Արևային մարտկոցի մոդուլ

Ընդհանրապես, արևային մարտկոցի մոդուլը բաղկացած է հինգ շերտերից՝ վերևից ներքև, ներառյալ ֆոտոգալվանային ապակի, փաթեթավորման սոսինձ ֆիլմ, բջջային չիպ, փաթեթավորման սոսինձ թաղանթ և հետնամաս.

(1) ֆոտոգալվանային ապակի

Մեկ արևային ֆոտովոլտային մարտկոցի վատ մեխանիկական ուժի պատճառով այն հեշտ է կոտրվել.Օդի խոնավությունն ու քայքայիչ գազը աստիճանաբար օքսիդացնելու և ժանգոտելու են էլեկտրոդը և չեն կարող դիմակայել բացօթյա աշխատանքի ծանր պայմաններին.Միևնույն ժամանակ, միայնակ ֆոտովոլտային բջիջների աշխատանքային լարումը սովորաբար փոքր է, ինչը դժվար է բավարարել ընդհանուր էլեկտրական սարքավորումների կարիքները:Հետևաբար, արևային բջիջները սովորաբար կնքվում են փաթեթավորման վահանակի և հետնամասի միջև EVA թաղանթով, որպեսզի ձևավորեն անբաժանելի ֆոտոգալվանային մոդուլ՝ փաթեթավորմամբ և ներքին կապով, որը կարող է ինքնուրույն ապահովել DC ելք:Մի քանի ֆոտովոլտային մոդուլներ, ինվերտերներ և այլ էլեկտրական պարագաներ կազմում են ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրության համակարգը:

Այն բանից հետո, երբ ֆոտոգալվանային ապակին ծածկում է ֆոտոգալվանային մոդուլը, այն կարող է ապահովել ավելի բարձր լույսի թափանցելիություն, այնպես որ արևային մարտկոցը կարող է ավելի շատ էլեկտրաէներգիա արտադրել.Միևնույն ժամանակ, խստացված ֆոտոգալվանային ապակին ավելի մեծ ամրություն ունի, ինչը կարող է արևային բջիջներին դիմակայել քամու ավելի մեծ ճնշմանը և ավելի մեծ ցերեկային ջերմաստիճանի տարբերությանը:Ուստի ֆոտոգալվանային ապակին ֆոտոգալվանային մոդուլների անփոխարինելի պարագաներից մեկն է։

Ֆոտովոլտային բջիջները հիմնականում բաժանվում են բյուրեղային սիլիցիումի բջիջների և բարակ թաղանթային բջիջների:Բյուրեղային սիլիցիումային բջիջների համար օգտագործվող ֆոտոգալվանային ապակին հիմնականում ընդունում է կալենդերման մեթոդը, իսկ ֆոտոգալվանային ապակին, որն օգտագործվում է բարակ թաղանթային բջիջների համար, հիմնականում ընդունում է լողացող մեթոդը:

(2) կնքման սոսինձ թաղանթ (EVA)

Արևային բջիջների փաթեթավորման սոսինձ թաղանթը գտնվում է արևային մարտկոցի մոդուլի մեջտեղում, որը փաթաթում է բջջային թերթիկը և կապվում է ապակու և հետևի ափսեի հետ:Արևային բջիջների փաթեթավորման սոսինձ ֆիլմի հիմնական գործառույթները ներառում են. Հետևաբար, փաթեթավորման ֆիլմերի արտադրանքը պետք է ունենա բարձր ջրի գոլորշիների արգելք, տեսանելի լույսի բարձր թափանցելիություն, բարձր ծավալային դիմադրողականություն, եղանակային դիմադրություն և հակաPID կատարողականություն:

Ներկայումս EVA սոսինձ թաղանթը արևային բջիջների փաթեթավորման համար ամենաշատ օգտագործվող սոսինձային ֆիլմն է:2018 թվականի դրությամբ նրա մասնաբաժինը շուկայում կազմում է մոտ 90%:Այն ունի ավելի քան 20 տարվա կիրառման պատմություն՝ հավասարակշռված արտադրանքի կատարողականությամբ և բարձր գնով:POE սոսինձ ֆիլմը լայնորեն օգտագործվող ֆոտոգալվանային փաթեթավորման սոսինձ ֆիլմի նյութ է:2018 թվականի դրությամբ նրա շուկայական մասնաբաժինը կազմում է մոտ 9% 5. Այս արտադրանքը էթիլեն օկտենային համապոլիմեր է, որը կարող է օգտագործվել արևային մեկ ապակի և կրկնակի ապակե մոդուլների փաթեթավորման համար, հատկապես կրկնակի ապակե մոդուլներում:POE սոսինձ ֆիլմն ունի հիանալի բնութագրեր, ինչպիսիք են ջրի գոլորշիների արգելքի բարձր արագությունը, տեսանելի լույսի բարձր թափանցելիությունը, բարձր ծավալային դիմադրողականությունը, եղանակային գերազանց դիմադրությունը և երկարաժամկետ հակաPID կատարումը:Բացի այդ, այս արտադրանքի եզակի բարձր արտացոլող կատարումը կարող է բարելավել մոդուլի համար արևի լույսի արդյունավետ օգտագործումը, օգնել մեծացնել մոդուլի հզորությունը և կարող է լուծել մոդուլի շերտավորումից հետո սպիտակ սոսինձի թաղանթի արտահոսքի խնդիրը:

(3) մարտկոցի չիպ

Սիլիկոնային արևային մարտկոցը տիպիկ երկու տերմինալային սարք է:Երկու տերմինալները համապատասխանաբար գտնվում են սիլիկոնային չիպի լույսի ընդունման և հետին լույսի մակերեսի վրա:

Ֆոտովոլտային էներգիայի արտադրության սկզբունքը. Երբ ֆոտոնը փայլում է մետաղի վրա, նրա էներգիան կարող է ամբողջությամբ կլանվել մետաղի էլեկտրոնի կողմից:Էլեկտրոնի կողմից կլանված էներգիան բավականաչափ մեծ է, որպեսզի հաղթահարի մետաղի ատոմի ներսում Կուլոնյան ուժը և կատարի աշխատանք, փախչի մետաղի մակերեսից և դառնա ֆոտոէլեկտրոն:Սիլիցիումի ատոմն ունի չորս արտաքին էլեկտրոն:Եթե ​​մաքուր սիլիցիումը լցված է հինգ արտաքին էլեկտրոններով ատոմներով, ինչպիսին է ֆոսֆորի ատոմները, այն դառնում է N տիպի կիսահաղորդիչ;Եթե ​​մաքուր սիլիցիումի մեջ պարունակվում է երեք արտաքին էլեկտրոն ունեցող ատոմներ, ինչպիսիք են բորի ատոմները, ձևավորվում է P տիպի կիսահաղորդիչ:Երբ P տիպը և N տիպը միավորվում են, շփման մակերեսը կստեղծի պոտենցիալ տարբերություն և կդառնա արևային մարտկոց:Երբ արևի լույսը փայլում է PN հանգույցի վրա, հոսանքը հոսում է P տիպի կողմից դեպի N տիպի կողմ՝ առաջացնելով հոսանք։

Ըստ օգտագործվող տարբեր նյութերի՝ արևային բջիջները կարելի է բաժանել երեք կատեգորիայի. առաջին կատեգորիան բյուրեղային սիլիցիումային արևային բջիջներն են՝ ներառյալ միաբյուրեղ սիլիցիումը և բազմաբյուրեղ սիլիցիումը:Նրանց հետազոտությունն ու մշակումը և շուկայական կիրառումը համեմատաբար խորն են, և դրանց ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետությունը բարձր է՝ զբաղեցնելով ներկայիս մարտկոցի չիպի շուկայական հիմնական մասնաբաժինը.Երկրորդ կատեգորիան բարակ թաղանթով արևային բջիջներն են՝ ներառյալ սիլիցիումի հիմքով թաղանթները, միացությունները և օրգանական նյութերը:Այնուամենայնիվ, հումքի սակավության կամ թունավորության, փոխակերպման ցածր արդյունավետության, վատ կայունության և այլ թերությունների պատճառով դրանք հազվադեպ են օգտագործվում շուկայում.Երրորդ կատեգորիան նոր արևային մարտկոցներն են, ներառյալ լամինացված արևային մարտկոցները, որոնք ներկայումս գտնվում են հետազոտության և մշակման փուլում, և տեխնոլոգիան դեռ հասուն չէ:

Արեգակնային մարտկոցների հիմնական հումքը պոլիսիլիկոնն է (որը կարող է արտադրել միաբյուրեղյա սիլիցիումի ձողեր, պոլիսիլիկոնային ձուլակտորներ և այլն)։Արտադրական գործընթացը հիմնականում ներառում է՝ մաքրում և հավաքում, դիֆուզիոն, եզրերի փորագրում, դեֆոսֆորացված սիլիկոնային ապակի, PECVD, էկրանի տպագրություն, սինթերինգ, փորձարկում և այլն:

