Les matériaux de base pour assembler les modules photovoltaïques comprennent le verre trempé, le film EVA, les cellules solaires, les feuilles de dos, les cadres en alliage en aluminium et les boîtes de jonction. Ces matériaux fonctionnent ensemble pour atteindre des fonctions telles que la conversion photoélectrique, la protection structurelle et la transmission de courant.
Diagramme schématique de démontage du module PV solaire
Les cadres de panneaux solaires, également appelés cadres d'extrusion en aluminium, sont des composants clés des panneaux solaires. Ces cadres fixent et scellent les composants du panneau solaire clé, y compris la feuille de dos solaire et le verre de couverture. Des cadres en aluminium solides mais légers fournissent non seulement un support mécanique pour les cellules solaires, mais améliorent également la résistance du panneau solaire aux conditions météorologiques et à d'autres facteurs externes.
Les cadres en aluminium renforcent la rigidité globale des panneaux solaires, leur permettant de résister au poids de la neige accumulée et d'autres forces qu'ils peuvent rencontrer pendant leur durée de vie.
La résistance à la corrosion inhérente du cadre en aluminium en fait un matériau essentiel pour protéger les panneaux solaires. Il protège efficacement les modules solaires de l'humidité, les particules de poussière, la pluie et d'autres éléments nocifs. Les cadres de panneaux solaires en aluminium égouttent efficacement l'eau et empêchent les débris de s'accumuler sur les panneaux. Les cadres aident également à empêcher l'humidité de pénétrer les panneaux et d'endommager leurs composants électroniques.
Cadre en aluminium
Cellule solaire
Une cellule solaire, également connue sous le nom de cellule photovoltaïque, est un appareil qui convertit la lumière du soleil en électricité à travers l'effet photovoltaïque. Ce processus implique certains matériaux générant un courant électrique lorsqu'il est exposé au soleil. Les cellules solaires sont un composant fondamental des panneaux solaires, qui sont largement utilisés pour exploiter l'énergie solaire pour une variété d'applications, y compris la production d'électricité.
Cellules solaires en silicium cristallin
Le silicium cristallin est le matériau le plus utilisé pour les cellules solaires commerciales. Il combine un coût à faible coût et à haute efficacité jusqu'à 26% - 27%, la stabilité et la durabilité à long terme et les connaissances techniques industrielles solides. Le silicium a une bande interdite d'énergie de 1,12 eV, ce qui correspond bien au spectre solaire.
Les cellules solaires fabriquées à partir de silicium sont le choix le plus populaire pour les panneaux solaires d'aujourd'hui. Le silicium cristallin peut être classé en différents types, à savoir le silicium monocristallin et le silicium polycristallin.
Silicium monocristallin - Il s'agit d'un type très efficace de cellules solaires utilisées dans des panneaux solaires premium. Ils offrent généralement plus de puissance que les produits rivaux mais sont beaucoup plus chers. Les panneaux solaires utilisant des cellules de silicium monocristallin présentent un motif distinctif de petits diamants blancs. Cela est dû à la façon dont les plaquettes sont coupées.
Silicon polycristallin - Également connu sous le nom de «silicium multicristallin», ce type de cellule photovoltaïque solaire est la plus courante. En raison de sa popularité et d'un processus de fabrication plus efficace (impliquant du silicium fondu), les panneaux solaires utilisant des cellules de ce type sont souvent les moins chers à acheter.
Cellules solaires à couches minces
Cellules solaires de films minces -, également connues sous le nom de cellules photovoltaïques de film- minces parce qu'elles se composent de plusieurs couches de films minces de matériaux photovoltaïques qui sont beaucoup plus minces que les cellules solaires de jonction p- n typiques. Ces cellules sont fabriquées à l'aide de matériaux tels que le silicium amorphe, le telluride de cadmium et le sélénide de gallium d'indium cuivre. Les principes de fonctionnement des cellules solaires du film mince - sont pratiquement identiques à celles des cellules basées sur la giroute en silicium - conventionnelles. Cependant, la disposition flexible des multiples couches de matériau dans les cellules du film mince - diffère de celle des cellules de silicium.
Les panneaux solaires utilisant des cellules solaires à couches minces sont moins courants que les alternatives en silicium cristallin. Bien qu'ils aient tendance à être moins chers, leurs performances ne sont pas aussi bonnes que la technologie C - SI. Un avantage des cellules à couches minces est qu'elles sont flexibles et donc légèrement plus durables.
Les matériaux les plus populaires dans les cellules solaires à couches minces sont les suivantes:
Silicon amorphe - Il s'agit d'un matériau populaire largement utilisé sur les cellules solaires à couches minces. Il utilise environ 1% du silicium que contient une cellule de silicium cristalline traditionnelle, ce qui le rend considérablement moins cher.
Cadmium Telluride - Les cellules solaires du cadmium sont le seul produit à couches mince à avoir rivalisé les performances des cellules de silicium monocristallin. L'inconvénient de ce matériau est qu'il est hautement toxique, ce qui préoccupe les préoccupations concernant l'élimination des vieilles cellules de cadmium.
Copper Indium Gallium Selénide (CIGS) - Il s'agit de la troisième technologie de cellules solaires à couches minces. Lorsque nous comparons cela au silicium cristallin, les cellules CIGS peuvent être entre 80 et 160 fois plus minces.
Verre trempé
Le verre photovoltaïque fait référence au verre utilisé sur les modules solaires photovoltaïques, qui a des valeurs importantes telles que la protection des batteries et la transmission de la lumière.
Protection contre les dommages - Le verre de panneau solaire trempé sert de couche protectrice pour les panneaux solaires, empêchant des facteurs environnementaux comme les vapeurs, l'eau et la saleté d'endommager les cellules photovoltaïques. Le verre de panneau solaire tempéré offre également une résistance élevée, une excellente transmissivité et une faible réflexion.
Durabilité et sécurité - Le verre trempé offre jusqu'à quatre fois plus de force que le verre standard. Cette force est essentielle car la feuille avant du panneau solaire nécessite une protection durable contre les éléments. Grâce aux processus thermiques et chimiques qui produisent du verre trempé, il est également connu sous le nom de verre durci ou de sécurité. Le verre trempé est plus sûr à utiliser car il se brise en de nombreux morceaux plus petits lorsqu'il est brisé, ce qui réduit la probabilité de blessure accidentelle.
Film eva
L'acétate d'éthylène vinyle (EVA) est un polymère thermoplastique qui possède une bonne transmission de rayonnement et une faible dégradabilité au soleil. Il est utilisé dans l'industrie de la photo - voltaïque (PV) comme matériau d'encapsulation pour les cellules solaires en silicium cristallin dans la fabrication de modules PV. Les films solaires EVA protègent les panneaux solaires pendant longtemps avec peu de perte de performance.
La feuille d'EVA solaire est une substance laiteuse et caoutchouteuse. Lorsqu'il est chauffé, il se transforme en un film de protection transparent qui scelle et isole les cellules solaires. À l'aide d'un plastifier, les cellules sont pressées entre les feuilles EVA dans un environnement sous vide, où les températures atteignent jusqu'à 150 degrés.
Il est important de noter que le film EVA n'est pas résistant aux UV -, donc un verre avant est requis pour le blindage UV. Après la stratification, la feuille d'acétate de vinyle à l'éthylène - joue un rôle vital dans la prévention de l'humidité et de la poussière d'entrer dans le panneau solaire. La feuille EVA aide les cellules à flotter entre le verre et le backsheet. Cette structure atténue les chocs et les vibrations, protégeant les cellules solaires et leurs circuits des dommages physiques. Il empêche également l'oxygène et d'autres gaz d'oxyder les cellules pendant la production d'énergie normale, étendant ainsi la durée de vie de la cellule solaire.
Feuille de dos
L'arrière d'un module photovoltaïque utilise un film de feuille de dos. La feuille de dos est un stratifié multicouche fabriqué à partir de divers matériaux en polymère et modificateurs inorganiques. Cette structure multicouche permet aux propriétés optiques, thermomécaniques, électriques et de barrières de la feuille de feuille de feuillette aux exigences spécifiques du module photovoltaïque. Ils jouent un rôle vital dans les protéger des conditions environnementales difficiles et changeantes tout au long de leur vie.
Toutes les feuilles de dos ne sont pas créées égales. Pour protéger les panneaux solaires pendant plus de 25 ans, ils doivent obtenir un équilibre optimal de trois propriétés clés: la résistance aux intempéries, la résistance mécanique et l'adhésion. Ces propriétés doivent rester stables tout au long de la durée de vie du module.
Les échecs liés à la backsheet - peuvent entraîner une défaillance catastrophique des panneaux solaires, une dégradation sévère de l'énergie et des risques de sécurité graves. L'impact peut être grave, allant de la marque importante et des dommages à la réputation des blessures.
Les feuilles de dos trouvées dans les modules PV - peuvent être classés en trois groupes. Les feuilles de dos de la première classe sont composées d'un seul composant polymère majeur, Polyamide (PA), tandis que les BSS des deuxième et troisième classes sont des feuilles de couche multi - et multi -. Les feuilles de dos Multi - sont composées d'une couche centrale en polyéthylène TerePhtalate (PET). La deuxième classe a une structure de couche symétrique, ce qui signifie qu'il existe un polymère fluoré au niveau de la couche intérieure ainsi que sur la couche d'air. En revanche, la troisième classe de feuille de dos a une structure asymétrique: une couche de noyau de TEP, une seule couche de revêtement fluorée (FC) à la cour et des couches intérieures de polyoléfines, telles que le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP).
Boîte à jonction
La boîte de jonction est fixée à l'arrière du module avec adhésif. Sa fonction principale est de produire l'électricité générée par les modules solaires via des câbles.
La boîte de jonction agit comme un connecteur, combler l'écart entre les modules solaires et les équipements de contrôle tels que les onduleurs. À l'intérieur de la boîte de jonction, le courant généré par les modules solaires est canalisé à travers les bornes et les connecteurs, puis dirigé vers le consommateur. La résistance mécanique et la stabilité électrique des bornes électriques dans la boîte de jonction sont essentielles aux modules à terme sécurisé, fiable et long - des modules photovoltaïques (PV). Cette fonctionnalité devrait prolonger la période de garantie de 25 ans des produits PV typiques.
Les fonctions de protection de la boîte de jonction comprennent trois aspects: premièrement, les diodes de contournement empêchent les effets des points chauds, protégeant les cellules et les modules; Deuxièmement, un design d'étanchéité unique offre une étanche et un ignifuge; Et troisièmement, une conception de dissipation de chaleur unique réduit la température de fonctionnement de la boîte de jonction et les diodes de dérivation, réduisant ainsi la perte de puissance causée par le courant de fuite dans les modules.
La résistance aux intempéries fait référence à la capacité des matériaux tels que des revêtements, des plastiques et des produits en caoutchouc pour résister aux rigueurs de l'utilisation en plein air, telles que des dommages importants causés par la lumière du soleil, la chaleur, le froid, le vent, la pluie et les bactéries. Cette résistance est appelée résistance aux intempéries.
