Maeneo ya Moto ya Paneli za Jua: Kwa Nini Joto ni Muhimu
Jedwali la Yaliyomo
Jibu la haraka: Sehemu ya joto huundwa wakati seli katika moduli inalazimishwa kuwa katika upendeleo wa kinyume na kivuli, kutofautiana au mpasuko, na kutawanya nguvu ambayo sehemu nyingine ya mfuatano inazalisha kama joto. Joto linalofikia ndilo linaloamua kama ni usumbufu au madai ya udhamini: joto lililojikita katika seli moja linaweza kupanda kuelekea 160 °C wakati moduli inayozunguka iko karibu na 90 °C. Joto kisha hushambulia nyenzo kwa mpangilio maalum — kifuniko kwanza, kisha karatasi ya nyuma, kisha kioo na viungo vya muunganisho. Diodi za kupita zipo ili kupunguza hili kwa kuipa mkondo njia ya upinzani mdogo kuzunguka kikundi cha seli kilichoathirika, ndiyo sababu kushindwa kwa diodi ndio hatari halisi: seli yenye kivuli inaweza kurejeshwa, moduli yenye diodi ya kupita iliyoshindwa haiwezi. Kinachojalisha kiutendaji ni kama diodi inapitisha mkondo kabla ya joto la seli kufikia kiwango cha uharibifu.
Kufifia kwa sehemu ni jambo lisiloepukika katika usakinishaji halisi. Kinachoamua kama kitakuwa dai la udhamini si kufifia yenyewe bali joto linalozalishwa ndani ya seli, na muda ambao nyenzo za moduli zinahitajika kuvumilia.
Uaminifu wa Moduli ya PV · Maeneo ya Moto na Usalama · na Jerry, Ooitech
1. Eneo la Moto ni Nini, katika Aya Moja
Seli katika moduli zimeunganishwa mfululizo, kwa hivyo mkondo huo huo unapaswa kupita kwa zote. Wakati seli moja imefifia, photocurrent yake yenyewe hupungua, lakini mstari bado unasukuma mkondo kupitia yake. Seli iliyofifia inasukumwa kwenye reverse bias na huacha kuzalisha: inakuwa mzigo. Nguvu inayotawanya ni takriban voltage ya reverse kwenye seli ikizidishwa na mkondo wa kutofautiana unaopita ndani yake.
Kwa sababu nguvu hiyo imejikita katika seli moja badala ya kuenea kwenye moduli, joto la eneo hilo hupanda. Kupanda huko kwa eneo hilo ni eneo la moto, na ni tatizo la nyenzo kabla ya kuwa la umeme.
Kielelezo 1: Mikondo ya I-V iliyokawanywa kwa seli za PERC, HJT na IBC chini ya kufifia kwa sehemu. Mikondo hutofautiana kwa kasi mara seli iliyofifia inaposukumwa kwenye reverse bias, ambayo ni eneo ambapo nguvu inayotawanya — na kwa hivyo joto la eneo la moto — huamuliwa.
2. Joto ni Kiwango cha Usanifu
Moduli mbili zinaweza kupoteza kiasi sawa cha nguvu chini ya kivuli kimoja na kubeba hatari tofauti sana, kwa sababu uharibifu hufanywa na joto badala ya watts. Seli iliyofifia inayotawanya nguvu yake ya kutofautiana kwa 90 °C ni hali inayoweza kudhibitiwa. Seli hiyo hiyo kwa 160 °C inaharakisha kila nyenzo inayoizunguka.
| Hali | Joto la kawaida la eneo la moto | Tafsiri |
|---|---|---|
| Seli iliyoundwa vyema na upitishaji wa reverse uliosambazwa | Karibu 90 °C iliyoripotiwa katika baadhi ya miundo | Ndani ya bajeti ya joto ya encapsulant na backsheet za kawaida kwa raha |
| Moduli ya kawaida ya BC | Mara nyingi hushikiliwa chini ya takriban 120 °C | Ukingo wa maana umehifadhiwa |
| Seli ya kawaida, mkusanyiko wa reverse breakdown | 160 °C na zaidi | Nyenzo zinatumika; maisha na ukingo wa usalama wote hupungua |
Hizi ni takwimu za dalili, si dhamana. Joto halisi la eneo la moto hutegemea eneo lililofifia, joto la mazingira, kasi ya upepo, encapsulation ya moduli, ukubwa wa kioo, muundo wa seli na njia ya jaribio iliyotumika. Lengo la jedwali ni mwelekeo wa mwendo, si namba kamili: joto la chini ni ukingo mkubwa wa usalama, na ukingo mkubwa wa usalama ndio unaotenganisha usumbufu na kushindwa.
