Modul solarnih ćelija

Općenito, modul solarne ćelije sastoji se od pet slojeva od vrha do dna, uključujući fotonaponsko staklo, ljepljivu foliju za pakiranje, ćelijski čip, ljepljivu foliju za pakiranje i stražnju ploču:

(1) Fotonaponsko staklo

Zbog slabe mehaničke čvrstoće pojedinačne solarne fotonaponske ćelije, lako ju je slomiti;Vlaga i korozivni plin u zraku će postupno oksidirati i zahrđati elektrodu, te neće izdržati teške uvjete rada na otvorenom;Istodobno, radni napon pojedinačnih fotonaponskih ćelija obično je mali, što je teško zadovoljiti potrebe opće električne opreme.Stoga su solarne ćelije obično zapečaćene između ploče za pakiranje i stražnje ploče EVA filmom kako bi se formirao nedjeljivi fotonaponski modul s pakiranjem i unutarnjim priključkom koji može neovisno osigurati DC izlaz.Nekoliko fotonaponskih modula, pretvarača i drugih električnih dodataka čine fotonaponski sustav za proizvodnju električne energije.

Nakon što je fotonaponsko staklo koje prekriva fotonaponski modul obloženo, ono može osigurati veću propusnost svjetlosti, tako da solarna ćelija može generirati više električne energije;U isto vrijeme, kaljeno fotonaponsko staklo ima veću čvrstoću, zbog čega solarne ćelije mogu izdržati veći pritisak vjetra i veću dnevnu temperaturnu razliku.Stoga je fotonaponsko staklo jedan od neizostavnih dodataka fotonaponskih modula.

Fotonaponske ćelije se uglavnom dijele na ćelije od kristalnog silicija i tankoslojne ćelije.Fotonaponsko staklo koje se koristi za ćelije od kristalnog silicija uglavnom usvaja metodu kalandriranja, a fotonaponsko staklo koje se koristi za ćelije tankog filma uglavnom usvaja metodu plutanja.

(2) Ljepljivi film za brtvljenje (EVA)

Ljepljiva folija za pakiranje solarnih ćelija nalazi se u sredini modula solarnih ćelija, koja obavija ćelijski list i zalijepljena je za staklo i stražnju ploču.Glavne funkcije ljepljive folije za pakiranje solarnih ćelija uključuju: pružanje strukturalne potpore za opremu linije solarnih ćelija, pružanje maksimalne optičke sprege između ćelije i sunčevog zračenja, fizičku izolaciju ćelije i linije i provođenje topline koju ćelija stvara, itd. Stoga proizvodi od folije za pakiranje moraju imati visoku barijeru za vodenu paru, visoku propusnost vidljive svjetlosti, visoku volumensku otpornost, otpornost na vremenske uvjete i performanse protiv PID-a.

Trenutno je EVA ljepljivi film najrašireniji materijal ljepljivog filma za pakiranje solarnih ćelija.Od 2018. njegov tržišni udio je oko 90%.Ima više od 20 godina povijesti primjene, s uravnoteženim performansama proizvoda i visokim troškovima.POE ljepljivi film još je jedan naširoko korišten materijal ljepljivog filma za fotonaponsko pakiranje.Od 2018. njegov tržišni udio je oko 9% 5. Ovaj proizvod je kopolimer etilen oktena, koji se može koristiti za pakiranje solarnih jednostrukih i dvostrukih staklenih modula, posebno u dvostrukim staklenim modulima.POE ljepljiva folija ima izvrsne karakteristike kao što su visoka propusnost vodene pare, visoka propusnost vidljive svjetlosti, velika otpornost na volumen, izvrsna otpornost na vremenske uvjete i dugoročne performanse protiv PID-a.Osim toga, jedinstvena visoka reflektirajuća izvedba ovog proizvoda može poboljšati učinkovito korištenje sunčeve svjetlosti za modul, pomoći u povećanju snage modula i može riješiti problem prelijevanja bijelog ljepljivog filma nakon laminacije modula.

