Moduł ogniw słonecznych

Zasadniczo moduł ogniwa słonecznego składa się z pięciu warstw od góry do dołu, w tym szkła fotowoltaicznego, folii samoprzylepnej do pakowania, chipa ogniwa, folii samoprzylepnej do pakowania i płyty montażowej:

（1） Szkło fotowoltaiczne

Ze względu na słabą wytrzymałość mechaniczną pojedynczego ogniwa fotowoltaicznego łatwo je złamać;Wilgoć i korozyjny gaz w powietrzu stopniowo utleniają i rdzewieją elektrodę i nie wytrzymują trudnych warunków pracy na zewnątrz;Jednocześnie napięcie robocze pojedynczych ogniw fotowoltaicznych jest zwykle niewielkie, co jest trudne do zaspokojenia potrzeb ogólnego sprzętu elektrycznego.Dlatego ogniwa słoneczne są zwykle uszczelnione folią EVA między panelem opakowania a płytą montażową, tworząc niepodzielny moduł fotowoltaiczny z opakowaniem i wewnętrznym połączeniem, który może niezależnie dostarczać prąd stały.Kilka modułów fotowoltaicznych, falowników i innych akcesoriów elektrycznych tworzy fotowoltaiczny system wytwarzania energii.

Po powleczeniu szkła fotowoltaicznego pokrywającego moduł fotowoltaiczny może ono zapewnić wyższą przepuszczalność światła, dzięki czemu ogniwo słoneczne może generować więcej energii elektrycznej;Jednocześnie hartowane szkło fotowoltaiczne ma większą wytrzymałość, dzięki czemu ogniwa słoneczne mogą wytrzymać większe ciśnienie wiatru i większą dobową różnicę temperatur.Dlatego szkło fotowoltaiczne jest jednym z nieodzownych akcesoriów modułów fotowoltaicznych.

Ogniwa fotowoltaiczne dzielą się głównie na ogniwa z krzemu krystalicznego i ogniwa cienkowarstwowe.Szkło fotowoltaiczne stosowane w krystalicznych ogniwach krzemowych przyjmuje głównie metodę kalandrowania, a szkło fotowoltaiczne stosowane w ogniwach cienkowarstwowych przyjmuje głównie metodę pływakową.

（2） Uszczelniająca folia samoprzylepna (EVA)

Folia samoprzylepna do pakowania ogniw słonecznych znajduje się na środku modułu ogniwa słonecznego, który owija arkusz ogniwa i jest połączona ze szkłem i płytą tylną.Główne funkcje folii samoprzylepnej do pakowania ogniw słonecznych obejmują: zapewnienie wsparcia strukturalnego dla wyposażenia linii ogniw słonecznych, zapewnienie maksymalnego sprzężenia optycznego między ogniwem a promieniowaniem słonecznym, fizyczne odizolowanie ogniwa od linii oraz przewodzenie ciepła wytwarzanego przez ogniwo, itp. Dlatego produkty z folii opakowaniowej muszą mieć wysoką barierę dla pary wodnej, wysoką przepuszczalność światła widzialnego, wysoką rezystywność objętościową, odporność na warunki atmosferyczne i działanie przeciw PID.

Obecnie folia samoprzylepna EVA jest najczęściej stosowanym materiałem samoprzylepnym do pakowania ogniw słonecznych.Od 2018 roku jej udział w rynku wynosi około 90%.Ma ponad 20-letnią historię zastosowań, ze zrównoważoną wydajnością produktu i wysoką wydajnością kosztową.Folia samoprzylepna POE to kolejny szeroko stosowany materiał do folii samoprzylepnych do pakowania fotowoltaicznego.Według stanu na 2018 r. jego udział w rynku wynosi około 9% 5. Ten produkt jest kopolimerem oktenu etylenu, który może być stosowany do pakowania pojedynczych szklanych i podwójnych modułów słonecznych, zwłaszcza w podwójnych szklanych modułach.Folia samoprzylepna POE ma doskonałe właściwości, takie jak wysoka bariera dla pary wodnej, wysoka przepuszczalność światła widzialnego, wysoka rezystywność objętościowa, doskonała odporność na warunki atmosferyczne i długoterminowe działanie przeciw PID.Ponadto wyjątkowe właściwości odblaskowe tego produktu mogą poprawić efektywne wykorzystanie światła słonecznego przez moduł, pomóc zwiększyć moc modułu i rozwiązać problem przelewania się białej folii samoprzylepnej po laminowaniu modułu.

