Üldiselt koosneb päikesepatarei moodul viiest kihist ülalt alla, sealhulgas fotogalvaanilisest klaasist, pakkekleepkilest, elemendikiibist, pakkekleepkilest ja tagaplaadist:
(1) Fotogalvaaniline klaas
Ühe päikesepatarei halva mehaanilise tugevuse tõttu on see lihtne puruneda;Õhus leiduv niiskus ja söövitav gaas oksüdeerivad järk-järgult ja roostetavad elektroodi ning ei pea vastu välitööde karmidele tingimustele;Samas on üksikute fotogalvaaniliste elementide tööpinge tavaliselt väike, mistõttu üldiste elektriseadmete vajadusi on raske rahuldada.Seetõttu suletakse päikesepatareid tavaliselt pakkepaneeli ja tagaplaadi vahele EVA-kilega, et moodustada jagamatu fotogalvaaniline moodul koos pakendi ja sisemise ühendusega, mis suudab iseseisvalt alalisvoolu väljundit pakkuda.Mitmed fotogalvaanilised moodulid, inverterid ja muud elektritarvikud moodustavad fotogalvaanilise energiatootmissüsteemi.
Pärast seda, kui fotogalvaanilist moodulit kattev fotogalvaaniline klaas on kaetud, võib see tagada suurema valguse läbilaskvuse, nii et päikesepatarei saab toota rohkem elektrit;Samal ajal on karastatud fotogalvaanilisel klaasil suurem tugevus, mis võib panna päikesepatareid taluma suuremat tuulerõhku ja suuremat ööpäevast temperatuuride erinevust.Seetõttu on fotogalvaaniline klaas üks fotogalvaaniliste moodulite asendamatuid tarvikuid.
Fotogalvaanilised elemendid jagunevad peamiselt kristallilisteks ränielementideks ja õhukeste kileelementideks.Kristalliliste ränielementide jaoks kasutatav fotogalvaaniline klaas kasutab peamiselt kalandrimeetodit ja õhukeste kileelementide jaoks kasutatav fotogalvaaniline klaas kasutab peamiselt ujukimeetodit.
(2) Tihendusliim (EVA)
Päikesepatarei pakend kleepkile asub päikesepatarei mooduli keskel, mis mähib elemendi lehte ning on ühendatud klaasi ja tagaplaadiga.Päikesepakendite kleepkile põhifunktsioonide hulka kuuluvad: päikesepatareide liini seadmete struktuurse toe pakkumine, elemendi ja päikesekiirguse vahelise maksimaalse optilise sidestuse tagamine, elemendi ja liini füüsiline isoleerimine ning elemendi tekitatud soojuse juhtimine, jne. Seetõttu peavad pakkekiletoodetel olema kõrge veeaurutõke, kõrge nähtava valguse läbilaskvus, kõrge mahutakistus, ilmastikukindlus ja PID-vastane jõudlus.
Praegu on EVA kleepkile päikesepatareide pakendamiseks kõige laialdasemalt kasutatav kleepkilematerjal.2018. aasta seisuga on selle turuosa umbes 90%.Sellel on rohkem kui 20-aastane kasutusajalugu, toote tasakaalustatud jõudlus ja kõrge kulutasuvus.POE kleepkile on veel üks laialdaselt kasutatav fotogalvaaniline pakkekile materjal.2018. aasta seisuga on selle turuosa ca 9% 5. See toode on etüleenokteenkopolümeer, mida saab kasutada päikesepatarei ühekordse klaasi ja topeltklaasi moodulite pakendamiseks, eriti kahekordsetes klaasmoodulites.POE kleepuval kilel on suurepärased omadused, nagu kõrge veeaurutõkke tase, kõrge nähtava valguse läbilaskvus, suur mahutakistus, suurepärane ilmastikukindlus ja pikaajaline PID-vastane jõudlus.Lisaks võib selle toote ainulaadne kõrge peegeldav jõudlus parandada päikesevalguse tõhusat kasutamist mooduli jaoks, aidata suurendada mooduli võimsust ja lahendada valge kleepuva kile ülevoolu probleemi pärast mooduli lamineerimist.
