Saulės elementų modulis

Paprastai saulės elementų modulis sudarytas iš penkių sluoksnių nuo viršaus iki apačios, įskaitant fotovoltinį stiklą, pakavimo lipnią plėvelę, elementų lustą, pakavimo lipnią plėvelę ir galinę plokštę:

(1) Fotovoltinis stiklas

Dėl prasto vieno saulės fotovoltinės elemento mechaninio stiprumo jį lengva sulaužyti;Oro drėgmė ir ėsdinančios dujos palaipsniui oksiduos ir rūdys elektrodą ir neatlaikys atšiaurių lauko darbų sąlygų;Tuo pačiu metu pavienių fotovoltinių elementų darbinė įtampa paprastai yra maža, todėl sunku patenkinti bendrosios elektros įrangos poreikius.Todėl saulės elementai paprastai yra sandarinami tarp pakavimo plokštės ir galinės plokštės EVA plėvele, kad būtų sudarytas nedalomas fotovoltinis modulis su įpakavimu ir vidine jungtimi, galinčia nepriklausomai tiekti nuolatinę srovę.Keletas fotovoltinių modulių, keitiklių ir kitų elektros priedų sudaro fotovoltinės energijos gamybos sistemą.

Po to, kai fotovoltinį modulį dengiantis fotovoltinis stiklas yra padengtas, jis gali užtikrinti didesnį šviesos pralaidumą, kad saulės elementas galėtų generuoti daugiau elektros energijos;Tuo pačiu metu grūdintas fotovoltinis stiklas turi didesnį stiprumą, todėl saulės elementai gali atlaikyti didesnį vėjo slėgį ir didesnį paros temperatūros skirtumą.Todėl fotovoltinis stiklas yra vienas iš nepakeičiamų fotovoltinių modulių priedų.

Fotovoltiniai elementai daugiausia skirstomi į kristalinio silicio elementus ir plonasluoksnius elementus.Fotovoltinis stiklas, naudojamas kristalinio silicio elementams, daugiausia taiko kalandravimo metodą, o fotovoltinis stiklas, naudojamas plonasluoksniams elementams, dažniausiai taiko plūdinį metodą.

(2) Sandarinimo lipni plėvelė (EVA)

Saulės elementų pakavimo lipni plėvelė yra saulės elementų modulio viduryje, kuris apgaubia elemento lakštą ir yra sujungtas su stiklu bei galine plokšte.Pagrindinės saulės elementų pakavimo lipnios plėvelės funkcijos yra šios: struktūrinės saulės elementų linijos įrangos atramos užtikrinimas, maksimalaus optinio ryšio tarp elemento ir saulės spinduliuotės užtikrinimas, elemento ir linijos fizinis izoliavimas ir elemento generuojamos šilumos laidumas, Todėl pakavimo plėvelės gaminiai turi turėti aukštą vandens garų barjerą, didelį matomos šviesos pralaidumą, didelę tūrio varžą, atsparumą oro sąlygoms ir anti PID veikimą.

Šiuo metu EVA lipni plėvelė yra plačiausiai naudojama lipnios plėvelės medžiaga saulės elementų pakavimui.2018 m. jos rinkos dalis yra apie 90%.Jis turi daugiau nei 20 metų taikymo istoriją, subalansuotą gaminio našumą ir didelę kainą.POE lipni plėvelė yra dar viena plačiai naudojama fotovoltinės pakavimo lipnios plėvelės medžiaga.2018 m. jos rinkos dalis yra apie 9% 5. Šis produktas yra etileno okteno kopolimeras, kuris gali būti naudojamas saulės viengubo stiklo ir dvigubo stiklo modulių, ypač dvigubo stiklo modulių, pakavimui.POE lipni plėvelė pasižymi puikiomis savybėmis, tokiomis kaip didelis vandens garų barjeras, didelis matomos šviesos pralaidumas, didelė varža, puikus atsparumas oro sąlygoms ir ilgalaikis anti-PID veikimas.Be to, unikalus šio gaminio atspindys gali pagerinti veiksmingą saulės šviesos panaudojimą moduliui, padėti padidinti modulio galią ir išspręsti baltos lipnios plėvelės perpildymo problemą po modulio laminavimo.

(3) Akumuliatoriaus lustas

Silicio saulės elementas yra tipiškas dviejų galų įrenginys.Du gnybtai yra atitinkamai ant šviesos priėmimo paviršiaus ir silicio lusto foninio apšvietimo paviršiaus.

