Multi-busbar là gì? Xu hướng công nghệ mới cho pin mặt trời
Bạn muốn biết Multi-busbar là gì và vì sao công nghệ này quan trọng với pin mặt trời? DAT Group sẽ giải thích cách các busbar mảnh giúp tăng hiệu suất, giảm thiệt hại khi che bóng và cải thiện độ bền. Bài viết tổng hợp cơ chế, lợi ích và ví dụ từ các nhà sản xuất uy tín, giúp bạn có cái nhìn toàn diện trước khi lựa chọn tấm pin tối ưu cho nhu cầu năng lượng mặt trời của mình.
1. Multi-busbar là gì?
Multi-busbar là gì? Phần này giúp bạn hiểu cách nhiều thanh dẫn điện nhỏ trên bề mặt ô pin thu và dẫn dòng điện hiệu quả hơn so với thiết kế truyền thống.
1.1. Định nghĩa công nghệ Multi-busbar (MBB)
Multi-busbar là công nghệ trong ô pin mặt trời mà nhiều thanh dẫn điện (busbar) mỏng hơn được in hoặc lắp đặt trên bề mặt ô pin để thu và dẫn dòng điện. Mỗi ô pin trong thiết kế MBB có thể có từ 9, 12 hoặc 16 busbar (hoặc hơn) thay vì chỉ 2-5 busbar truyền thống.
Công nghệ này giúp giảm khoảng cách mà dòng điện phải di chuyển bên trong ô, từ đó giảm điện trở bên trong và nâng cao hiệu suất thu điện.
1.2. Multi-busbar là gì? Giải thích khái quát
Multi-busbar là bước cải tiến so với busbar truyền thống, trong đó dòng điện được chia ra nhiều đường dẫn nhỏ hơn và phân bố đều hơn trên ô pin. Khi dòng điện được dẫn qua nhiều busbar nhỏ, mỗi đường chịu dòng nhỏ hơn, giúp giảm tổn thất I²R và giảm che chắn ánh sáng do các thanh kim loại.
Ngoài ra, MBB còn giúp ô pin chống chịu tốt hơn với hiện tượng nứt vi mô (micro crack) vì có nhiều lối dẫn dọc để giữ kết nối khi một vài đường dẫn bị hỏng.
2. Vai trò và cấu tạo của busbar trong tấm pin mặt trời
Nếu bạn muốn biết Multi-busbar là gì, hãy bắt đầu từ vai trò của busbar truyền thống, các thành phần liên quan và cách chúng ảnh hưởng đến hiệu suất của tấm pin.
2.1. Busbar là gì và chức năng
Busbar là thanh dẫn kim loại in hoặc gắn trên bề mặt ô pin để thu dòng điện từ các “fingers” và truyền ra hệ thống bên ngoài. Busbar đảm nhiệm vai trò kết nối dòng điện DC từ ô pin đến dây dẫn (tab wire / ribbon) và cuối cùng tới hộp nối (junction box).
Việc thiết kế busbar tốt giúp giảm điện trở nối tiếp nội bộ, làm giảm tổn thất nhiệt và tăng hiệu suất chuyển đổi điện năng. Busbar càng có khả năng dẫn tốt thì năng lượng sinh ra càng được giữ lại nhiều hơn, hạn chế lãng phí.
2.2. Các thành phần liên quan
- Dây tab (tab wire / tabbing ribbon): Dây tab là dây đồng mỏng dẹt, dùng để nối các “fingers” trên mỗi ô pin với busbar. Dây tab truyền dòng điện nhỏ từng phần từ bề mặt ô pin vào trong hệ thống dẫn điện.
- Dây bus (bus wire / bus ribbon): Dây bus là dây dẫn lớn hơn, dùng để kết nối các chuỗi ô pin đã nối bằng dây tab ra hộp nối (junction box). Dây bus mang dòng điện tổng từ nhiều chuỗi và đưa ra bên ngoài module.
- Mối nối dây tab – busbar / dây bus: Dây tab được hàn vào busbar hoặc dây bus để đảm bảo tiếp xúc điện tốt. Mối hàn kém sẽ gây tăng điện trở và tổn thất.
