Los materiales centrales para ensamblar módulos fotovoltaicos incluyen vidrio templado, película EVA, células solares, hojas de atrás, marcos de aleación de aluminio y cajas de unión. Estos materiales trabajan juntos para lograr funciones como la conversión fotoeléctrica, la protección estructural y la transmisión de corriente.
Diagrama del esquema de desmontaje del módulo solar fotovoltaico
Los marcos de paneles solares, también conocidos como marcos de extrusión de aluminio, son componentes clave de los paneles solares. Estos marcos aseguran y sella componentes del panel solar clave, incluida la hoja de retroceso solar y el vidrio de cubierta. Los marcos de aluminio fuertes pero livianos no solo proporcionan soporte mecánico para las células solares, sino que también mejoran la resistencia del panel solar a las condiciones climáticas y otros factores externos.
Los marcos de aluminio fortalecen la rigidez general de los paneles solares, lo que les permite resistir el peso de la nieve acumulada y otras fuerzas que pueden encontrar durante su vida útil.
La resistencia a la corrosión inherente al marco de aluminio lo convierte en un material esencial para proteger los paneles solares. Efectivamente protege los módulos solares de la humedad, las partículas de polvo, la lluvia y otros elementos dañinos. Los marcos de panel solar de aluminio drenan efectivamente el agua y evitan que los restos se acumulen en los paneles. Los marcos también ayudan a evitar que la humedad penetre los paneles y dañe sus componentes electrónicos.
Marco de aluminio
Célula solar
Una célula solar, también conocida como célula fotovoltaica, es un dispositivo que convierte la luz solar en electricidad a través del efecto fotovoltaico. Este proceso implica ciertos materiales que generan una corriente eléctrica cuando se exponen a la luz solar. Las células solares son un componente fundamental de los paneles solares, que se utilizan ampliamente para aprovechar la energía solar para una variedad de aplicaciones, incluida la generación de electricidad.
Células solares de silicio cristalinas
El silicio cristalino es el material más utilizado para células solares comerciales. Combina bajo costo, alta eficiencia hasta 26%- 27%, estabilidad y durabilidad a largo plazo, y un sólido conocimiento técnico industrial. Silicon tiene una brecha de banda de energía de 1.12 eV, que es una buena coincidencia para el espectro solar.
Las células solares hechas de silicio son la opción más popular para los paneles solares actuales. El silicio cristalino se puede clasificar en diferentes tipos, a saber, silicio monocristalino y silicio policristalino.
Silicón monocristalino: este es un tipo de célula solar altamente eficiente utilizada en paneles solares premium. Generalmente ofrecen más potencia de salida que los productos rivales, pero son mucho más caros. Los paneles solares que utilizan células de silicio monocristalinas cuentan con un patrón distintivo de pequeños diamantes blancos. Esto se debe a cómo se cortan las obleas.
Silicón policristalino: también conocido como 'silicio multicristalino', este tipo de célula solar fotovoltaica es la más común. Debido a su popularidad y un proceso de fabricación más eficiente (que involucra silicio fundido), los paneles solares que usan células de este tipo son a menudo los más baratos de comprar.
Células solares de película delgada
Las células solares de película delgadas -, también conocidas como células fotovoltaicas de película delgadas -} porque consisten en múltiples capas de películas delgadas de material fotovoltaico que son mucho más delgados que las células solares de unión P-} n típicas. Estas células se fabrican utilizando materiales como silicio amorfo, telururo de cadmio y selenuro de cobre galio de indio. Los principios operativos de las células solares de película delgada - son prácticamente idénticas a las de las células basadas en la oblea de silicio convencional -. Sin embargo, la disposición flexible de las múltiples capas de material en células de película delgadas -} difiere de la de las células de silicio.
Los paneles solares que utilizan células solares de película delgada son menos comunes que las alternativas de silicio cristalina. Aunque tienden a ser más baratos, su rendimiento no es tan bueno como la tecnología C - Si. Un beneficio de las células de película delgada es que son flexibles y, por lo tanto, un poco más duraderos.
Los materiales más populares en las células solares de película delgada son los siguientes:
Silicón amorfo: este es un material popular utilizado ampliamente en las células solares de película delgada. Utiliza alrededor del 1% del silicio que contiene una célula de silicio cristalina tradicional, lo que lo hace considerablemente más barato.
Telururo de cadmio: las células solares de cadmio son el único producto de película delgada que ha rivalizado con el rendimiento de las células de silicio monocristalinas. El inconveniente de este material es que es altamente tóxico, lo que causa preocupación con respecto a la eliminación de las antiguas células de cadmio.
Copper indium galio Seleniuro (CIGS): esta es la tercera tecnología de células solares de película delgada. Cuando comparamos esto con el silicio cristalino, las células CIGS pueden ser entre 80 y 160 veces más delgadas.
Vidrio templado
El vidrio fotovoltaico se refiere al vidrio utilizado en módulos solares fotovoltaicos, que tienen valores importantes como proteger las baterías y la transmisión de luz.
Protección contra el daño - El vidrio de panel solar templado sirve como una capa protectora para paneles solares, evitando factores ambientales como vapores, agua y suciedad al dañar las células fotovoltaicas. El vidrio de panel solar templado también proporciona alta resistencia, excelente transmisividad y baja reflexión.
