سطح عایق آسیب‌دیده بازیابی نمی‌شود.

یک مقایسه رایج صنعتی از دو مورچه استفاده می‌کند. فاصله هوایی مسیری است که مورچه بال‌دار طی می‌کند و مستقیماً از هوا پرواز می‌کند. فاصله خزشی مسیری است که مورچه بدون بال طی می‌کند و در امتداد سطح می‌خزد. از آنجا که هر مسیر تخلیه نمی‌تواند از هوا عبور کند، فاصله خزشی مورد نیاز معمولاً طولانی‌تر از فاصله هوایی است.

ردیابی الکتریکی: یک مشکل مزمن برای ماژول‌های فضای باز

فاصله خزشی در درجه اول برای جلوگیری از ردیابی الکتریکی در نظر گرفته شده است. زنجیره شکست به این صورت است:

گرد و غبار و رطوبت روی سطح جمع میشوند ← یک لایه الکترولیتی تشکیل میشود ← جریان نشتی تحت ولتاژ کاری گرما ژول تولید میکند ← رطوبت تبخیر شده و سطح کربنیزه میشود ← یک مسیر رسانای نامرئی ایجاد میشود ← عایق بهطور دائمی از کار میافتد ← اتصال کوتاه یا آتشسوزی ممکن میشود

ماژولهای فضای باز بهویژه در معرض خطر هستند. گرد و غبار، مه نمکی، تراکم رطوبت و فضولات پرندگان همگی میتوانند به تشکیل لایه الکترولیتی کمک کنند.

به همین دلیل نیز موانع رطوبت بخشی از بحث فاصله خزشی هستند. رطوبت ردیابی سطحی را تسریع میکند. مسدود کردن رطوبت یکی از مواد اصلی مورد نیاز برای واکنش را حذف میکند.

CTI: مقاومت طبیعی ماده در برابر ردیابی

مواد عایق از نظر مقاومت در برابر ردیابی تفاوت زیادی دارند. استانداردها این عملکرد را با استفاده از CTI یا شاخص ردیابی مقایسهای.

CTI نشاندهنده بالاترین ولتاژی است که سطح یک ماده میتواند ۵۰ قطره محلول الکترولیت را بدون ایجاد خرابی ردیابی تحمل کند. CTI بالاتر به معنای مقاومت بهتر در برابر ردیابی است و ممکن است فاصله خزشی کوتاهتری را مجاز کند.

طراحیهای ماژول خورشیدی معمولاً با فرض درجه آلودگی ۲ و گروه مواد IIIa شروع میشوند، سپس فاصله لازم را بر اساس ولتاژ سیستم و استاندارد قابل اجرا تعیین میکنند.

وقتی CTI یک ماده کمتر باشد، فاصله بیشتری برای جبران لازم است. این اولین قانون سخت طراحی فاصله خزشی است.

چهار ناحیه اصلی فاصله خزشی در داخل ماژول خورشیدی

فاصله به صورت خطی با ولتاژ افزایش نمییابد

در اینجا یک واقعیت مهندسی ناراحتکننده وجود دارد. طراحی 1500 ولت در حال حاضر نزدیک به انتهای بالایی جداول استاندارد IEC 60664-1 است و اغلب نیاز به درونیابی دارد. طراحی 2000 ولت فراتر از محدوده جدول مرسوم حرکت میکند، بنابراین الزامات صدور گواهینامه به تفسیرهای اضافی استاندارد و برونیابی بستگی دارد.

در اوایل سال 2024، UL الزاماتی برای صدور گواهینامه ماژولهای 2000 ولت تحت UL 61730 صادر کرد. یکی از اهداف این تصمیم تعریف نحوه ارزیابی این طراحیهای ولتاژ بالاتر بود.

در 1500 ولت، فاصله خزشی در سمت اینورتر ممکن است پس از درونیابی به حدود 12.5 تا 16 میلیمتر برسد. قطعات داخلی ماژول در مواد عایق محصور شدهاند، بنابراین فاصله نظری آنها میتواند کوچکتر باشد. با این حال، افزایش ولتاژ سیستم از 1500 ولت به 2000 ولت به این معنی نیست که فاصله مورد نیاز فقط 33 درصد افزایش مییابد.

