Το ηλιακό πάνελ είναι ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία στο σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας.Η λειτουργία του είναι να μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια και στη συνέχεια να παράγει ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος για αποθήκευση στην μπαταρία.Ο ρυθμός μετατροπής και η διάρκεια ζωής του είναι σημαντικοί παράγοντες για να καθοριστεί εάν το ηλιακό στοιχείο έχει αξία χρήσης.
Οι ηλιακές κυψέλες είναι συσκευασμένες με ηλιακές κυψέλες μονοκρυσταλλικού πυριτίου υψηλής απόδοσης (πάνω από 21%) για να εξασφαλίζεται επαρκής ισχύς που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ.Το γυαλί είναι κατασκευασμένο από σουέντ γυαλί χαμηλού σιδήρου (γνωστό και ως λευκό γυαλί), το οποίο έχει διαπερατότητα μεγαλύτερη από 91% εντός του εύρους μήκους κύματος της φασματικής απόκρισης ηλιακών κυττάρων και έχει υψηλή ανακλαστικότητα για υπέρυθρο φως μεγαλύτερη από 1200 nm.Ταυτόχρονα, το γυαλί μπορεί να αντέξει την ακτινοβολία του ηλιακού υπεριώδους φωτός χωρίς να μειώνει τη διαπερατότητα.Η EVA υιοθετεί ένα φιλμ EVA υψηλής ποιότητας με πάχος 0,78 mm που προστίθεται με αντι-υπεριώδη παράγοντα, αντιοξειδωτικό και σκληρυντικό παράγοντα ως στεγανοποιητικό παράγοντα για ηλιακά κύτταρα και συνδετικό παράγοντα μεταξύ γυαλιού και TPT, το οποίο έχει υψηλή διαπερατότητα και αντιγηραντική ικανότητα.
Το πίσω κάλυμμα της ηλιακής κυψέλης TPT - φθοριοπλαστικό φιλμ είναι λευκό, το οποίο αντανακλά το ηλιακό φως, επομένως η απόδοση της μονάδας βελτιώνεται ελαφρώς.Λόγω της υψηλής εκπομπής υπέρυθρης ακτινοβολίας του, μπορεί επίσης να μειώσει τη θερμοκρασία λειτουργίας της μονάδας και συμβάλλει επίσης στη βελτίωση της απόδοσης της μονάδας.Το πλαίσιο από κράμα αλουμινίου που χρησιμοποιείται για το πλαίσιο έχει υψηλή αντοχή και ισχυρή αντοχή σε μηχανικές κρούσεις.Είναι επίσης το πιο πολύτιμο μέρος του συστήματος παραγωγής ηλιακής ενέργειας.Η λειτουργία του είναι να μετατρέπει τη χωρητικότητα της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια ή να την στέλνει στην μπαταρία αποθήκευσης για αποθήκευση ή να προωθεί την εργασία φορτίου.
Αρχή λειτουργίας του ηλιακού πάνελ
Το ηλιακό πάνελ είναι μια συσκευή ημιαγωγών που μπορεί να μετατρέψει απευθείας την φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια.Η βασική του δομή αποτελείται από ημιαγωγική σύνδεση PN.Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το πιο κοινό ηλιακό στοιχείο πυριτίου PN, η μετατροπή της φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια συζητείται λεπτομερώς.