Durabilidad y seguridad - El vidrio templado ofrece hasta cuatro veces más resistencia que el vidrio estándar. Esta fuerza es crítica ya que la hoja delantera del panel solar requiere una protección duradera contra los elementos. Gracias a los procesos térmicos y químicos que producen vidrio templado, también se conoce como vidrio endurecido o de seguridad. El vidrio templado es más seguro de usar porque se rompe en muchas piezas más pequeñas cuando se rompe, reduciendo la probabilidad de lesiones accidentales.
Película de Eva
El acetato de vinilo de etileno (EVA) es un polímero termoplástico que posee una buena transmisión de radiación y baja degradabilidad a la luz solar. Se usa en la industria de la foto -} Voltaic (PV) como material de encapsulación para células solares de silicio cristalinas en la fabricación de módulos fotovoltaicos. Las películas solares de EVA protegen los paneles solares durante mucho tiempo con poca pérdida en el rendimiento.
La lámina Solar Eva es una sustancia gomosa blanca y gomosa. Cuando se calienta, se transforma en una película protectora transparente que sella y aislan las células solares. Usando un laminador, las células se presionan entre las láminas EVA en un entorno de vacío, donde las temperaturas alcanzan hasta 150 grados.
Es importante tener en cuenta que la película EVA no es UV - resistente, por lo que se requiere un vidrio delantero para el blindaje UV. Después de la laminación, la lámina de acetato de vinilo de etileno - juega un papel vital en la prevención de la humedad y el polvo que ingresan al panel solar. La lámina EVA ayuda a las células a flotar entre el vidrio y la hoja de atrás. Esta estructura mitiga el choque y la vibración, protegiendo las células solares y sus circuitos del daño físico. También evita que el oxígeno y otros gases oxiden las células durante la generación de energía normal, extendiendo así la vida útil de la célula solar.
Hojas de retroceso
La parte posterior de un módulo fotovoltaico utiliza una película de hoja de retroceso. La hoja de atrás es un laminado multicapa hecho de varios materiales de polímero y modificadores inorgánicos. Esta estructura de múltiples capas permite que las propiedades ópticas, termomecánicas, eléctricas y de barrera de la hoja de atrás se adapten a los requisitos específicos del módulo fotovoltaico. Desempeñan un papel vital en protegerlos de condiciones ambientales duras y cambiantes a lo largo de su vida.
No todas las hojas de atrás son iguales. Para proteger los paneles solares durante más de 25 años, deben lograr un equilibrio óptimo de tres propiedades clave: resistencia a la intemperie, resistencia mecánica y adhesión. Estas propiedades deben permanecer estables durante toda la vida del módulo.
La hoja de atrás - Las fallas relacionadas pueden conducir a una falla catastrófica de los paneles solares, la degradación de potencia severa y los riesgos de seguridad graves. El impacto puede ser severo, desde daños significativos de marca y reputación hasta lesiones personales.
Las hojas de atrás encontradas en los módulos PV - se pueden clasificar en tres grupos. Las hojas de retroceso de la primera clase están compuestas de un solo componente de polímero principal, poliamida (PA), mientras que los BSS de la segunda y tercera clases son de componente múltiple - y múltiples - de las hojas de atrás. Las hojas de retroceso de componentes multi - se componen de una capa de núcleo de polietileno tereftalato (PET). La segunda clase tiene una estructura de capa simétrica, lo que significa que hay un polímero fluorado en la capa interna, así como en la capa de aire. Por el contrario, la tercera clase de la hoja de atrás tiene una estructura asimétrica: una capa de núcleo de mascotas, una sola capa de recubrimiento fluorado (FC) en los buques de aire y capas internas de poliolefinas, como polietileno (PE), polipropileno (PP).
Caja de unión
La caja de unión está unida a la parte posterior del módulo con adhesivo. Su función principal es generar la electricidad generada por los módulos solares a través de los cables.
La caja de unión actúa como un conector, cerrando la brecha entre los módulos solares y los equipos de control, como los inversores. Dentro de la caja de unión, la corriente generada por los módulos solares se canaliza a través de terminales y conectores y luego se dirige al consumidor. La resistencia mecánica y la estabilidad eléctrica de los terminales eléctricos en el cuadro de unión son críticos para los módulos seguros, confiables y largos -} de módulos fotovoltaicos (PV). Se espera que esta característica extienda el período de garantía de 25 años de los productos fotovoltaicos típicos.
Las funciones de protección de la caja de unión incluyen tres aspectos: primero, los diodos de omisión evitan los efectos del punto caliente, protegen las células y los módulos; En segundo lugar, un diseño de sellado único proporciona impermeabilización y fireprooking; y tercero, un diseño único de disipación de calor reduce la temperatura de funcionamiento de la caja de unión y los diodos de derivación, reduciendo así la pérdida de energía causada por la corriente de fuga en los módulos.
La resistencia a la intemperie se refiere a la capacidad de materiales como recubrimientos, plásticos y productos de caucho para resistir los rigores del uso al aire libre, como daños extensos causados por la luz solar, el calor, el frío, el viento, la lluvia y las bacterias. Esta resistencia se llama resistencia a la intemperie.