（3） Układ baterii

Krzemowe ogniwo słoneczne to typowe urządzenie z dwoma terminalami.Dwa zaciski znajdują się odpowiednio na powierzchni odbierającej światło i na powierzchni podświetlenia chipa krzemowego.

Zasada wytwarzania energii fotowoltaicznej: Kiedy foton pada na metal, jego energia może zostać całkowicie pochłonięta przez elektron w metalu.Energia pochłonięta przez elektron jest wystarczająco duża, aby pokonać siłę Coulomba wewnątrz atomu metalu i wykonać pracę, uciec z powierzchni metalu i stać się fotoelektronem.Atom krzemu ma cztery zewnętrzne elektrony.Jeśli czysty krzem jest domieszkowany atomami z pięcioma zewnętrznymi elektronami, takimi jak atomy fosforu, staje się półprzewodnikiem typu N;Jeśli czysty krzem jest domieszkowany atomami z trzema zewnętrznymi elektronami, takimi jak atomy boru, powstaje półprzewodnik typu P.Po połączeniu typu P i typu N powierzchnia styku utworzy różnicę potencjałów i stanie się ogniwem słonecznym.Kiedy światło słoneczne pada na złącze PN, prąd przepływa od strony typu P do strony typu N, tworząc prąd.

Zgodnie z różnymi zastosowanymi materiałami ogniwa słoneczne można podzielić na trzy kategorie: pierwsza kategoria to ogniwa słoneczne z krzemu krystalicznego, w tym krzem monokrystaliczny i krzem polikrystaliczny.Ich badania i rozwój oraz zastosowanie rynkowe są stosunkowo dogłębne, a ich wydajność konwersji fotoelektrycznej jest wysoka, zajmując główny udział w rynku obecnego układu baterii;Druga kategoria to cienkowarstwowe ogniwa słoneczne, w tym folie na bazie krzemu, związki chemiczne i materiały organiczne.Jednak ze względu na niedobór lub toksyczność surowców, niską wydajność konwersji, słabą stabilność i inne niedociągnięcia, są one rzadko stosowane na rynku;Trzecią kategorią są nowe ogniwa słoneczne, w tym ogniwa laminowane, które obecnie znajdują się na etapie badań i rozwoju, a technologia nie jest jeszcze dojrzała.

Głównymi surowcami do produkcji ogniw słonecznych są polikrzem (z którego można wytwarzać monokrystaliczne pręty krzemowe, wlewki polikrzemowe itp.).Proces produkcyjny obejmuje głównie: czyszczenie i flokowanie, dyfuzję, trawienie krawędzi, odfosforowane szkło krzemowe, PECVD, sitodruk, spiekanie, testowanie itp.

Różnica i związek między monokrystalicznym a polikrystalicznym panelem fotowoltaicznym są tutaj rozszerzone

Monokrystaliczny i polikrystaliczny to dwie techniczne drogi krystalicznej krzemowej energii słonecznej.Jeśli monokryształ jest porównywany do kompletnego kamienia, polikrystaliczny jest kamieniem wykonanym z pokruszonych kamieni.Ze względu na różne właściwości fizyczne wydajność konwersji fotoelektrycznej monokryształu jest wyższa niż polikryształu, ale koszt polikryształu jest stosunkowo niski.

Wydajność konwersji fotoelektrycznej monokrystalicznych krzemowych ogniw słonecznych wynosi około 18%, a najwyższa to 24%.Jest to najwyższa wydajność konwersji fotoelektrycznej spośród wszystkich rodzajów ogniw słonecznych, ale koszt produkcji jest wysoki.Ponieważ krzem monokrystaliczny jest zwykle pakowany z hartowanym szkłem i wodoodporną żywicą, jest trwały i ma żywotność 25 lat.

Proces produkcji ogniw słonecznych z krzemu polikrystalicznego jest podobny do ogniw słonecznych z krzemu monokrystalicznego, ale wydajność konwersji fotoelektrycznej ogniw słonecznych z krzemu polikrystalicznego musi zostać znacznie zmniejszona, a ich wydajność konwersji fotoelektrycznej wynosi około 16%.Pod względem kosztów produkcji jest tańszy niż monokrystaliczne krzemowe ogniwa słoneczne.Materiały są łatwe w produkcji, oszczędzają zużycie energii, a całkowity koszt produkcji jest niski.

