Saules bateriju modulis

Parasti saules baterijas modulis sastāv no pieciem slāņiem no augšas uz leju, ieskaitot fotoelektrisko stiklu, iepakojuma līmplēvi, šūnu mikroshēmu, iepakojuma līmplēvi un aizmuguri:

(1) Fotoelektriskais stikls

Viena saules fotoelementa sliktās mehāniskās izturības dēļ to ir viegli salūzt;Mitrums un korozīvā gāze gaisā pakāpeniski oksidēs un sarūsēs elektrodu, un tas nevar izturēt skarbos āra darba apstākļus;Tajā pašā laikā atsevišķu fotoelektrisko elementu darba spriegums parasti ir mazs, kas ir grūti apmierināt vispārējo elektroiekārtu vajadzības.Tāpēc saules baterijas parasti ir noslēgtas starp iepakojuma paneli un aizmuguri ar EVA plēvi, lai izveidotu nedalāmu fotoelektrisko moduli ar iepakojumu un iekšējo savienojumu, kas var nodrošināt līdzstrāvas izvadi neatkarīgi.Fotoelementu enerģijas ražošanas sistēmu veido vairāki fotoelementu moduļi, invertori un citi elektriskie piederumi.

Pēc tam, kad fotoelektriskais stikls, kas pārklāj fotoelektrisko moduli, ir pārklāts, tas var nodrošināt lielāku gaismas caurlaidību, lai saules baterija varētu radīt vairāk elektroenerģijas;Tajā pašā laikā rūdītajam fotoelektriskajam stiklam ir lielāka izturība, kas var likt saules baterijām izturēt lielāku vēja spiedienu un lielāku diennakts temperatūras starpību.Tāpēc fotoelektriskais stikls ir viens no neaizstājamiem fotoelektrisko moduļu piederumiem.

Fotoelementus galvenokārt iedala kristāliskā silīcija šūnās un plānslāņa elementos.Fotoelektriskais stikls, ko izmanto kristāliskā silīcija elementiem, galvenokārt izmanto kalandrēšanas metodi, un fotoelektriskais stikls, ko izmanto plānās plēves šūnām, galvenokārt izmanto pludiņa metodi.

(2) Blīvējošā līmplēve (EVA)

Saules bateriju iepakojuma līmplēve atrodas saules baterijas moduļa vidū, kas aptin elementu loksni un ir savienota ar stiklu un aizmugurējo plāksni.Saules bateriju iepakojuma līmplēves galvenās funkcijas ir: strukturāla atbalsta nodrošināšana saules bateriju līnijas aprīkojumam, maksimāla optiskā savienojuma nodrošināšana starp elementu un saules starojumu, elementa un līnijas fiziska izolēšana un šūnas radītā siltuma vadīšana, uc Tāpēc iepakojuma plēves izstrādājumiem ir jābūt ar augstu ūdens tvaika barjeru, augstu redzamās gaismas caurlaidību, lielu tilpuma pretestību, laika apstākļu noturību un pret PID veiktspēju.

Pašlaik EVA līmplēve ir visplašāk izmantotais līmplēves materiāls saules bateriju iepakojumam.2018. gadā tā tirgus daļa ir aptuveni 90%.Tam ir vairāk nekā 20 gadu pielietojuma vēsture ar līdzsvarotu produkta veiktspēju un augstu izmaksu veiktspēju.POE līmplēve ir vēl viens plaši izmantots fotoelementu iepakojuma līmplēves materiāls.Uz 2018. gadu tā tirgus daļa ir aptuveni 9% 5. Šis produkts ir etilēna oktēna kopolimērs, ko var izmantot solārā viena stikla un dubultstikla moduļu iepakošanai, īpaši dubultstikla moduļos.POE līmplēvei ir izcilas īpašības, piemēram, augsts ūdens tvaika barjeras līmenis, augsta redzamās gaismas caurlaidība, liela tilpuma pretestība, lieliska laika apstākļu izturība un ilgstoša pret PID veiktspēja.Turklāt šī izstrādājuma unikālā augstā atstarojošā veiktspēja var uzlabot saules gaismas efektīvu izmantošanu modulim, palīdzēt palielināt moduļa jaudu un atrisināt baltās līmplēves pārplūdes problēmu pēc moduļa laminēšanas.

(3) Akumulatora mikroshēma

Silīcija saules baterija ir tipiska divu terminālu ierīce.Abi spailes atrodas attiecīgi uz gaismas uztverošās virsmas un silīcija mikroshēmas fona apgaismojuma virsmas.

