太阳能电池模块是太阳能电池(组)的关键构成部分,也是太阳能发电站系统软件中使用价值最大的一部分。其功效是将太阳能发电转换为电磁能,或送到蓄电池中储存起來,或促进负荷工作中。它是具备封裝及內部联接的、能独立出示直流电源輸出的、不可缺少的最少太阳能电池组成设备。
由于每一个独立的太阳能电池功率都不大,因而模块內部都以电池串的方式连接在一起。每一个电池的上边(负级)与下一个电池的反面(正级)电焊焊接,尽管能够手工制作,但一般 還是选用片状串(Tapper-Sringers)的自动化技术加工工艺生产加工。
每一串的尾端都外伸最后一个电池的边沿以供电系统气连接。连接以后,敏感的太阳能电池就必须再加上适度的防护层以承担外界的机械设备地应力,气候条件的转变和环境湿度等。因而大家最先在连接端置入全透明的粘合材料黏贴,另外也开展绝缘层。随后把电池串片夹在前面和反面双层片状中。前边是对光源比较敏感面,材料务必是全透明的,一般应用特白磨砂皮玻璃,例如高透光度的太阳光玻璃。低正离子(lowiON)的太阳光玻璃容许91%的入射角线透过,近期开发设计的太阳光玻璃透射率达96%。其功率比规范的太阳光玻璃高3.5%。PV电池反面是一种不全透明的材料,欧州的生产商一般选用一种叫TPT的箔,用双层PVF(聚氟乙烯)做成。亚洲地区的生产商趋向于应用氢氧化物做为反面材料。反面有时候也用一般 的硬底化玻璃片做成。这类双面都全透明的模块一般作为玻璃面的房顶和编制物的建筑幕墙。
封裝加工工艺在玻璃和太阳能电池中间出示了电子光学联接和维护。选定的材料应能黏贴上边和反面的层析,并且其成分不容易随時间的变化危害PV电池,也不会因紫外光和环境湿度而更改成分。由于产生一切透明色状况都是会巨大地减少模块的特性。黏贴务必确保牢固,不容易产生脱层。用以晶体硅电池的封裝材料主要是EVA。PV电池串的EVA封裝在真空系统(真空泵压层器)里开展。一般包含三道工艺流程:第一道工艺流程是将全部的部件叠起来在一起,放进真空系统(不可以有一切汽泡和移位),第二道工艺流程是加温充压,(仍在真空泵情况下)这时箔刚开始溶化,并彻底包囊住电池,将全部的部件“浸湿”。第三道工艺流程是再加温,使EVA互相交链,(crosslink)这一道工艺流程更改了高聚物的构造,使其在自然光的充足直射下也不会再变软。变软会使太阳能电池部件挪动。但一些生产商选用PVB(丙烯酸乳液缩邻苯二甲酸酐)箔做为封裝材料,运用在玻璃-玻璃(前边-反面)的模块封裝中。
PVB是一种规范的压层玻璃用的安全性材料。以往以前用在光伏行业中,但由于其在水蒸汽中会越来越模糊不清而不火爆。但近期的研究表明PVB在玻璃--玻璃(前边--反面)的模块的生产制造中有其优点,而全新的PVB箔在维持清晰度层面有与EVA一样的特性。PVB的另一个优势是用以玻璃面的房顶和工程建筑一体化的建筑幕墙时要考虑建筑设计规范的规定。而EVA在粘合玻璃时易黏贴力较弱而不可以考虑上端撞击力的规范规定。PVB和其他热固性塑料材料在部件用完损毁或毁坏时能够收购作为再度封裝的材料。
有时候也有效Teflon(特氟隆)做为封裝材料,关键用以少量独特的模块封裝。再用为添充材料时模块规格达到2.5×3.8米。
工作电压起伏
太阳能电池模块非常少能在一切正常的实际操作标准下工作中,由于太阳辐射源和溫度是持续转变的。额定值的太阳能电池模块輸出功率是按规范检测标准(STC)测出的,但这种标准非常少能切合实际应用标准。因而其实际操作特性可能是额定值功率的85%~90%。但一些模块功率也会高过额定电流。
太阳辐射源会在较大水平上危害模块电流量。当辐射强度减少一半,功率也减少一半。而额定电流却维持相对性平稳(当很多模块串连时其危害也会积累扩大,工作电压会降低40V)。模块工作电压关键受溫度转变的危害,在欧州的STC标准下夏天的工作电压起伏达到-8V,冬天时达到10V,当有很多模块串连时要做到100V。高溫时功率会比在规范检测标准下减少35%。这就是为何模块安裝时务必确保其有优良的自然通风并且生产商也尝试让商品具备最好是的传热性能。
城市热岛效应与旁通阀二极管
在一些实际操作标准下,有黑影的太阳能电池会发烫以致毁坏电池,这就是说白了的城市热岛效应。当电池的某一部分被遮住时便会产生这类状况,比如一片树叶落在太阳能电池模块上边时,被遮住的电池显而易见也不造成电流量,反倒会变成一种负载--使其他电池造成反向电流量。为了更好地避免 城市热岛效应扩张,就内嵌一个旁通-旁通阀二极管,将电流量改线绕开这一被遮住的电池。一般 每18~20个电池设定一个旁通阀二极管。假如一个规范的太阳能电池模块有36~40个电池,就需要设定二个旁通阀二极管,能够穿过较大电流量便是短路容量。在单独的PV电池模块中一般 选用一个短路故障负载控制板。架构能给模块以更为平稳的维护。架构一般用三氧化二铝或铝合金型材做成。对气侯有较大的抵抗力和耐用度。但也有效银白色和灰黑色的。
在安裝太阳能电池模块时关键考虑到是不是为并网设备,及其所必须的功率尺寸,太阳抗压强度和安裝部位的标准(如房顶的坡度等)。设备尺寸由功率尺寸决策。最少的独立型设备功率仅有几瓦,家用太阳能发电量设备功率大概是2~4kW。大中型太阳能发电工程建筑一体化的设备功率很有可能做到好几百kW,而大中型路面安裝的设备能够做到几MW。除此之外安裝模块处的层面,房屋朝向和坡度也是有危害。
一般而言10㎡的太阳能电池模块功率达到1kW,但也因太阳能电池常用材料而各有不同,1㎡光伏电池电池矩阵所出示的有效功率为90~115kW/年,而1㎡三结塑料薄膜太阳能电池出示的有效功率为60~80kW/年。
其他要考虑到的要素也有:在直射的光源较差时模块的特性,模块安裝地的溫度,模块的自清理工作能力(一般坡度为15度),模块化的构造(必须时目前的模块能够拓展),系统软件抗有意毁坏的工作能力,收购的概率,及其重装系统的适应能力,架构的色调这些。
安裝太阳能电池模块的简便性也很重要,与规格尺寸不相干。安装工程公司及经销商都一样喜爱没有问题的设备安装工程。
自然,花费肯定是一个关键考虑到要素。太阳能电池模块的品质保证是尤为重要的。因而务必有达标的资质证书组织的品质保证文档。