(3) Baterijski čip

Silicijska solarna ćelija tipičan je uređaj s dva terminala.Dva terminala nalaze se redom na površini za primanje svjetla i površini pozadinskog osvjetljenja silikonskog čipa.

Načelo fotonaponske proizvodnje energije: Kada foton obasja metal, njegovu energiju može u potpunosti apsorbirati elektron u metalu.Energija koju apsorbira elektron dovoljno je velika da nadvlada Coulombovu silu unutar atoma metala i izvrši rad, pobjegne s površine metala i postane fotoelektron.Atom silicija ima četiri vanjska elektrona.Ako je čisti silicij dopiran atomima s pet vanjskih elektrona, kao što su atomi fosfora, on postaje poluvodič N-tipa;Ako je čisti silicij dopiran atomima s tri vanjska elektrona, kao što su atomi bora, nastaje poluvodič P-tipa.Kada se kombiniraju tip P i tip N, kontaktna površina će stvoriti razliku potencijala i postati solarna ćelija.Kada sunčeva svjetlost obasjava PN spoj, struja teče sa strane P-tipa na stranu N-tipa, stvarajući struju.

Prema različitim materijalima koji se koriste, solarne ćelije mogu se podijeliti u tri kategorije: prva kategorija su solarne ćelije od kristalnog silicija, uključujući monokristalni silicij i polikristalni silicij.Njihovo istraživanje i razvoj te tržišna primjena relativno su detaljni, a njihova učinkovitost fotoelektrične pretvorbe je visoka, zauzimajući glavni tržišni udio trenutnog baterijskog čipa;Druga kategorija su tankoslojne solarne ćelije, uključujući filmove na bazi silicija, spojeve i organske materijale.Međutim, zbog oskudnosti ili toksičnosti sirovina, niske učinkovitosti pretvorbe, slabe stabilnosti i drugih nedostataka, rijetko se koriste na tržištu;Treća kategorija su nove solarne ćelije, uključujući laminirane solarne ćelije, koje su trenutno u fazi istraživanja i razvoja, a tehnologija još nije zrela.

Glavne sirovine za solarne ćelije su polisilicij (od kojeg se mogu proizvesti monokristalne silicijeve šipke, polisilikonski ingoti itd.).Proizvodni proces uglavnom uključuje: čišćenje i flokiranje, difuziju, jetkanje rubova, defosforizirano silikonsko staklo, PECVD, sitotisak, sinteriranje, testiranje itd.

Ovdje se proširuje razlika i odnos između monokristala i polikristalnih fotonaponskih ploča

Monokristalni i polikristalni dva su tehnička načina solarne energije kristalnog silicija.Ako se monokristal uspoređuje s cjelovitim kamenom, polikristalni je kamen sastavljen od drobljenog kamenja.Zbog različitih fizičkih svojstava, učinkovitost fotoelektrične pretvorbe monokristala veća je od učinkovitosti polikristala, ali je cijena polikristala relativno niska.

Učinkovitost fotoelektrične pretvorbe solarnih ćelija od monokristalnog silicija je oko 18%, a najveća je 24%.Ovo je najveća učinkovitost fotoelektrične pretvorbe od svih vrsta solarnih ćelija, ali su troškovi proizvodnje visoki.Budući da je monokristalni silicij općenito pakiran s kaljenim staklom i vodootpornom smolom, izdržljiv je i ima vijek trajanja od 25 godina.

Proces proizvodnje solarnih ćelija od polikristalnog silicija sličan je onom kod solarnih ćelija od monokristalnog silicija, ali se učinkovitost fotoelektrične pretvorbe solarnih ćelija od polikristalnog silicija mora znatno smanjiti, a učinkovitost fotoelektrične pretvorbe je oko 16%.Što se tiče troškova proizvodnje, jeftiniji je od monokristalnih silicijskih solarnih ćelija.Materijali su jednostavni za proizvodnju, štede potrošnju energije, a ukupni troškovi proizvodnje su niski.

Odnos monokristala i polikristala: polikristal je monokristal s greškama.

