Napelem modul

Általában a napelem modul öt rétegből áll fentről lefelé, beleértve a fotovoltaikus üveget, a csomagoló ragasztófóliát, a cella chipet, a csomagoló ragasztófóliát és a hátlapot:

(1) Fotovoltaikus üveg

Az egyetlen napelemes napelem rossz mechanikai szilárdsága miatt könnyen eltörhet;A levegőben lévő nedvesség és korrozív gáz fokozatosan oxidálja és rozsdásítja az elektródát, és nem képes ellenállni a kültéri munka kemény körülményeinek;Ugyanakkor az egyes fotovoltaikus cellák üzemi feszültsége általában kicsi, ami nehezen elégíti ki az általános elektromos berendezések igényeit.Ezért a napelemek általában EVA fóliával vannak lezárva a csomagolópanel és a hátlap között, hogy egy oszthatatlan fotovoltaikus modult képezzenek csomagolással és belső csatlakozással, amely önállóan képes egyenáramú kimenetet biztosítani.Számos fotovoltaikus modul, inverter és egyéb elektromos kiegészítő alkotja a fotovoltaikus energiatermelő rendszert.

A fotovoltaikus modult borító fotovoltaikus üveg bevonása után nagyobb fényáteresztést biztosíthat, így a napelem több villamos energiát tud termelni;Ugyanakkor az edzett fotovoltaikus üveg nagyobb szilárdságú, ami miatt a napelemek ellenállnak a nagyobb szélnyomásnak és a nagyobb nappali hőmérséklet-különbségnek.Ezért a fotovoltaikus üveg a fotovoltaikus modulok egyik nélkülözhetetlen tartozéka.

A fotovoltaikus cellákat főként kristályos szilíciumcellákra és vékonyfilmes cellákra osztják.A kristályos szilícium cellákhoz használt fotovoltaikus üveg főként a kalanderezési módszert alkalmazza, a vékonyréteg cellákhoz használt fotovoltaikus üveg pedig főként az úszó módszert alkalmazza.

(2) Tömítő ragasztófólia (EVA)

A napelem-csomagoló ragasztófólia a napelem modul közepén található, amely beburkolja a cella lapot, és össze van kötve az üveggel és a hátlappal.A napelem-csomagoló ragasztófólia fő funkciói: szerkezeti alátámasztás a napelemsor berendezés számára, maximális optikai csatolás biztosítása a cella és a napsugárzás között, a cella és a vezeték fizikai izolálása, valamint a cella által termelt hő vezetése, stb. Ezért a csomagolófóliás termékeknek magas vízpárazáró képességgel, nagy látható fényáteresztő képességgel, nagy térfogati ellenállással, időjárásállósággal és PID-ellenes teljesítménnyel kell rendelkezniük.

Jelenleg az EVA ragasztófólia a legszélesebb körben használt ragasztófólia a napelem-csomagoláshoz.2018-ban piaci részesedése körülbelül 90%.Több mint 20 éves alkalmazási múlttal rendelkezik, kiegyensúlyozott termékteljesítmény és magas költségteljesítmény mellett.A POE ragasztófólia egy másik széles körben használt fotovoltaikus csomagolóanyag-ragasztófólia.2018-tól piaci részesedése körülbelül 9% 5. Ez a termék egy etilén-oktén kopolimer, amely felhasználható szoláris együveg és duplaüveg modulok csomagolására, különösen dupla üvegmodulokban.A POE ragasztófólia kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, mint például a magas vízpárazáró képesség, a nagy látható fényáteresztés, a nagy térfogat-ellenállás, a kiváló időjárásállóság és a hosszú távú PID elleni teljesítmény.Ezen túlmenően, ennek a terméknek az egyedülálló nagy fényvisszaverő teljesítménye javíthatja a napfény hatékony felhasználását a modul számára, elősegítheti a modul teljesítményének növelését, és megoldhatja a fehér ragasztófólia túlcsordulási problémáját a modul laminálása után.

