חומרי הליבה להרכבת מודולים פוטו -וולטאיים כוללים זכוכית מחוסמת, סרט EVA, תאים סולאריים, גיליונות אחוריים, מסגרות סגסוגת אלומיניום ותיבות צומת. חומרים אלה פועלים יחד להשגת פונקציות כמו המרה פוטו -אלקטרונית, הגנה מבנית והעברה נוכחית.
תרשים סכמטי של מודול PV סולארי
מסגרות פאנל סולאריות, המכונות גם מסגרות שחול אלומיניום, הן רכיבי מפתח בפאנלים סולאריים. מסגרות אלה מאובטחות ואוטמות רכיבי לוח סולארי מפתח, כולל גיליון האחורי השמש והזכוכית כיסוי. מסגרות אלומיניום חזקות ועם זאת קלות, לא רק מספקות תמיכה מכנית לתאים הסולאריים, אלא גם משפרות את ההתנגדות של הפאנל הסולארי לתנאי מזג אוויר ולגורמים חיצוניים אחרים.
מסגרות אלומיניום מחזקות את הנוקשות הכוללת של פאנלים סולאריים, ומאפשרות להם לעמוד במשקל של שלג שנצבר וכוחות אחרים שהם עשויים להיתקל בהם במהלך תוחלת חייהם.
התנגדות הקורוזיה המובנית של מסגרת האלומיניום הופכת אותה לחומר חיוני להגנה על לוחות סולאריים. זה למעשה מגן על מודולים סולאריים מפני לחות, חלקיקי אבק, גשם ואלמנטים מזיקים אחרים. מסגרות לוח סולארי אלומיניום מנקזות ביעילות מים ומונעות את הצטברות הפסולת על הפאנלים. המסגרות עוזרות גם למנוע לחות לחדור לפאנלים ולפגוע ברכיביהם האלקטרוניים.
מסגרת אלומיניום
תא סולארי
תא סולארי, המכונה גם תא פוטו -וולטאי, הוא מכשיר שממיר אור שמש לחשמל דרך האפקט הפוטו -וולטאי. תהליך זה כולל חומרים מסוימים המייצרים זרם חשמלי כאשר הם נחשפים לאור השמש. תאים סולאריים הם מרכיב בסיסי בפאנלים סולאריים, הנמצאים בשימוש נרחב לרתום אנרגיה סולארית למגוון יישומים, כולל ייצור חשמל.
תאים סולאריים סיליקון גבישים
סיליקון גבישי הוא החומר הנפוץ ביותר לתאים סולאריים מסחריים. הוא משלב עלות נמוכה, יעילות גבוהה עד 26%- 27%, יציבות ועמידות לטווח הארוך וידע טכני תעשייתי מוצק. לסיליקון פער פס אנרגיה של 1.12 eV, שהוא התאמה טובה לספקטרום השמש.
תאים סולאריים העשויים מסיליקון הם הבחירה הפופולרית ביותר עבור הפאנלים הסולאריים של ימינו. ניתן לסווג סיליקון גבישי לסוגים שונים, כלומר סיליקון מונוקריסטלי וסיליקון פולי -קריסטלי.
סיליקון מונוקריסטלי - זהו סוג יעיל ביותר של תא סולארי המשמש בפאנלים סולאריים מובחרים. בדרך כלל הם מציעים תפוקת כוח רבה יותר ממוצרי יריב אך הם יקרים בהרבה. לוחות סולאריים המשתמשים בתאי סיליקון מונוקריסטליים כוללים דפוס ייחודי של יהלומים לבנים קטנים. זה נובע מאיך שנחתכים הוופלים.
סיליקון פולי -קריסטלי - המכונה גם 'סיליקון רב -גבישי', סוג זה של תא פוטו -וולטאי סולארי הוא הנפוץ ביותר. בשל הפופולריות שלו ותהליך ייצור יעיל יותר (הכולל סיליקון מותך), פאנלים סולאריים המשתמשים בתאים מסוג זה הם לרוב הזולים ביותר לקנות.