تمرکز میدان الکتریکی و خطر ردیابی در ولتاژ بالاتر شدیدتر میشود. بنابراین چالش عایقبندی میتواند سریعتر از نسبت ولتاژ اسمی افزایش یابد.

ترجمه به زبان خط تولید، مشکل واضح است. اگر فاصله بین سلولها و قاب خیلی کوتاه باشد، ماژول ممکن است در صدور گواهینامه 2000 ولت شکست بخورد. اگر فاصله بیش از حد افزایش یابد، سلولهای کمتری در ناحیه موجود جا میشوند یا ناحیه فعال کاهش مییابد و توان ماژول کم میشود.

این مشکل واقعی طراحی است که مهندسان ماژول باید در دوران 2000 ولت حل کنند.

چگونه ماژولهای 2000 ولت ساخته میشوند

رویکرد استفاده شده در ماژول 760HV شرکت Huasun ارزش بررسی دارد:

فناوری آببندی لبه بوتیل آن عملکرد عایقبندی بسیار بالایی ارائه میدهد و در عین حال نیاز به فاصله خزشی را به طور قابل توجهی کاهش میدهد و به یک ماژول با فرمت استاندارد اجازه میدهد از ولتاژ سیستم 2000 ولت پشتیبانی کند.

به زبان ساده، طراحیهای مرسوم از فاصله بیشتری برای کسب ایمنی استفاده میکنند. این رویکرد از مواد بهتری برای بازیابی بخشی از آن فاصله استفاده میکند.

چرا سیلانت بوتیل مؤثر است

سیلانت بوتیل عمدتاً بر پایه لاستیک بوتیل (IIR) و پلیایزوبوتیلن (PIB) است. این ماده سه عملکرد مهم دارد:

• عایق الکتریکی: مواد بوتیل دارای مقاومت حجمی بالایی هستند. نوار آببندی لبه نیز میتواند به عنوان یک مانع عایق عمل کند.

• محافظت در برابر رطوبت: سیلانتهای بوتیل در مقایسه با مواد کپسولهکننده معمولی EVA یا POE نرخ نفوذ بخار رطوبت بسیار پایینی دارند. مسدود کردن رطوبت در لبه به حذف یک عامل اصلی برای ردیابی الکتریکی کمک میکند.

• مقاومت محیطی: سیلانتهای بوتیل میتوانند در برابر نمک، آمونیاک و لرزش مقاومت ایجاد کنند. این ویژگیها به ویژه برای پروژههای فراساحلی، محیطهای ساحلی، مزارع و مکانهای صنایع شیمیایی مهم هستند.

یک ماده به طور همزمان دو مشکل را حل میکند. این ماده به کوتاه کردن مسیر عایق فیزیکی مورد نیاز طراحی کمک میکند و ورود رطوبتی که میتواند ردیابی سطحی را تقویت کند کاهش میدهد.

به همین دلیل است که محصول بوتیل First Applied Material گواهینامه TÜV را که به عنوان اولین گواهینامه تحت استاندارد IEC 62788-5-1 برای مواد آببندی لبه ماژول فتوولتائیک توصیف شده، دریافت کرد. بخش مواد صنعت در حال آماده شدن برای استقرار گستردهتر سیستمهای 2000 ولت است.

Huasun از آببندی لبه بوتیل در تمام سری ماژولهای HJT خود استفاده میکند. طبق گزارشها، ماژولهای آن تست ولتاژ ضربه 42.3 کیلوولت را پشت سر گذاشتهاند که بالاتر از نیاز 34 کیلوولت ذکر شده در نسخه 2023 استاندارد IEC 61730-1 است.

سایر اقدامات طراحی

آببندی لبه بوتیل تنها روش نیست. تولیدکنندگان چندین رویکرد را ترکیب میکنند:

• اجزای عایق لبه: یک جزء عایق میتواند بین لبه لمینت و قاب آلومینیومی قرار گیرد. این کار مسیر سطحی را بدون نیاز به افزایش فاصله لبه شیشه افزایش میدهد. شرکتهایی از جمله JinkoSolar طرحهای ثبت اختراعی در این زمینه توسعه دادهاند.