Uz porast online nadmetanja bez subvencija i sve manjih zemljišnih resursa koji se mogu ugraditi, potražnja za učinkovitim proizvodima na globalnom tržištu raste.Pažnja investitora također se preusmjerila s dosadašnje navale na izvorni izvor, odnosno proizvodne performanse i dugoročnu pouzdanost samog projekta, što je ključ budućih prihoda elektrane.U ovoj fazi polikristalna tehnologija još uvijek ima prednosti u cijeni, ali je njena učinkovitost relativno niska.

Mnogo je razloga za spori rast polikristalne tehnologije: s jedne strane, troškovi istraživanja i razvoja ostaju visoki, što dovodi do visokih troškova proizvodnje novih procesa.S druge strane, cijena opreme je izuzetno skupa.Međutim, iako su učinkovitost proizvodnje električne energije i izvedba učinkovitih monokristala izvan dosega polikristala i običnih monokristala, neki cjenovno osjetljivi kupci i dalje se neće moći natjecati pri odabiru.

Trenutno je učinkovita tehnologija monokristala postigla dobru ravnotežu između performansi i cijene.Obujam prodaje monokristala zauzeo je vodeću poziciju na tržištu.

(4) stražnja ploča

Solarna stražnja ploča je fotonaponski materijal za pakiranje koji se nalazi na stražnjoj strani modula solarne ćelije.Uglavnom se koristi za zaštitu modula solarnih ćelija u vanjskom okruženju, otpornost na koroziju čimbenika iz okoliša kao što su svjetlost, vlaga i toplina na foliji za pakiranje, čipovima ćelija i drugim materijalima, te ima ulogu zaštite izolacije otporne na vremenske uvjete.Budući da se stražnja ploča nalazi na krajnjem vanjskom sloju na stražnjoj strani PV modula i izravno je u kontaktu s vanjskim okruženjem, mora imati izvrsnu otpornost na visoke i niske temperature, otpornost na ultraljubičasto zračenje, otpornost na starenje u okolišu, branu za vodenu paru, električnu izolaciju i druge svojstva koja zadovoljavaju 25-godišnji vijek trajanja modula solarnih ćelija.Uz kontinuirano poboljšanje zahtjeva za učinkovitost proizvodnje električne energije u fotonaponskoj industriji, neki visokoučinkoviti proizvodi solarne stražnje ploče također imaju visoku refleksiju svjetlosti kako bi se poboljšala učinkovitost fotoelektrične pretvorbe solarnih modula.

Prema klasifikaciji materijala, stražnja ploča se uglavnom dijeli na organske polimere i anorganske tvari.Solarna stražnja ploča obično se odnosi na organske polimere, a anorganske tvari su uglavnom staklo.Prema proizvodnom procesu, uglavnom postoje kompozitni tip, tip premaza i tip koekstruzije.Trenutno kompozitna stražnja ploča čini više od 78% tržišta stražnjih ploča.Zbog sve veće primjene dvostrukih staklenih komponenti, tržišni udio staklene stražnje ploče prelazi 12%, a tržišni udio obložene stražnje ploče i drugih strukturnih stražnjih ploča oko 10%.

Sirovine za solarnu stražnju ploču uglavnom uključuju PET osnovni film, fluorni materijal i ljepilo.PET osnovna folija uglavnom pruža izolaciju i mehanička svojstva, ali je otporna na vremenske uvjete relativno slaba;Fluorni materijali se uglavnom dijele u dva oblika: fluorni film i smola koja sadrži fluor, koji osiguravaju izolaciju, otpornost na vremenske uvjete i svojstvo barijere;Ljepilo se uglavnom sastoji od sintetičke smole, sredstva za stvrdnjavanje, funkcionalnih dodataka i drugih kemikalija.Koristi se za lijepljenje PET osnovnog filma i fluornog filma u kompozitnoj stražnjoj ploči.Trenutačno stražnje ploče visokokvalitetnih modula solarnih ćelija u osnovi koriste fluoridne materijale za zaštitu PET osnovnog filma.Jedina je razlika u tome što su oblik i sastav korištenih fluoridnih materijala različiti.Fluorni materijal je spojen na PET osnovni film pomoću ljepila u obliku fluornog filma, koji je kompozitna stražnja ploča;Izravno je presvučen na PET osnovni film u obliku smole koja sadrži fluor posebnim postupkom, koji se naziva presvučena stražnja ploča.