Związek między monokryształem a polikryształem: polikryształ to monokryształ z defektami.

Wraz ze wzrostem liczby licytacji online bez dotacji i rosnącym niedoborem gruntów, które można zainstalować, rośnie zapotrzebowanie na wydajne produkty na rynku światowym.Uwaga inwestorów przesunęła się też z wcześniejszego pośpiechu na pierwotne źródło, czyli wydajność energetyczną i długoterminową niezawodność samego projektu, co jest kluczem do przyszłych przychodów elektrowni.Na tym etapie technologia polikrystaliczna nadal ma przewagę kosztową, ale jej wydajność jest stosunkowo niska.

Istnieje wiele przyczyn powolnego rozwoju technologii polikrystalicznych: z jednej strony koszty badań i rozwoju pozostają wysokie, co prowadzi do wysokich kosztów wytwarzania nowych procesów.Z drugiej strony cena sprzętu jest niezwykle droga.Jednak nawet jeśli wydajność wytwarzania energii i wydajność wydajnych monokryształów są poza zasięgiem polikryształów i zwykłych monokryształów, niektórzy wrażliwi na cenę klienci nadal będą „niezdolni do konkurowania” przy wyborze.

Obecnie wydajna technologia monokrystaliczna zapewnia dobrą równowagę między wydajnością a kosztami.Wielkość sprzedaży monokryształu zajmuje wiodącą pozycję na rynku.

（4） Płyta montażowa

Słoneczna płyta montażowa to fotowoltaiczny materiał opakowaniowy umieszczony z tyłu modułu ogniwa słonecznego.Stosowany jest głównie do ochrony modułu ogniw słonecznych w środowisku zewnętrznym, odporny na korozję czynników środowiskowych, takich jak światło, wilgoć i ciepło na folii opakowaniowej, wiórach komórkowych i innych materiałach oraz do odgrywania roli ochrony izolacji odpornej na warunki atmosferyczne.Ponieważ płyta montażowa znajduje się na najbardziej zewnętrznej warstwie z tyłu modułu fotowoltaicznego i bezpośrednio styka się ze środowiskiem zewnętrznym, musi mieć doskonałą odporność na wysokie i niskie temperatury, odporność na promieniowanie ultrafioletowe, odporność na starzenie środowiskowe, barierę dla pary wodnej, izolację elektryczną i inne właściwości, aby sprostać 25-letniej żywotności modułu ogniwa słonecznego.Wraz z ciągłym doskonaleniem wymagań dotyczących wydajności wytwarzania energii w przemyśle fotowoltaicznym, niektóre wysokowydajne panele słoneczne mają również wysoki współczynnik odbicia światła, aby poprawić wydajność konwersji fotoelektrycznej modułów słonecznych.

Zgodnie z klasyfikacją materiałów płyta montażowa dzieli się głównie na polimery organiczne i substancje nieorganiczne.Słoneczna płyta montażowa zwykle odnosi się do polimerów organicznych, a substancje nieorganiczne to głównie szkło.Zgodnie z procesem produkcyjnym występują głównie typy kompozytów, rodzaje powłok i typy współwytłaczania.Obecnie płyta montażowa kompozytowa stanowi ponad 78% rynku płyt montażowych.Ze względu na coraz częstsze stosowanie podwójnych szklanych elementów, udział w rynku szklanych płyt tylnych przekracza 12%, a powlekanych płyt tylnych i innych strukturalnych płyt tylnych wynosi około 10%.

Surowce słonecznej płyty montażowej obejmują głównie folię bazową PET, materiał fluorowy i klej.Folia bazowa PET zapewnia głównie właściwości izolacyjne i mechaniczne, ale jej odporność na warunki atmosferyczne jest stosunkowo słaba;Materiały fluorowe dzielą się głównie na dwie formy: film fluorowy i żywica zawierająca fluor, które zapewniają izolację, odporność na warunki atmosferyczne i właściwości barierowe;Klej składa się głównie z żywicy syntetycznej, utwardzacza, dodatków funkcjonalnych i innych chemikaliów.Służy do łączenia folii bazowej PET i folii fluorowej w kompozytowej płycie tylnej.Obecnie płyty montażowe wysokiej jakości modułów ogniw słonecznych zasadniczo wykorzystują materiały fluorkowe do ochrony folii bazowej PET.Jedyna różnica polega na tym, że forma i skład użytych materiałów fluorkowych są różne.Materiał fluorowy jest łączony na folii bazowej PET za pomocą kleju w postaci folii fluorowej, która jest kompozytową płytą tylną;Jest bezpośrednio powlekany na folii bazowej PET w postaci żywicy zawierającej fluor w specjalnym procesie, który nazywa się powlekaną płytą tylną.

