Принципи та характеристики фотогальванічних панелей з напівкомірками

Фотовольтаїчні панелі є основною частиною модулів сонячних елементів. У виробництві сонячних панелей існують два поширені типи панелей: повноелементні панелі та напівелементні панелі.

Знайомство з напівелементними та повноелементними панелями

Повноелементні панелі

Повноелементні панелі — це панелі, виготовлені з монокристалічного кремнію. Їхній виробничий процес відносно простий, що робить їх відносно недорогими.

Напівелементні панелі

Напівелементні панелі передбачають розрізання монокристалічного кремнію на дві половини з подальшим з'єднанням двох половин у панелі.

Чому напівелементні панелі?

Візьмімо, наприклад, поширені панелі 210. Під час виробництва кремнієвий стрижень спочатку розрізають на квадратні пластини розміром 210 мм × 210 мм, які потім розрізають навпіл, щоб отримати дві напівелементні панелі розміром 210 мм × 105 мм. Напівелементні панелі мають такі характеристики:

• Використання напівелементних панелей 210 мм дозволяє зменшити відходи кремнієвого матеріалу, підвищити ефективність виробництва та екологічність фотовольтаїчних модулів.

  
  

• Напівелементні панелі демонструють чудову термічну стабільність і стійкість до PID, що подовжує термін служби фотовольтаїчних модулів.

  
  

• Порівняно з цим, напівелементні панелі мають вищу вартість виробництва. У деяких спеціальних сценаріях застосування, наприклад, за обмеженого простору даху або обмежених площ для наземного монтажу, напівелементні панелі мають більше переваг порівняно з повноелементними панелями завдяки меншим розмірам, що краще адаптується до просторових обмежень.

Вступ до технології напівелементних панелей

Технологія напівелементів по суті полягає у розрізанні звичайної сонячної панелі на дві половини. На відміну від поширених фотоелектричних модулів із 60 або 72 елементами, напівелементні модулі складаються зі 120 або 144 напівелементів, зберігаючи ту саму конструкцію та розміри, що й звичайні модулі.

Технологія напівелементних панелей зазвичай використовує методи лазерного різання, розрізаючи панелі стандартного розміру на два рівні напівелементи вздовж напрямку, перпендикулярного до головних струмопровідних шин, після чого виконується зварювання та послідовне з'єднання.

Подібно до звичайних модулів, герметизація напівелементів також використовує загартоване скло, EVA та задній лист. Звичайні сонячні панелі зазвичай містять 60 послідовно з'єднаних сонячних елементів напругою від 0,5 до 0,6 В. Напруга зростає при послідовному з'єднанні, тому модулі з 60 елементів мають робочу напругу від 30 до 35 В. Якщо напівелементи з'єднати так само, як у стандартних модулях, вони вироблятимуть половину струму та подвійну напругу, а опір залишиться незмінним.

Щоб забезпечити відповідність загальної вихідної напруги та струму показникам звичайних модулів, модулі напівелементних панелей зазвичай мають послідовно-паралельну конструкцію, що ефективно з'єднує паралельно два менші модулі разом.

Це означає, що напруга холостого ходу напівелемента така сама, як у повного елемента. Кількість напівелементів подвоюється і поділяється на дві частини. Кожна частина має таку саму кількість елементів, як повноелементний модуль, а паралельне з'єднання двох частин дає напругу, ідентичну напрузі кожної окремої частини, тому загальна вихідна напруга залишається такою самою, як у повноелементної панелі.

Оскільки напівелемент має лише половину розміру звичайного елемента, його струм також зменшується вдвічі. Завдяки конструкції панелі з двох паралельних частин вихідний струм відновлюється до рівня повноелементної панелі.

Опір напівелемента становить лише половину опору повного елемента, тому опір кожної частини при паралельному з'єднанні також становить половину опору повного модуля. Повторне паралельне з'єднання двох частин, опір яких становить лише половину опору повного модуля, дає загальний опір кола, що становить лише одну четверту від опору повної панелі.