(3) Aku kiip
Ränist päikesepatarei on tüüpiline kahe terminali seade.Kaks klemmi on vastavalt valgust vastuvõtval pinnal ja ränikiibi taustvalgustuse pinnal.
Fotogalvaanilise elektritootmise põhimõte: kui footon paistab metallile, saab metallis olev elektron selle energia täielikult neelata.Elektroni neeldunud energia on piisavalt suur, et ületada metalliaatomi sees Coulombi jõud ja teha tööd, põgeneda metalli pinnalt ja saada fotoelektroniks.Räni aatomil on neli välist elektroni.Kui puhas räni on legeeritud viie välise elektroniga aatomitega, näiteks fosfori aatomitega, muutub see N-tüüpi pooljuhiks;Kui puhas räni on legeeritud kolme välise elektroniga aatomitega, näiteks booriaatomitega, moodustub P-tüüpi pooljuht.Kui P-tüüpi ja N-tüüpi kombineerida, moodustab kontaktpind potentsiaalse erinevuse ja muutub päikesepatareiks.Kui päikesevalgus paistab PN-siirdele, liigub vool P-tüüpi küljelt N-tüüpi küljele, moodustades voolu.
Erinevate kasutatud materjalide järgi saab päikesepatareid jagada kolme kategooriasse: esimene kategooria on kristallilisest ränist päikesepatareid, sealhulgas monokristalliline räni ja polükristalliline räni.Nende uurimis- ja arendustegevus ning tururakendus on suhteliselt põhjalik ning nende fotoelektrilise muundamise efektiivsus on kõrge, hõivates praeguse akukiibi peamise turuosa;Teine kategooria on õhukese kilega päikesepatareid, sealhulgas ränipõhised kiled, ühendid ja orgaanilised materjalid.Kuid tooraine nappuse või toksilisuse, madala konversioonitõhususe, halva stabiilsuse ja muude puuduste tõttu kasutatakse neid turul harva;Kolmas kategooria on uued päikesepatareid, sealhulgas lamineeritud päikesepatareid, mis on praegu uurimis- ja arendusjärgus ning tehnoloogia pole veel küps.
Päikesepatareide peamiseks tooraineks on polüräni (millest saab toota monokristallidest ränivardaid, polüräni valuplokke jne).Tootmisprotsess hõlmab peamiselt: puhastamist ja flokkimist, difusiooni, servade söövitamist, defosforiseeritud räniklaasi, PECVD-d, siiditrükki, paagutamist, testimist jne.
Siin laiendatakse ühekristallilise ja polükristallilise fotogalvaanilise paneeli erinevust ja seost
Ükskristall ja polükristalliline on kaks kristallilise räni päikeseenergia tehnilist teed.Kui monokristalli võrrelda tervikliku kiviga, on polükristalliline kivi, mis on valmistatud killustikust.Erinevate füüsikaliste omaduste tõttu on monokristalli fotoelektrilise muundamise efektiivsus kõrgem kui polükristallidel, kuid polükristalli maksumus on suhteliselt madal.
Monokristalliliste räni päikesepatareide fotoelektrilise muundamise efektiivsus on umbes 18% ja kõrgeim on 24%.See on kõigi päikesepatareide kõrgeim fotoelektrilise muundamise efektiivsus, kuid tootmiskulud on kõrged.Kuna monokristalliline räni on üldiselt pakendatud karastatud klaasi ja veekindla vaiguga, on see vastupidav ja selle kasutusiga on 25 aastat.
Polükristallilise räni päikesepatareide tootmisprotsess on sarnane monokristalliliste räni päikesepatareide omaga, kuid polükristallilise räni päikesepatareide fotoelektrilise muundamise efektiivsust tuleb palju vähendada ja selle fotoelektrilise muundamise efektiivsus on umbes 16%.Tootmiskuludelt on see odavam kui monokristallilised räni päikesepatareid.Materjale on lihtne valmistada, säästes energiatarbimist ja kogu tootmiskulu on madal.
Üksikkristalli ja polükristalli vaheline seos: polükristall on defektidega monokristall.