Fotoelektriskās enerģijas ražošanas princips: kad fotons spīd uz metāla, tā enerģiju var pilnībā absorbēt metālā esošais elektrons.Elektrona absorbētā enerģija ir pietiekami liela, lai pārvarētu Kulona spēku metāla atoma iekšpusē un veiktu darbu, izkļūtu no metāla virsmas un kļūtu par fotoelektronu.Silīcija atomam ir četri ārējie elektroni.Ja tīru silīciju leģē ar atomiem ar pieciem ārējiem elektroniem, piemēram, fosfora atomiem, tas kļūst par N tipa pusvadītāju;Ja tīru silīciju leģē ar atomiem ar trim ārējiem elektroniem, piemēram, bora atomiem, veidojas P tipa pusvadītājs.Apvienojot P un N tipu, kontaktvirsma veidos potenciālu starpību un kļūs par saules bateriju.Kad saules gaisma apspīd PN krustojumu, strāva plūst no P veida puses uz N veida pusi, veidojot strāvu.

Atkarībā no dažādiem izmantotajiem materiāliem saules baterijas var iedalīt trīs kategorijās: pirmā kategorija ir kristāliskā silīcija saules baterijas, tostarp monokristāliskā silīcija un polikristāliskā silīcija.To pētniecība un izstrāde un pielietojums tirgū ir salīdzinoši padziļināts, un to fotoelektriskās pārveidošanas efektivitāte ir augsta, aizņemot pašreizējās akumulatora mikroshēmas galveno tirgus daļu;Otrā kategorija ir plānslāņa saules baterijas, tostarp plēves uz silīcija bāzes, savienojumi un organiskie materiāli.Tomēr izejvielu trūkuma vai toksicitātes, zemas konversijas efektivitātes, sliktas stabilitātes un citu trūkumu dēļ tos tirgū izmanto reti;Trešā kategorija ir jaunas saules baterijas, tostarp laminētas saules baterijas, kas pašlaik atrodas izpētes un izstrādes stadijā un tehnoloģija vēl nav nobriedusi.

Galvenās saules bateriju izejvielas ir polisilīcijs (no kura var ražot monokristāla silīcija stieņus, polisilīcija lietņus utt.).Ražošanas procesā galvenokārt ietilpst: tīrīšana un flokēšana, difūzija, malu kodināšana, defosforizēts silīcija stikls, PECVD, sietspiede, saķepināšana, testēšana utt.

Šeit ir paplašināta atšķirība un attiecības starp monokristālu un polikristālisko fotoelektrisko paneli

Viens kristāls un polikristālisks ir divi kristāliskā silīcija saules enerģijas tehniskie ceļi.Ja monokristālu salīdzina ar veselu akmeni, polikristāliskais ir akmens, kas izgatavots no šķembām.Atšķirīgo fizikālo īpašību dēļ monokristāla fotoelektriskās konversijas efektivitāte ir augstāka nekā polikristālam, bet polikristāla izmaksas ir salīdzinoši zemas.

Monokristāliskā silīcija saules bateriju fotoelektriskās konversijas efektivitāte ir aptuveni 18%, bet augstākā ir 24%.Šī ir augstākā fotoelektriskās konversijas efektivitāte no visu veidu saules baterijām, taču ražošanas izmaksas ir augstas.Tā kā monokristāliskais silīcijs parasti ir iepakots ar rūdītu stiklu un ūdensnecaurlaidīgiem sveķiem, tas ir izturīgs un tā kalpošanas laiks ir 25 gadi.

Polikristāliskā silīcija saules bateriju ražošanas process ir līdzīgs monokristāliskā silīcija saules bateriju ražošanas procesam, taču daudz jāsamazina polikristāliskā silīcija saules bateriju fotoelektriskās konversijas efektivitāte, un to fotoelektriskās konversijas efektivitāte ir aptuveni 16%.Ražošanas izmaksu ziņā tas ir lētāks nekā monokristāliskā silīcija saules baterijas.Materiālus ir viegli ražot, ietaupot enerģijas patēriņu, un kopējās ražošanas izmaksas ir zemas.

Saistība starp monokristālu un polikristālu: polikristāls ir viens kristāls ar defektiem.