- Hiệu ứng che chắn ánh sáng: Dây tab và dây bus chiếm diện tích trên bề mặt ô pin nên có thể che mất một phần ánh sáng. Khi dây mảnh hơn và đặt hợp lý, che chắn sẽ giảm và hiệu suất tăng.
3. Công nghệ Multi-busbar là gì? Cách hoạt động và đặc điểm chính
Để hiểu rõ Multi-busbar là gì, phần này sẽ trình bày cơ chế hoạt động, số lượng busbar phổ biến và cách MBB giảm tổn thất điện năng, tối ưu dòng điện truyền tải.
3.1. Số lượng busbar trong MBB
Trong thiết kế Multi-busbar, số lượng busbar là yếu tố quyết định đặc tính điện – nhiệt – che chắn của ô pin.
Tiêu chí so sánh | 9BB | 12BB | 16BB |
Số thanh dẫn (busbar) | 9 thanh dẫn kim loại | 12 thanh dẫn kim loại | 16 thanh dẫn kim loại |
Khoảng cách trung bình giữa các busbar | Lớn hơn so với 12BB, 16BB | Trung bình | Nhỏ nhất trong ba loại |
Mất mát điện trở nội bộ (series resistance) | Cao hơn so với 12BB / 16BB | Ở mức trung bình | Thấp nhất |
Vùng che chắn ánh sáng bởi kim loại | Lớn hơn so với 12BB / 16BB | Trung bình | Nhỏ nhất, che chắn ít |
Khả năng chống che bóng cục bộ | Kém hơn so với 12BB / 16BB | Tốt hơn 9BB | Tốt nhất trong ba loại |
Ảnh hưởng nứt vi mô (micro-cracks) | Khi đường dẫn bị hỏng có thể ảnh hưởng nhiều hơn | Cải thiện khả năng chịu nứt hơn 9BB | Khả năng chia tải tốt, nếu một số busbar hư thì vẫn còn nhiều đường dẫn khác |
Chi phí sản xuất & kiểm soát | Thấp hơn (so với 12BB / 16BB) | Cao hơn 9BB, thấp hơn 16BB | Cao nhất trong ba loại, yêu cầu gia công chính xác |
Hiệu suất tối ưu | Cải thiện so với busbar truyền thống 5BB | Cải thiện hơn so với 9BB | Cải thiện cao nhất nếu kỹ thuật và chất lượng đảm bảo |
3.2. Cơ chế giảm tổn thất điện năng
Multi-busbar giảm tổn thất điện năng bằng cách phân bố dòng điện qua nhiều đường dẫn thay vì tập trung vào ít busbar, từ đó mỗi đường dẫn chịu dòng nhỏ hơn nên mất mát I²R giảm rõ rệt.
Khi busbar và “fingers” đặt gần nhau hơn nhờ nhiều đường dẫn, quãng đường dòng điện phải đi từ cell đến busbar ngắn hơn, giúp giảm điện trở nội bộ. Bên cạnh đó, do busbar mảnh hơn và phân bố dày hơn, diện tích che ánh sáng của kim loại giảm, cho phép lấy ánh sáng tới cell nhiều hơn và giảm tổn thất quang học.
3.3. Ảnh hưởng đến quá trình truyền dòng điện
Multi-busbar làm dòng điện nội bộ phân tán đều hơn giữa nhiều thanh dẫn, giúp tránh quá tải tại một busbar duy nhất và giảm khả năng hình thành điểm nóng (hot-spot). Khi có che bóng cục bộ, các đường dẫn khác vẫn dẫn được dòng nên tổn thất công suất tổng bị ảnh hưởng ít hơn.
Nếu có nứt vi mô ở một hoặc vài busbar, các đường dẫn còn lại vẫn giữ kết nối, giúp module giữ hiệu suất tốt hơn theo thời gian. Ngoài ra, nhiều đường dẫn giúp tản nhiệt hiệu quả hơn, giảm áp lực nhiệt tại vùng dẫn làm tăng tuổi thọ module.
