A fotovoltaikus cellák energiatermelési elve
A fotovoltaikus cellák működési elve a fotoelektromos hatáson alapul, ami azt jelenti, hogy amikor a fotonokat félvezető anyagokra sugározzák, elektronlyuk párok keletkeznek. Ezeket az elektronokat és lyukakat elektromos tér hatására szétválasztják, elektromos áramot generálva. Konkrét munkafolyamata a következőképpen magyarázható:
Foton abszorpció:Amikor a napfény rásüt a fotovoltaikus cellára, a félvezető anyagok (például a szilícium) elnyelik a fotonokat.
Elektronlyukpárok generálása:Ha a foton energiája nagyobb, mint a félvezető sávszélességi energiája, akkor az elektronokat gerjeszt, hogy átmenjenek a vegyértéksávból a vezetési sávba, és elektronlyuk párokat képeznek.
Elektromos mező szétválasztás:Az akkumulátorcella pn csomópontjában egy beépített elektromos tér választja el az elektronokat és a lyukakat, aminek következtében az elektronok az n tartomány felé, a lyukak pedig a p tartomány felé mozognak.
Jelenlegi formáció:Egy külső áramkörben az elektronok a vezetékeken keresztül áramlanak, és elektromos energiát adnak ki.
1. Mi a rejtett repedés a fotovoltaikus cellákban?
A fotovoltaikus cellákban lévő mikrorepedések a cella belsejében vagy felületén található apró repedésekre utalnak, amelyek szabad szemmel nem láthatók, de jelentős hatással lehetnek a cella teljesítményére és élettartamára.
a) Csökkentse a hatékony energiatermelési területet:A rejtett repedésterület nem tud hatékonyan részt venni a fotoelektromos átalakításban, csökkentve az akkumulátorcella effektív energiatermelési területét. Ez az energiatermelés általános hatékonyságának csökkenését eredményezi.
b) Ellenállás növelése:A rejtett repedések a helyi ellenállás növekedését okozhatják, ami megnehezíti az elektronok zökkenőmentes áramlását a rejtett repedés területén. Ez a soros ellenállás növekedését, az akkumulátorcellák kitöltési tényezőjének (FF) csökkenését és a kimeneti teljesítmény csökkenését eredményezi.
c) Jelenlegi eltérés:A rejtett repedések egyenetlen áramot okozhatnak az akkumulátorcellában, és egyes területeken alacsonyabb az áramerősség. A sorosan csatlakoztatott akkumulátorcellák jelenlegi eltérése befolyásolhatja a teljes akkumulátorsor teljesítményét, és csökkentheti az összetevők teljesítményét.
d) Hot spot hatás:A rejtett repedésterület nagy ellenállása helyi túlmelegedést okozhat, forró pontokat képezve. A forró helyek károsíthatják az akkumulátorcellákat vagy tüzet okozhatnak, ami súlyosan befolyásolja a rendszer biztonságát.
e) Felgyorsult öregedés:A rejtett repedések sérülékenyebbé tehetik az akkumulátorcellák szerkezetét, és érzékenyebbé tehetik a külső környezet által okozott további károsodásokat, mint például a hőmérséklet-változások, mechanikai igénybevételek stb. Az akkumulátorcellák élettartama lerövidül, és hosszú távú stabilitásuk csökken.
f) Áramszivárgás:A rejtett repedések miatt áram szivároghat a rejtett repedés területéről, és szükségtelen áramutakat képezhet. Ez az akkumulátorcellák általános hatékonyságának csökkenését és az elektromos energia kibocsátásának csökkenését eredményezi.
A rejtett repedések kialakulásának okai:
1) Stressz a gyártási folyamat során:
a) Az akkumulátorcellák vágási, hegesztési és csomagolási folyamata során mechanikai igénybevétel léphet fel, ami rejtett repedésekhez vezethet.
b) A hőkezelési folyamat során a hőmérséklet változása termikus igénybevételt okozhat, ami rejtett repedésekhez vezethet.
