ส่วนประกอบแผงโซลาร์เซลล์

ส่วนประกอบแผงโซลาร์เซลล์เป็นอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าที่สร้างกระแสตรงเมื่อได้รับแสงแดด และประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบแข็งบางที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ซิลิกอนเกือบทั้งหมด

เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว จึงสามารถใช้งานได้ยาวนานโดยไม่ทำให้เกิดการสึกหรอ เซลล์แสงอาทิตย์แบบธรรมดาสามารถจ่ายไฟให้กับนาฬิกาและคอมพิวเตอร์ ในขณะที่ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ซับซ้อนกว่าสามารถให้แสงสว่างแก่บ้านเรือนและระบบไฟฟ้าได้ แผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถผลิตเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ และสามารถเชื่อมต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อสร้างไฟฟ้าได้มากขึ้น ส่วนประกอบของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ใช้บนหลังคาและพื้นผิวอาคาร และยังใช้เป็นส่วนหนึ่งของหน้าต่าง สกายไลท์ หรืออุปกรณ์บังแดด การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้มักเรียกกันว่าระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ติดกับอาคาร

เซลล์แสงอาทิตย์:

เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์

ประสิทธิภาพการแปลงไฟฟ้าจากแสงของเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์อยู่ที่ประมาณ 15% และสูงสุดคือ 24% ซึ่งถือเป็นประสิทธิภาพการแปลงไฟฟ้าจากแสงสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ทุกประเภทในปัจจุบัน แต่ต้นทุนการผลิตนั้นสูงมากจนไม่สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายได้และใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์โดยทั่วไปจะหุ้มด้วยกระจกนิรภัยและเรซินกันน้ำ จึงมีความแข็งแรงและทนทาน และมีอายุการใช้งานโดยทั่วไปนานถึง 15 ปี นานถึง 25 ปี

เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์

กระบวนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์นั้นคล้ายคลึงกับเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ แต่ประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกของเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์นั้นต่ำกว่ามาก (เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในโลก) ในแง่ของต้นทุนการผลิตนั้นถูกกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ วัสดุนั้นผลิตได้ง่าย ประหยัดการใช้พลังงาน และต้นทุนการผลิตโดยรวมก็ต่ำกว่า จึงได้รับการพัฒนาอย่างมาก นอกจากนี้ อายุการใช้งานของเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ยังสั้นกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์อีกด้วย ในแง่ของประสิทธิภาพด้านต้นทุน เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์นั้นดีกว่าเล็กน้อย

เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนอะมอร์ฟัส

เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนอะมอร์ฟัสเป็นเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางชนิดใหม่ที่ปรากฏขึ้นในปี 1976 แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากวิธีการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์และซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ กระบวนการผลิตนั้นง่ายขึ้นมาก การใช้สารซิลิคอนนั้นน้อยมาก และการใช้พลังงานก็ลดลง ข้อดีคือสามารถผลิตไฟฟ้าได้แม้ในสภาพแสงน้อย อย่างไรก็ตาม ปัญหาหลักของเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนอะมอร์ฟัสคือประสิทธิภาพการแปลงไฟฟ้าเป็นแสงนั้นต่ำ ระดับขั้นสูงระดับสากลอยู่ที่ประมาณ 10% และไม่เสถียรเพียงพอ เมื่อเวลาผ่านไป ประสิทธิภาพการแปลงจะลดลง

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดหลายสารประกอบ

เซลล์แสงอาทิตย์แบบหลายองค์ประกอบหมายถึงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ไม่ได้ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์องค์ประกอบเดียว มีการวิจัยหลายประเภทในหลายประเทศ ซึ่งส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกนำไปใช้ในเชิงอุตสาหกรรม โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วย: ก) เซลล์แสงอาทิตย์แคดเมียมซัลไฟด์ ข) เซลล์แสงอาทิตย์แกเลียมอาร์เซไนด์ ค) เซลล์แสงอาทิตย์คอปเปอร์อินเดียมเซเลไนด์ (เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Cu(In, Ga) Se2 แบบไล่ระดับแบนด์แก๊ปใหม่)

คุณสมบัติ:

