تشمل المواد الأساسية لتجميع الوحدات النمطية الكهروضوئية الزجاج المقسى ، وفيلم EVA ، والخلايا الشمسية ، والأوراق الخلفية ، وإطارات سبيكة الألومنيوم وصناديق الوصلات. تعمل هذه المواد معًا لتحقيق وظائف مثل التحويل الكهروضوئي والحماية الهيكلية والنقل الحالي.
رسم تخطيطي للوحدة الكهروضوئية الشمسية
إطارات الألواح الشمسية ، والمعروفة أيضًا باسم إطارات بثق الألمنيوم ، هي مكونات رئيسية للألواح الشمسية. هذه الإطارات آمنة وتغلق مكونات لوحة الطاقة الشمسية المفتاح ، بما في ذلك ورقة الخلفية الشمسية وزجاج الغطاء. لا توفر إطارات الألومنيوم قوية وخفيفة الوزن الدعم الميكانيكي للخلايا الشمسية فحسب ، بل تعزز أيضًا مقاومة اللوحة الشمسية للحالات الجوية والعوامل الخارجية الأخرى.
تعزز إطارات الألومنيوم الصلابة الكلية للألواح الشمسية ، مما يتيح لهم تحمل وزن الثلج المتراكم والقوى الأخرى التي قد يواجهونها خلال عمرها.
مقاومة التآكل المتأصلة في إطار الألومنيوم تجعلها مادة أساسية لحماية الألواح الشمسية. إنه يحمي بشكل فعال الوحدات الشمسية من الرطوبة وجزيئات الغبار والأمطار والعناصر الضارة الأخرى. إطارات الألومنيوم الشمسية للألواح تصريف الماء بشكل فعال ومنع الحطام من التراكم على الألواح. تساعد الإطارات أيضًا على منع الرطوبة من اختراق الألواح وإتلاف مكوناتها الإلكترونية.
إطار الألومنيوم
الخلية الشمسية
الخلية الشمسية ، المعروفة أيضًا باسم الخلية الكهروضوئية ، هي جهاز يحول أشعة الشمس إلى كهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي. تتضمن هذه العملية مواد معينة تولد تيارًا كهربائيًا عند تعرضه لأشعة الشمس. تعد الخلايا الشمسية مكونًا أساسيًا من الألواح الشمسية ، والتي تستخدم على نطاق واسع لتسخير الطاقة الشمسية لمجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك توليد الكهرباء.
الخلايا الشمسية السيليكون البلورية
السيليكون البلوري هو المادة الأكثر استخدامًا للخلايا الشمسية التجارية. فهو يجمع بين التكلفة المنخفضة ، والكفاءة العالية تصل إلى 26 ٪ - 27 ٪ ، والاستقرار على المدى الطويل والمتانة ، والمعرفة التقنية الصناعية الصلبة. يحتوي السيليكون على فجوة في نطاق الطاقة 1.12 فولت ، وهو مطابقة جيدة للطيف الشمسي.
تعد الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون الخيار الأكثر شعبية للألواح الشمسية اليوم. يمكن تصنيف السيليكون البلوري إلى أنواع مختلفة ، وهي السيليكون أحادي البلورة والسيليكون متعدد البلورات.
السيليكون أحادي البلورة - هذا نوع عالي الكفاءة من الخلايا الشمسية المستخدمة في الألواح الشمسية المتميزة. أنها توفر عمومًا إنتاج طاقة أكثر من المنتجات المتنافسة ولكنها أكثر تكلفة بكثير. تتميز الألواح الشمسية باستخدام خلايا السيليكون أحادية البلورة بنمط مميز من الماس الأبيض الصغير. هذا يرجع إلى كيفية قطع الرقائق.
السيليكون متعدد البلورات - المعروف أيضًا باسم "السيليكون متعدد البلورات" ، هذا النوع من الخلايا الكهروضوئية الشمسية هو الأكثر شيوعًا. نظرًا لشعبيتها وعملية تصنيع أكثر كفاءة (تتضمن السيليكون المنصهر) ، غالبًا ما تكون الألواح الشمسية التي تستخدم خلايا من هذا النوع أرخص للشراء.
الخلايا الشمسية السينمائية الرقيقة
Thin - الخلايا الشمسية السينمائية ، والمعروفة أيضًا باسم الخلايا الرقيقة - لأنها تتكون من طبقات متعددة من أفلام رقيقة من المواد الكهروضوئية التي تكون أرق بكثير من الخلايا الشمسية p - n. يتم تصنيع هذه الخلايا باستخدام مواد مثل السيليكون غير المتبلور ، تيلورايد الكادميوم ، و Selenide النحاس الإنديوم. مبادئ التشغيل للخلايا الشمسية الرقيقة - تتطابق فعليًا مع خلايا السيليكون التقليدية -. ومع ذلك ، فإن الترتيب المرن للطبقات المتعددة من المواد في خلايا الفيلم رقيقة- يختلف عن خلايا السيليكون.
