A hagyományos fotovoltaikus modulok felépítése
Mint ismeretes, a szokásos szilícium alapú fotovoltaikus modulok elsősorban üvegből, napelemekből, hátlapokból, tokozásból és keretekből állnak. Szerkezeti összetételük alapján a fotovoltaikus modulok tovább oszthatók bifaciális és monofaciális modulokra. A kettő közötti különbség abban rejlik, hogy a bifaciális modulok mindkét oldalról képesek áramot termelni, ami jelentős előnyt jelent az áramtermelésben a hagyományos monofaciális modulokhoz képest. Ezen túlmenően, mivel a bifaciális és monofaciális modulok közötti gyártási költségkülönbség fokozatosan csökken, a bifaciális modulok a piacon a fő választási lehetőségekké váltak. A CPIA adatai szerint a bifaciális modulok piaci részesedése 2023-ban elérte a 67%-ot, és a jövőben várhatóan tovább fog növekedni.
A hagyományos bifaciális modulok felépítése (üveg + hátlap)
Bifaciális modulok – Magasabb általános energiatermelési hatékonyság
A hagyományos egyfelületű fotovoltaikus modulokkal ellentétben a bifaciális modulok hátoldalán átlátszó anyagokkal (üveg vagy átlátszó hátlap) vannak tokozva. Amellett, hogy az elülső oldalról áramot állít elő, a hátsó oldal szórt és visszavert fényt is fogadhat a környezetből az áramtermeléshez. A fotovoltaikus konverziós hatásfok a bifaciális modulok hátoldalán 60%-a-90%-a az elülső oldalon lévőnek, ami körülbelül 4%-30%-os rendszerenergia-termelési nyereséget eredményez a hagyományos monofaciális modulrendszerekhez képest. . Ezenkívül a bifaciális modulokat használó fotovoltaikus rendszerek ennek megfelelően csökkenthetik a rendszeregyensúly (BOS) költségeit is.
Különbségek a teljes temperált és félig temperált modulok között
A fizikai edzettség mértéke alapján az üveg teljes edzett üvegre és félig edzett üvegre osztható. A teljesen edzett üveg szilárdsága háromszor-ötszörösére nő a közönséges üveghez képest, míg a félig edzett üveg szilárdsága körülbelül kétszeresére nő a közönséges üvegéhez képest. Ezenkívül bizonyos különbségek vannak a két anyag vastagságában. A feldolgozási és gyártási folyamat során a 2 mm-nél kisebb vastagságú üvegből csak félig edzett üveget lehet feldolgozni, míg a teljes edzett üvegből nagyobb vastagságra van szükség.
A fotovoltaikus moduloknál az elülső oldal a leginkább érzékeny a külső hatásokra, így az elülső üveg anyaga határozza meg a modul szilárdságát és ütésállóságát. A modulok az elülső üveg anyaga alapján edzett vagy félig edzett kategóriába sorolhatók. A félig edzett modulok két darab félig edzett üvegből állnak (mindkettő 2{4}} mm-es), amelyek tokozással és napelemekkel laminálva vannak. Ezzel szemben a teljesen edzett energiatermelő modulok teljes edzett üveget (2,5 mm/3,2 mm/2,8 mm) használnak az elülső oldalon, és szerves átlátszó hátlapot a hátoldalon.
Felmerül tehát a kérdés: hogyan válasszunk a teljesen temperált és félig temperált fotovoltaikus modulok között?
Félig temperált modulokelkerülhetetlen kockázatot jelent az alkalmazás során -robbanás. A robbanások külső robbanásokra és spontán robbanásokra oszthatók, utóbbiakat elsősorban az egyenetlen feszültség okozza, beleértve:
Laminációs stressz: Sok félig edzett modulüveg hajlamos önfelrobbanni a gyűjtősín mentén a laminálási folyamat során jelentkező egyenetlen laminálási feszültség miatt. Idővel ez könnyen spontán robbanáshoz vezethet.
Mechanikai feszültség: A kapcsokkal szerelt, keret nélküli, félig temperált modulok jelentős mechanikai igénybevételnek vannak kitéve nagy szél- vagy hóterhelés esetén. Az üveg gyenge alakíthatósága miatt a mechanikai igénybevétel nem egyenletesen közvetíthető, ami az üveg bilincsekkel érintkező szélein koncentrált feszültséget eredményez, ami törést eredményez.
Termikus stressz: Az üveg hővezető képessége rosszabb, mint a hagyományos hátlapoké. A fotovoltaikus modulok hosszú ideig erős fénynek vannak kitéve. Azokon a területeken, ahol nagy a nappali és éjszakai hőmérséklet-különbség, a félig temperált modulok jelentős hőterhelésnek vannak kitéve, ami spontán robbanáshoz vezet.
Szennyeződések: Elkerülhetetlen, hogy az üveg apró szennyeződéseket tartalmazzon. Ha a hibák az üveg húzófeszültség-rétegén belül találhatók, könnyen feszültségkoncentrációt okozhatnak. Ha a felhalmozódott feszültség meghaladja az üveg belső szilárdságát, az töréshez vezethet.
Kínában és külföldön egyaránt megfigyelték a félig edzett modulok hajlítási deformációit, amelyek mikrorepedéseket okoznak a napelemekben és üvegtörést.
Nyugat-Kínában a blokkos módszerrel telepített félig edzett modulok 10-20%-os hajlítási deformációt mutattak mindössze 1-3 éven belül, és a félig edzett modulok 1,5%-a tört el.
Arizonában (USA) a 10 éve telepített félig temperált modulok sárgulást, rétegválást és repedést mutattak. Súlyos esetekben a modulok elülső oldala elsötétült és színe megváltozott, míg a hátoldalon nagymértékű rétegválás és néhány hátsó lapüveg eltört.
Ezzel szemben a teljes temperált modulok kisebb robbanásveszélyt jelentenek, mint a félig temperált modulok. Az amerikai ASTM C1048-1997b szabvány szerint a különböző üvegek felületi nyomófeszültség-tartománya a következő: edzett üveg > 69 MPa (10, 000 psi), míg a félig Az edzett üveg 24 MPa (3500 psi) és 52 MPa (7500 psi) között mozog. A kínai függönyfalak edzett és félig edzett üvegére vonatkozó nemzeti szabvány a feszültségi követelményeket is meghatározza, a félig edzett üveg 24-60 MPa és az edzett üveg 90 MPa felett. A teljesen edzett modulok elöl 2,5/2,8 mm/3,2 mm-es teljes edzett üveget, hátul pedig átlátszó hátlapot használnak, így hatékonyan kezelik a hőterhelési problémákat, és kivételes teherbíró képességet biztosítanak. Ezzel szemben a félig edzett modulok mindkét oldalon 2,0 mm-es félig edzett üveget használnak, ami alacsonyabb teherbírást és nagyobb valószínűséggel spontán robbanást eredményez hosszú távú hőterhelés esetén.
A Kínai Fotovoltaikus Ipari Szövetség és a Kínai Elektronikai Technológiai Szabványügyi Intézet által 2023. június 15-én megrendezett, a fotovoltaikus rendszerek minőségének és biztonságának javításáról szóló fórumon felmerült, hogy a bonyolult telepítési feltételekkel és gyengébb teherbíró képességgel rendelkező projekteknél , a teljes temperált átlátszó hátlap modulokat előnyben kell részesíteni, különösen elosztott forgatókönyveknél.
A költségek csökkentése és a hatékonyság növelése örök téma a fotovoltaikus iparban. A fotovoltaikus energiatermelés erős költség-versenyképességet mutatott, és a megújuló energia egyik fő növekedési formájává vált. Figyelembe véve a biztonságot, a hatékonyságot és a minőséget, a bifaciális modulok hajlamosak olyan tokozási megoldásokat elfogadni, amelyek biztonságosabbak, olcsóbbak és jobb minőségűek. Úgy gondolják, hogy a teljes temperált megoldások a jövőbeni bifaciális modulok fő választásává válhatnak.