Općenito govoreći, kompozitna stražnja ploča ima vrhunsku sveobuhvatnu izvedbu zahvaljujući cjelovitosti svog filma fluora;Obložena stražnja ploča ima cjenovnu prednost zbog niske cijene materijala.

Glavni tipovi kompozitnih stražnjih ploča

Kompozitna solarna stražnja ploča može se podijeliti na dvostranu stražnju ploču s filmom fluora, jednostranu stražnju ploču s filmom fluora i stražnju ploču bez fluora prema sadržaju fluora.Zbog svoje otpornosti na vremenske uvjete i drugih karakteristika, prikladni su za različita okruženja.Općenito govoreći, otpornost na vremenske uvjete na okoliš prati dvostrana stražnja ploča s filmom od fluora, jednostrana stražnja ploča od filma s fluorom i stražnja ploča bez fluora, a njihove cijene općenito padaju.

Napomena: (1) PVF (monofluorirana smola) film je ekstrudiran iz PVF kopolimera.Ovaj proces oblikovanja osigurava da je PVF dekorativni sloj kompaktan i bez nedostataka kao što su rupice i pukotine koje se često pojavljuju tijekom PVDF (difluorirane smole) premaza raspršivanjem ili premazom valjkom.Stoga je izolacija dekorativnog sloja PVF filma bolja od PVDF premaza.Materijal za pokrivanje PVF filmom može se koristiti na mjestima s lošijim okruženjem za koroziju;

(2) U procesu proizvodnje PVF filma, ekstruzijski raspored molekularne rešetke duž uzdužnog i poprečnog smjera uvelike jača njegovu fizičku snagu, tako da PVF film ima veću žilavost;

(3) PVF film ima veću otpornost na habanje i dulji vijek trajanja;

(4) Površina ekstrudiranog PVF filma je glatka i nježna, bez pruga, narančine kore, mikronabora i drugih nedostataka nastalih na površini tijekom premazivanja valjkom ili raspršivanjem.

Primjenjivi scenariji

Zbog svoje vrhunske otpornosti na vremenske uvjete, dvostrana kompozitna stražnja ploča s filmom fluora može izdržati teške uvjete kao što su hladnoća, visoke temperature, vjetar i pijesak, kiša itd., i obično se široko koristi u visoravni, pustinji, Gobiju i drugim regijama;Jednostrana kompozitna stražnja ploča s filmom fluora proizvod je koji smanjuje troškove dvostrane stražnje ploče od kompozitnog filma s fluorom.U usporedbi s dvostranom stražnjom pločom od kompozitnog filma fluora, njegov unutarnji sloj ima slabu otpornost na ultraljubičasto zračenje i slabu disipaciju topline, što se uglavnom odnosi na krovove i područja s umjerenim ultraljubičastim zračenjem.

6、 PV pretvarač

U procesu solarne fotonaponske proizvodnje energije, snaga koju generiraju fotonaponski nizovi je istosmjerna struja, ali mnoga opterećenja trebaju izmjeničnu struju.Istosmjerni sustav napajanja ima velika ograničenja, što nije pogodno za transformaciju napona, a ograničen je i opseg primjene opterećenja.Osim za posebna električna opterećenja, pretvarači su potrebni za pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu.Fotonaponski pretvarač srce je solarnog fotonaponskog sustava za proizvodnju električne energije.Pretvara istosmjernu struju koju generira fotonaponski sustav za proizvodnju električne energije u izmjeničnu struju potrebnu za život putem tehnologije elektroničke pretvorbe energije i jedna je od najvažnijih ključnih komponenti fotonaponske elektrane.


Vrijeme objave: 26. prosinca 2022