4. Lợi ích nổi bật của công nghệ Multi-busbar
Nếu bạn thắc mắc multi-busbar là gì, phần này sẽ liệt kê những lợi ích thiết thực như tăng hiệu suất, giảm bóng râm, hạn chế nứt vi mô và tiết kiệm chi phí vật liệu.
- Tăng hiệu suất tấm pin mặt trời: Multi-busbar giúp giảm điện trở nối tiếp nội bộ và vùng che chắn kim loại, vì vậy tấm pin thu được nhiều dòng điện hơn và tăng hiệu suất tổng thể. (S giảm R, O hiệu suất tăng)
- Giảm tổn thất năng lượng do bóng râm: Multi-busbar cho phép dòng điện đi theo nhiều đường dẫn, nên khi có che bóng cục bộ thì các busbar khác vẫn truyền được dòng, giúp giảm thiệt hại công suất do bóng râm.
- Tăng độ bền, hạn chế nứt vi mô (micro cracks): Multi-busbar phân bổ áp lực nhiệt và cơ học qua nhiều đường dẫn, nên khi xuất hiện nứt nhỏ thì ô pin vẫn giữ được kết nối qua các busbar còn lại, giảm ảnh hưởng lâu dài lên hiệu suất.
- Giảm chi phí bạc nhờ busbar mỏng hơn: Để duy trì dẫn dòng khi dùng nhiều busbar, mỗi thanh có thể mỏng hơn, do đó lượng bạc (silver paste) sử dụng trong metallization giảm, giúp tiết kiệm chi phí vật liệu đắt đỏ.
5. Các tiêu chuẩn busbar hiện nay và xu hướng phát triển
Để nắm Multi-busbar là gì, hãy xem các tiêu chuẩn busbar hiện nay, so sánh 5BB, 9BB, 12BB, 16BB và tìm hiểu về xu hướng phát triển Super Multi Busbar (SMBB).
Tiêu chí | 5BB | 9BB | 12BB | 16BB |
Số thanh dẫn (busbar) | 5 thanh | 9 thanh | 12 thanh | 16 thanh |
Khoảng cách giữa các busbar | Rộng nhất | Hẹp hơn so với 5BB | Hẹp hơn 9BB | Nhỏ nhất |
Tổn thất điện trở nội bộ | Cao nhất trong số bốn loại | Giảm so với 5BB | Giảm hơn nữa | Thấp nhất nếu sản xuất tốt |
Khả năng chịu che bóng cục bộ | Kém hơn các loại MBB | Khả năng chống che bóng tốt hơn 5BB | Tốt hơn 9BB khi che bóng nhẹ | Tốt nhất trong các loại, khi che bóng nhỏ vẫn còn nhiều đường dẫn dự phòng |
Ảnh hưởng của nứt vi mô (micro cracks) | Nếu một busbar bị hỏng ảnh hưởng lớn | Khi vài busbar hỏng vẫn còn nhiều đường dẫn khác | Khả năng chịu hỏng cao hơn 9BB | Rất cao — nếu một vài busbar bị hỏng, ít ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể |
Hiệu suất tiềm năng | Hiệu suất truyền thống, mức cạnh tranh | Hiệu suất tốt hơn 5BB | Hiệu suất cao hơn 9BB nếu sản xuất và kiểm soát tốt | Hiệu suất cao nhất nếu chất lượng sản xuất, kiểm soát lỗi tốt |
Công nghệ Multi-busbar là phương pháp nâng cấp thiết kế ô pin bằng cách sử dụng nhiều thanh dẫn điện (busbar) mảnh và phân bố dày hơn trên bề mặt ô pin. Với Multi-busbar, dòng điện đi từ các “fingers” đến busbar ngắn hơn, giúp giảm tổn thất điện trở nội bộ và tăng hiệu suất.
Multi-busbar cũng giảm vùng che chắn ánh sáng bởi kim loại nhờ thanh dẫn mảnh hơn, đồng thời tăng độ bền khi xảy ra nứt vi mô vì có nhiều đường dẫn dự phòng. Nhờ đó, Multi-busbar được xem là xu hướng trong các tấm pin hiệu suất cao hiện đại.
