Güneş pili modülü

Genel olarak güneş pili modülü, fotovoltaik cam, paketleme yapışkan filmi, hücre çipi, paketleme yapışkan filmi ve arka panel dahil olmak üzere yukarıdan aşağıya beş katmandan oluşur:

(1) Fotovoltaik cam

Tekli fotovoltaik güneş hücresinin zayıf mekanik mukavemeti nedeniyle kırılması kolaydır;Havadaki nem ve aşındırıcı gaz yavaş yavaş elektrodu oksitleyecek ve paslandıracak ve dış mekanda çalışmanın zorlu koşullarına dayanamayacak;Aynı zamanda, tekli fotovoltaik hücrelerin çalışma voltajı genellikle düşüktür ve bu da genel elektrikli ekipmanın ihtiyaçlarını karşılaması zordur.Bu nedenle, güneş pilleri genellikle bir paketleme paneli ile bir arka panel arasında, bağımsız olarak DC çıkışı sağlayabilen paketleme ve dahili bağlantı ile bölünmez bir fotovoltaik modül oluşturmak için EVA filmi ile kapatılır.Çeşitli fotovoltaik modüller, invertörler ve diğer elektrikli aksesuarlar, fotovoltaik güç üretim sistemini oluşturur.

Fotovoltaik modülü kaplayan fotovoltaik cam kaplandıktan sonra, güneş pilinin daha fazla elektrik üretebilmesi için daha yüksek bir ışık geçirgenliği sağlayabilir;Aynı zamanda, sertleştirilmiş fotovoltaik cam daha yüksek bir güce sahiptir, bu da güneş pillerinin daha büyük rüzgar basıncına ve daha büyük günlük sıcaklık farkına dayanmasını sağlayabilir.Bu nedenle fotovoltaik cam, fotovoltaik modüllerin vazgeçilmez aksesuarlarından biridir.

Fotovoltaik hücreler esas olarak kristal silikon hücrelere ve ince film hücrelere ayrılır.Kristal silikon hücreler için kullanılan fotovoltaik cam esas olarak perdahlama yöntemini benimser ve ince film hücreleri için kullanılan fotovoltaik cam esas olarak yüzdürme yöntemini benimser.

(2) Sızdırmazlık yapışkan filmi (EVA)

Güneş pili paketleme yapışkan filmi, hücre tabakasını saran ve cam ve arka plaka ile yapıştırılan güneş pili modülünün ortasında bulunur.Güneş pili paketleme yapışkan filminin ana işlevleri şunları içerir: güneş pili hattı ekipmanı için yapısal destek sağlamak, hücre ve güneş radyasyonu arasında maksimum optik bağlantı sağlamak, hücreyi ve hattı fiziksel olarak izole etmek ve hücre tarafından üretilen ısıyı iletmek, vb. Bu nedenle, ambalaj filmi ürünlerinin yüksek su buharı bariyerine, yüksek görünür ışık geçirgenliğine, yüksek hacim direncine, hava koşullarına dayanıklılığa ve anti PID performansına sahip olması gerekir.

Şu anda, EVA yapışkan film, güneş pili paketleme için en yaygın kullanılan yapışkan film malzemesidir.2018 yılı itibari ile pazar payı %90 civarındadır.Dengeli ürün performansı ve yüksek maliyet performansı ile 20 yılı aşkın uygulama geçmişine sahiptir.POE yapışkan film, yaygın olarak kullanılan başka bir fotovoltaik paketleme yapışkan film malzemesidir.2018 yılı itibariyle pazar payı %9 civarındadır.POE yapışkan filmi, yüksek su buharı bariyer oranı, yüksek görünür ışık geçirgenliği, yüksek hacim direnci, mükemmel hava direnci ve uzun süreli anti PID performansı gibi mükemmel özelliklere sahiptir.Ek olarak, bu ürünün benzersiz yüksek yansıtma performansı, modül için güneş ışığının etkin kullanımını artırabilir, modülün gücünü artırmaya yardımcı olabilir ve modül laminasyonundan sonra beyaz yapışkan filmin taşması sorununu çözebilir.

(3) Pil çipi

Silikon güneş pili, tipik bir iki uçlu cihazdır.İki terminal sırasıyla ışık alma yüzeyinde ve silikon çipin arka ışık yüzeyindedir.