(3) Akkumulátor chip

A szilícium napelem egy tipikus kétvégű eszköz.A két kivezetés a szilícium chip fényfogadó felületén, illetve háttérvilágítású felületén található.

A fotovoltaikus energiatermelés elve: Amikor egy foton rávilágít egy fémre, annak energiáját a fémben lévő elektron teljesen elnyeli.Az elektron által elnyelt energia elég nagy ahhoz, hogy legyőzze a fématomon belüli Coulomb-erőt, és munkát végezzen, kiszabaduljon a fém felületéről és fotoelektronná váljon.A szilícium atomnak négy külső elektronja van.Ha a tiszta szilíciumot öt külső elektront tartalmazó atomokkal, például foszforatomokkal adalékolják, N-típusú félvezetővé válik;Ha a tiszta szilíciumot három külső elektront tartalmazó atomokkal, például bóratomokkal adalékolják, P-típusú félvezető képződik.Ha a P típusú és az N típusú kombináljuk, az érintkezési felület potenciálkülönbséget képez, és napelemmé válik.Amikor a napfény a PN átmenetre süt, az áram a P-típusú oldalról az N-típusú oldalra folyik, áramot képezve.

A felhasznált különböző anyagok szerint a napelemek három kategóriába sorolhatók: az első kategória a kristályos szilícium napelemek, beleértve a monokristályos szilíciumot és a polikristályos szilíciumot.Kutatásuk és fejlesztésük, valamint piaci alkalmazásuk viszonylag mélyreható, fotoelektromos átalakítási hatékonyságuk pedig magas, ami a jelenlegi akkumulátorchip fő piaci részesedését foglalja el;A második kategória a vékonyrétegű napelemek, beleértve a szilícium alapú filmeket, vegyületeket és szerves anyagokat.A nyersanyagok szűkössége vagy toxicitása, az alacsony átalakítási hatékonyság, a rossz stabilitás és egyéb hiányosságok miatt azonban ritkán használják őket a piacon;A harmadik kategória az új napelemek, köztük a laminált napelemek, amelyek jelenleg kutatás-fejlesztési szakaszban vannak, és a technológia még nem kiforrott.

A napelemek fő nyersanyaga a poliszilícium (amiből egykristályos szilícium rudak, poliszilícium ingot stb. állíthatók elő).A gyártási folyamat főként a következőket foglalja magában: tisztítás és pelyhesítés, diffúzió, élmaratás, foszformentesített szilíciumüveg, PECVD, szitanyomás, szinterezés, tesztelés stb.

Itt kibővítjük az egykristály és a polikristályos fotovoltaikus panel közötti különbséget és kapcsolatot

Az egykristály és a polikristály a kristályos szilícium napenergia két technikai útja.Ha az egykristályt egy komplett kőhöz hasonlítjuk, a polikristályos kő zúzott kövekből készült.A különböző fizikai tulajdonságok miatt az egykristály fotoelektromos átalakítási hatékonysága magasabb, mint a polikristályoké, de a polikristály költsége viszonylag alacsony.

A monokristályos szilícium napelemek fotoelektromos konverziós hatékonysága körülbelül 18%, a legmagasabb pedig 24%.Ez a legmagasabb fotoelektromos átalakítási hatásfok minden típusú napelem közül, de a gyártási költség magas.Mivel a monokristályos szilíciumot általában edzett üveggel és vízálló gyantával csomagolják, tartós és 25 év élettartamú.

A polikristályos szilícium napelemek gyártási folyamata hasonló a monokristályos szilícium napelemekhez, de a polikristályos szilícium napelemek fotoelektromos konverziós hatásfokát nagyon csökkenteni kell, a fotoelektromos konverziós hatásfoka pedig körülbelül 16%.A gyártási költséget tekintve olcsóbb, mint a monokristályos szilícium napelemek.Az anyagok könnyen gyárthatók, energiafogyasztást takarítanak meg, és a teljes gyártási költség alacsony.