Այստեղ ընդլայնված են մեկ բյուրեղյա և պոլիբյուրեղային ֆոտովոլտային վահանակի տարբերությունն ու հարաբերությունները

Մեկ բյուրեղը և բազմաբյուրեղը բյուրեղային սիլիցիումի արևային էներգիայի երկու տեխնիկական ուղիներն են:Եթե ​​մեկ բյուրեղը համեմատվում է ամբողջական քարի հետ, ապա պոլիբյուրեղը մանրացված քարերից պատրաստված քար է:Տարբեր ֆիզիկական հատկությունների պատճառով մեկ բյուրեղի ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետությունը ավելի բարձր է, քան պոլիբյուրեղինը, բայց պոլիբյուրեղի արժեքը համեմատաբար ցածր է:

Միաբյուրեղ սիլիցիումային արևային բջիջների ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետությունը կազմում է մոտ 18%, իսկ ամենաբարձրը՝ 24%։Սա ամենաբարձր ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետությունն է բոլոր տեսակի արևային բջիջների մեջ, սակայն արտադրության արժեքը բարձր է:Քանի որ մոնոբյուրեղային սիլիցիումը սովորաբար փաթեթավորված է կոփված ապակիով և անջրանցիկ խեժով, այն դիմացկուն է և ունի 25 տարի ծառայության ժամկետ:

Բազմաբյուրեղ սիլիցիումային արևային բջիջների արտադրության գործընթացը նման է միաբյուրեղ սիլիցիումային արևային բջիջների արտադրությանը, սակայն պոլիկրիստալ սիլիցիումային արևային բջիջների ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետությունը պետք է շատ կրճատվի, և դրա ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետությունը կազմում է մոտ 16%:Արտադրության արժեքի առումով այն ավելի էժան է, քան միաբյուրեղ սիլիցիումային արևային բջիջները:Նյութերը հեշտ են արտադրվում՝ խնայելով էներգիայի սպառումը, իսկ արտադրության ընդհանուր արժեքը ցածր է:

Միաբյուրեղի և բազմաբյուրեղի կապը.

Առանց սուբսիդիաների առցանց սակարկությունների աճի և տեղադրվող հողային ռեսուրսների աճող սակավության պայմաններում արդյունավետ արտադրանքի պահանջարկը համաշխարհային շուկայում մեծանում է:Ներդրողների ուշադրությունը նախկին շտապողականությունից նույնպես տեղափոխվել է սկզբնական աղբյուրը, այսինքն՝ էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը և բուն նախագծի երկարաժամկետ հուսալիությունը, ինչը ապագա էլեկտրակայանի եկամուտների բանալին է:Այս փուլում պոլիբյուրեղային տեխնոլոգիան դեռևս ունի արժեքի առավելություններ, սակայն դրա արդյունավետությունը համեմատաբար ցածր է:

Բազմաբյուրեղային տեխնոլոգիայի դանդաղ աճի պատճառները շատ են. մի կողմից, հետազոտության և զարգացման արժեքը մնում է բարձր, ինչը հանգեցնում է նոր գործընթացների արտադրության բարձր արժեքի:Մյուս կողմից, սարքավորումների գինը չափազանց թանկ է։Այնուամենայնիվ, չնայած էներգաարտադրության արդյունավետությունը և արդյունավետ մեկ բյուրեղների արդյունավետությունը պոլիբյուրեղների և սովորական մենաբյուրեղների հասանելիությունից դուրս են, որոշ գնային զգայուն հաճախորդներ դեռևս չեն կարողանա «մրցակցել» ընտրելիս:

Ներկայումս արդյունավետ մեկ բյուրեղյա տեխնոլոգիան լավ հավասարակշռություն է ձեռք բերել կատարողականի և արժեքի միջև:Միաբյուրեղի վաճառքի ծավալը շուկայում առաջատար դիրք է զբաղեցրել։

