Τα βασικά υλικά για τη συναρμολόγηση των φωτοβολταϊκών μονάδων περιλαμβάνουν γυαλί με μέτρο, μεμβράνη EVA, ηλιακά κύτταρα, πλάτη, πλαίσια κράματος αλουμινίου και κουτιά διασταύρωσης. Αυτά τα υλικά συνεργάζονται για την επίτευξη λειτουργιών όπως η φωτοηλεκτρική μετατροπή, η δομική προστασία και η τρέχουσα μετάδοση.
Σχηματικό διάγραμμα αποσυναρμολόγησης ηλιακής φωτοβολταϊκής μονάδας
Τα πλαίσια ηλιακών πλαισίων, γνωστά και ως πλαίσια εξώθησης αλουμινίου, είναι βασικά συστατικά των ηλιακών συλλεκτών. Αυτά τα πλαίσια ασφαλίζουν και σφραγίζουν στοιχεία ηλιακού πίνακα, συμπεριλαμβανομένου του ηλιακού φύλλου και του γυαλιού κάλυψης. Ισχυρά αλλά ελαφριά, πλαίσια αλουμινίου όχι μόνο παρέχουν μηχανική υποστήριξη για τα ηλιακά κύτταρα αλλά και ενισχύουν την αντίσταση του ηλιακού πίνακα σε καιρικές συνθήκες και άλλους εξωτερικούς παράγοντες.
Τα πλαίσια αλουμινίου ενισχύουν τη συνολική ακαμψία των ηλιακών συλλεκτών, επιτρέποντάς τους να αντέξουν το βάρος του συσσωρευμένου χιονιού και άλλων δυνάμεων που μπορεί να συναντήσουν κατά τη διάρκεια της ζωής τους.
Η εγγενή αντίσταση της διάβρωσης του πλαισίου αλουμινίου το καθιστά βασικό υλικό για την προστασία των ηλιακών συλλεκτών. Απαγορεύει αποτελεσματικά τις ηλιακές μονάδες από την υγρασία, τα σωματίδια σκόνης, τη βροχή και άλλα επιβλαβή στοιχεία. Τα πλαίσια ηλιακού πίνακα αλουμινίου αποστραγγίζουν αποτελεσματικά το νερό και εμποδίζουν τη συσσώρευση των υπολειμμάτων στα πλαίσια. Τα πλαίσια βοηθούν επίσης στην πρόληψη της υγρασίας από τη διείσδυση των πλαισίων και την καταστροφή των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων τους.
Πλαίσιο αργιλίου
Ηλιακό κύτταρο
Ένα ηλιακό κύτταρο, επίσης γνωστό ως φωτοβολταϊκό κύτταρο, είναι μια συσκευή που μετατρέπει το φως του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω του φωτοβολταϊκού αποτελέσματος. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει ορισμένα υλικά που δημιουργούν ένα ηλεκτρικό ρεύμα όταν εκτίθενται στο ηλιακό φως. Τα ηλιακά κύτταρα αποτελούν θεμελιώδη συστατικό των ηλιακών συλλεκτών, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως για την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για μια ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Κρυσταλλικά ηλιακά κύτταρα πυριτίου
Το κρυσταλλικό πυρίτιο είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό για εμπορικά ηλιακά κύτταρα. Συνδυάζει χαμηλό κόστος, υψηλή απόδοση έως και 26%- 27%, μακροπρόθεσμη σταθερότητα και ανθεκτικότητα και σταθερές βιομηχανικές τεχνικές γνώσεις. Το πυρίτιο έχει ένα χάσμα ενεργειακής ζώνης 1,12 eV, το οποίο είναι μια καλή αντιστοίχιση με το ηλιακό φάσμα.
Τα ηλιακά κύτταρα από πυρίτιο είναι η πιο δημοφιλής επιλογή για τους σημερινούς ηλιακούς συλλέκτες. Το κρυσταλλικό πυρίτιο μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε διαφορετικούς τύπους, δηλαδή μονοκρυσταλλικό πυρίτιο και πολυκρυσταλλικό πυρίτιο.