Seoses subsiidiumideta veebipakkumiste levikuga ja paigaldatava maaressursside vähenemisega suureneb nõudlus tõhusate toodete järele maailmaturul.Samuti on investorite tähelepanu nihkunud varasemalt kiirustamiselt algallikale ehk projekti enda elektritootmise jõudlusele ja pikaajalisele töökindlusele, mis on elektrijaama tulevase tulu võti.Selles etapis on polükristallilisel tehnoloogial veel eeliseid kuludes, kuid selle efektiivsus on suhteliselt madal.
Polükristalltehnoloogia loidul kasvul on palju põhjuseid: ühelt poolt on teadus- ja arendustegevuse kulud endiselt kõrged, mis toob kaasa uute protsesside kõrge tootmiskulu.Teisest küljest on seadmete hind äärmiselt kallis.Kuid kuigi tõhusate monokristallide energiatootmise efektiivsus ja jõudlus on polükristallidele ja tavalistele monokristallidele üle jõu, ei suuda mõned hinnatundlikud kliendid valiku tegemisel siiski "konkureerida".
Praegu on tõhus monokristalltehnoloogia saavutanud hea tasakaalu jõudluse ja kulude vahel.Monokristallide müügimaht on turul liidripositsioonil.
(4) Tagaplaat
Päikesepaneeli tagaplaat on fotogalvaaniline pakkematerjal, mis asub päikesepatarei mooduli tagaküljel.Seda kasutatakse peamiselt päikesepatarei mooduli kaitsmiseks väliskeskkonnas, vastupidavaks keskkonnategurite (nt valguse, niiskuse ja kuumuse) korrosioonile pakkekilel, rakukiipidel ja muudel materjalidel ning see täidab ilmastikukindla isolatsioonikaitse rolli.Kuna tagaplaat asub PV-mooduli tagaküljel kõige välimises kihis ja puutub vahetult kokku väliskeskkonnaga, peab sellel olema suurepärane vastupidavus kõrgele ja madalale temperatuurile, vastupidavus ultraviolettkiirgusele, keskkonna vananemiskindlus, veeaurutõke, elektriisolatsioon ja muud omadused vastavad päikesepatareimooduli 25-aastasele kasutuseale.Tänu fotogalvaanilise tööstuse energiatootmise tõhususe nõuete pidevale täiustamisele on mõnel suure jõudlusega päikesepaneeli tootel ka kõrge valguse peegeldusvõime, et parandada päikesemoodulite fotoelektrilise muundamise efektiivsust.
Materjalide klassifikatsiooni järgi jaguneb tagaplaat peamiselt orgaanilisteks polümeerideks ja anorgaanilisteks aineteks.Päikese tagaplaat viitab tavaliselt orgaanilistele polümeeridele ja anorgaanilised ained on peamiselt klaas.Vastavalt tootmisprotsessile on peamiselt komposiittüüp, kattetüüp ja koekstrusioonitüüp.Praegu moodustab komposiittagaplaat enam kui 78% tagaplaadi turust.Seoses topeltklaasist komponentide kasvava kasutamisega ületab klaasist tagaplaadi turuosa 12% ning kaetud tagaplaadi ja muude struktuursete tagaplaatide turuosa ligikaudu 10%.
Päikesepaneelide toorained hõlmavad peamiselt PET-põhikilet, fluorimaterjali ja liimi.PET-aluskile tagab peamiselt isolatsiooni- ja mehaanilised omadused, kuid selle ilmastikukindlus on suhteliselt halb;Fluormaterjalid jagunevad peamiselt kahte tüüpi: fluorikile ja fluori sisaldav vaik, mis tagavad isolatsiooni, ilmastikukindluse ja barjääriomaduse;Liim koosneb peamiselt sünteetilisest vaigust, kõvendist, funktsionaalsetest lisanditest ja muudest kemikaalidest.Seda kasutatakse PET-aluskile ja fluorikile ühendamiseks komposiittagaplaadis.Praegu kasutavad kvaliteetsete päikesepatareimoodulite tagapaneelid PET-aluskile kaitsmiseks põhimõtteliselt fluoriidmaterjale.Ainus erinevus seisneb selles, et kasutatavate fluoriidmaterjalide vorm ja koostis on erinevad.Fluormaterjal lisatakse PET-aluskilele liimiga fluorikile kujul, mis on komposiittagaplaat;See kaetakse otse PET-aluskilele fluori sisaldava vaigu kujul spetsiaalse protsessi abil, mida nimetatakse kaetud tagaplaadiks.