• ساختارهای بهینه جعبه اتصال: دنده‌های بلندتر، پارتیشن‌های داخلی و دنده‌های خزشی مسیر سطحی بین پایانه‌ها را افزایش می‌دهند. استانداردهای گواهی‌دهی برای 2000V جعبه اتصالes و کانکتورها قبلاً در سال ۲۰۲۳ معرفی شده بودند.

• مواد با CTI بالاتر: ارتقاء بدنه جعبه اتصال و سایر قطعات عایق به گروه مواد بهتر میتواند حاشیه طراحی بیشتری ایجاد کند بدون اینکه صرفاً به فاصله فیزیکی متکی باشد.

یک پتنت از EGing Photovoltaic فاصله خزش لبه حداقل 15 میلی‌متر را توصیف می‌کند. این طراحی برای بهبود عملکرد ولتاژ تحمل ماژول و پشتیبانی از ولتاژ سیستم 2000 ولت همراه با آزمایش ولتاژ ضربه‌ای بالای 24 کیلوولت در نظر گرفته شده است.

هزینه آن چقدر است؟

درزگیر بوتیل رایگان نیست. این ماده نیازمندی‌های مواد را افزایش می‌دهد و نقاط کنترل فرآیند اضافی را معرفی می‌کند.

محاسبه سطح سیستم همچنان مهم‌تر است. صرفه‌جویی BOS گزارش‌شده Huasun 0.24 یوان بر وات بود، در حالی که هزینه مواد اضافی هر ماژول ممکن است در ده‌ها یوان اندازه‌گیری شود. اگر این ارقام در سطح پروژه ثابت بمانند، صرفه‌جویی سیستم بسیار بیشتر از افزایش هزینه در سطح ماژول است.

این منطق اقتصادی پایه‌ای است که از انتقال به 2000 ولت پشتیبانی می‌کند.

سه مشکل که کاملاً حل نشده‌اند

فاصله خزش در برابر ناحیه تولید توان فعال

فاصله خزش مانند اجاره‌ای است که در ناحیه ماژول پرداخت می‌شود. هرچه فضای بیشتری برای عایق‌بندی رزرو شود، فضای کمتری برای تولید برق باقی می‌ماند.

Huasun 760HV از درزگیر بوتیل برای بازیابی بخشی از آن ناحیه استفاده می‌کند. نسبت ناحیه سلول به ماژول آن 95.8٪ گزارش شده است، با افزایش 2.1٪ در ناحیه تولید توان مؤثر، افزایش 20 وات در توان ماژول، و افزایش 0.66٪ در بازده.

رقابت بین ماژول‌های 2000 ولت تا حدی به یک سؤال خلاصه می‌شود: چه کسی می‌تواند عایق‌بندی کافی را با ناحیه لبه غیرفعال کمتر به دست آورد؟

ماژول‌ها سریع‌تر از تجهیزات پشتیبان در حال حرکت هستند

صنعت به طور فزاینده‌ای ماژول‌های 2000 ولت را از نظر تجاری امکان‌پذیر می‌داند، اما ارتقاء اینورترها، جعبه‌های ترکیب‌کننده، کلیدها، کانکتورها و سایر تجهیزات سیستم هنوز در حال انجام است.

در یک انجمن اکوسیستم ولتاژ بالا در سال 2026، داده‌های عملیاتی از یک اینورتر 460 کیلوواتی Huawei در یک نیروگاه نمایشی برای نشان دادن اینکه قابلیت تحمل ولتاژ آن می‌تواند الزامات سیستم را برآورده کند، استفاده شد.

ماژول‌ها در حال حاضر از بخش‌هایی از سیستم الکتریکی پشتیبان جلوتر هستند. این وضعیت واقعی بازار 2000 ولت است.

گواهینامه جلوتر از شواهد میدانی بلندمدت است

JinkoSolar در سال 2024 گواهینامه UL جهانی اول برای ماژول 2000 ولت را به دست آورد. در سپتامبر 2025، اولین پایگاه گواهینامه نمایش میدانی 2000 ولت PV در Wenchang، Hainan تأسیس شد و توسط Datang Hainan اداره می‌شود.