תאים סולאריים סרט דק
דק - תאים סולאריים סרטים, הידועים גם בשם - תאים פוטו -וולטאיים סרטים מכיוון שהם מורכבים משכבות מרובות של סרטים דקים של חומר פוטו -וולטאי שהם הרבה יותר דקים מאשר תאים סולאריים של צומת P-. תאים אלה מיוצרים באמצעות חומרים כמו סיליקון אמורפי, קדמיום טלוריד, ונחושת אינדיום גליום סלניד. עקרונות ההפעלה של תאי סולאריים דקים - תאי סולאריים זהים כמעט לאלה של תאים מבוססי פס סיליקון קונבנציונאלי -. עם זאת, הסידור הגמיש של שכבות החומר המרובות בתאי סרט דקים- שונה מזה של תאי סיליקון.
פאנלים סולאריים המשתמשים בתאים סולאריים של סרט דק נפוצים פחות מאשר אלטרנטיבות סיליקון גביריות. למרות שהם נוטים להיות זולים יותר, הביצועים שלהם אינם טובים כמו C - טכנולוגיית SI. היתרון של תאי סרט דק הוא שהם גמישים ולכן מעט עמידים יותר.
החומרים הפופולריים ביותר בסרטים דקים של תאים סולאריים הם כדלקמן:
סיליקון אמורפי - זהו חומר פופולרי המשמש באופן נרחב על תאים סולאריים סרטים דקים. הוא משתמש בכ- 1% מהסיליקון שתא סיליקון גבישי מסורתי מכיל, מה שהופך אותו לזול משמעותית.
Cadmium Telluride - תאים סולאריים של קדמיום הם המוצר הקולנוע הדק היחיד שהתמודד עם הביצועים של תאי סיליקון מונוקריסטליים. החיסרון לחומר זה הוא שהוא רעיל ביותר, וגורם לדאגה לגבי סילוק תאי קדמיום ישנים.
נחושת אינדיום גליום סלניד (CIGS) - זוהי טכנולוגיית התאים הסולאריים הדקים הזרם השלישי. כאשר אנו משווים זאת לסיליקון גבישי, תאי CIGS יכולים להיות בכל מקום בין פי 80 עד 160 דקים יותר.
זכוכית מזג
זכוכית פוטו -וולטאית מתייחסת לזכוכית המשמשת במודולים פוטו -וולטאיים סולאריים, שיש להם ערכים חשובים כמו הגנה על סוללות והעברת אור.
הגנה מפני נזק - זכוכית לוח סולארי מחוסמת משמשת שכבת הגנה לפאנלים סולאריים, ומונעת גורמים סביבתיים כמו אדים, מים ולכלוך מפני פגיעה בתאים הפוטו -וולטאיים. זכוכית לוח סולארי מחוסמת מספקת גם חוזק גבוה, טרנססיבסיביות מעולה והשתקפות נמוכה.
עמידות ובטיחות - זכוכית מחוסמת מציעה עד ארבעה יותר כוח מזכוכית סטנדרטית. חוזק זה הוא קריטי מכיוון שהגיליון הקדמי של הפאנל הסולארי דורש הגנה מתמשכת מפני היסודות. הודות לתהליכים התרמיים והכימיים המייצרים זכוכית מחוסמת, זה ידוע גם כזכוכית קשה או בטיחותית. זכוכית מחוסמת בטוחה יותר לשימוש מכיוון שהיא מתנפצת לחתיכות קטנות רבות יותר כאשר היא נשברת, ומפחיתה את ההסתברות לפגיעה מקרית.
סרט אווה
אתילן ויניל אצטט (EVA) הוא פולימר תרמופלסטי שיש לו העברת קרינה טובה ושפלות נמוכה לאור השמש. הוא משמש בתמונה - voltaic (PV) בתעשייה כחומר אנקפסולציה לתאי סולארי סיליקון גבישיים בייצור מודולי PV. סרטי EVA סולאריים מגנים על פאנלים סולאריים במשך זמן רב עם מעט הפסד בביצועים.
סדין EVA סולארי הוא חומר לבן וחלב גומי. כאשר הוא מחומם, הוא הופך לסרט מגן שקוף האוטם ומבודד את התאים הסולאריים. בעזרת למינציה, התאים נלחצים בין יריעות ה- EVA בסביבת ואקום, בה הטמפרטורות מגיעות עד 150 מעלות.
חשוב לציין שסרט EVA אינו עמיד בפני UV -, כך שנדרש זכוכית קדמית לצורך הגנת UV. לאחר למינציה, גיליון האתילן - אצטט ויניל ממלא תפקיד חיוני במניעת כניסה של לחות ואבק לפאנל השמש. גיליון ה- EVA מסייע לתאים לצוף בין הזכוכית לגיליון האחורי. מבנה זה מקלה על הלם ורטט, ומגן על תאי השמש והמעגלים שלהם מפני נזק גופני. זה גם מונע מחמצן וגזים אחרים לחמצן את התאים במהלך ייצור חשמל רגיל, ובכך להרחיב את אורך החיים של התא הסולארי.
גיליון אחורי
החלק האחורי של מודול פוטו -וולטאי משתמש בסרט גיליון אחורי. הגיליון האחורי הוא למינציה רב שכבתי העשויה מחומרים פולימריים שונים ומשתנים אורגניים. מבנה רב שכבתי זה מאפשר להתאים את תכונותיו האופטיות, התרמומכניות, החשמליות והמחסום של המחסום לדרישות הספציפיות של המודול הפוטו -וולטאי. הם ממלאים תפקיד חיוני בהגנה עליהם מפני קשים ומשנים תנאים סביבתיים לאורך חייהם.
לא כל הגיליונות האחוריים נוצרים שווים. כדי להגן על פאנלים סולאריים במשך למעלה מ 25 שנה, עליהם להשיג איזון אופטימלי של שלושה תכונות עיקריות: עמידות בפני מזג אוויר, חוזק מכני והדבקה. על מאפיינים אלה להישאר יציבים לאורך כל חיי המודול.
גיליון אחורי - כשלים קשורים יכולים להוביל לכישלון קטסטרופלי של פאנלים סולאריים, השפלה קשה של כוח וסכנות בטיחות חמורות. ההשפעה יכולה להיות חמורה, החל מפגיעה משמעותית במותג ומוניטין לפגיעה אישית.
גיליונות אחוריים שנמצאו ב- PV - ניתן לסווג מודולים לשלוש קבוצות. הגיליונות האחוריים של המחלקה הראשונה מורכבים מרכיב פולימר עיקרי יחיד, פוליאמיד (PA), ואילו ה- BSS של המעמדות השנייה והשלישית הם מרובי {}}} רכיב ומולטי - גיליונות אחוריים בשכבה. גיליונות האחוריים של רכיב הרכיב Multi - מורכבים משכבת ליבה של פוליאתילן טרפטלט (PET). במחלקה השנייה יש מבנה שכבה סימטרי, מה שאומר שיש פולימר פלואורי בשכבה הפנימית כמו גם בשכבת צליל האוויר. לעומת זאת, בכיתת הגיליון האחורי השלישי יש מבנה א -סימטרי: שכבת ליבת חיות מחמד, שכבת ציפוי פלואורי בודד (FC) בצדי האוויר, ושכבות פנימיות של פוליולפינים, כמו פוליאתילן (PE), פוליפרופילן (PP).
תיבת צומת
תיבת הצומת מחוברת לחלק האחורי של המודול עם דבק. הפונקציה העיקרית שלה היא להוציא את החשמל שנוצר על ידי המודולים הסולאריים באמצעות כבלים.
תיבת הצומת פועלת כמחבר, ומגשרת בין הפער בין המודולים הסולאריים וציוד הבקרה כמו ממירים. בתוך תיבת הצומת, הזרם שנוצר על ידי המודולים הסולאריים מנותב דרך מסופים ומחברים ואז מופנה לצרכן. החוזק המכני והיציבות החשמלית של הטרמינלים החשמליים בתיבת הצומת הם קריטיים לבטוח, אמין וארוך {}}} פעולת מונחים של מודולי פוטו -וולטאיים (PV). תכונה זו צפויה להאריך את תקופת האחריות של 25 שנה של מוצרי PV טיפוסיים.
פונקציות המגן של תיבת הצומת כוללות שלושה היבטים: ראשית, דיודות עוקף מונעות השפעות נקודה חמה, הגנה על התאים והמודולים; שנית, עיצוב איטום ייחודי מספק איטום וחסין אש; ושלישית, עיצוב פיזור חום ייחודי מצמצם את טמפרטורת ההפעלה של תיבת הצומת ודיודות העוקף, ובכך מפחית את אובדן הכוח הנגרם כתוצאה מזרם דליפה במודולים.
עמידות בפני מזג אוויר מתייחסת ליכולתם של חומרים כמו ציפויים, פלסטיק ומוצרי גומי לעמוד בקפדנות של שימוש בחוץ, כמו נזק נרחב הנגרם כתוצאה מאור שמש, חום, קור, רוח, גשם וחיידקים. התנגדות זו נקראת התנגדות למזג האוויר.