2) Rezgés és ütés a szállítás és kezelés során
Szállítás és kezelés során, ha nem megfelelően vannak becsomagolva, az akkumulátorcellák vibrációnak és ütésnek lehetnek kitéve, ami rejtett repedésekhez vezethet.
3) Mechanikai igénybevétel a beszerelés során: A helytelen működés, a túlzott mechanikai összenyomás és a beszerelés közbeni nyújtás rejtett repedéseket okozhat az akkumulátorcellákban.
4) A környezeti feltételek hatása
A tényleges működés során az akkumulátorcellákat olyan környezeti tényezők befolyásolják, mint a hőmérséklet-változások, a szélterhelés és a hóterhelés, ami rejtett repedésekhez vezet.
Vizsgálati módszer:
EL-teszt (elektrolumineszcencia-teszt)
Alapelv:Áram alkalmazásával az akkumulátorcella fényt bocsát ki, és infravörös kamerával érzékeli az akkumulátorcella fénykibocsátását. A rejtett repedések sötét foltokként jelennek meg.
Előnyök:Intuitív módon képes megjeleníteni a rejtett repedések eloszlását és súlyosságát.
Hátrány:Sötétkamra körülmények között kell végrehajtani, és a művelet összetett.
Az infravörös hőképalkotás elve:Az akkumulátorcella infravörös hőképének érzékelésével azonosítsa a rejtett repedések által okozott hőmérséklet-rendellenes területet.
Előnyök:Gyorsan és roncsolásmentesen képes észlelni a nagy felületű akkumulátorcellákat.
Hátrányok:Magas követelmények a tesztelő berendezésekkel szemben és magas költségek.
Fotolumineszcencia (PL) vizsgálat
Alapelv:Lézeres besugárzás alkalmazása az akkumulátorcellák fotolumineszcencia jellemzőinek kimutatására. A rejtett repedés lumineszcenciája jelentős változásokat fog mutatni.
Előnyök:Gyors észlelési sebesség, alkalmas gyártósoros ellenőrzésre.
Hátrány:Magas követelményeket támaszt az érzékelő berendezésekkel és a környezettel szemben.
Ultrahangos vizsgálat
Alapelv:Az ultrahang reflexiós és átviteli jellemzőinek felhasználása az akkumulátorcellákon belüli rejtett repedések kimutatására.
Előnyök:Nagy érzékenység a rejtett repedések észlelésére, képes észlelni a kisebb rejtett repedéseket.
Hátrányok:A berendezés összetett, működéséhez professzionális készségekre van szükség.
Hogyan lehet megelőzni elsősorban a fent említett okokból
A gyártási folyamatok javítása
Vágási folyamat:A roncsolásmentes vágási technológiát a mechanikai igénybevétel csökkentésére használják.
Hegesztési folyamat:Optimalizálja a hegesztési paramétereket a hőterhelés hatásának csökkentése érdekében.
Csomagolás folyamata:Rugalmas csomagolóanyagok használata a mechanikai igénybevétel hatásának csökkentése érdekében.
Optimalizálja a szállítást és a kezelést
Csomagolás kialakítása:Ütéselnyelő csomagolóanyagok használata a vibráció és az ütések csökkentése érdekében a szállítás során.
Működési specifikációk:A kezelési folyamat során keletkező mechanikai sérülések csökkentése érdekében dolgozzon ki részletes kezelési műveleti előírásokat.
Óvintézkedések a telepítés során
Professzionális telepítés:Győződjön meg arról, hogy a telepítő személyzet szakmai képzésben részesült, hogy elkerülje a rejtett repedéseket okozó helytelen működést.
Mechanikai védelem:A szerelés során használjon védőeszközöket, hogy elkerülje az akkumulátorcellák mechanikai igénybevétel miatti károsodását.
Környezeti felügyelet és karbantartás
Környezeti monitoring:Rendszeresen ellenőrizze az akkumulátorcellák működési környezetét, hogy elkerülje a szélsőséges környezet okozta károkat.
Rendszeres karbantartás:Rendszeresen karbantartja és ellenőrizze a fotovoltaikus cellákat, hogy azonnal észlelje és kezelje a rejtett repedési problémákat.