Az egykristály és a polikristály kapcsolata: A polikristály hibás egykristály.

A támogatások nélküli online ajánlattétel térnyerésével és a telepíthető földforrások egyre szűkösebbé válásával a hatékony termékek iránti kereslet növekszik a globális piacon.A befektetők figyelme is a korábbi rohanásról az eredeti forrásra, vagyis magának a projektnek az energiatermelési teljesítményére és hosszú távú megbízhatóságára terelődött, ami a jövőbeli erőművek bevételének kulcsa.Ebben a szakaszban a polikristályos technológiának még vannak előnyei a költségek tekintetében, de hatékonysága viszonylag alacsony.

A polikristályos technológia lassú növekedésének számos oka van: egyrészt továbbra is magasak a kutatás-fejlesztési költségek, ami az új eljárások magas gyártási költségéhez vezet.Másrészt a felszerelés ára rendkívül drága.Mindazonáltal annak ellenére, hogy a hatékony egykristályok energiatermelési hatékonysága és teljesítménye meghaladja a polikristályok és a közönséges egykristályok teljesítményét, néhány árérzékeny vásárló továbbra is „nem tud versenyezni” a választás során.

Jelenleg a hatékony egykristály technológia jó egyensúlyt ért el a teljesítmény és a költségek között.Az egykristály értékesítési volumene vezető pozíciót foglalt el a piacon.

(4) Hátlap

A napelemes hátlap egy fotovoltaikus csomagolóanyag, amely a napelem modul hátoldalán található.Főleg a napelem modul védelmére használják a kültéri környezetben, ellenállnak a környezeti tényezők, például a fény, a páratartalom és a hő korróziójának a csomagolófólián, a cellaforgácsokon és más anyagokon, és időjárásálló szigetelésvédő szerepet töltenek be.Mivel a hátlap a PV-modul hátoldalán a legkülső rétegben található, és közvetlenül érintkezik a külső környezettel, kiváló magas és alacsony hőmérsékleti ellenállással, ultraibolya sugárzással szembeni ellenállással, környezeti öregedésállósággal, vízpára gáttal, elektromos szigeteléssel és egyebekkel kell rendelkeznie. olyan tulajdonságokkal, amelyek megfelelnek a napelem modul 25 éves élettartamának.A fotovoltaikus ipar energiatermelési hatékonysági követelményeinek folyamatos javításával egyes nagy teljesítményű napelemes hátlaptermékek magas fényvisszaverő képességgel is rendelkeznek, hogy javítsák a napelem modulok fotoelektromos átalakítási hatékonyságát.

Az anyagok osztályozása szerint a hátlapot elsősorban szerves polimerekre és szervetlen anyagokra osztják.A szoláris hátlap általában szerves polimerekre utal, a szervetlen anyagok pedig főleg üveg.A gyártási folyamat szerint főként kompozit típusú, bevonattípus és koextrudálási típus létezik.Jelenleg a kompozit hátlap a hátlappiac több mint 78%-át teszi ki.A kettős üvegelemek növekvő alkalmazásának köszönhetően az üveg hátlapok piaci részesedése meghaladja a 12%-ot, a bevonatos hátlapoké és egyéb szerkezeti hátlapoké pedig mintegy 10%.

A napelemes hátlap alapanyagai főként PET-alapfóliát, fluoranyagot és ragasztót tartalmaznak.A PET alapfólia főként szigetelő és mechanikai tulajdonságokat biztosít, de időjárásállósága viszonylag gyenge;A fluor anyagokat főként két formára osztják: fluor filmre és fluortartalmú gyantára, amelyek szigetelést, időjárásállóságot és záró tulajdonságot biztosítanak;A ragasztó főként műgyantából, térhálósítószerből, funkcionális adalékanyagokból és egyéb vegyi anyagokból áll.PET-alapfólia és fluorfilm ragasztására szolgál kompozit hátlapon.Jelenleg a jó minőségű napelem modulok hátlapjai alapvetően fluorid anyagokat használnak a PET alapfólia védelmére.Az egyetlen különbség az, hogy a felhasznált fluorid anyagok formája és összetétele eltérő.A fluoranyagot a PET-alapfólián ragasztóanyaggal fluorfilm formájában állítják össze, amely egy kompozit hátlap;Közvetlenül PET alapfóliára vonják be fluortartalmú gyanta formájában speciális eljárással, amelyet bevont hátlapnak neveznek.