Üldiselt on komposiittagaplaadil suurepärane kõikehõlmav jõudlus tänu selle fluorikile terviklikkusele;Kaetud tagaplaadil on hinnaeelis selle madala materjalikulu tõttu.
Komposiittagaplaadi peamised tüübid
Komposiit päikesepaneeli saab vastavalt fluorisisaldusele jagada kahepoolseks fluorikile tagaplaadiks, ühepoolseks fluorikile tagaplaadiks ja fluorivabaks tagaplaadiks.Oma ilmastikukindluse ja muude omaduste tõttu sobivad need erinevatesse keskkondadesse.Üldjuhul järgneb ilmastikukindlusele keskkonnale kahepoolne fluorikilest tagaplaat, ühepoolne fluorikilest tagaplaat ja fluorivaba tagaplaat ning nende hinnad üldiselt langevad omakorda.
Märkus. (1) PVF-kile (monofluoritud vaik) pressitakse välja PVF-kopolümeerist.See moodustamisprotsess tagab, et PVF-i dekoratiivkiht on kompaktne ja ilma defektideta, nagu nööpaugud ja praod, mis sageli tekivad PVDF-i (difluoritud vaigu) katte pihustamisel või rullpinnaga katmisel.Seetõttu on PVF-kile dekoratiivkihi isolatsioon parem kui PVDF-kate.PVF-kilekattematerjali saab kasutada kehvema korrosioonikeskkonnaga kohtades;
(2) PVF-kile valmistamise protsessis tugevdab molekulaarvõre ekstrudeerimine piki- ja põikisuunas oluliselt selle füüsilist tugevust, seega on PVF-kile suurem sitkus;
(3) PVF-kilel on tugevam kulumiskindlus ja pikem kasutusiga;
(4) Ekstrudeeritud PVF-kile pind on sile ja õrn, ilma triipude, apelsinikoore, mikrokortsude ja muude defektideta, mis tekivad pinnale rulliga katmise või pihustamise ajal.
Kohaldatavad stsenaariumid
Oma suurepärase ilmastikukindluse tõttu talub kahepoolne fluorikile komposiittagaplaat rasketes keskkondades, nagu külm, kõrge temperatuur, tuul ja liiv, vihm jne, ning seda kasutatakse tavaliselt laialdaselt platool, kõrbes, Gobis ja teistes piirkondades;Ühepoolne fluorikile komposiittagaplaat on kahepoolse fluorikile komposiittagaplaadi kulusid vähendav toode.Võrreldes kahepoolse fluorikile komposiittagaplaadiga on selle sisemisel kihil halb ultraviolettkiirguse vastupidavus ja soojuse hajumine, mis on kasutatav peamiselt katustel ja mõõduka ultraviolettkiirgusega aladel.
6, PV inverter
Päikese fotogalvaanilise energia tootmise protsessis on fotogalvaaniliste massiivide genereeritud võimsus alalisvoolu, kuid paljud koormused vajavad vahelduvvoolu.Alalisvoolu toitesüsteemil on suured piirangud, mis pole pinge muundamiseks mugav, ja koormuse rakendusala on samuti piiratud.Alalisvoolu vahelduvvooluks muundamiseks on vaja invertereid, välja arvatud spetsiaalsed elektrilised koormused.Fotogalvaaniline inverter on fotogalvaanilise päikeseenergia tootmissüsteemi süda.See muundab fotogalvaanilise elektritootmissüsteemi poolt genereeritud alalisvoolu elektrienergia muundamise tehnoloogia abil eluks vajalikuks vahelduvvooluks ja on fotogalvaanilise elektrijaama üks olulisemaid põhikomponente.
Postitusaeg: 26. detsember 2022