چه عواملی بر حداکثر توان خروجی ماژول های فتوولتائیک تأثیر می گذارد؟

ماژول های فتوولتائیک بخش اصلی سیستم تولید برق فتوولتائیک هستند. وظیفه آن تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی و ارسال آن به باتری ذخیره سازی برای ذخیره سازی یا هدایت بار به کار است. برای ماژول های فتوولتائیک، توان خروجی بسیار مهم است، بنابراین چه عواملی بر حداکثر توان خروجی ماژول های سلول فتوولتائیک تأثیر می گذارد؟

1. مشخصات دمایی ماژول های فتوولتائیک

ماژول های فتوولتائیک به طور کلی دارای سه ضریب دما هستند: ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه و توان پیک. با افزایش دما، توان خروجی ماژول های فتوولتائیک کاهش می یابد. ضریب دمای پیک جریان اصلی ماژول‌های فتوولتائیک سیلیکونی کریستالی در بازار حدود {{0}}.38~0.44 درصد / درجه است، یعنی تولید برق ماژول‌های فتوولتائیک حدوداً کاهش می‌یابد. 0.38 درصد برای هر درجه افزایش دما. ضریب دمایی سلول های خورشیدی لایه نازک بسیار بهتر خواهد بود. به عنوان مثال، ضریب دمایی مس ایندیم گالیوم سلنید (CIGS) فقط -0.1~0.3 درصد است و ضریب دمایی تلورید کادمیوم (CdTe) حدود -0}.25 درصد است که بهتر از سلول های سیلیکونی کریستالی

2. پیری و میرایی

در استفاده طولانی مدت از ماژول های فتوولتائیک، کاهش قدرت آهسته وجود خواهد داشت. حداکثر تضعیف در سال اول حدود 3 درصد و نرخ تضعیف سالانه حدود 0.7 درصد در 24 سال بعد است. بر اساس این محاسبه، توان واقعی ماژول های فتوولتائیک پس از 25 سال همچنان می تواند به حدود 80 درصد توان اولیه برسد.

دو دلیل اصلی برای کاهش پیری وجود دارد:

1) تضعیف ناشی از پیری خود باتری عمدتاً تحت تأثیر نوع باتری و فرآیند تولید باتری است.

2) تضعیف ناشی از کهنگی مواد بسته بندی عمدتاً تحت تأثیر فرآیند تولید قطعات، مواد بسته بندی و محیط محل استفاده است. اشعه ماوراء بنفش دلیل مهمی برای تخریب خواص اصلی مواد است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض اشعه ماوراء بنفش باعث پیری و زرد شدن EVA و صفحه پشتی (ساختار TPE) و در نتیجه کاهش ضریب عبور قطعه و در نتیجه کاهش قدرت می شود. علاوه بر این، ترک خوردگی، نقاط داغ، سایش باد و شن و غیره از عوامل رایجی هستند که تضعیف توان قطعات را تسریع می کنند.

این امر مستلزم آن است که سازندگان قطعات هنگام انتخاب EVA و هواپیماهای پشتی به شدت کنترل کنند تا تضعیف توان قطعات ناشی از پیری مواد کمکی کاهش یابد.

3. تضعیف اولیه اجزاء ناشی از نور

تضعیف اولیه ماژول های فتوولتائیک ناشی از نور، یعنی توان خروجی ماژول های فتوولتائیک به طور قابل توجهی در چند روز اول استفاده کاهش می یابد، اما سپس تمایل به تثبیت دارد. انواع مختلف باتری ها درجات مختلفی از میرایی ناشی از نور دارند:

در ویفرهای سیلیکونی کریستالی سیلیکونی (تک کریستالی/پلی کریستالی) نوع P (دوپ شده با بور)، تزریق نور یا جریان منجر به تشکیل کمپلکس‌های بور-اکسیژن در ویفرهای سیلیکونی می‌شود که طول عمر حامل اقلیت را کاهش می‌دهد و در نتیجه برخی از سلول‌های نوری را با هم ترکیب می‌کنند. و کاهش کارایی سلول و در نتیجه تضعیف ناشی از نور.

در طول نیم سال اول استفاده از سلول های خورشیدی سیلیکونی آمورف، راندمان تبدیل فوتوالکتریک به طور قابل توجهی کاهش می یابد و در نهایت در حدود 70 تا 85 درصد بازده تبدیل اولیه تثبیت می شود.

برای سلول های خورشیدی HIT و CIGS، تقریبا هیچ میرایی ناشی از نور وجود ندارد.