มีประสิทธิภาพในการแปลงไฟฟ้าแสงสูงและความน่าเชื่อถือสูง เทคโนโลยีการแพร่กระจายขั้นสูงช่วยให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพการแปลงทั่วทั้งชิป ช่วยให้มีการนำไฟฟ้าที่ดี การยึดเกาะที่เชื่อถือได้ และการบัดกรีอิเล็กโทรดที่ดี ตาข่ายลวดที่มีความแม่นยำสูง กราฟิกที่พิมพ์ออกมาและความเรียบสูงทำให้แบตเตอรี่เชื่อมอัตโนมัติและตัดด้วยเลเซอร์ได้อย่างง่ายดาย

โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์

1. ลามิเนต

2. โลหะผสมอลูมิเนียมช่วยปกป้องแผ่นลามิเนตและมีบทบาทในการปิดผนึกและรองรับ

3. กล่องรวมสัญญาณ ทำหน้าที่ปกป้องระบบผลิตไฟฟ้าทั้งหมดและทำหน้าที่เป็นสถานีถ่ายโอนกระแสไฟฟ้า หากเกิดไฟฟ้าลัดวงจร กล่องรวมสัญญาณจะตัดการเชื่อมต่อสายแบตเตอรี่ที่ลัดวงจรโดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันไม่ให้ระบบทั้งหมดถูกเผาไหม้ สิ่งที่สำคัญที่สุดในกล่องรวมสัญญาณคือการเลือกไดโอด ไดโอดที่เกี่ยวข้องจะแตกต่างกันไปตามประเภทของเซลล์ในโมดูล

4. ฟังก์ชันการปิดผนึกด้วยซิลิโคน ใช้ในการปิดผนึกรอยต่อระหว่างส่วนประกอบและกรอบโลหะผสมอลูมิเนียม ส่วนประกอบและกล่องต่อสาย บริษัทบางแห่งใช้เทปกาวสองหน้าและโฟมเพื่อทดแทนซิลิกาเจล ซิลิโคนใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศจีน กระบวนการนี้ง่าย สะดวก ใช้งานง่าย และคุ้มต้นทุน ราคาต่ำมาก

โครงสร้างลามิเนต

1. กระจกนิรภัย: หน้าที่คือปกป้องตัวเครื่องหลักในการผลิตพลังงาน (เช่น แบตเตอรี่) จำเป็นต้องเลือกการส่งผ่านแสง และอัตราการส่งผ่านแสงจะต้องสูง (โดยทั่วไปมากกว่า 91%) การเคลือบกระจกนิรภัยสีขาวพิเศษ

2. EVA: ใช้ในการยึดและแก้ไขกระจกนิรภัยและตัวเครื่องหลักในการผลิตพลังงาน (เช่น แบตเตอรี่) คุณภาพของวัสดุ EVA โปร่งใสส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของโมดูล EVA ที่สัมผัสกับอากาศนั้นเสื่อมสภาพได้ง่ายและเปลี่ยนเป็นสีเหลือง จึงส่งผลต่อการส่งผ่านแสงของโมดูล นอกเหนือจากคุณภาพของ EVA เองแล้ว กระบวนการเคลือบของผู้ผลิตโมดูลก็มีอิทธิพลอย่างมากเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ความหนืดของกาว EVA ไม่ได้มาตรฐาน และความแข็งแรงในการยึดติดของ EVA กับกระจกนิรภัยและแผ่นหลังไม่เพียงพอ ซึ่งจะทำให้ EVA เสื่อมสภาพก่อนกำหนด การเสื่อมสภาพส่งผลต่ออายุการใช้งานของส่วนประกอบ

3. ส่วนประกอบหลักของการผลิตไฟฟ้า: หน้าที่หลักคือการผลิตไฟฟ้า กระแสหลักของตลาดการผลิตไฟฟ้าหลักคือเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนผลึกและเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง ทั้งสองอย่างมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ต้นทุนของชิปสูง แต่ประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกก็สูงเช่นกัน เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางเหมาะสำหรับการผลิตไฟฟ้าในแสงแดดกลางแจ้ง ต้นทุนอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องสูง แต่การบริโภคและต้นทุนแบตเตอรี่ต่ำมาก แต่ประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกมากกว่าครึ่งหนึ่งของเซลล์ซิลิคอนผลึก แต่เอฟเฟกต์แสงน้อยนั้นดีมากและยังสามารถผลิตไฟฟ้าภายใต้แสงธรรมดาได้อีกด้วย