Fotovoltinės energijos gamybos principas: Kai fotonas šviečia ant metalo, jo energiją gali visiškai sugerti metale esantis elektronas.Elektrono sugeriama energija yra pakankamai didelė, kad įveiktų Kulono jėgą metalo atomo viduje ir atliktų darbą, pabėgtų nuo metalo paviršiaus ir taptų fotoelektronu.Silicio atomas turi keturis išorinius elektronus.Jei grynas silicis yra legiruotas atomais su penkiais išoriniais elektronais, pavyzdžiui, fosforo atomais, jis tampa N tipo puslaidininkiu;Jei grynas silicis yra legiruotas atomais su trimis išoriniais elektronais, pavyzdžiui, boro atomais, susidaro P tipo puslaidininkis.Sujungus P ir N tipą, kontaktinis paviršius sudarys potencialų skirtumą ir taps saulės elementu.Kai saulės šviesa šviečia PN sandūroje, srovė teka iš P tipo į N tipo pusę, sudarydama srovę.

Pagal skirtingas naudojamas medžiagas saulės elementus galima suskirstyti į tris kategorijas: pirmoji kategorija yra kristalinio silicio saulės elementai, įskaitant monokristalinį silicį ir polikristalinį silicį.Jų moksliniai tyrimai ir plėtra bei pritaikymas rinkoje yra gana nuodugnus, o jų fotoelektrinės konversijos efektyvumas yra didelis, o tai užima pagrindinę dabartinės baterijos lusto rinkos dalį;Antroji kategorija yra plonasluoksnės saulės baterijos, įskaitant silicio pagrindo plėveles, junginius ir organines medžiagas.Tačiau dėl žaliavų trūkumo arba toksiškumo, mažo konversijos efektyvumo, prasto stabilumo ir kitų trūkumų jie retai naudojami rinkoje;Trečioji kategorija – nauji saulės elementai, įskaitant laminuotus saulės elementus, kurie šiuo metu yra tyrimų ir plėtros stadijoje, o technologija dar nėra subrendusi.

Pagrindinės saulės elementų žaliavos yra polisilicis (iš jo galima gaminti monokristalinius silicio strypus, polisilicio luitus ir kt.).Gamybos procesas daugiausia apima: valymą ir flokavimą, difuziją, kraštų ėsdinimą, defosforuotą silicio stiklą, PECVD, šilkografiją, sukepinimą, testavimą ir kt.

Čia išplečiamas vieno kristalo ir polikristalinės fotovoltinės plokštės skirtumas ir ryšys

Vienas kristalas ir polikristalinis yra du techniniai kristalinio silicio saulės energijos keliai.Jei monokristalas lyginamas su pilnu akmeniu, polikristalinis yra akmuo, pagamintas iš skaldytų akmenų.Dėl skirtingų fizinių savybių monokristalų fotoelektrinės konversijos efektyvumas yra didesnis nei polikristalų, tačiau polikristalų kaina yra palyginti maža.

Monokristalinio silicio saulės elementų fotoelektrinės konversijos efektyvumas yra apie 18%, o didžiausias – 24%.Tai didžiausias visų rūšių saulės elementų fotoelektrinės konversijos efektyvumas, tačiau gamybos sąnaudos yra didelės.Kadangi monokristalinis silicis paprastai yra supakuotas su grūdintu stiklu ir vandeniui atsparia derva, jis yra patvarus ir jo tarnavimo laikas yra 25 metai.

Polikristalinio silicio saulės elementų gamybos procesas yra panašus į monokristalinio silicio saulės elementų gamybos procesą, tačiau reikia labai sumažinti polikristalinio silicio saulės elementų fotoelektrinės konversijos efektyvumą, o jo fotoelektrinės konversijos efektyvumas yra apie 16%.Kalbant apie gamybos sąnaudas, jis yra pigesnis nei monokristaliniai silicio saulės elementai.Medžiagas lengva gaminti, taupant energijos sąnaudas, o bendros gamybos sąnaudos yra mažos.

Vieno kristalo ir polikristalų santykis: polikristalas yra vienas kristalas su defektais.