Palielinoties tiešsaistes solīšanai bez subsīdijām un pieaugot uzstādāmo zemes resursu trūkumam, pieprasījums pēc efektīviem produktiem globālajā tirgū pieaug.Arī investoru uzmanība ir novirzījusies no iepriekšējās steigas uz sākotnējo avotu, proti, elektroenerģijas ražošanas veiktspēju un paša projekta ilgtermiņa uzticamību, kas ir nākotnes spēkstaciju ieņēmumu atslēga.Šajā posmā polikristāliskajai tehnoloģijai joprojām ir izmaksu priekšrocības, taču tās efektivitāte ir salīdzinoši zema.

Polikristālisko tehnoloģiju gausajai izaugsmei ir daudz iemeslu: no vienas puses, pētniecības un izstrādes izmaksas joprojām ir augstas, kas rada augstās jauno procesu ražošanas izmaksas.No otras puses, aprīkojuma cena ir ārkārtīgi dārga.Tomēr, lai gan efektīvu monokristālu enerģijas ražošanas efektivitāte un veiktspēja ir ārpus polikristāliem un parastajiem monokristāliem, daži klienti, kas ir jutīgi pret cenām, joprojām "nespēs konkurēt", izvēloties.

Pašlaik efektīva monokristālu tehnoloģija ir panākusi labu līdzsvaru starp veiktspēju un izmaksām.Viena kristāla pārdošanas apjoms ir ieņēmis vadošo pozīciju tirgū.

(4) Aizmugurējā plakne

Saules aizmugures panelis ir fotoelektrisks iepakojuma materiāls, kas atrodas saules baterijas moduļa aizmugurē.To galvenokārt izmanto, lai aizsargātu saules bateriju moduli āra vidē, izturētu pret vides faktoru, piemēram, gaismas, mitruma un siltuma koroziju uz iepakojuma plēves, šūnu mikroshēmām un citiem materiāliem, kā arī spēlē pret laikapstākļiem izturīgas izolācijas aizsardzības lomu.Tā kā aizmugurējā plāksne atrodas PV moduļa aizmugurējā ārējā slānī un tieši saskaras ar ārējo vidi, tai ir jābūt izcilai augstas un zemas temperatūras izturībai, ultravioletā starojuma izturībai, vides novecošanās izturībai, ūdens tvaika barjerai, elektroizolācijai un citiem. īpašības, kas atbilst saules bateriju moduļa 25 gadu kalpošanas laikam.Nepārtraukti uzlabojot fotoelementu nozares enerģijas ražošanas efektivitātes prasības, dažiem augstas veiktspējas saules paneļiem ir arī augsta gaismas atstarošanās spēja, lai uzlabotu saules moduļu fotoelektriskās pārveidošanas efektivitāti.

Atbilstoši materiālu klasifikācijai aizmugurējo virsmu galvenokārt iedala organiskajos polimēros un neorganiskās vielās.Saules aizmugures panelis parasti attiecas uz organiskiem polimēriem, un neorganiskās vielas galvenokārt ir stikls.Saskaņā ar ražošanas procesu galvenokārt ir kompozītmateriālu tips, pārklājuma tips un koekstrūzijas veids.Šobrīd saliktās aizmugures plates veido vairāk nekā 78% no aizmugures plakņu tirgus.Pateicoties pieaugošajam dubultstikla komponentu pielietojumam, stikla aizmugures paneļu tirgus daļa pārsniedz 12%, bet pārklāto aizmugures un citu strukturālo aizmugures plākšņu tirgus daļa ir aptuveni 10%.

Saules paneļa izejmateriāli galvenokārt ietver PET bāzes plēvi, fluora materiālu un līmi.PET bāzes plēve galvenokārt nodrošina izolāciju un mehāniskās īpašības, bet tās laikapstākļu izturība ir salīdzinoši slikta;Fluora materiāli galvenokārt tiek iedalīti divos veidos: fluora plēve un fluoru saturoši sveķi, kas nodrošina izolāciju, laika apstākļu izturību un barjeras īpašību;Līme galvenokārt sastāv no sintētiskiem sveķiem, cietinātāja, funkcionālām piedevām un citām ķīmiskām vielām.To izmanto, lai savienotu PET bāzes plēvi un fluora plēvi kompozītmateriālu aizmugurē.Pašlaik augstas kvalitātes saules bateriju moduļu aizmugurējās plāksnēs galvenokārt tiek izmantoti fluora materiāli, lai aizsargātu PET bāzes plēvi.Vienīgā atšķirība ir tā, ka izmantoto fluora materiālu forma un sastāvs atšķiras.Fluora materiāls tiek pievienots uz PET bāzes plēves ar līmi fluora plēves veidā, kas ir salikts aizmugures panelis;Tas tiek tieši pārklāts uz PET bāzes plēves fluoru saturošu sveķu veidā, izmantojot īpašu procesu, ko sauc par pārklātu aizmuguri.