Fotovoltaik enerji üretimi ilkesi: Bir foton bir metal üzerinde parladığında, enerjisi metaldeki bir elektron tarafından tamamen soğurulabilir.Elektronun emdiği enerji, metal atomunun içindeki Coulomb kuvvetini yenecek ve iş yapacak, metal yüzeyden kaçacak ve bir fotoelektron haline gelecek kadar büyüktür.Silikon atomunun dört dış elektronu vardır.Saf silikon, fosfor atomları gibi beş dış elektronlu atomlarla katkılanırsa, N tipi bir yarı iletken olur;Saf silikon, bor atomları gibi üç dış elektronlu atomlarla katkılanırsa, P tipi bir yarı iletken oluşur.P tipi ve N tipi birleştirildiğinde, temas yüzeyi bir potansiyel farkı oluşturacak ve bir güneş pili olacaktır.Güneş ışığı PN bağlantısını aydınlattığında, akım P-tipi taraftan N-tipi tarafa akar ve bir akım oluşturur.

Kullanılan farklı malzemelere göre, güneş pilleri üç kategoriye ayrılabilir: birinci kategori, monokristal silikon ve polikristal silikon dahil olmak üzere kristal silikon güneş pilleridir.Araştırma, geliştirme ve pazar uygulamaları nispeten derindir ve fotoelektrik dönüşüm verimliliği yüksektir ve mevcut pil çipinin ana pazar payını işgal eder;İkinci kategori, silikon bazlı filmler, bileşikler ve organik malzemeler dahil olmak üzere ince film güneş pilleridir.Bununla birlikte, ham maddelerin kıtlığı veya toksisitesi, düşük dönüşüm verimliliği, zayıf stabilite ve diğer eksiklikler nedeniyle piyasada nadiren kullanılırlar;Üçüncü kategori, şu anda araştırma ve geliştirme aşamasında olan ve teknolojisi henüz olgunlaşmamış olan lamine güneş pilleri de dahil olmak üzere yeni güneş pilleridir.

Güneş pillerinin ana hammaddeleri polisilikondur (tek kristal silikon çubuklar, polisilikon külçeler vb. üretebilir).Üretim süreci temel olarak şunları içerir: temizleme ve floklama, difüzyon, kenar aşındırma, fosforsuz silikon cam, PECVD, serigrafi, sinterleme, test etme vb.

Tek kristal ve çok kristalli fotovoltaik panel arasındaki fark ve ilişki burada genişletilmiştir.

Tek kristal ve polikristal, kristal silikon güneş enerjisinin iki teknik yoludur.Tek kristal tam bir taşla karşılaştırıldığında, polikristal kırılmış taşlardan oluşan bir taştır.Farklı fiziksel özellikler nedeniyle, tek kristalin fotoelektrik dönüşüm verimliliği polikristalinkinden daha yüksektir, ancak polikristalin maliyeti nispeten düşüktür.

Monokristal silikon güneş pillerinin fotoelektrik dönüşüm verimliliği yaklaşık %18'dir ve en yüksek verim %24'tür.Bu, her tür güneş pilinin en yüksek fotoelektrik dönüşüm verimliliğidir, ancak üretim maliyeti yüksektir.Monokristal silikon genellikle temperli cam ve su geçirmez reçine ile paketlendiğinden dayanıklıdır ve 25 yıllık bir kullanım ömrüne sahiptir.

Polikristalin silikon güneş pillerinin üretim süreci, monokristalin silikon güneş pillerininkine benzer, ancak polikristalin silikon güneş pillerinin fotoelektrik dönüşüm verimliliğinin çok azaltılması gerekir ve fotoelektrik dönüşüm verimliliği yaklaşık %16'dır.Üretim maliyeti açısından monokristal silikon güneş pillerine göre daha ucuzdur.Malzemelerin üretimi kolaydır, güç tüketiminden tasarruf sağlar ve toplam üretim maliyeti düşüktür.

Tek kristal ve polikristal arasındaki ilişki: polikristal, kusurları olan tek bir kristaldir.