4. پوشش گرد و غبار و باران

نیروگاه های فتوولتائیک در مقیاس بزرگ عموماً در منطقه گبی ساخته می شوند که باد و شن و ماسه زیاد و بارندگی کمی دارد. در عین حال، فرکانس تمیز کردن خیلی زیاد نیست. پس از استفاده طولانی مدت، می تواند باعث کاهش کارایی حدود 8 درصد شود.

5. اجزاء در سری مطابقت ندارند

عدم تطابق سری ماژول های فتوولتائیک را می توان به وضوح با اثر بشکه توضیح داد. ظرفیت آب بشکه چوبی با کوتاه ترین تخته محدود می شود. در حالی که جریان خروجی ماژول فتوولتائیک با کمترین جریان در بین اجزای سری محدود می شود. در واقع بین قطعات انحراف توان مشخصی وجود خواهد داشت بنابراین عدم تطابق قطعات باعث افت توان مشخصی می شود.

پنج نکته فوق، عوامل اصلی موثر بر حداکثر توان خروجی ماژول های سلول فتوولتائیک بوده و باعث اتلاف طولانی مدت برق خواهند شد. بنابراین، پس از بهره برداری و نگهداری نیروگاه های فتوولتائیک بسیار مهم است که می تواند به طور موثری از دست دادن منافع ناشی از خرابی ها را کاهش دهد.
در مورد پانل های شیشه ای ماژول های فتوولتائیک چقدر می دانید؟

شیشه پانل مورد استفاده در ماژول های سلول های فتوولتائیک معمولاً شیشه ای با محتوای آهن کم و سطح براق یا جیر فوق سفید است. ما اغلب به شیشه صاف به عنوان شیشه فلوت، شیشه جیر یا شیشه نورد اشاره می کنیم. ضخامت شیشه پانل که ما بیشتر استفاده می کنیم معمولاً 3.2 میلی متر و 4 میلی متر است و ضخامت ماژول های فتوولتائیک خورشیدی از نوع مصالح ساختمانی 5-10 میلی متر است. با این حال، صرف نظر از ضخامت شیشه پانل، عبور نور آن باید بالای 90 درصد باشد، محدوده طول موج پاسخ طیفی 320-1l00 نانومتر است، و دارای بازتابندگی بالایی برای نور مادون قرمز بیشتر از 1200 نانومتر

از آنجایی که میزان آهن آن کمتر از شیشه معمولی است، عبور نور شیشه افزایش می یابد. شیشه معمولی وقتی از لبه دیده می شود مایل به سبز است. از آنجایی که این شیشه نسبت به شیشه معمولی آهن کمتری دارد، وقتی از لبه لیوان به آن نگاه کنید، سفیدتر از شیشه معمولی است، بنابراین گفته می شود که این شیشه فوق سفید است.

منظور از جیر این است که برای کاهش انعکاس نور خورشید و افزایش نور تابشی، سطح شیشه را با روش های فیزیکی و شیمیایی فازی می کنند. البته با استفاده از نانومواد سل-ژل و فناوری پوشش دقیق (مانند روش کندوپاش مگنترون، روش غوطه وری دو طرفه و ...)، لایه ای از فیلم نازک حاوی مواد نانو روی سطح شیشه پوشانده می شود. این نوع شیشه روکش شده نه تنها می تواند ضخامت پانل را به میزان قابل توجهی افزایش دهد، عبور نور شیشه بیش از 2 درصد است که می تواند بازتاب نور را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و همچنین دارای عملکرد خود تمیز شوندگی است که می تواند آلودگی را کاهش دهد. آب باران، گرد و غبار و غیره روی سطح پنل باتری، آن را تمیز نگه دارید، پوسیدگی نور را کاهش دهید و نرخ تولید برق را 1.5 درصد تا 3 درصد افزایش دهید.

به منظور افزایش استحکام شیشه، مقاومت در برابر ضربه باد، شن و تگرگ و محافظت طولانی مدت از سلول های خورشیدی، شیشه پنل را سکوریت کرده ایم. ابتدا شیشه را تا حدود 700 درجه در یک کوره حرارت دهی افقی گرم می کنند و سپس با هوای سرد به سرعت و به طور یکنواخت خنک می شوند، به طوری که تنش فشاری یکنواخت بر روی سطح و تنش کششی در داخل ایجاد می شود که به طور موثر خمش و ضربه را بهبود می بخشد. مقاومت شیشه پس از تمپر کردن شیشه پنل می توان استحکام شیشه را در مقایسه با شیشه معمولی 4 تا 5 برابر افزایش داد.