(4) Backplane

Արևային հետևի ինքնաթիռը ֆոտոգալվանային փաթեթավորման նյութ է, որը գտնվում է արևային մարտկոցի մոդուլի հետևի մասում:Այն հիմնականում օգտագործվում է բացօթյա միջավայրում արևային մարտկոցի մոդուլը պաշտպանելու, շրջակա միջավայրի գործոնների կոռոզիայից դիմակայելու համար, ինչպիսիք են լույսը, խոնավությունը և ջերմությունը փաթեթավորման ֆիլմի, բջջային չիպսերի և այլ նյութերի վրա, և խաղում է եղանակին դիմացկուն մեկուսացման պաշտպանության դեր:Քանի որ հետնամասը գտնվում է ՖՎ մոդուլի հետևի ծայրամասային շերտում և անմիջականորեն շփվում է արտաքին միջավայրի հետ, այն պետք է ունենա գերազանց բարձր և ցածր ջերմաստիճանի դիմադրություն, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմադրություն, շրջակա միջավայրի ծերացման դիմադրություն, ջրային գոլորշիների արգելք, էլեկտրական մեկուսացում և այլն: հատկություններ, որոնք համապատասխանում են արևային մարտկոցի մոդուլի 25 տարվա ծառայության ժամկետին:Ֆոտովոլտային արդյունաբերության էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետության պահանջների շարունակական բարելավմամբ, արևային հետնախավի որոշ բարձրորակ արտադրանքներ ունեն նաև լույսի բարձր արտացոլողություն՝ արևային մոդուլների ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետությունը բարելավելու համար:

Ըստ նյութերի դասակարգման՝ հետնամասը հիմնականում բաժանվում է օրգանական պոլիմերների և անօրգանական նյութերի։Արեգակնային հետնամասը սովորաբար վերաբերում է օրգանական պոլիմերներին, իսկ անօրգանական նյութերը հիմնականում ապակի են։Ըստ արտադրական գործընթացի՝ հիմնականում առանձնանում են կոմպոզիտային տիպը, ծածկույթի տեսակը և կոարտուզիոն տեսակը։Ներկայում կոմպոզիտային հետնախավին բաժին է ընկնում ինքնաթիռների շուկայի ավելի քան 78%-ը:Կրկնակի ապակիների բաղադրիչների աճող կիրառման շնորհիվ ապակե հետնամասի շուկայական մասնաբաժինը գերազանցում է 12%-ը, իսկ պատված հետնամասի և այլ կառուցվածքային հետնամասերի մասնաբաժինը կազմում է մոտ 10%:

Արևային ինքնաթիռի հումքը հիմնականում ներառում է PET բազային թաղանթ, ֆտորային նյութ և սոսինձ:PET բազային ֆիլմը հիմնականում ապահովում է մեկուսացում և մեխանիկական հատկություններ, բայց դրա դիմադրությունը եղանակային պայմաններին համեմատաբար վատ է.Ֆտորային նյութերը հիմնականում բաժանվում են երկու ձևի՝ ֆտոր թաղանթ և ֆտոր պարունակող խեժ, որոնք ապահովում են մեկուսացում, եղանակային դիմադրություն և արգելքային հատկություն;Սոսինձը հիմնականում կազմված է սինթետիկ խեժից, բուժիչ նյութից, ֆունկցիոնալ հավելումներից և այլ քիմիական նյութերից:Այն օգտագործվում է PET հիմքի թաղանթի և ֆտորային թաղանթի միացման համար կոմպոզիտային հետնամասում:Ներկայումս բարձրորակ արևային բջիջների մոդուլների հետևի ինքնաթիռները հիմնականում օգտագործում են ֆտորիդային նյութեր՝ PET բազային թաղանթը պաշտպանելու համար:Միակ տարբերությունն այն է, որ օգտագործվող ֆտորիդային նյութերի ձևն ու բաղադրությունը տարբեր են։Ֆտորային նյութը միացվում է PET բազային թաղանթի վրա սոսինձով ֆտորային թաղանթի տեսքով, որը կոմպոզիտային հետնամաս է.Այն ուղղակիորեն պատվում է PET բազային թաղանթի վրա ֆտոր պարունակող խեժի տեսքով հատուկ պրոցեսի միջոցով, որը կոչվում է պատված հետնամաս:

Ընդհանուր առմամբ, կոմպոզիտային հետնամասն ունի գերազանց համապարփակ կատարողականություն՝ շնորհիվ իր ֆտորային թաղանթի ամբողջականության.Ծածկված հետևի ինքնաթիռն ունի գնային առավելություն՝ նյութական ցածր գնի պատճառով:

Կոմպոզիտային հետնամասի հիմնական տեսակները

Կոմպոզիտային արևային թաղանթը՝ ըստ ֆտորի պարունակության, կարելի է բաժանել երկկողմանի ֆտորային թաղանթի, միակողմանի ֆտորային թաղանթի և առանց ֆտորի հետին պլանի։Իրենց համապատասխան եղանակային դիմադրության և այլ բնութագրերի պատճառով դրանք հարմար են տարբեր միջավայրերի համար:Ընդհանուր առմամբ, շրջակա միջավայրի նկատմամբ եղանակային դիմադրությանը հետևում են երկկողմանի ֆտորային թաղանթի հետևի հարթությունը, միակողմանի ֆտորային թաղանթի հետևի պլանը և առանց ֆտորի հետնամասը, և դրանց գները սովորաբար նվազում են:

Նշում. (1) PVF (մոնոֆտորացված խեժ) թաղանթը արտամղված է PVF համապոլիմերից:Այս ձևավորման գործընթացը երաշխավորում է, որ PVF դեկորատիվ շերտը կոմպակտ է և զերծ է թերություններից, ինչպիսիք են անցքերն ու ճաքերը, որոնք հաճախ առաջանում են PVDF (դիֆտորացված խեժ) ծածկույթի ցողման կամ գլանապատման ժամանակ:Հետևաբար, PVF ֆիլմի դեկորատիվ շերտի մեկուսացումը գերազանցում է PVDF ծածկույթին:PVF ֆիլմը ծածկող նյութը կարող է օգտագործվել ավելի վատ կոռոզիոն միջավայր ունեցող վայրերում.

(2) PVF ֆիլմի արտադրության գործընթացում, երկայնական և լայնակի ուղղությունների երկայնքով մոլեկուլային ցանցի արտամղման դասավորությունը մեծապես ուժեղացնում է դրա ֆիզիկական ուժը, ուստի PVF ֆիլմն ավելի մեծ ամրություն ունի.

(3) PVF ֆիլմն ունի ավելի ուժեղ մաշվածության դիմադրություն և ավելի երկար ծառայության ժամկետ.

(4) Էքստրուդացված PVF թաղանթի մակերեսը հարթ և նուրբ է, զերծ շերտերից, նարնջի կեղևից, միկրոկնճիռներից և այլ թերություններից, որոնք առաջանում են մակերեսի վրա գլանապատման կամ ցողման ժամանակ:

Կիրառելի սցենարներ

Եղանակային դիմադրության պատճառով երկկողմանի ֆտորային թաղանթային կոմպոզիտային հետնամասը կարող է դիմակայել ծանր միջավայրերին, ինչպիսիք են ցուրտը, բարձր ջերմաստիճանը, քամին և ավազը, անձրևը և այլն, և սովորաբար լայնորեն օգտագործվում է սարահարթում, անապատում, Գոբիում և այլ շրջաններում;Միակողմանի ֆտորային թաղանթի կոմպոզիտային հետնամասը երկկողմանի ֆտորային թաղանթային կոմպոզիտային հետնամասի ծախսերը նվազեցնող արտադրանք է:Համեմատած երկկողմանի ֆտորային թաղանթի կոմպոզիտային հետնամասի հետ, դրա ներքին շերտն ունի վատ ուլտրամանուշակագույն դիմադրություն և ջերմության ցրում, ինչը հիմնականում կիրառելի է տանիքների և չափավոր ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տարածքների համար:

6, ՖՎ ինվերտոր

Արևային ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրության գործընթացում ֆոտոգալվանային զանգվածների կողմից արտադրվող հզորությունը հաստատուն հոսանք է, բայց շատ բեռների կարիք ունեն փոփոխական հոսանք:DC էլեկտրամատակարարման համակարգն ունի մեծ սահմանափակումներ, ինչը հարմար չէ լարման փոխակերպման համար, և բեռի կիրառման շրջանակը նույնպես սահմանափակ է:Բացառությամբ հատուկ էլեկտրական բեռների, ինվերտորներ են պահանջվում DC հզորությունը փոփոխական հոսանքի փոխարկելու համար:Ֆոտովոլտային ինվերտորը արևային ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրության համակարգի սիրտն է:Այն փոխակերպում է ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրության համակարգի կողմից գեներացված մշտական ​​հոսանքի էներգիան էներգիայի էլեկտրոնային փոխակերպման տեխնոլոգիայի միջոցով կյանքի համար պահանջվող փոփոխական հոսանքի էներգիայի և հանդիսանում է ֆոտոգալվանային էլեկտրակայանի ամենակարևոր հիմնական բաղադրիչներից մեկը: