مكونات الألواح الكهروضوئية

مكونات الألواح الكهروضوئية هي أحد أجهزة توليد الطاقة التي تولد تيارًا مباشرًا عند تعرضها لأشعة الشمس، وتتكون من خلايا كهروضوئية رقيقة صلبة مصنوعة بالكامل تقريبًا من مواد شبه موصلة مثل السيليكون.

نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة، فإنه يمكن تشغيله لفترة طويلة دون التسبب في أي تآكل.يمكن للخلايا الكهروضوئية البسيطة تشغيل الساعات وأجهزة الكمبيوتر، في حين يمكن للأنظمة الكهروضوئية الأكثر تعقيدًا توفير الإضاءة للمنازل وشبكات الطاقة.يمكن تصنيع مجموعات الألواح الكهروضوئية بأشكال مختلفة، ويمكن توصيل المجموعات لتوليد المزيد من الكهرباء.تُستخدم مكونات الألواح الكهروضوئية على أسطح المنازل وأسطح المباني، بل وتُستخدم أيضًا كجزء من النوافذ أو المناور أو أجهزة التظليل.غالبًا ما يشار إلى هذه التركيبات الكهروضوئية على أنها أنظمة كهروضوئية متصلة بالمبنى.

الخلايا الشمسية:

الخلايا الشمسية السليكونية أحادية البلورية

تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي للخلايا الشمسية السيليكونية أحادية البلورية حوالي 15%، والأعلى 24%، وهي أعلى كفاءة تحويل كهروضوئية لجميع أنواع الخلايا الشمسية في الوقت الحاضر، ولكن تكلفة الإنتاج مرتفعة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها على نطاق واسع. وتستخدم على نطاق واسع.الاكثر استعمالا.نظرًا لأن السيليكون أحادي البلورية مغلف بشكل عام بالزجاج المقسى والراتنج المقاوم للماء، فهو قوي ومتين، وعمر الخدمة الخاص به يصل عمومًا إلى 15 عامًا، وحتى 25 عامًا.

الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات

تشبه عملية إنتاج الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات عملية إنتاج الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورات، لكن كفاءة التحويل الكهروضوئي للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات أقل بكثير.الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات الأعلى كفاءة في العالم).من حيث تكلفة الإنتاج، فهي أرخص من الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورية، والمواد سهلة التصنيع، ويتم توفير استهلاك الطاقة، وتكلفة الإنتاج الإجمالية أقل، لذلك تم تطويرها بشكل كبير.بالإضافة إلى ذلك، فإن عمر خدمة الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات أقصر أيضًا من عمر الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورات.من حيث أداء التكلفة، فإن الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورية أفضل قليلاً.

الخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة

الخلية الشمسية السيليكونية غير المتبلورة هي نوع جديد من الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة التي ظهرت في عام 1976. وهي مختلفة تمامًا عن طريقة إنتاج الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورات والخلايا الشمسية متعددة البلورات.تم تبسيط العملية إلى حد كبير، واستهلاك مواد السيليكون صغير جدًا، واستهلاك الطاقة أقل.والميزة هي أنه يمكن توليد الكهرباء حتى في ظروف الإضاءة المنخفضة.ومع ذلك، فإن المشكلة الرئيسية للخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة هي أن كفاءة التحويل الكهروضوئي منخفضة، والمستوى المتقدم الدولي حوالي 10٪، وهي ليست مستقرة بما فيه الكفاية.مع مرور الوقت، تنخفض كفاءة التحويل.

الخلايا الشمسية متعددة المركبات

تشير الخلايا الشمسية متعددة المركبات إلى الخلايا الشمسية التي لا تتكون من مواد شبه موصلة أحادية العنصر.هناك العديد من أنواع الأبحاث في مختلف البلدان، معظمها لم يتم تصنيعه، بما في ذلك بشكل أساسي ما يلي: أ) الخلايا الشمسية لكبريتيد الكادميوم ب) الخلايا الشمسية زرنيخيد الغاليوم ج) الخلايا الشمسية سيلينيد الإنديوم النحاسي (تدرج جديد متعدد فجوة النطاق النحاسي) (In، Ga) الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة Se2)

سمات:

لديها كفاءة تحويل كهروضوئية عالية وموثوقية عالية.تضمن تقنية الانتشار المتقدمة توحيد كفاءة التحويل في جميع أنحاء الشريحة؛يضمن التوصيل الكهربائي الجيد والالتصاق الموثوق به وقابلية اللحام الجيدة للقطب الكهربائي؛شبكة سلكية عالية الدقة الرسومات المطبوعة والتسطيح العالي تجعل البطارية سهلة اللحام والقطع بالليزر تلقائيًا.

وحدة الخلايا الشمسية

1. صفح

2. سبائك الألومنيوم تحمي الصفائح وتلعب دورًا معينًا في الختم والدعم

3. صندوق التوصيل يحمي نظام توليد الطاقة بالكامل ويعمل كمحطة نقل تيار.إذا كان المكون قصير الدائرة، فسيقوم صندوق التوصيل تلقائيًا بفصل سلسلة بطارية الدائرة القصيرة لمنع حرق النظام بأكمله.الشيء الأكثر أهمية في صندوق التوصيل هو اختيار الثنائيات.اعتمادًا على نوع الخلايا الموجودة في الوحدة، تختلف الثنائيات المقابلة أيضًا.

4. وظيفة ختم السيليكون، تستخدم لإغلاق الوصلة بين المكون وإطار سبائك الألومنيوم، والمكون وصندوق التوصيل.تستخدم بعض الشركات شريطًا لاصقًا على الوجهين ورغوة لتحل محل هلام السيليكا.يستخدم السيليكون على نطاق واسع في الصين.العملية بسيطة ومريحة وسهلة التشغيل وفعالة من حيث التكلفة.منخفظ جدا.