6. Ứng dụng và xu hướng công nghệ Multi-busbar trong pin mặt trời
Nếu bạn muốn biết Multi-busbar là gì, phần này sẽ giới thiệu các ứng dụng thực tế từ Canadian Solar, LG, Longi, QCell và hướng đi công nghệ SMBB trong tương lai.
6.1. Ứng dụng thực tế công nghệ Multi-busbar từ các nhà sản xuất
Dưới đây là những công ty có các công nghệ hàng đầu ứng dụng vào trong doanh nghiệp của họ:
Canadian Solar – Dòng HiKu / KuMax / BiHiKu:
Canadian Solar áp dụng thiết kế Multi-busbar cho các module HiKu / KuMax, kết hợp công nghệ half-cut cell để tối ưu hiệu suất. Ví dụ, module HiKu / BiHiKu được sản xuất với ô pin có nhiều busbar (MBB) để giảm điện trở nội bộ và giảm ảnh hưởng của nứt vi mô.
Trong các phiên bản module lớn như HiKu6, Canadian Solar quảng cáo rằng việc “full adoption of multi bus-bar interconnection secures termination of micro-cracks at the busbar” tức là nếu có vết nứt nhỏ, busbar nhiều sẽ giúp ngăn vết nứt lan ra và giữ hiệu suất tốt hơn.
LG – Công nghệ Cello (12 dây dẫn mảnh thay cho busbar dẹt truyền thống):
LG sử dụng công nghệ CELLO trong dòng module NeON 2, nơi thay vì dùng 3 busbar lớn, LG dùng 12 dây dẫn mảnh tròn (micro-wire) để giảm điện trở và giảm che chắn ánh sáng.
Thiết kế CELLO giúp “giảm điện trở, tăng độ tin cậy, cải thiện hiệu suất” và mang lại tấm pin có vẻ ngoài thống nhất hơn (uniform black) vì dây dẫn mảnh ít nổi bật.
Longi – Kết hợp Half-cut + Multi-busbar:
Longi đã nghiên cứu và ứng dụng kết hợp giữa công nghệ half-cut cell và multi-busbar nhằm giảm tổn thất điện trở và cải thiện hiệu suất module.
Trong tài liệu nghiên cứu công nghệ module cao, người ta đề cập rằng Longi “is working on combining half cells with multi busbar cells” để tận dụng ưu điểm của cả hai công nghệ.
6.2. Hướng đi công nghệ Super Multi Busbar (SMBB) và các cải tiến
Công nghệ SMBB (Super Multi Busbar) là bước tiến từ Multi-busbar, mở rộng số đường dẫn và tối ưu hóa kết nối để cải thiện hiệu suất và độ bền. SMBB hướng tới việc sử dụng busbar rất mảnh, số lượng lớn, và kỹ thuật kết nối tinh vi hơn.
Các hướng cải tiến kèm theo bao gồm:
- Tích hợp SMBB với công nghệ half-cut cells hoặc shingled cells, nhằm kết hợp ưu điểm của nhiều cải tiến để tối ưu hiệu suất tổng thể.
- Sử dụng vật liệu dẫn và bạc (silver paste) với độ dẫn cao hơn, cho phép busbar mảnh hơn mà vẫn đảm bảo dẫn tốt.
- Cải tiến kỹ thuật nối giữa các ô (interconnection) để giảm điện trở tiếp xúc (contact resistance), từ đó giảm tổn thất điện năng tại mối nối.
- Nâng cao độ chính xác trong sản xuất, kiểm soát sai lệch kích thước busbar và mối hàn, vì SMBB yêu cầu độ dung sai thấp hơn nhiều so với MBB truyền thống.
- Chuyển sang các cấu hình busbar cao hơn như 18BB hoặc hơn để khai thác hiệu quả tiềm năng khi chi phí sản xuất giảm.
SMBB đang thu hút sự quan tâm từ các hãng sản xuất module lớn và được kỳ vọng sẽ trở thành chuẩn mới khi công nghệ và chi phí gia công đủ thấp để sản xuất quy mô lớn.
