Фотоволтаичният модул е система от слънчеви елементи, монтирани на общ панел и свързани последователно или паралелно, в зависимост от желаните стойности на тока и напрежението при зададена мощност. Използваните материали за производството на фотоволтаични клетки, които определят типа модули са:
- Монокристален силиций
За производство на монокристален силиций се използва единичен кристал от стопен силиций с висока чистота. Този цилиндричен слитък се нарязва на тънки пластини с дебелина между 0,2 и 0,3 mm. Блестящите сребристи пластини са основата за монокристалната соларна клетка. Директното влагане на тези кръгли клетки в модул, ще доведе до неизползвани празни пространства между клетките, ето защо краищата се отрязват и се оформят най-често във вид на шестоъгълник. Масово произвежданите монокристални клетки имат ефективност от 18% до 23% и представляват най-високо ефективният вид клетка. Все пак за производството им са необходими повече време и енергия отколкото за поликристалните клетки. Най-разпростанения размер клетка е 125mm(5 инча), но има и 152mm (6 инчови).
Фиг. 1
2. Поликристален силиций
Поликристалният силиций (понякога наричан и мултикристален) също се получава от стопен силиций, но с прилагане на леярен процес. Силицият се загрява до висока температура и след това се охлажда в калъп, при контролирани условия. Когато стопеният силиций се втвърди, образува неправилни поликристални структури. Това се вижда и от блестящата, приличаща на рибни люспи, повърхност на пластините. След това квадратният силициев блок се нарязва на пластини с дебелина 0,3mm. Характерният син цвят се дължи на нанасянето на антирефлексен слой. Дебелината на този слой определя цвета. Синьото има най-добрите оптични свойства. То отразява най-малко и поглъща най-голямо количество светлина. По-нататъчна химична обработка и поставяне на токоотнемаща мрежа и електрически контакти завършват процеса. Произведените за масова употреба поликристални клетки имат ефективност между 15% и 20%. Квадратните клетки обикновено са с размери 125mm(5 инча) или 152mm (6 инча).
Фиг. 2
3. Тънкослойни фотоелементи
Тънкослойните технологии (thin film), като покритията от медно-индиев диселенид (CuIdSi) и кадмиев телурид (CdTe) разкриват обещаваща алтернатива на силиция, въпреки по-ниската си ефективност. При тънкослойните елементи дебелината на генериращия слой е само няколко микрометра. Те са много по-устойчиви на високи температури и засенченост и дават възможност за много по-ниски производствени разходи.
Фиг. 3
4. Аморфен силиций
Аморфният силиций е силиций с некристална структура. Клетки, направени от този материал се използват в джобни калкулатори и часовници. Ефективността е между 7% и 10%. Полупроводниковият слой е дебел само от 0,5 µm до 2 µm. Това означава, че за производството им се изразходва значително по-малко суровина, отколкото за кристалните силициеви клетки. Слоят аморфен силиций се нанася под формата на газ върху повърхност от стъкло, алуминий или пластмаса. Следват допълнителни химични процеси, фиксиране на токоотнемаща мрежа и електрически контакти. Предлагат се и тандемни клетки (multi junction) от аморфен силиций като всеки слой е чувствителен към различни дължини на вълната от светлинния спектър. Те имат малко по-висока ефективност.
Едно от основните предимства на всички тънкослойни технологии е много по-малкото количество на използваните полупроводникови материали (около 1%) в сравнение с обемните технологии. Например за площ от 1м2 е необходим около 1g аморфен силиций.
Прието е всички параметри на фотоволтаиците да се дават за точно определени условия, наречени стандартни:
– Интензивност на светлината, с която се осветява фотоволтаика – 1000 W/m2,
– Температура на фотоволтаика – 25 °C,
– Слънчев референтен спектър AM 1.5
Сериозните изисквания за малко тегло на фотоволтаиците и добра механична здравина налагат използването най-често на рамка от анодиран алуминий и ограничаване на площта им малко над 1,5 м2. Издръжливостта към атмосферни въздействия също е важна сред техническите решения, сред което е покриване на панела с етиленвинилацетатна (EVA) смола или устойчив на ултравиолетовите лъчи полимер.
За въпроси, забележки и запитвания, използвайте формата за връзка по-долу.
Не забравяйте да харесвате и споделяте!
Дата: 21.11.2017г.
Автор: инж. Димитър Цеков
Източник: Дипломна работа на тема “Проектиране на стационарна и следяща фотоволтаични централи в определен терен и сравняването им по технически и икономически показатели”