Sübvansiyonsuz çevrimiçi teklif vermenin artması ve kurulabilir arazi kaynaklarının kıtlığının artmasıyla birlikte, küresel pazarda verimli ürünlere olan talep artıyor.Yatırımcıların dikkati de önceki telaştan orijinal kaynağa, yani enerji üretim performansına ve gelecekteki elektrik santrali gelirinin anahtarı olan projenin kendisinin uzun vadeli güvenilirliğine kaydı.Bu aşamada, polikristal teknolojisi hala maliyet açısından avantajlara sahiptir, ancak etkinliği nispeten düşüktür.

Polikristal teknolojisinin yavaş büyümesinin pek çok nedeni var: Bir yandan, araştırma ve geliştirme maliyeti yüksek kalıyor, bu da yeni süreçlerin yüksek üretim maliyetine yol açıyor.Öte yandan, ekipman fiyatı son derece pahalıdır.Bununla birlikte, verimli tek kristallerin güç üretim verimliliği ve performansı, polikristallerin ve sıradan tek kristallerin ulaşamayacağı kadar yüksek olsa da, fiyata duyarlı bazı müşteriler seçim yaparken yine de "rekabet edemeyecektir".

Şu anda verimli tek kristal teknolojisi, performans ve maliyet arasında iyi bir denge kurmuştur.Tek kristalin satış hacmi pazarda lider bir konuma sahiptir.

(4) Arka panel

Solar arka panel, güneş pili modülünün arkasında bulunan bir fotovoltaik paketleme malzemesidir.Esas olarak dış ortamda güneş pili modülünü korumak, ambalaj filmi, hücre yongaları ve diğer malzemeler üzerindeki ışık, nem ve ısı gibi çevresel faktörlerin korozyonuna direnmek ve hava koşullarına dayanıklı yalıtım koruma rolü oynamak için kullanılır.Arka panel, PV modülünün arkasındaki en dış katmanda bulunduğundan ve dış ortamla doğrudan temas ettiğinden, mükemmel yüksek ve düşük sıcaklık direncine, ultraviyole radyasyon direncine, çevresel yaşlanma direncine, su buharı bariyerine, elektrik yalıtımına ve diğer özelliklere sahip olmalıdır. güneş pili modülünün 25 yıllık hizmet ömrünü karşılayacak özellikler.Fotovoltaik endüstrisinin güç üretim verimliliği gereksinimlerinin sürekli iyileştirilmesiyle, bazı yüksek performanslı güneş enerjisi arka panel ürünleri, güneş modüllerinin fotoelektrik dönüşüm verimliliğini artırmak için yüksek ışık yansıtma özelliğine de sahiptir.

Malzemelerin sınıflandırılmasına göre, arka plan esas olarak organik polimerler ve inorganik maddelere ayrılmıştır.Solar arka panel genellikle organik polimerleri ifade eder ve inorganik maddeler çoğunlukla camdır.Üretim sürecine göre, esas olarak kompozit tip, kaplama tipi ve koekstrüzyon tipi vardır.Şu anda, kompozit arka panel, arka panel pazarının %78'inden fazlasını oluşturmaktadır.Çift cam bileşenlerin artan uygulaması nedeniyle, cam arka panelin pazar payı %12'yi aşıyor ve kaplamalı arka panel ve diğer yapısal arka panellerin pazar payı yaklaşık %10'dur.

Güneş arka panelinin hammaddeleri esas olarak PET bazlı film, flor malzemesi ve yapıştırıcıyı içerir.PET bazlı film esas olarak yalıtım ve mekanik özellikler sağlar, ancak hava koşullarına karşı direnci nispeten zayıftır;Flor malzemeleri esas olarak iki forma ayrılır: yalıtım, hava direnci ve bariyer özelliği sağlayan flor filmi ve flor içeren reçine;Yapıştırıcı esas olarak sentetik reçine, kürleme maddesi, fonksiyonel katkı maddeleri ve diğer kimyasallardan oluşur.PET bazlı filmi ve flor filmi kompozit arka panelde yapıştırmak için kullanılır.Şu anda, yüksek kaliteli güneş pili modüllerinin arka planlarında temel olarak PET bazlı filmi korumak için florür malzemeler kullanılmaktadır.Tek fark, kullanılan florürlü malzemelerin şekli ve bileşiminin farklı olmasıdır.Flor malzemesi, kompozit bir arka plan olan flor filmi formundaki yapıştırıcı ile PET bazlı film üzerinde birleştirilir;Kaplamalı arka panel adı verilen özel bir işlemle doğrudan flor içeren reçine formunda PET bazlı film üzerine kaplanır.