Μονοκρυσταλλικό πυρίτιο - Αυτός είναι ένας εξαιρετικά αποτελεσματικός τύπος ηλιακού κυττάρου που χρησιμοποιείται σε ηλιακούς συλλέκτες υψηλής ποιότητας. Προσφέρουν γενικά περισσότερη ισχύ από τα αντίπαλα προϊόντα, αλλά είναι πολύ πιο ακριβά. Τα ηλιακά πάνελ που χρησιμοποιούν μονοκρυσταλλικά κύτταρα πυριτίου διαθέτουν ένα διακριτικό μοτίβο μικρών λευκών διαμαντιών. Αυτό οφείλεται στο πώς κόβονται οι γκοφρέτες.
Πολυκρυσταλλικό πυρίτιο - επίσης γνωστό ως «πολυκρυσταλλικό πυρίτιο», αυτός ο τύπος ηλιακού φωτοβολταϊκού κυττάρου είναι ο πιο συνηθισμένος. Λόγω της δημοτικότητάς του και μιας αποτελεσματικότερης διαδικασίας κατασκευής (που περιλαμβάνει λιωμένο πυρίτιο), οι ηλιακοί συλλέκτες που χρησιμοποιούν κύτταρα αυτού του τύπου είναι συχνά τα φθηνότερα για να αγοράσουν.
Ηλιακά κύτταρα λεπτού φιλμ
Λεπτά - Τα ηλιακά κύτταρα φιλμ, επίσης γνωστά ως λεπτό - φωτοβολταϊκά κύτταρα, επειδή αποτελούνται από πολλαπλά στρώματα λεπτών μεμβρανών φωτοβολταϊκών υλικών που είναι πολύ λεπτότερα από τα τυπικά p { Αυτά τα κύτταρα κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας υλικά όπως άμορφο πυρίτιο, καδμίου και σελενικό του χαλκού ινδίου. Οι αρχές λειτουργίας του λεπτού - ηλιακών κυττάρων φιλμ είναι σχεδόν πανομοιότυπα με εκείνα των συμβατικών κυττάρων που βασίζονται σε πυρίτιο -. Ωστόσο, η ευέλικτη διάταξη των πολλαπλών στρωμάτων υλικού σε λεπτό - κύτταρα φιλμ διαφέρει από εκείνα των κυττάρων πυριτίου.
Τα ηλιακά πάνελ που χρησιμοποιούν ηλιακά κύτταρα λεπτού φιλμ είναι λιγότερο συχνές από τις εναλλακτικές λύσεις πυριτίου κρυσταλλικού πυριτίου. Αν και τείνουν να είναι φθηνότερα, η απόδοσή τους δεν είναι τόσο καλή όσο η τεχνολογία SI -. Ένα πλεονέκτημα των κυττάρων λεπτού φιλμ είναι ότι είναι ευέλικτα και επομένως ελαφρώς πιο ανθεκτικά.
Τα πιο δημοφιλή υλικά σε ηλιακά κύτταρα λεπτού φιλμ έχουν τα εξής:
Άμορφο πυρίτιο - Πρόκειται για ένα δημοφιλές υλικό που χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλιακά κύτταρα λεπτού φιλμ. Χρησιμοποιεί περίπου το 1% του πυριτίου που περιέχει ένα παραδοσιακό κρυσταλλικό κύτταρο πυριτίου, καθιστώντας το σημαντικά φθηνότερο.
Τα ηλιακά κύτταρα καδμίου είναι το μοναδικό προϊόν λεπτού φιλμ για να ανταγωνιστεί την απόδοση των κυττάρων μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Το μειονέκτημα σε αυτό το υλικό είναι ότι είναι εξαιρετικά τοξικό, προκαλώντας ανησυχία σχετικά με τη διάθεση παλαιών κυττάρων καδμίου.
Χαλκός Ινδός Σεληνιδίου Γαλιού (CIGS) - Αυτή είναι η τρίτη τεχνολογία ηλιακής ταινίας ηλιακής ταινίας. Όταν συγκρίνουμε αυτό το κρυσταλλικό πυρίτιο, τα κύτταρα CIGS μπορούν να είναι οπουδήποτε μεταξύ 80 και 160 φορές λεπτότερα.
Μετριοπάθεια
Το φωτοβολταϊκό γυαλί αναφέρεται στο γυαλί που χρησιμοποιείται σε ηλιακές φωτοβολταϊκές ενότητες, οι οποίες έχουν σημαντικές τιμές όπως η προστασία των μπαταριών και η μετάδοση φωτός.