Vispārīgi runājot, saliktajai aizmugures plāksnei ir izcila visaptveroša veiktspēja, pateicoties tās fluora plēves integritātei;Pārklātajai aizmugures plāksnei ir cenas priekšrocības, jo tai ir zemas materiālu izmaksas.

Galvenie kompozītmateriālu aizmugures veidi

Kompozītmateriālu saules paneļa aizmugures paneli var iedalīt abpusējas fluora plēves aizmugures plāksnēs, vienpusējas fluora plēves aizmugures plāksnēs un fluoru nesaturošā aizmugurējā plāksnē atbilstoši fluora saturam.Attiecīgās laikapstākļu izturības un citu īpašību dēļ tie ir piemēroti dažādām vidēm.Vispārīgi runājot, laikapstākļu izturībai pret apkārtējo vidi seko abpusējās fluora plēves aizmugures plakne, vienpusēja fluora plēves aizmugure un fluoru nesaturoša aizmugure, un to cenas parasti samazinās.

Piezīme: (1) PVF (monofluorētu sveķu) plēve tiek ekstrudēta no PVF kopolimēra.Šis veidošanas process nodrošina, ka PVF dekoratīvais slānis ir kompakts un bez defektiem, piemēram, caurumiem un plaisām, kas bieži rodas PVDF (difluorēto sveķu) pārklājuma izsmidzināšanas vai rullīšu pārklājuma laikā.Tāpēc PVF plēves dekoratīvā slāņa izolācija ir pārāka par PVDF pārklājumu.PVF plēves pārklājuma materiālu var izmantot vietās ar sliktāku korozijas vidi;

(2) PVF plēves ražošanas procesā molekulārā režģa ekstrūzijas izkārtojums garenvirzienā un šķērsvirzienā ievērojami nostiprina tā fizisko izturību, tāpēc PVF plēvei ir lielāka izturība;

(3) PVF plēvei ir lielāka nodilumizturība un ilgāks kalpošanas laiks;

(4) Ekstrudētās PVF plēves virsma ir gluda un maiga, bez svītrām, apelsīna mizas, mikrogrumbu un citiem defektiem, kas uz virsmas rodas rullīšu pārklāšanas vai izsmidzināšanas laikā.

Piemērojamie scenāriji

Pateicoties izcilajai laikapstākļu izturībai, abpusēja fluora plēves kompozītmateriāla aizmugure var izturēt smagas vides, piemēram, aukstumu, augstu temperatūru, vēju un smiltis, lietus utt., un to parasti plaši izmanto plato, tuksnesī, Gobi un citos reģionos;Vienpusējā fluora plēves kompozītmateriāla aizmugures plakne ir izmaksu samazināšanas produkts, ko nodrošina abpusējās fluora plēves kompozīta aizmugures plate.Salīdzinot ar divpusējo fluora plēves kompozītmateriālu aizmuguri, tās iekšējam slānim ir slikta ultravioletā pretestība un siltuma izkliede, kas galvenokārt attiecas uz jumtiem un vietām ar mērenu ultravioleto starojumu.

6, PV invertors

Saules fotoelektriskās enerģijas ražošanas procesā fotoelektrisko bloku radītā jauda ir līdzstrāva, bet daudzām slodzēm ir nepieciešama maiņstrāva.Līdzstrāvas barošanas sistēmai ir lieli ierobežojumi, kas nav ērti sprieguma pārveidošanai, un arī slodzes piemērošanas joma ir ierobežota.Izņemot īpašas elektriskās slodzes, invertori ir nepieciešami, lai pārveidotu līdzstrāvu maiņstrāvā.Fotoelektriskais invertors ir saules fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmas sirds.Tas pārveido fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmas radīto līdzstrāvu maiņstrāvas jaudu, kas nepieciešama dzīvībai, izmantojot jaudas elektroniskās pārveidošanas tehnoloģiju, un ir viena no svarīgākajām fotoelektriskās spēkstacijas galvenajām sastāvdaļām.


Publicēšanas laiks: 26. decembris 2022