Ogólnie rzecz biorąc, kompozytowa płyta montażowa ma doskonałe wszechstronne działanie dzięki integralności warstwy fluoru;Powlekana płyta montażowa ma przewagę cenową ze względu na niski koszt materiału.

Główne rodzaje płyt kompozytowych

Kompozytową płytę montażową do fotowoltaiki można podzielić na dwustronną płytę montażową z fluorem, jednostronną płytę montażową z fluorem i płytę montażową bez fluoru zgodnie z zawartością fluoru.Ze względu na odpowiednią odporność na warunki atmosferyczne i inne właściwości, nadają się do różnych środowisk.Ogólnie rzecz biorąc, po odporności na warunki atmosferyczne na środowisko następują dwustronna płyta montażowa z fluorem, jednostronna płyta montażowa z fluorem i płyta montażowa bez fluoru, a ich ceny na ogół spadają.

Uwaga: (1) Folia PVF (żywica fluorowana) jest wytłaczana z kopolimeru PVF.Ten proces formowania zapewnia, że ​​warstwa dekoracyjna PVF jest zwarta i wolna od defektów, takich jak dziury i pęknięcia, które często występują podczas natryskiwania lub powlekania wałkiem PVDF (żywica difluorowana).Dlatego izolacja warstwy dekoracyjnej folii PVF jest lepsza niż powłoka PVDF.Materiał pokrywający folię PVF można stosować w miejscach o gorszym środowisku korozyjnym;

(2) W procesie wytwarzania folii PVF wytłaczanie układu sieci molekularnej wzdłuż kierunku wzdłużnego i poprzecznego znacznie wzmacnia jej wytrzymałość fizyczną, dzięki czemu folia PVF ma większą wytrzymałość;

(3) folia PVF ma większą odporność na zużycie i dłuższą żywotność;

(4) Powierzchnia wytłaczanej folii PVF jest gładka i delikatna, pozbawiona pasków, skórki pomarańczowej, mikrozmarszczek i innych defektów powstałych na powierzchni podczas powlekania wałkiem lub natryskiem.

Obowiązujące scenariusze

Ze względu na doskonałą odporność na warunki pogodowe, dwustronna kompozytowa płyta tylna z folii fluorowej może wytrzymać trudne warunki, takie jak zimno, wysoka temperatura, wiatr i piasek, deszcz itp. I jest zwykle szeroko stosowana na płaskowyżu, pustyni, Gobi i innych regionach;Jednostronna kompozytowa płyta montażowa z warstwą fluorową jest produktem obniżającym koszty dwustronnej kompozytowej płyty montażowej z warstwą fluorową.W porównaniu z dwustronną płytą kompozytową z folii fluorowej, jej wewnętrzna warstwa ma słabą odporność na promieniowanie ultrafioletowe i rozpraszanie ciepła, co ma zastosowanie głównie do dachów i obszarów o umiarkowanym promieniowaniu ultrafioletowym.

6, falownik fotowoltaiczny

W procesie wytwarzania energii fotowoltaicznej energia generowana przez panele fotowoltaiczne to prąd stały, ale wiele obciążeń wymaga zasilania prądem zmiennym.System zasilania prądem stałym ma duże ograniczenia, co nie jest wygodne dla transformacji napięcia, a zakres zastosowania obciążenia jest również ograniczony.Z wyjątkiem specjalnych obciążeń elektrycznych, do konwersji prądu stałego na prąd przemienny wymagane są falowniki.Falownik fotowoltaiczny jest sercem systemu wytwarzania energii fotowoltaicznej.Przekształca prąd stały generowany przez system wytwarzania energii fotowoltaicznej na prąd zmienny wymagany przez życie dzięki technologii konwersji mocy elektronicznej i jest jednym z najważniejszych podstawowych elementów elektrowni fotowoltaicznej.