Güneş Paneli Modüllerinin Ana Malzemeleri: Eksiksiz Bir Döküm

Giriş

Çoğu fotovoltaik modül, bir avuç temel malzemeden üretilir. Tipik bir güneş modülü, ön yüzey malzemesi, güneş hücreleri, kapsülleyici malzeme, arka yüzey malzemesi, çerçeve ve birkaç destekleyici parçadan oluşur. Her katmanın kendi görevi vardır ve birlikte modülün ne kadar iyi performans gösterdiğine ve ne kadar dayanıklı olduğuna karar verirler. Bunları tek tek inceleyelim.

Ön Yüzey Malzemesi

Ne işe yarar ve neden cam kazanır

Bir PV modülünün ön yüzey malzemesi, güneş hücreleri tarafından kullanılabilir dalga boyu aralığında yüksek geçirgenliğe ve düşük kırılma indisine sahip olmalıdır, böylece güneş ışığı mümkün olduğunca verimli bir şekilde emilir. İletim ve yansımanın ötesinde, ön malzeme suya dayanıklı, iyi darbe direncine sahip, uzun süreli UV maruziyetinde kararlı kalmalı ve metal kontakları ve ara bağlantıları korozyona uğratarak modülün hizmet ömrünü kısaltacak su veya su buharını önlemek için düşük termal dirence sahip olmalıdır.

Modüller dış mekanda bulunduğundan ve genellikle rüzgar, kum, yağmur ve kar gibi sert hava koşullarıyla karşı karşıya kaldığından, ön malzemenin ayrıca içindeki hücreleri dış darbelerden korumak için belirli bir sertliğe sahip olması gerekir.

Ön yüzey için akrilik, polimerler ve cam dahil olmak üzere çeşitli seçenekler vardır. En yaygın seçenek temperli düşük demirli camdır, çünkü düşük maliyetli, güçlü, kararlı, yüksek şeffaflıkta, su geçirmez, hava geçirmez ve iyi kendi kendini temizleme performansı sunar.

Güneş Hücreleri

Enerji üretiminin kalbi

Güneş hücresi, bir PV modülünün en önemli parçalarından biridir ve modülün genel güç çıkışını doğrudan belirler. Güneş ışığından elektrik üreten bir yarı iletken levhadır ve belirli aydınlatma koşulları karşılandığı sürece hücre bir voltaj çıkarır ve bir devreye bağlandığında akım üretir.

Birçok hücre seçeneği vardır. Proses teknolojisine göre TOPCon, BC, HJT ve diğerlerini içerir. Boyut spesifikasyonuna göre 182, 183, 210 ve daha fazlası vardır. Aynı teknoloji ve boyut içinde bile hücreler verimliliğe göre daha da derecelendirilir.

Kapsülleme Malzemesi

Her şeyi bir arada tutan bağlayıcı katman

Kapsülleyici, güneş hücreleri ile modülün ön ve arka yüzeyleri arasında yapışma sağlar. Yüksek sıcaklık ve güçlü UV maruziyeti altında kararlı kalmalıdır. Ayrıca optik olarak şeffaf, düşük termal dirençli ve yüksek elektrik dirençli olmalıdır.

EVA (etilen vinil asetat) en yaygın kullanılan kapsülleyicidir. Hücreler ile ön ve arka yüzeyler arasına yerleştirilen ince bir film halinde gelir ve bir sandviç yapısı oluşturur. Bu sandviç daha sonra belirli bir basınç altında 140-150°C'ye ısıtılır ve EVA'nın polimerize olup modülü birleştirmesi sağlanır. Aşağıdaki görselde, hücrelerin üzerindeki yarı saydam film EVA'dır.

Arka Tabaka

Koruyucu arka yüzey

PV arka tabakası modülün arka yüzeyidir. Temel gereksinimleri düşük termal direnç ve su veya su buharını dışarıda tutma yeteneğidir. Tek camlı modüller genellikle arka tabaka olarak polimer film kullanırken, çift camlı modüller cam kullanır çünkü şeffaf cam arka yüzey zeminden yansıyan ışığı emerek güç çıkışına katkıda bulunabilir.

PV Bant (Kalay Kaplı Bakır Bant)

Akımın nasıl toplandığı ve taşındığı

Kalay kaplı bakır bant olan PV bant, esas olarak ara bağlantı bantı ve ana bant olarak ikiye ayrılır. Ara bağlantı bantı, modül içindeki hücreleri birbirine bağlar; bir stringer makinesi ile hücre yüzeyindeki iletken baralara doğrudan lehimlenir ve her hücreden gelen akımı iletir ve toplar. Ana bant, modül içindeki hücre dizilerini birbirine bağlar; ara bağlantı bantlarına lehimlenir ve hücreler tarafından üretilen akımı bağlantı kutusuna toplar.

PV bandın tabanı, ince bir kalay tabakasıyla kaplanmış bakır metaldir. Bakır taban yüksek iletkenlik ve düşük direnç sunarak modülün iç direncini azaltır ve güç kaybını keser. Kalay kaplama gereklidir çünkü bakır tek başına yüksek erime noktasına ve zayıf lehimlenebilirliğe sahiptir; bakır tabana kalay kaplamak, banda iyi kaynaklanabilirlik kazandırır ve ara bağlantı bandının hücre yüzeyindeki baralara sıkıca bağlanmasını sağlayarak iyi akım akışını garanti eder.

Bağlantı Kutusu

Harici devreye köprü

Junction box, PV modül üzerindeki akımı iletir. Dahili bant şeridine bağlanır ve modülü harici devreye bağlar. İyi bir elektriksel performansa sahip olması gerekir ve tasarımı ve boyutları, elektriksel, mekanik, ısıya dayanıklı, korozyona dayanıklı ve hava koşullarına dayanıklı gereksinimler dahil olmak üzere çalışma ortamının taleplerini karşılamalı ve kullanıcılara veya çevreye zarar vermemelidir. Yaygın PV modül junction box'ları MC4 hızlı konektörler kullanır.

Çerçeve

Mukavemet, sızdırmazlık ve kolay kurulum

Çerçeve birkaç amaca hizmet eder. İlk olarak, cam kenarını korur ve modülün dış kuvvet altında çatlamasını önler. İkinci olarak, kenar sızdırmazlık malzemesi ile birleşerek modülün sızdırmazlık performansını güçlendirir. Üçüncü olarak, modülün genel mekanik mukavemetini büyük ölçüde artırır. Dördüncü olarak, modülün kurulumunu ve taşınmasını kolaylaştırır ve modülü montaj yapısına bağlayan taşıyıcı görevi görür, böylece uygun sabitleme en iyi yük direncini sağlar, tekli fikstürlerden entegre dizilere kadar ölçeklenir ve tüm santral sisteminin mekanik kapasitesini artırır.

Sızdırmazlık Malzemesi

Nemi dışarıda tutmak

Sızdırmazlık malzemesi, junction box'u PV arka tabakaya yapıştırmak için kullanılır, aralarındaki boşluğu su geçirmez hale getirir ve modülün hava koşullarına dayanıklılığını artırır. Ayrıca modülü çerçeveye yapıştırarak ikisi arasındaki bağlantıyı güçlendirir ve su buharının modüle girmesini önler.

Ooitech'in Görüşü

Ooitech şuna inanır: Bir güneş modülünün performansı ve ömrü, ön camdan sızdırmazlık malzemesine kadar katmanlı malzemelerinin tek bir sistem olarak ne kadar iyi birlikte çalıştığına bağlıdır.