Όπως όλοι γνωρίζουμε, τα αντικείμενα που έχουν μεγάλο αριθμό ελεύθερων κινούμενων φορτισμένων σωματιδίων και είναι εύκολο να μεταφέρουν ρεύμα ονομάζονται αγωγοί.Γενικά, τα μέταλλα είναι αγωγοί.Για παράδειγμα, η αγωγιμότητα του χαλκού είναι περίπου 106/(Ω. cm).Εάν εφαρμοστεί τάση 1V σε δύο αντίστοιχες επιφάνειες ενός χάλκινου κύβου 1cm x 1cm x 1cm, θα ρέει ρεύμα 106Α μεταξύ των δύο επιφανειών.Στο άλλο άκρο βρίσκονται αντικείμενα που είναι πολύ δύσκολο να μεταφέρουν ρεύμα, που ονομάζονται μονωτές, όπως κεραμικά, μαρμαρυγία, γράσο, καουτσούκ κ.λπ. Για παράδειγμα, η αγωγιμότητα του χαλαζία (SiO2) είναι περίπου 10-16/(Ω. cm) .Ο ημιαγωγός έχει αγωγιμότητα μεταξύ αγωγού και μονωτή.Η αγωγιμότητά του είναι 10-4~104/(Ω. cm).Ο ημιαγωγός μπορεί να αλλάξει την αγωγιμότητά του στο παραπάνω εύρος προσθέτοντας μια μικρή ποσότητα ακαθαρσιών.Η αγωγιμότητα ενός επαρκώς καθαρού ημιαγωγού θα αυξηθεί απότομα με την άνοδο της θερμοκρασίας.
Οι ημιαγωγοί μπορεί να είναι στοιχεία, όπως πυρίτιο (Si), γερμάνιο (Ge), σελήνιο (Se), κ.λπ.Μπορεί επίσης να είναι μια ένωση, όπως θειούχο κάδμιο (Cds), αρσενίδιο του γαλλίου (GaAs), κ.λπ.Μπορεί επίσης να είναι ένα κράμα, όπως Ga, AL1~XAs, όπου x είναι οποιοσδήποτε αριθμός μεταξύ 0 και 1. Πολλές ηλεκτρικές ιδιότητες των ημιαγωγών μπορούν να εξηγηθούν με ένα απλό μοντέλο.Ο ατομικός αριθμός του πυριτίου είναι 14, άρα υπάρχουν 14 ηλεκτρόνια έξω από τον ατομικό πυρήνα.Μεταξύ αυτών, 10 ηλεκτρόνια στην εσωτερική στιβάδα δεσμεύονται στενά από τον ατομικό πυρήνα, ενώ 4 ηλεκτρόνια στην εξωτερική στιβάδα δεσμεύονται λιγότερο από τον ατομικό πυρήνα.Εάν ληφθεί αρκετή ενέργεια, μπορεί να διαχωριστεί από τον ατομικό πυρήνα και να γίνει ελεύθερα ηλεκτρόνια, αφήνοντας ταυτόχρονα μια τρύπα στην αρχική θέση.Τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα και οι τρύπες θετικά.Τα τέσσερα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό στρώμα του πυρήνα του πυριτίου ονομάζονται επίσης ηλεκτρόνια σθένους.
Στον κρύσταλλο πυριτίου, υπάρχουν τέσσερα γειτονικά άτομα γύρω από κάθε άτομο και δύο ηλεκτρόνια σθένους με κάθε γειτονικό άτομο, σχηματίζοντας ένα σταθερό κέλυφος 8 ατόμων.Χρειάζεται ενέργεια 1,12 eV για να διαχωριστεί ένα ηλεκτρόνιο από το άτομο του πυριτίου, το οποίο ονομάζεται διάκενο ζώνης πυριτίου.Τα διαχωρισμένα ηλεκτρόνια είναι ηλεκτρόνια ελεύθερης αγωγιμότητας, τα οποία μπορούν να κινούνται ελεύθερα και να μεταδίδουν ρεύμα.Όταν ένα ηλεκτρόνιο διαφεύγει από ένα άτομο, αφήνει μια κενή θέση, που ονομάζεται τρύπα.Τα ηλεκτρόνια από γειτονικά άτομα μπορούν να γεμίσουν την οπή, προκαλώντας την κίνηση της οπής από μια θέση σε μια νέα, σχηματίζοντας έτσι ρεύμα.Το ρεύμα που παράγεται από τη ροή των ηλεκτρονίων είναι ισοδύναμο με το ρεύμα που παράγεται όταν η θετικά φορτισμένη οπή κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-03-2019