Η προστασία από τη ζημιά - μετριασμένο γυαλί ηλιακού πίνακα χρησιμεύει ως προστατευτικό στρώμα για ηλιακούς συλλέκτες, αποτρέποντας τους περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως οι ατμοί, το νερό και η βρωμιά από την καταστροφή των φωτοβολταϊκών κυττάρων. Το μετρημένο γυαλί ηλιακού πίνακα παρέχει επίσης υψηλή αντοχή, εξαιρετική μεταδοτική μεταφορά και χαμηλή αντανάκλαση.
Ανθεκτικότητα και ασφάλεια - Το Glass Centerned προσφέρει έως και τέσσερις φορές περισσότερη δύναμη από το Standard Glass. Αυτή η δύναμη είναι κρίσιμη καθώς το μπροστινό φύλλο του ηλιακού πίνακα απαιτεί διαρκή προστασία από τα στοιχεία. Χάρη στις θερμικές και χημικές διεργασίες που παράγουν γυαλί, είναι επίσης γνωστό ως σκληρυμένο ή γυαλί ασφαλείας. Το μετρημένο γυαλί είναι ασφαλέστερο για χρήση επειδή καταστρέφεται σε πολλά μικρότερα κομμάτια όταν σπάσει, μειώνοντας την πιθανότητα τυχαίου τραυματισμού.
Eva ταινία
Το οξικό βινύλιο αιθυλενίου (EVA) είναι ένα θερμοπλαστικό πολυμερές που διαθέτει καλή μετάδοση ακτινοβολίας και χαμηλή αποικοδόμηση στο ηλιακό φως. Χρησιμοποιείται στη φωτογραφία - βολταϊκή (PV) ως υλικό ενθυλάκωσης για ηλιακά κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου στην κατασκευή φωτοβολταϊκών μονάδων. Οι ταινίες ηλιακής EVA προστατεύουν τους ηλιακούς συλλέκτες για πολύ καιρό με μικρή απώλεια στην απόδοση.
Το ηλιακό φύλλο Eva είναι μια γαλακτώδη λευκή, ελαστική ουσία. Όταν θερμαίνεται, μετατρέπεται σε μια διαφανή προστατευτική μεμβράνη που σφραγίζει και απομονώνει τα ηλιακά κύτταρα. Χρησιμοποιώντας ένα πλαστικοποιητή, τα κύτταρα πιέζονται μεταξύ των φύλλων EVA σε περιβάλλον κενού, όπου οι θερμοκρασίες φθάνουν έως και 150 μοίρες.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η ταινία EVA δεν είναι ανθεκτική στην EVA, οπότε απαιτείται ένα μπροστινό γυαλί για θωράκιση UV. Μετά την πλαστικοποίηση, το φύλλο οξικού βινυλίου αιθυλενίου - παίζει ζωτικό ρόλο στην πρόληψη της υγρασίας και της σκόνης να εισέλθει στον ηλιακό πάνελ. Το φύλλο EVA βοηθά τα κύτταρα να επιπλέουν μεταξύ του γυαλιού και του backsheet. Αυτή η δομή μετριάζει το σοκ και τη δόνηση, προστατεύοντας τα ηλιακά κύτταρα και τα κυκλώματά τους από φυσική βλάβη. Αποτρέπει επίσης το οξυγόνο και άλλα αέρια από την οξείδωση των κυττάρων κατά τη διάρκεια της φυσιολογικής παραγωγής ενέργειας, επεκτείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής του ηλιακού κυττάρου.
Φύλλο πλάτης
Το πίσω μέρος μιας φωτοβολταϊκής μονάδας χρησιμοποιεί μια ταινία backsheet. Το backsheet είναι ένα πολυστρωματικό στρώμα από διάφορα πολυμερή υλικά και ανόργανες τροποποιητές. Αυτή η δομή πολλαπλών στρώσεων επιτρέπει στις οπτικές, θερμομηχανικές, ηλεκτρικές και φραγμικές ιδιότητες να προσαρμοστούν στις συγκεκριμένες απαιτήσεις της φωτοβολταϊκής μονάδας. Διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στην προστασία τους από τις σκληρές, μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής τους.
Δεν δημιουργούνται ίσα όλα τα backsheets. Για να προστατεύσουν τους ηλιακούς συλλέκτες για πάνω από 25 χρόνια, πρέπει να επιτύχουν τη βέλτιστη ισορροπία τριών βασικών ιδιοτήτων: αντίσταση καιρού, μηχανική αντοχή και προσκόλληση. Αυτές οι ιδιότητες πρέπει να παραμείνουν σταθερές καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής της μονάδας.