6.3. Tiềm năng và xu hướng tương lai ngành điện mặt trời
Multi-busbar và SMBB được xem như động lực chính cho xu hướng phát triển module hiệu suất cao trong những năm tới. Nhu cầu về năng lượng sạch, cùng với áp lực giảm chi phí và tăng hiệu suất, khiến các giải pháp như MBB / SMBB trở nên thiết yếu.
Thị trường busbar toàn cầu được dự báo sẽ tăng trưởng ổn định, với CAGR ~ 4-5% từ năm 2025 tới 2031, do các nhà sản xuất module hướng tới thiết kế hiệu suất cao hơn.
Xu hướng trong tương lai có thể bao gồm:
- Sự kết hợp giữa SMBB với công nghệ cell không busbar (0BB) trong các dòng module mới, nhằm loại bỏ hoàn toàn vùng che chắn kim loại trước.
- Ứng dụng kỹ thuật phủ quang học, lớp phủ chống phản chiếu, và cấu trúc tế bào lai để tối ưu hóa ánh sáng đến và giảm thiểu mất mát do busbar.
- Ứng dụng SMBB trong các module N-type, HJT, TOPCon để khai thác hiệu suất cao hơn và độ bền tốt hơn. Ví dụ, SMBB trong HJT giúp cải thiện hiệu suất hai mặt (bifacial) > 90 %.
- Phát triển quy trình sản xuất với độ chính xác cao, tự động hoá, kiểm soát nhiệt độ hàn và chất lượng mối hàn để sản xuất SMBB với chi phí chấp nhận được.
- Mở rộng ứng dụng SMBB vào các hệ thống quy mô lớn (utility) và ứng dụng công nghiệp nơi hiệu suất cao và độ tin cậy quan trọng.
7. Có nên lựa chọn tấm pin mặt trời có công nghệ Multi-busbar?
Nếu bạn đang cân nhắc Multi-busbar là gì, phần này sẽ phân tích ưu nhược điểm, tác động đến lợi tức đầu tư và giúp bạn quyết định có nên lựa chọn tấm pin MBB hay không.
Ưu điểm của công nghệ Multi‑busbar
- Tăng hiệu suất module: Giảm tổn thất điện trở nhờ nhiều busbar mảnh, giúp dòng điện di chuyển nhanh hơn và hiệu quả hơn.
- Khả năng chịu bóng tốt hơn: Nhiều đường dẫn giúp dòng điện vẫn duy trì khi có che bóng cục bộ, giảm tổn thất công suất.
- Giảm tổn thất quang học: Busbar mảnh và phân bố đều giúp giảm diện tích che sáng, tăng khả năng thu ánh sáng của cell.
- Tăng độ bền và tuổi thọ: Nhiều đường dẫn giúp giảm nguy cơ hỏng hóc do nứt vi mô hoặc điểm nóng, tăng độ tin cậy của module.
- Tiết kiệm vật liệu: Giảm lượng bạc sử dụng nhờ busbar mảnh, giúp giảm chi phí sản xuất.
Nhược điểm của công nghệ Multi‑busbar
- Chi phí sản xuất cao hơn: Quá trình hàn nhiều busbar đòi hỏi công nghệ chính xác, tăng chi phí sản xuất.
- Khả năng gây nứt vi mô: Quá trình hàn nhiều busbar có thể tạo ra lực căng không đều, làm tăng nguy cơ nứt vi mô nếu không kiểm soát tốt.
- Yêu cầu thiết bị sản xuất hiện đại: Để sản xuất module MBB, cần đầu tư vào thiết bị cắt và hàn chính xác, đẩy chi phí đầu tư ban đầu lên cao
Ngoài những ưu và nhược điểm của công nghệ Multi-busbar, nó còn tác động đến lợi tức đầu tư (ROI) với các doanh nghiệp mà hiện tại đang gặp.
Khi bạn chọn tấm pin có công nghệ Multi-busbar, chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với tấm pin truyền thống. Nhưng lợi ích về hiệu suất cao hơn và tổn thất thấp hơn có thể giúp tăng sản lượng điện hàng năm, từ đó rút ngắn thời gian thu hồi vốn. Nếu hệ thống hoạt động trong thời gian dài (10–25 năm), lợi thế về hiệu suất và độ bền của Multi-busbar có thể vượt trội so với chi phí ban đầu thêm vào.