4. วัสดุของแผงด้านหลัง การปิดผนึก ฉนวน และกันน้ำ (โดยทั่วไปคือ TPT, TPE เป็นต้น) จะต้องทนทานต่อการเสื่อมสภาพ ผู้ผลิตส่วนประกอบส่วนใหญ่รับประกัน 25 ปี กระจกนิรภัยและโลหะผสมอลูมิเนียมโดยทั่วไปนั้นดี สิ่งสำคัญอยู่ที่ด้านหลัง ว่าแผงและซิลิกาเจลสามารถตอบสนองความต้องการได้หรือไม่ แก้ไขข้อกำหนดพื้นฐานของย่อหน้านี้ 1. สามารถให้ความแข็งแรงทางกลที่เพียงพอ เพื่อให้โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์สามารถทนต่อแรงกดดันที่เกิดจากแรงกระแทก การสั่นสะเทือน เป็นต้น ในระหว่างการขนส่ง การติดตั้ง และการใช้งาน และสามารถทนต่อแรงคลิกของลูกเห็บได้ 2. มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี 3. มีคุณสมบัติป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตที่แข็งแกร่ง 4. แรงดันไฟฟ้าในการทำงานและกำลังไฟฟ้าขาออกได้รับการออกแบบตามความต้องการที่แตกต่างกัน จัดเตรียมวิธีการเดินสายที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และกำลังไฟฟ้าขาออกที่แตกต่างกัน

5. การสูญเสียประสิทธิภาพที่เกิดจากการรวมเซลล์แสงอาทิตย์แบบอนุกรมและขนานนั้นมีน้อย

6. การเชื่อมต่อเซลล์แสงอาทิตย์มีความน่าเชื่อถือ

7. อายุการใช้งานยาวนาน โดยต้องใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์มากกว่า 20 ปี ภายใต้สภาวะธรรมชาติ

8. ภายใต้เงื่อนไขที่กล่าวข้างต้น ต้นทุนบรรจุภัณฑ์ควรจะต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

การคำนวณกำลัง:

ระบบผลิตไฟฟ้ากระแสสลับจากพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์ ตัวควบคุมการชาร์จ อินเวอร์เตอร์ และแบตเตอรี่ ส่วนระบบผลิตไฟฟ้ากระแสตรงจากพลังงานแสงอาทิตย์ไม่มีอินเวอร์เตอร์ เพื่อให้ระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์สามารถให้พลังงานเพียงพอต่อโหลด จำเป็นต้องเลือกส่วนประกอบแต่ละส่วนให้เหมาะสมกับกำลังของเครื่องใช้ไฟฟ้า ยกตัวอย่างพลังงานเอาต์พุต 100W และใช้เป็นเวลา 6 ชั่วโมงต่อวันเพื่อแนะนำวิธีการคำนวณ:

1. คำนวณวัตต์-ชั่วโมงที่ใช้ต่อวันก่อน (รวมการสูญเสียของอินเวอร์เตอร์):

หากประสิทธิภาพการแปลงของอินเวอร์เตอร์อยู่ที่ 90% เมื่อพลังงานขาออกอยู่ที่ 100W พลังงานขาออกที่ต้องการจริงควรเป็น 100W/90% = 111W หากใช้งานวันละ 5 ชั่วโมง การใช้พลังงานจะอยู่ที่ 111W * 5 ชั่วโมง = 555 วัตต์ชั่วโมง

2. คำนวณแผงโซล่าเซลล์:

ตามเวลาแสงแดดที่มีประสิทธิภาพในแต่ละวันคือ 6 ชั่วโมง และพิจารณาประสิทธิภาพในการชาร์จและการสูญเสียพลังงานระหว่างกระบวนการชาร์จ พลังงานเอาต์พุตของแผงโซลาร์เซลล์ควรอยู่ที่ 555 วัตต์ชั่วโมง/6 ชั่วโมง/70% = 130 วัตต์ ในจำนวนนี้ 70% คือพลังงานจริงที่แผงโซลาร์เซลล์ใช้ระหว่างกระบวนการชาร์จ