Fotovoltaik modüllere Giriş
Günümüzde fotovoltaik modüller, onları tanıtmaya gerek kalmayacak kadar bilinir. Bununla birlikte, modüllerin verileri çoğunlukla teknik katalogların elektrikli veya mekanik kısmına dayanır ve bu da bizi modül elemanları hakkında bir şeyler yazmaya yönlendirmektedir.
Tabii ki, internette fotoelektrik teorisi üzerine burada sunulmayacak olan binlerce makale bulacaksınız. Bu makale, pazardaki yaygın modüller hakkında daha fazla pratik bilgiler sunar.
Genel olarak, modüllerin iki farklı dış yönü vardır: Arka, ön ve görünmez iç. Her iki şekilde de fark yaratır ve bunların kombinasyonu modülü oluşturur. Daha sonra her iki bileşenlerine göz atmak ilginç hale gelir.
Harici modüller
Önden görünüm alüminyum çerçeve, cam, hücreler ve bağlantılardan oluşur.
Özellikler farklılık gösterebilir, ancak temel olarak yapı temeli olarak çerçeve, hücreler için cam ve bağlantı koruması vardır, Fotovoltaik transformatörlerin kalbi olarak hücreler ve her bir hücrenin sağladığı enerjiyi modül çıkışına ileten bağlantılar. Arkadan görünüm bir alüminyum çerçeve, Arka Levhalar, Bağlantı Kutusu ve Kablo bağlantı parçasından yapılmıştır.
Modüllerin kurulduğu alana bağlı olarak harici yapının rüzgar, yüksek sıcaklık, zorlu ortam vb. gibi farklı koşullara dayanabilmesi gerekir. Bu durumda malzemeler ve boyutlar yeterince güçlü olmalıdır. Aşağıda genellikle kataloglarda belirtilen bazı maksimum direnç faktörleri verilmiştir:
Dolu direnci Maks. Ø 28 mm, 23 m/sn'de
Rüzgar yükü 2400 Pa/244 kg/m2
Mekanik yük 5400 Pa/550 kg/m2
Bağlantı kutusu IP 67
İÇ MODÜLLER
Şimdi öğeler hakkında konuşmanın tam zamanı. Resme hızlı bir şekilde bakın.
Yukarıdan aşağıya, çerçeve cam geldikten sonra modülde mümkün olduğunca fazla ışımayı absorbe etmesi için yansıma önleyici olmalıdır. Bundan sonra, güneş hücrelerini ve bağlantılarını örten ve koruyan ön ve arka kapsülleme gelir. Ardından arka tabakayı modülün arka tarafı koruması olarak görürsünüz. Bağlantılardan geçen tüm enerji, bağlantı kutusuna bir terminal olarak bağlantı parçaları aracılığıyla iletilir ve son olarak +/- kutuplar olarak kablolardan dışarı çıkar.
Solar Hücresi
Hücreler güneş enerjisinin elektrik enerjisine kesin dönüştürücüleridir ve güneş enerjisinin bir kısmı ısıya dönüştürülür. Üretimde kullanılan malzeme tabanına ve teknolojiye bağlı olarak farklı hücre türleri vardır, ancak hepsi aynı prensiplere sahip yarı iletkendir.
Silikon iletken olmadığı için parmaklar bara bağlanır. Başka bir deyişle, parmaklar ve baralar metaliktir ve hücre yüzeyinde oluşan yükler parmaklar aracılığıyla bara doğru iletilir.
Hücreler, her bir tarafta 6 inç boyutunda tek veya çok kristalli olabilir ve genellikle silikondan yapılır. Monokristalli hücreler daha nitelikli ve daha yüksek verimliliğe sahiptir ve piyasada polikristalli hücrelerin açık mavisiyle karşılaştırıldığında siyah veya koyu mavi renkle belirtilmiştir. Ancak farklı malzemelerden yapılmış başka hücre türleri de vardır, fakat en ucuz ve en erişilebilir malzeme olarak silikon şu anda en popüler olanıdır.
Günümüzde, en popüler araştırmacılar, mühendisler ve yarı iletken (silikon) üreticileri üretim teknolojisinde veya malzeme harmanlamada bunları değiştirmeye çalışıyor.
Bağlantı Kutusu
Bağlantı Kutusu (JB), bir modül ile çıkış arasındaki bir köprüdür. Bu nedenle üretilen enerjinin geçiş kapısıdır. Bir BK'de kısmi gölgeleme durumunda tüm modülün kapanmasını engelleyen bağlantılar ve baypas diyotları bulunur.
Modüllerin çoğu seri olarak 60 veya 72 solar pili içerir ve her biri yaklaşık 0.5 V üretir. Elektrikli elemanların seri bağlanması ilkesine göre son gerilim artar. Burada, çıkışta uygun gerilimi bulmak için solar hücrelerinden oluşan bir seri bağlantının yandan görünümü vardır.
Şimdi hücrelerin seri bağlantısına bakarsak, seri bağlantı kesilir ve hücrelerden biri hasar görürse veya gölgelenirse modül kapanır. Bunu önlemek için, üreticiler bir modül üzerinde 3 dizi oluşturur (72 hücreli modüllerde 3x24 hücre ve 60 hücreli modüllerde seri olarak 3x20 hücre vardır) ve bunları seri olarak, ancak her iki dizi arasında bir baypas diyotu ile tekrar bağlar. Bu, bir dizi başarısız olursa, diğer dizelerin işlevsel kalacağı anlamına gelir.
Kalite ve Çalışma testi
Şimdi hücrelerin seri bağlantısına bakarsak, seri bağlantı kesilir ve hücrelerden biri hasar görürse veya gölgelenirse modül kapanır. Bunu önlemek için, üreticiler bir modül üzerinde 3 dizi oluşturur (72 hücreli modüllerde 3x24 hücre ve 60 hücreli modüllerde seri olarak 3x20 hücre vardır) ve bunları seri olarak, ancak her iki dizi arasında bir baypas diyotu ile tekrar bağlar. Bu, bir dizi başarısız olursa, diğer dizelerin işlevsel kalacağı anlamına gelir.
STC, PV modüllerinin performansını gösteren ve 25°C hücre sıcaklığını ve 1.5 (AM1.5) hava kütlesi spektrumuyla 1000 W/m2 ışınımı belirleyen sektör çapında bir standarttır. STC tabanlı performans ölçümleri birçok üreticinin flaş testlerinde uygulanır.
Kısaca, STC testindeki aynı modül boyutları sadece bir üreticinin ürünleri arasında fark sunmakla kalmaz, aynı zamanda farklı üreticilerin aynı modül boyutlarını karşılaştırmak için de kullanılabilir.
Üreticinin flaş testi, STC ile uyumlu üretim hattının bir parçasıdır. Teknik veriler daha sonra solar sistemi geliştiricileri tarafından kullanılan teknik katalogda kullanılabilir hale gelir.
Ek olarak, çoğu üreticinin ürünlerinin kalitesini sağlamak için uyduğu bilinen standartlar vardır. Aşağıda en önemli standartlar sayı ve başlık ile listelenmiştir:
1- IEC 61215 (Karasal fotovoltaik (PV) modüller - Tasarım yeterliliği ve tip onayı)
2- IEC 61730 (Fotovoltaik (PV) modül güvenlik yeterliliği)
3- IEC 60068-2-68 (Çevresel testler)
4- IEC 61701 (Tuz sisi korozyon testi)
Üreticiler, ürünlerini, müşterilerin test edilmiş ve minimum gereksinimleri karşılayan ürünlere güvenmesini sağlayan standartlara göre test etmek için üçüncü bir güvenilir taraf (kuruluş) talep eder. Bu nedenle, üçüncü bir şahıstan alınan sertifikalar, standartları geçmeyen diğerlerine kıyasla, standartları geçen üretici adına konuşabilir.
Verimlilik
Verimliliğin en basit tanımı, bir sistemde belirli bir girişe kıyasla çıkışın yüzde kaçını elde edilmesidir. Buradaki PV modüllerinin verimliliği, ne kadar güneş radyasyonunun elektriğe dönüştürüldüğünü gösterir.
Günümüzde, daha verimli modüller bilim insanlarını, mühendisleri ve üreticileri ilgilendiren en önemli konulardan biridir ve fiyatının yanı sıra her şey öğelerin kalitesine bağlıdır.
Cam şeffaflığı, Işınlama yayılımını reddeden Yansıma Önleme özelliğinin yanında iyi bir ışınım emilimi oluşturur. Ayrıca, şeffaflık, hücrelere en fazla enerjiyi iletecek önemli bir Enkapsülan özelliğidir.
Hücre türleri, tam olarak açıklanan bir diğer Modül verimliliği unsuru olabilir.
Ayrıca Bağlantı Kutusu ve Konektörlerde (DC Kablolar) bağlantı kalitesi önemlidir; çünkü bunlar elektrik vericisidir ve yüksek performans en fazla enerji iletimini ve minimum üretilen enerji dağılımını garanti eder.
Koruma
Yalnızca ön kısım değil, aynı zamanda arka panel görevi olan modülün arkası da korunmalıdır. Beyaz renk ayrıca modülü sıcaklık artışına karşı korur ve böylece modülün çalışmasını garanti eder.
Öte yandan, tüm boşluklar (iki taraflı konektörlerin kenarındaki çerçeve boşluğu gibi), modülü sudan, tozdan vb. korumak için uygun bir yalıtım maddesiyle sızdırmaz hale getirilmelidir. Böylece, üreticinin teknik özelliklerine başvurmanız durumunda, daha yüksek koruma derecesi, zorlu ortamlarda daha güvenli bir modül sağlar.
Son olarak, Bağlantı kutusundaki yüksek kaliteli konektörler ve bağlantılar tüm müşteriler tarafından takdir edilen güvenli bağlantı ve yüksek performanslı modüller sağlar.