Backsheet - Σχετικές αποτυχίες μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφική αποτυχία των ηλιακών συλλεκτών, σοβαρή αποικοδόμηση ισχύος και σοβαρούς κινδύνους για την ασφάλεια. Ο αντίκτυπος μπορεί να είναι σοβαρός, που κυμαίνεται από σημαντική ζημιά μάρκας και φήμη σε τραυματισμό.
Τα backsheets που βρέθηκαν σε PV - μονάδες μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις ομάδες. Τα backsheets της πρώτης κατηγορίας αποτελούνται από ένα μοναδικό κύριο πολυμερές συστατικό, πολυαμίδιο (PA), ενώ το BSS της δεύτερης και της τρίτης τάξης είναι πολλαπλά - συστατικά και πολλαπλά {{3} backsheets. Τα φύλλα backsheets Multi - αποτελούνται από ένα στρώμα πυρήνα πολυαιθυλενίου τερτεφταλικού (ΡΕΤ). Η δεύτερη τάξη έχει μια συμμετρική δομή στρώματος, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει ένα φθοριωμένο πολυμερές στο εσωτερικό στρώμα καθώς και στο στρώμα του αέρα. Αντίθετα, η τρίτη κλάση backsheet έχει μια ασύμμετρη δομή: ένα στρώμα πυρήνα PET, ένα ενιαίο στρώμα φθοριωμένης επίστρωσης (FC) στα αέρα και εσωτερικά στρώματα πολυελαφινών, όπως πολυαιθυλένιο (PE), πολυπροπυλένιο (PP).
Κουτί διασταύρωσης
Το πλαίσιο διασταύρωσης είναι συνδεδεμένο στο πίσω μέρος της μονάδας με κόλλα. Η κύρια λειτουργία του είναι να εξάγει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τις ηλιακές μονάδες μέσω καλωδίων.
Το κιβώτιο διασταύρωσης λειτουργεί ως σύνδεσμος, γεφυρώνοντας το χάσμα μεταξύ των ηλιακών μονάδων και του εξοπλισμού ελέγχου όπως οι μετατροπείς. Μέσα στο πλαίσιο διασταύρωσης, το ρεύμα που παράγεται από τις ηλιακές μονάδες διοχετεύεται μέσω τερματικών και συνδετήρων και στη συνέχεια κατευθύνεται προς τον καταναλωτή. Η μηχανική αντοχή και η ηλεκτρική σταθερότητα των ηλεκτρικών ακροδεκτών στο κιβώτιο διασταύρωσης είναι κρίσιμες για την ασφαλή, αξιόπιστη και μακρά - λειτουργία των φωτοβολταϊκών (PV) μονάδων. Αυτή η λειτουργία αναμένεται να επεκτείνει την 25ετή περίοδο εγγύησης τυπικών φωτοβολταϊκών προϊόντων.
Οι προστατευτικές λειτουργίες του κιβωτίου διασταύρωσης περιλαμβάνουν τρεις πτυχές: πρώτον, οι δίοδοι παράκαμψης αποτρέπουν τα εφέ του καυτού σημείου, την προστασία των κυττάρων και των μονάδων. Δεύτερον, ένας μοναδικός σχεδιασμός σφράγισης παρέχει στεγανοποίηση και πυρκαγιά. Και τρίτον, ένας μοναδικός σχεδιασμός διάχυσης θερμότητας μειώνει τη θερμοκρασία λειτουργίας του κιβωτίου διασταύρωσης και τις δίοδοι παράκαμψης, μειώνοντας έτσι την απώλεια ισχύος που προκαλείται από το ρεύμα διαρροής στις ενότητες.
Η αντίσταση του καιρού αναφέρεται στην ικανότητα των υλικών όπως οι επικαλύψεις, τα πλαστικά και τα προϊόντα από καουτσούκ για να αντέχουν στις δυσκολίες της υπαίθριας χρήσης, όπως εκτεταμένες ζημιές που προκαλούνται από το φως του ήλιου, τη θερμότητα, το κρύο, τον άνεμο, τη βροχή και τα βακτήρια. Αυτή η αντίσταση ονομάζεται αντίσταση καιρού.