Genel olarak konuşursak, kompozit arka panel, flor filminin bütünlüğü nedeniyle üstün kapsamlı performansa sahiptir;Kaplamalı arka panel, düşük malzeme maliyeti nedeniyle fiyat avantajına sahiptir.

Ana kompozit arka panel türleri

Kompozit solar arka panel, flor içeriğine göre çift taraflı flor film arka panel, tek taraflı flor film arka panel ve flor içermeyen arka panel olarak ayrılabilir.İlgili hava koşullarına dayanıklılıkları ve diğer özellikleri nedeniyle, farklı ortamlar için uygundurlar.Genel olarak konuşursak, çevreye karşı hava direncini çift taraflı flor film arka panel, tek taraflı flor film arka panel ve flor içermeyen arka panel takip eder ve fiyatları genellikle buna karşılık düşer.

Not: (1) PVF (monoflorlu reçine) filmi, PVF kopolimerinden ekstrüde edilir.Bu oluşum süreci, PVF dekoratif katmanının kompakt olmasını ve PVDF (diflorlu reçine) kaplama püskürtme veya rulo kaplama sırasında sıklıkla meydana gelen iğne delikleri ve çatlaklar gibi kusurlardan arınmış olmasını sağlar.Bu nedenle, PVF film dekoratif katmanının yalıtımı, PVDF kaplamadan daha üstündür.PVF film kaplama malzemesi, korozyon ortamının daha kötü olduğu yerlerde kullanılabilir;

(2) PVF film üretimi sürecinde, moleküler kafesin uzunlamasına ve enine yönler boyunca ekstrüzyon düzenlemesi, fiziksel gücünü büyük ölçüde güçlendirir, bu nedenle PVF filmi daha fazla tokluğa sahiptir;

(3) PVF filmi daha güçlü aşınma direncine ve daha uzun hizmet ömrüne sahiptir;

(4) Ekstrüde PVF filmin yüzeyi pürüzsüz ve hassastır, silindir kaplama veya püskürtme sırasında yüzeyde üretilen şeritler, portakal kabuğu, mikro kırışıklık ve diğer kusurlar içermez.

Uygulanabilir senaryolar

Üstün hava koşullarına dayanıklılığı nedeniyle, çift taraflı flor film kompozit arka panel soğuk, yüksek sıcaklık, rüzgar ve kum, yağmur vb. gibi zorlu ortamlara dayanabilir ve genellikle plato, çöl, Gobi ve diğer bölgelerde yaygın olarak kullanılır;Tek taraflı flor film kompozit arka panel, çift taraflı flor film kompozit arka panelin maliyet düşürücü bir ürünüdür.Çift taraflı flor film kompozit arka panel ile karşılaştırıldığında, iç tabakası zayıf ultraviyole direncine ve ısı dağılımına sahiptir, bu da esas olarak çatılar ve orta derecede ultraviyole radyasyona sahip alanlar için geçerlidir.

6, PV invertör

Güneş fotovoltaik enerji üretimi sürecinde, fotovoltaik diziler tarafından üretilen güç DC güçtür, ancak birçok yük AC güce ihtiyaç duyar.DC güç kaynağı sistemi, voltaj dönüşümü için uygun olmayan büyük sınırlamalara sahiptir ve yük uygulama kapsamı da sınırlıdır.Özel elektrik yükleri dışında, DC gücü AC güce çevirmek için invertörlere ihtiyaç vardır.Fotovoltaik invertör, güneş fotovoltaik enerji üretim sisteminin kalbidir.Fotovoltaik güç üretim sistemi tarafından üretilen DC gücü, güç elektroniği dönüştürme teknolojisi aracılığıyla yaşamın ihtiyaç duyduğu AC gücüne dönüştürür ve fotovoltaik güç istasyonunun en önemli çekirdek bileşenlerinden biridir.


Gönderim zamanı: 26 Aralık 2022