Didėjant internetinių kainų siūlymams be subsidijų ir didėjant įrengiamų žemės išteklių trūkumui, efektyvių produktų paklausa pasaulinėje rinkoje didėja.Investuotojų dėmesys taip pat nukrypo nuo ankstesnio skubėjimo prie pirminio šaltinio, ty elektros gamybos efektyvumo ir paties projekto ilgalaikio patikimumo, o tai yra raktas į būsimas elektrinės pajamas.Šiame etape polikristalinė technologija vis dar turi pranašumų kainos atžvilgiu, tačiau jos efektyvumas yra palyginti mažas.

Yra daug priežasčių, dėl kurių polikristalinės technologijos auga lėtai: viena vertus, mokslinių tyrimų ir plėtros sąnaudos išlieka didelės, o tai lemia dideles naujų procesų gamybos sąnaudas.Kita vertus, įrangos kaina itin brangi.Tačiau, nors efektyvių monokristalų energijos gamybos efektyvumas ir našumas yra nepasiekiamas polikristalams ir paprastiems monokristalams, kai kurie kainoms jautrūs klientai rinkdamiesi vis tiek „negalės konkuruoti“.

Šiuo metu efektyvi monokristalinė technologija pasiekė gerą našumo ir sąnaudų pusiausvyrą.Vieno kristalo pardavimo apimtis užėmė lyderio poziciją rinkoje.

(4) Galinė plokštė

Saulės baterijos galinė plokštė yra fotovoltinė pakavimo medžiaga, esanti saulės elemento modulio gale.Jis daugiausia naudojamas apsaugoti saulės elementų modulį lauko aplinkoje, atsispirti aplinkos veiksnių, tokių kaip šviesa, drėgmė ir šiluma, korozijai ant pakuotės plėvelės, elementų drožlių ir kitų medžiagų, taip pat atlikti oro sąlygoms atsparios izoliacijos apsaugos vaidmenį.Kadangi galinė plokštė yra atokiausiame PV modulio galinės dalies sluoksnyje ir tiesiogiai liečiasi su išorine aplinka, ji turi turėti puikų atsparumą aukštai ir žemai temperatūrai, atsparumą ultravioletiniams spinduliams, atsparumą aplinkos senėjimui, vandens garų barjerą, elektros izoliaciją ir kt. savybes, kad atitiktų 25 metų saulės elementų modulio tarnavimo laiką.Nuolat tobulinant fotovoltinės pramonės energijos gamybos efektyvumo reikalavimus, kai kurie didelio našumo saulės baterijos gaminiai taip pat turi didelį šviesos atspindį, kad pagerintų saulės modulių fotoelektrinės konversijos efektyvumą.

Pagal medžiagų klasifikaciją galinė plokštė daugiausia skirstoma į organinius polimerus ir neorganines medžiagas.Saulės užpakalinė plokštė paprastai reiškia organinius polimerus, o neorganinės medžiagos daugiausia yra stiklas.Pagal gamybos procesą daugiausia yra sudėtinio tipo, dangos tipo ir koekstruzijos tipo.Šiuo metu kompozitinės plokštės sudaro daugiau nei 78 % galinių plokščių rinkos.Dėl didėjančio dvigubo stiklo komponentų panaudojimo stiklo galinių plokščių rinkos dalis viršija 12%, o dengtų ir kitų konstrukcinių galinių plokščių – apie 10%.

Saulės galinės plokštės žaliavos daugiausia yra PET pagrindo plėvelė, fluoro medžiaga ir klijai.PET pagrindo plėvelė daugiausia užtikrina izoliaciją ir mechanines savybes, tačiau jos atsparumas oro sąlygoms yra gana prastas;Fluorinės medžiagos daugiausia skirstomos į dvi formas: fluoro plėvelę ir fluoro turinčią dervą, kurios užtikrina izoliaciją, atsparumą oro sąlygoms ir barjerines savybes;Klijai daugiausia sudaryti iš sintetinės dervos, kietiklio, funkcinių priedų ir kitų cheminių medžiagų.Jis naudojamas PET pagrindo plėvelės ir fluoro plėvelės sujungimui kompozitinėje galinėje plokštėje.Šiuo metu aukštos kokybės saulės elementų modulių galinės plokštės iš esmės naudoja fluoro medžiagas, kad apsaugotų PET pagrindo plėvelę.Vienintelis skirtumas yra tas, kad naudojamų fluorido medžiagų forma ir sudėtis skiriasi.Fluoro medžiaga ant PET pagrindo plėvelės sujungiama klijais fluoro plėvelės pavidalu, kuri yra sudėtinė užpakalinė plokštė;Jis yra tiesiogiai padengtas ant PET pagrindo plėvelės fluoro turinčios dervos pavidalu specialiu procesu, kuris vadinamas padengta galine plokšte.