هيكل صفح

1. الزجاج المقسى: وظيفته هي حماية الجسم الرئيسي لتوليد الطاقة (مثل البطارية)، ويلزم اختيار نقل الضوء، ويجب أن يكون معدل نقل الضوء مرتفعًا (عمومًا أكثر من 91٪)؛معالجة بيضاء للغاية.

2. EVA: يتم استخدامه لربط وإصلاح الزجاج المقسى والجسم الرئيسي لتوليد الطاقة (مثل البطاريات).تؤثر جودة مادة EVA الشفافة بشكل مباشر على عمر الوحدة.من السهل أن تتقادم مادة EVA المعرضة للهواء وتتحول إلى اللون الأصفر، مما يؤثر على نقل الضوء للوحدة.بالإضافة إلى جودة مادة EVA نفسها، فإن عملية التصفيح التي تقوم بها الشركات المصنعة للوحدات لها أيضًا تأثير كبير.على سبيل المثال، لزوجة مادة EVA اللاصقة لا تصل إلى المستوى القياسي، وقوة ربط EVA بالزجاج المقسى واللوحة الإلكترونية المعززة ليست كافية، الأمر الذي سيؤدي إلى ظهور مادة EVA قبل الأوان.الشيخوخة تؤثر على عمر المكونات.

3. الجسم الرئيسي لتوليد الطاقة: وتتمثل المهمة الرئيسية في توليد الكهرباء.التيار الرئيسي لسوق توليد الطاقة الرئيسي هو الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلورية والخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة.كلاهما لهما مزايا وعيوب.تكلفة الشريحة مرتفعة، لكن كفاءة التحويل الكهروضوئي مرتفعة أيضًا.إنها أكثر ملاءمة للخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة لتوليد الكهرباء في ضوء الشمس الخارجي.تكلفة المعدات النسبية مرتفعة، ولكن تكلفة الاستهلاك والبطارية منخفضة للغاية، ولكن كفاءة التحويل الكهروضوئي هي أكثر من نصف خلية السيليكون البلورية.لكن تأثير الإضاءة المنخفضة جيد جدًا، ويمكنه أيضًا توليد الكهرباء تحت الضوء العادي.

4. يجب أن تكون مادة اللوحة الإلكترونية المعززة، والختم، والعازلة، ومقاومة للماء (عادةً TPT، TPE، وما إلى ذلك) مقاومة للشيخوخة.تتمتع معظم الشركات المصنعة للمكونات بضمان لمدة 25 عامًا.الزجاج المقسى وسبائك الألومنيوم جيدة بشكل عام.المفتاح يكمن في الخلف.ما إذا كان اللوح وهلام السيليكا يمكنهما تلبية المتطلبات.تحرير المتطلبات الأساسية لهذه الفقرة 1. يمكن أن توفر قوة ميكانيكية كافية، بحيث يمكن لوحدة الخلايا الشمسية أن تتحمل الضغط الناتج عن التأثير والاهتزاز وما إلى ذلك أثناء النقل والتركيب والاستخدام، ويمكنها تحمل قوة نقر البرد. ;2. لديها أداء جيد 3. لديها أداء جيد للعزل الكهربائي.4. لديها قدرة قوية مضادة للأشعة فوق البنفسجية.5. تم تصميم جهد التشغيل وطاقة الخرج وفقًا لمتطلبات مختلفة.توفير مجموعة متنوعة من طرق الأسلاك لتلبية متطلبات الجهد والتيار وإخراج الطاقة المختلفة؛

5. فقدان الكفاءة الناجم عن الجمع بين الخلايا الشمسية على التوالي والتوازي صغير؛

6. اتصال الخلايا الشمسية موثوق به.

7. عمر عمل طويل، يتطلب استخدام وحدات الخلايا الشمسية لأكثر من 20 عامًا في الظروف الطبيعية؛

8. في ظل الظروف المذكورة أعلاه، يجب أن تكون تكلفة التعبئة والتغليف منخفضة قدر الإمكان.

حساب الطاقة:

يتكون نظام توليد الطاقة الشمسية AC من الألواح الشمسية، وأجهزة التحكم في الشحن، والعاكسات والبطاريات؛نظام توليد الطاقة الشمسية DC لا يشمل العاكس.من أجل تمكين نظام توليد الطاقة الشمسية من توفير الطاقة الكافية للحمل، من الضروري اختيار كل مكون بشكل معقول وفقًا لقوة الجهاز الكهربائي.خذ طاقة خرج 100 واط واستخدمها لمدة 6 ساعات يوميًا كمثال لتقديم طريقة الحساب:

1. قم أولاً بحساب عدد الواط ساعة المستهلكة يوميًا (بما في ذلك خسائر العاكس):

إذا كانت كفاءة التحويل للعاكس 90%، عندما تكون طاقة الخرج 100 وات، يجب أن تكون طاقة الخرج الفعلية المطلوبة 100 وات/90% = 111 وات؛إذا تم استخدامه لمدة 5 ساعات يوميًا، يكون استهلاك الطاقة 111 وات * 5 ساعات = 555 وات ساعة.

2. حساب الألواح الشمسية:

وفقًا لوقت سطوع الشمس الفعال اليومي الذي يبلغ 6 ساعات، ومع الأخذ في الاعتبار كفاءة الشحن والخسارة أثناء عملية الشحن، يجب أن تكون الطاقة الناتجة للوحة الشمسية 555 وات/6 ساعات/70% = 130 وات.من بينها، 70% هي الطاقة الفعلية التي تستخدمها اللوحة الشمسية أثناء عملية الشحن.