Általánosságban elmondható, hogy a kompozit hátlap kiváló átfogó teljesítményt nyújt a fluorfilmje integritásának köszönhetően;A bevonatos hátlapnak az alacsony anyagköltsége miatt van árelőnye.

A kompozit hátlap fő típusai

A kompozit napelemes hátlap a fluortartalom szerint kétoldalas fluorfilm hátlapra, egyoldalas fluorfilm hátlapra és fluormentes hátlapra osztható.Időjárásállóságuk és egyéb jellemzőik miatt különböző környezetekben alkalmazhatók.Általánosságban elmondható, hogy a környezettel szembeni időjárásállóságot a kétoldalas fluorfilm hátlap, az egyoldalas fluorfilm hátlap és a fluormentes hátlap követi, és ezek ára általában csökken.

Megjegyzés: (1) A PVF (monofluorozott gyanta) fóliát PVF kopolimerből extrudálják.Ez a kialakítási folyamat biztosítja, hogy a PVF dekoratív réteg kompakt legyen, és mentes legyen a hibáktól, például lyukaktól és repedésektől, amelyek gyakran előfordulnak a PVDF (difluorozott gyanta) bevonat szórásakor vagy hengerrel történő bevonásakor.Ezért a PVF fólia dekoratív réteg szigetelése jobb, mint a PVDF bevonat.A PVF fólia fedőanyag rosszabb korróziós környezetben használható;

(2) A PVF-fólia gyártási folyamata során a molekularács extrudálása hossz- és keresztirányban nagymértékben erősíti a fizikai szilárdságát, így a PVF-fólia nagyobb szívóssággal rendelkezik;

(3) A PVF fólia erősebb kopásállósággal és hosszabb élettartammal rendelkezik;

(4) Az extrudált PVF fólia felülete sima és finom, csíkoktól, narancsbőrtől, mikro ráncoktól és egyéb hibáktól mentes, amelyek a felületen hengeres bevonat vagy permetezés során keletkeznek.

Alkalmazható forgatókönyvek

Kiváló időjárásállósága miatt a kétoldalas fluorfilm kompozit hátlap ellenáll a súlyos környezeteknek, például hidegnek, magas hőmérsékletnek, szélnek és homoknak, esőnek stb., és általában széles körben használják fennsíkon, sivatagban, Góbiban és más régiókban;Az egyoldalas fluorfilm kompozit hátlap a kétoldalas fluorfilm kompozit hátlap költségcsökkentő terméke.A kétoldalas fluorfilm kompozit hátlappal összehasonlítva belső rétege gyenge ultraibolya-ellenállással és hőelvezetéssel rendelkezik, ami főként tetőkre és mérsékelt ultraibolya sugárzású területekre alkalmazható.

6, PV inverter

A napelemes fotovoltaikus energiatermelés során a fotovoltaikus tömbök által termelt teljesítmény egyenáram, de sok terheléshez váltakozó áramra van szükség.Az egyenáramú tápegységnek nagy korlátai vannak, ami nem kényelmes a feszültség átalakításához, és a terhelés alkalmazási köre is korlátozott.A speciális elektromos terhelések kivételével inverterekre van szükség az egyenáram váltóárammá alakításához.A fotovoltaikus inverter a napelemes fotovoltaikus energiatermelő rendszer szíve.A fotovoltaikus áramtermelő rendszer által termelt egyenáramot az élethez szükséges váltakozó árammá alakítja át az elektromos áramkör átalakító technológiájával, és a fotovoltaikus erőmű egyik legfontosabb alapeleme.