الألواح الشمسية التي تستخدم الخلايا الشمسية الأفلام الرقيقة أقل شيوعًا من بدائل السيليكون البلورية. على الرغم من أنها تميل إلى أن تكون أرخص ، فإن أدائها ليس جيدًا مثل تقنية C-. فائدة خلايا الأفلام الرقيقة هي أنها مرنة وبالتالي أكثر دواما.
المواد الأكثر شعبية في الخلايا الشمسية الأفلام الرقيقة هي كما يلي:
السيليكون غير المتبلور - هذه مادة شائعة تستخدم على نطاق واسع على الخلايا الشمسية الرقيقة. يستخدم حوالي 1 ٪ من السيليكون الذي تحتويه خلية السيليكون البلورية التقليدية ، مما يجعلها أرخص بكثير.
Telluride الكادميوم - الخلايا الشمسية الكادميوم هي المنتج الرقيق الوحيد الذي ينافس أداء خلايا السيليكون أحادية البلورة. العيب في هذه المادة هو أنها سامة للغاية ، مما يسبب القلق بشأن التخلص من خلايا الكادميوم القديمة.
النحاس الإنديوم غاليوم سيلينيد (CIGS) - هذه هي تقنية الخلايا الشمسية الرقيقة الثالثة للأفلام الرقيقة. عندما نقارن هذا بالسيليكون البلوري ، يمكن أن تكون خلايا CIGS في أي مكان بين 80 و 160 مرة أرق.
الزجاج الخفيف
يشير الزجاج الكهروضوئي إلى الزجاج المستخدم على الوحدات النمطية الكهروضوئية الشمسية ، والتي لها قيم مهمة مثل حماية البطاريات ونقل الضوء.
حماية من الضرر - يعتبر زجاج اللوحة الشمسية المقسى كطبقة واقية للألواح الشمسية ، ومنع العوامل البيئية مثل الأبخرة والماء والأوساخ من إتلاف الخلايا الكهروضوئية. يوفر زجاج اللوحة الشمسية المقسى أيضًا قوة عالية ونقل ممتازة وانعكاس منخفض.
توفر المتانة والسلامة - قوة تصل إلى أربع مرات أكثر من الزجاج القياسي. هذه القوة أمر بالغ الأهمية لأن الورقة الأمامية للوحة الشمسية تتطلب حماية دائمة ضد العناصر. بفضل العمليات الحرارية والكيميائية التي تنتج كوبًا مقسى ، يُعرف أيضًا باسم الزجاج المتشدد أو السلامة. الزجاج المقسى أكثر أمانًا لأنه يتحطم إلى العديد من القطع الأصغر عند كسره ، مما يقلل من احتمال الإصابة العرضية.
فيلم إيفا
أسيتات الفينيل الإيثيلين (EVA) عبارة عن بوليمر بالحرارة الذي يمتلك انتقالًا جيدًا للإشعاع وتدهور منخفضة لأشعة الشمس. يتم استخدامه في صناعة الصورة - Voltaic (PV) كمواد تغليف للخلايا الشمسية السيليكون البلورية في تصنيع الوحدات النمطية الكهروضوئية. تحمي أفلام Solar Eva الألواح الشمسية لفترة طويلة مع خسارة ضئيلة في الأداء.
ورقة Solar Eva هي مادة بيضاء حليبية ومطاطية. عند تسخينها ، يتحول إلى فيلم واقٍ شفاف يختم الخلايا الشمسية وتعزلها. باستخدام مصطلح ، يتم الضغط على الخلايا بين صفائح EVA في بيئة فراغ ، حيث تصل درجات الحرارة إلى 150 درجة.
من المهم أن نلاحظ أن فيلم EVA ليس UV - مقاومًا ، لذلك يلزم وجود زجاج أمامي للدرع للأشعة فوق البنفسجية. بعد التصفيح ، تلعب ورقة خلات الفينيل- دورًا حيويًا في منع الرطوبة والغبار من دخول اللوحة الشمسية. ورقة EVA تساعد الخلايا على التعويم بين الزجاج والخلف. هذا الهيكل يخفف من الصدمة والاهتزاز ، وحماية الخلايا الشمسية ودوائرها من الأضرار المادية. كما أنه يمنع الأكسجين والغازات الأخرى من أكسدة الخلايا أثناء توليد الطاقة العادية ، وبالتالي تمديد عمر الخلية الشمسية.
ورقة خلفية
يستخدم الجزء الخلفي من وحدة الكهروضوئية فيلمًا خلفيًا. الورقة الخلفية عبارة عن صفح متعدد الطبقات مصنوع من مواد البوليمر المختلفة والمعدلات غير العضوية. يسمح هذا الهيكل متعدد الطبقات بخصائص الخواص البصرية والميكانيكية والكهربائية والحاجز المترتبة على المتطلبات المحددة للوحدة النمطية الكهروضوئية. إنهم يلعبون دورًا حيويًا في حمايتهم من الظروف البيئية القاسية والمتغيرة طوال حياتهم.
لا يتم إنشاء جميع أوراق الخلفية على قدم المساواة. لحماية الألواح الشمسية لأكثر من 25 عامًا ، يجب أن يحققوا توازنًا مثاليًا مع ثلاث خصائص رئيسية: مقاومة الطقس ، والقوة الميكانيكية ، والالتصاق. يجب أن تظل هذه الخصائص مستقرة طوال عمر الوحدة.
يمكن أن يؤدي Backsheet - إلى فشل كارثي للألواح الشمسية ، وتدهور الطاقة الشديد ، ومخاطر السلامة الخطيرة. يمكن أن يكون التأثير شديدًا ، بدءًا من أضرار كبيرة في العلامة التجارية والسمعة للإصابة الشخصية.
يمكن تصنيف الأوراق الخلفية الموجودة في وحدات PV - إلى ثلاث مجموعات. تتكون الأوراق الخلفية للفئة الأولى من مكون بوليمر رئيسي واحد ، polyamide (PA) ، في حين أن BSS من الفئتين الثانية والثالثة هي متعددة - و Multi -. تتكون الأوراق الخلفية المتعددة- من الطبقة الأساسية للبولي إيثيلين terephtalate (PET). تحتوي الفئة الثانية على بنية طبقة متماثلة ، مما يعني أن هناك بوليمرًا مفلورًا في الطبقة الداخلية وكذلك على الطبقة الجوية. على النقيض من ذلك ، فإن فئة الورق الخلفي الثالث لها بنية غير متماثلة: طبقة أساسية للحيوانات الأليفة ، وطبقة طلاء واحدة (FC) في الهواء الطلق ، والطبقات الداخلية للبوليوليت ، مثل البولي إيثيلين (PE) ، البولي بروبيلين (PP).
صندوق الوصلات
يتم إرفاق مربع الوصلات إلى الجزء الخلفي من الوحدة النمطية مع مادة لاصقة. وظيفتها الأساسية هي إخراج الكهرباء الناتجة عن الوحدات الشمسية عبر الكابلات.
يعمل صندوق الوصلات كموصل ، حيث يسد الفجوة بين الوحدات الشمسية ومعدات التحكم مثل العزف. داخل مربع الوصلات ، يتم توجيه التيار الناتج عن الوحدات الشمسية من خلال المحطات والموصلات ثم توجيهها إلى المستهلك. تعتبر القوة الميكانيكية والاستقرار الكهربائي للمحطات الكهربائية في مربع الوصلات أمرًا بالغ الأهمية للوحدات النمطية الآمنة والموثوقة والطويلة- للوحدات النمطية الضوئية (PV). من المتوقع أن تمدد هذه الميزة فترة الضمان لمدة 25 عامًا لمنتجات PV النموذجية.
تشمل وظائف الحماية في مربع الوصلات ثلاثة جوانب: أولاً ، تمنع الثنائيات الالتفافية تأثيرات النقطة الساخنة ، وحماية الخلايا والوحدات النمطية ؛ ثانياً ، يوفر تصميم ختم فريد من نوعه العزل المائي وعزل النيران ؛ وثالثًا ، يقلل تصميم تبديد الحرارة الفريد من درجة حرارة التشغيل في صندوق الوصلات والثنائيات الالتفافية ، مما يقلل من فقدان الطاقة الناجم عن تيار التسرب في الوحدات النمطية.
تشير مقاومة الطقس إلى قدرة مواد مثل الطلاء والبلاستيك والمنتجات المطاطية لتحمل قسوة الاستخدام في الهواء الطلق ، مثل الأضرار الواسعة الناجمة عن أشعة الشمس والحرارة والبرودة والرياح والمطر والبكتيريا. وتسمى هذه المقاومة مقاومة الطقس.
