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太陽能光伏電池組件

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單體太陽電池不能直接做電源使用。作電源必須將若干單體電池串、並聯連接和嚴密封裝成組件。太陽能光伏電池組件(也叫太陽能電池板)是太陽能發電系統中的核心部分,也是太陽能發電系統中最重要的部分。其作用是將太陽能轉化為電能,或送往蓄電池中存儲起來,或推動負載工作。

1 太陽能光伏電池組件 -概述

  太陽能光伏組件亦稱太陽能電池組件、光伏組件,是由一系列的太陽能電池片按照不同的列陣組成。

  英文名稱:solar panel,solar module

2 太陽能光伏電池組件 -組件組成及各配件作用

  (1) 鋼化玻璃:其作用為保護髮電主體(如電池片),透光的選用要求:

  1.透光率必須高(一般91%以上);

  2.超白鋼化處理

  (2) EVA:用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體(如電池片),透明EVA材質的優劣直接影響到組件的壽命,暴露在空氣中的EVA易老化發黃,從而影響組件的透光率,從而影響組件的發電質量除了EVA本身的質量外,組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的,如EVA膠連度不達標,EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠,都會引起EVA提早老化,影響組件壽命。

  (3) 電池片:主要作用就是發電,發電主體市場上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片,兩者各有優劣晶體硅太陽能電池片,設備成本相對較低,但消耗及電池片成本很高,但光電轉換效率也高,在室外陽光下發電比較適宜薄膜太陽能電池,相對設備成本較高,但消耗和電池成本 很低,但光電轉化效率相對晶體硅電池片一半多點,但弱光效應非常好,在普通燈光下也能發電,如計算器上的太陽能電池。

  (4) 背板:作用是密封、絕緣、防水(一般都用TPT、TPE等材質必須耐老化,組件廠家都質保25年,鋼化玻璃,鋁合金一般都沒問題,關鍵就在與背板和硅膠是否能達到要求。)

  (5) 鋁合金:保護層壓件,起一定的密封、支撐作用

  (6) 接線盒:保護整個發電系統,起到電流中轉站的作用,如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串,防止燒壞整個系統接線盒中最關鍵的是二極體的選用,根據組件內電池片的類型不同,對應的二極體也不相同。

  (7) 硅膠:密封作用,用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠,國內普遍使用硅膠,工藝簡單,方便,易操作,而且成本很低。

3 太陽能光伏電池組件 -分類

單晶硅太陽能電池

  單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右,最高的達到24%,這是所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的,但製作成本很大,以致於它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由於單晶硅一般採用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝,因此其堅固耐用,使用壽命一般可達15年,最高可達25年。

多晶硅太陽能電池

  多晶硅太陽電池的製作工藝與單晶硅太陽電池差不多,但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少,其光電轉換效率約12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽能電池)。 從製作成本上來講,比單晶硅太陽能電池要便宜一些,材料製造簡便,節約電耗,總的生產成本較低,因此得到大量發展。此外,多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講,單晶硅太陽能電池還略好。

非晶硅太陽能電池

  非晶硅太陽電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池,它與單晶硅和多晶硅太陽電池的製作方法完全不同,工藝過程大大簡化,硅材料消耗很少,電耗更低,它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉換效率偏低,國際先進水平為10%左右,且不夠穩定,隨著時間的延長,其轉換效率衰減。

多元化合物太陽電池

  多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料製成的太陽電池。各國研究的品種繁多,大多數尚未工業化生產,主要有以下幾種:a) 硫化鎘太陽能電池b) 砷化鎵太陽能電池c) 銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池)

4 太陽能光伏電池組件 -應用領域

  一、用戶太陽能電源:(1)小型電源10-100W不等,用於邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電,如照明、電視、收錄機等;(2)3-5KW家庭屋頂併網發電系統;(3)光伏水泵:解決無電地區的深水井飲用、灌溉。

  二、交通領域如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標誌燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。

  三、通訊/通信領域:太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統;農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。

  四、石油、海洋、氣象領域:石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鑽井平台生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。

  五、家庭燈具電源:如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。

  六、光伏電站:10KW-50MW獨立光伏電站、風光(柴)互補電站、各種大型停車廠充電站等。

  七、太陽能建築將太陽能發電與建築材料相結合,使得未來的大型建築實現電力自給,是未來一大發展方向。

  八、其他領域包括:(1)與汽車配套:太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等;(2)太陽能制氫加燃料電池的再生髮電系統;(3)海水淡化設備供電;(4)衛星、航天器、空間太陽能電站等。

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