گواهینامه می‌پرسد که آیا یک طراحی الزامات تعریف‌شده آزمایشگاهی را برآورده می‌کند. اعتبارسنجی میدانی می‌پرسد که آیا طراحی می‌تواند ۲۵ سال در فضای باز دوام بیاورد.

سؤال دوم تازه در حال پاسخ‌گویی است.

نتایج عملی

یک دیدگاه رایج صنعت این است که پنجره اصلی پذیرش سیستم‌های ۲۰۰۰ ولت ممکن است بین اواخر ۲۰۲۷ و ۲۰۲۸ فرا برسد. اگر این پیش‌بینی درست باشد، این دوره برنامه‌ریزی است نه زمان انتظار.

سه گروه باید توجه ویژه‌ای داشته باشند.

برای مهندسان ماژول: اولین متغیر طراحی در عصر ۲۰۰۰ ولت از بازدهی به تنهایی به مسیر کامل عایق‌بندی تغییر می‌کند. قبل از نهایی‌کردن چیدمان سلول، فاصله خزشی را محاسبه کنید. معکوس‌کردن این ترتیب می‌تواند بعداً مشکلات پرهزینه گواهینامه ایجاد کند.

برای مهندسان فرآیند و مواد: کاربرد بوتیل به یک نقطه کنترل فرآیند جدید تبدیل خواهد شد. یکنواختی پوشش، چسبندگی به شیشه و پشتیبانs، ابعاد مواد، پیوستگی لبه، و رفتار پخت یا اتصال عرضی همگی می‌توانند بر بازدهی و قابلیت اطمینان تأثیر بگذارند. این فرآیندها باید روی خط تولید قبل از ورود محصولات 2000V به تولید انبوه آزمایش شوند.

برای مهندسان کیفیت و گواهینامه: حرکت از ۱۵۰۰ ولت به ۲۰۰۰ ولت حاشیه مورد نیاز برای تست‌های مقاومت دی‌الکتریک، نشتی مرطوب، مقاومت عایق، و ولتاژ ضربه را تغییر می‌دهد. درک الزامات تست ۲۰۰۰ ولت ممکن است به یکی از ارزشمندترین مهارت‌های فنی در دو سال آینده تبدیل شود.

نکته پایانی ساده است: سلول‌های خورشیدی حد بالای بازدهی تبدیل را تعیین می‌کنند، اما مواد لبه ممکن است حد بالای ولتاژ سیستم را تعیین کنند. صنعت فتوولتائیک سال‌ها در مورد بازدهی بحث کرده است. نبرد بزرگ بعدی مهندسی بر سر عایق‌بندی خواهد بود.

نظرسنجی خوانندگان

به نظر شما سیستم‌های فتوولتائیک ۲۰۰۰ ولت چه زمانی به پذیرش گسترده خواهند رسید؟

دیدگاه خود را به اشتراک بگذارید و به ما بگویید شرکت شما چقدر در توسعه ماژول‌های ۲۰۰۰ ولت پیشرفت کرده است.

موضوعات: ماژول‌های ۲۰۰۰ ولت، فناوری فتوولتائیک، فاصله خزشی، درزگیر بوتیل، HJT، TOPCon، طراحی ماژول

دیدگاه Ooitech

چالش اصلی تولید، کنترل کل فرآیند عایق‌بندی لبه خواهد بود، نه صرفاً افزودن درزگیر بوتیل به طراحی ماژول موجود. قرارگیری مواد، دقت لایه‌چینی، رفتار لمینیت، تلورانس‌های قاب‌بندی، تست نشت مرطوب و بازرسی EL باید به‌عنوان یک پنجره فرآیندی واحد عمل کنند. یک ماژول 2000 ولت ممکن است تست نمونه اولیه را پشت سر بگذارد و همچنان در تولید انبوه با مشکل مواجه شود اگر آن تلورانس‌ها از ابتدا در خط تولید تعبیه نشده باشند.