Paprastai kalbant, dėl fluoro plėvelės vientisumo sudėtinė galinė plokštė pasižymi puikiomis visapusiškomis savybėmis;Dengta galinė plokštė turi kainos pranašumą dėl mažų medžiagų sąnaudų.

Pagrindiniai sudėtinių galinių plokščių tipai

Sudėtinė saulės baterija gali būti suskirstyta į dvipusę fluoro plėvelės užpakalinę plokštę, vienpusę fluoro plėvelės užpakalinę plokštę ir be fluoro pagal fluoro kiekį.Dėl savo atitinkamo atsparumo oro sąlygoms ir kitų savybių jie tinka įvairioms aplinkoms.Paprastai tariant, po atsparumo atmosferos poveikiui aplinkai seka dvipusė fluoro plėvelės, vienpusės fluoro plėvelės ir be fluoro galinė plokštė, o jų kainos paprastai mažėja.

Pastaba: (1) PVF (monofluorintos dervos) plėvelė išspaudžiama iš PVF kopolimero.Šis formavimo procesas užtikrina, kad PVF dekoratyvinis sluoksnis būtų kompaktiškas ir be defektų, tokių kaip skylutės ir įtrūkimai, kurie dažnai atsiranda purškiant PVDF (difluorintos dervos) dangą ar dengiant voleliu.Todėl PVF plėvelės dekoratyvinio sluoksnio izoliacija yra pranašesnė už PVDF dangą.PVF plėvelę dengianti medžiaga gali būti naudojama vietose, kur yra blogesnė korozijos aplinka;

(2) PVF plėvelės gamybos procese molekulinės gardelės ekstruzijos išdėstymas išilgine ir skersine kryptimis labai sustiprina jos fizinį stiprumą, todėl PVF plėvelė turi didesnį tvirtumą;

(3) PVF plėvelė turi didesnį atsparumą dilimui ir ilgesnį tarnavimo laiką;

(4) Ekstruzinės PVF plėvelės paviršius yra lygus ir subtilus, be juostelių, apelsino žievelės, mikro raukšlių ir kitų defektų, susidarančių ant paviršiaus dengiant voleliu arba purškiant.

Taikomi scenarijai

Dėl aukščiausios atsparumo oro sąlygoms dvipusė fluoro plėvelės kompozicinė galinė plokštė gali atlaikyti sunkias aplinkas, tokias kaip šaltis, aukšta temperatūra, vėjas ir smėlis, lietus ir kt., ir paprastai yra plačiai naudojamas plokščiakalnyje, dykumoje, Gobi ir kituose regionuose;Vienpusė fluoro plėvelės kompozitinė galinė plokštė yra sąnaudas mažinantis dvipusės fluoro plėvelės kompozitinės galinės plokštės gaminys.Palyginti su dvipuse fluoro plėvelės kompozicine galine plokšte, jos vidinis sluoksnis turi prastą atsparumą ultravioletiniams spinduliams ir šilumos išsklaidymą, o tai daugiausia taikoma stogams ir vietoms, kuriose yra vidutinė ultravioletinė spinduliuotė.

6, PV keitiklis

Saulės fotovoltinės energijos gamybos procese fotovoltinių matricų generuojama galia yra nuolatinė, tačiau daugeliui apkrovų reikia kintamosios srovės.Nuolatinės srovės maitinimo sistema turi didelių apribojimų, o tai nėra patogu transformuoti įtampą, o apkrovos taikymo sritis taip pat yra ribota.Išskyrus specialias elektros apkrovas, keitikliai reikalingi nuolatinei srovei paversti kintamosios srovės maitinimu.Fotovoltinis inverteris yra saulės fotovoltinės energijos gamybos sistemos širdis.Jis paverčia fotovoltinės energijos gamybos sistemos generuojamą nuolatinę srovę į kintamosios srovės energiją, reikalingą gyvenimui, naudodamas galios elektroninės konversijos technologiją, ir yra vienas iš svarbiausių pagrindinių fotovoltinės elektrinės komponentų.


Paskelbimo laikas: 2022-12-26