Trong thực tế, nếu Multi-busbar giúp tăng hiệu suất lên vài phần trăm so với busbar truyền thống, đó đã là lợi ích đáng kể, đặc biệt trên các dự án lớn. Vì vậy, nếu bạn có điều kiện tài chính và ưu tiên hiệu suất lâu dài, việc lựa chọn tấm pin mặt trời có công nghệ Multi-busbar là một lựa chọn hợp lý.
8. So sánh Multi-busbar với các công nghệ cải tiến khác
Để hiểu Multi-busbar là gì, phần này sẽ so sánh MBB với Half-cut cells và Light Harvesting String, từ hiệu suất, khả năng chịu bóng, tới độ bền và chi phí sản xuất.
Tiêu chí so sánh | Multi-busbar (MBB) | Half-cut cells | Light Harvesting String (LHS) |
Giảm tổn thất điện trở | MBB phân phối dòng qua nhiều đường dẫn, giảm I²R trong busbar và finger | Half-cut giúp dòng điện mỗi phần nhỏ hơn nên tổn thất điện trở thấp hơn so với ô toàn phần | LHS cải thiện dòng thu bằng cách giảm khoảng che chắn và chuyển hướng ánh sáng tới vùng hoạt động |
Giảm che chắn ánh sáng | Busbar nhiều, mảnh hơn, che chắn ít hơn | Khi ô bị cắt đôi, khoảng cách busbar nhỏ hơn, che chắn giảm | Dây tiếp xúc được thiết kế để phản xạ ánh sáng từ vùng che chắn trở lại ô, thu thêm ~2–3 % dòng điện |
Hiệu quả khi bị che bóng cục bộ | MBB cho phép dòng điện “lách” qua nhiều đường dẫn, giảm mất công suất khi có che | Half-cut giúp hạn chế ảnh hưởng che bóng vì hai phần ô hoạt động song song | LHS không thay đổi đường dẫn chính, nhưng có thể thu lại ánh sáng bị che qua hiệu ứng phản xạ |
Khả năng chịu nứt vi mô (micro cracks) | MBB có nhiều đường dẫn dự phòng, nếu một busbar bị hỏng vẫn còn các đường khác duy trì kết nối | Half-cut chia ô nhỏ hơn, khi có nứt phần ô nhỏ hơn ảnh hưởng ít hơn | LHS tập trung vào quang học, không trực tiếp cải thiện khả năng chịu nứt |
Độ khó sản xuất & chi phí | MBB cần công nghệ khắt khe hơn, kiểm soát hàn và sai số cao hơn | Half-cut dễ thực hiện bằng cắt laser, ít thay đổi dây dẫn tổng thể | LHS yêu cầu thiết kế dây/tab đặc biệt, kiểm soát hình học bề mặt |
Tác động trong thực tế (dưới ánh sáng nghiêng, điều kiện ngoài trời) | MBB có hiệu suất cao dưới ánh sáng thẳng; nhưng khi ánh sáng nghiêng, che bóng của dây nhỏ (round wires) có thể ảnh hưởng hơn so với mô hình đặt dây thông thường | Half-cut hoạt động tốt trong bóng râm nhẹ và giảm nhiệt độ ô trung bình | LHS giúp thu lại ánh sáng bị che chắn theo góc nghiêng, mang lại “gain quang học” khoảng 2-3 % |
Nếu bạn đang thắc mắc Multi-busbar là gì, đây chính là công nghệ giúp tấm pin mặt trời tăng hiệu suất, giảm tổn thất điện năng và nâng cao độ bền nhờ nhiều busbar mảnh. Với giải pháp này, hệ thống của bạn sẽ chịu bóng tốt hơn, giảm nguy cơ nứt vi mô và tối ưu lợi tức đầu tư lâu dài. Bạn cần tìm hiểu rõ hơn về sản phẩm hay các sản phẩm liên quan tới tự động hóa, điện mặt trời,… thì hãy liên hệ DAT Group qua website: https://datsolar.com/