3. Kile Joto Huharibu Hasa
Eneo la moto ni tukio la joto la eneo, na kila nyenzo katika mrundikano ina udhaifu wake.
| Kipengele | Kile joto lililoinuka hufanya |
|---|---|
| Encapsulant (EVA / POE) | Huharakisha kuzeeka na kuwa njano, na husababisha athari za mtengano zinazotoa volatiles zinazohusika na delamination. Mfiduo wa muda mrefu hupunguza maisha halisi ya safu inayoshikilia moduli pamoja. |
| Karatasi ya Nyuma | Backsheets za polima huoza chini ya joto linaloendelea; kupasuka na kuwa chaki hatimaye huharibu kizuizi cha dielectric, ambayo ni suala la usalama badala ya utendaji tu. |
| Kioo | Gradient za joto la eneo huunda upanuzi tofauti. Katika kioo kilichokaushwa na nusu-kukaushwa hii huongeza mkazo kwa nyenzo ambayo tayari iko chini ya mkazo wa ndani, na maeneo ya moto ya eneo ni mojawapo ya hali zinazochangia kuvunjika kwa ghafla. |
| Viungo vya solder na ribbons | Mzunguko wa joto unaorudiwa huchosha interconnects, kuongeza upinzani wa mfululizo. Uharibifu hukusanyika: kila tukio la kufifia huacha kiungo kidogo kibaya kuliko awali. |
| Diode ya bypass na sanduku la junction | Kila mara substring inapopitishwa, diode hubeba mkondo kamili wa mstari na hupata joto. Uanzishaji unaorudiwa huharibu diode na potting inayoizunguka, na diode iliyoshindwa huondoa ulinzi kutoka substring hiyo kabisa. |
| Seli iliyofifia yenyewe | Reverse breakdown iliyojikita kwenye pointi dhaifu inaweza kuharibu junction kabisa, kuunda kasoro inayoendelea baada ya kivuli kuondoka. |
Soma jedwali kama orodha ya mfiduo wa udhamini badala ya mhadhara wa fizikia. Kuzeeka kwa encapsulant na uharibifu wa backsheet huonekana kama upotevu wa nguvu miaka baadaye. Kuvunjika kwa kioo huonekana mara moja. Uchovu wa solder huonekana kama upinzani wa mfululizo unaopanda taratibu. Hakuna kati yao kinarekebishwa kwa kuondoa kivuli baadaye.
4. Kwa Nini Muundo wa Seli Hubadilisha Joto
Sababu ya seli mbili kuweza kuwa kwenye joto tofauti sana chini ya kufifia sawa inategemea jinsi mkondo wao wa reverse unavyosambazwa.
Katika seli ya kawaida, reverse breakdown huelekea kujikita kwenye pointi dhaifu za eneo: maeneo ya kasoro, pembezoni za seli, kasoro za metallisation, micro-cracks, maeneo yaliyochafuliwa au maeneo ya passivation dhaifu. Kujikita nguvu sawa katika eneo dogo huzalisha msongamano mkubwa wa nguvu wa eneo, na joto hupanda haraka. Mfano ni kupasha joto sahani ya chuma dhidi ya kupasha ncha ya sindano kwa nishati sawa: ncha hupata joto zaidi.
Kielelezo 2: Sehemu ya msalaba ya seli ya back-contact, na pengo kati ya maeneo ya polarity kinyume likiwa limewekwa alama. Pengo hilo, na msongamano wa maeneo ya p na n yaliyochanganywa kwenye nyuma, huamua jinsi mkondo wa reverse unavyoweza kuenea kwa usawa na kwa hivyo jinsi joto la eneo linavyobaki chini.
Seli ya mawasiliano ya nyuma hubadilisha hilo. Sehemu yake ya nyuma hubeba idadi kubwa ya maeneo ya p na n yaliyounganishwa, ambayo kwa mtazamo wa mzunguko hufanya kazi kama diodi moja kubwa kidogo na zaidi kama diodi nyingi ndogo zilizo katika mfululizo sambamba. Wakati seli inaendeshwa kwenye upendeleo wa kinyume, upitishaji unaweza kuenea katika sehemu nyingi za makutano yaliyosambazwa badala ya kujikita katika sehemu moja dhaifu. Msongamano wa nishati ya ndani hupungua, na hivyo pia halijoto.
Sababu ya pili ni volti ya kuvunjika kinyume yenyewe. Kwa kuwa nishati inayotawanyika inalingana na volti ya kinyume, muundo unaoshikilia volti ya kinyume kwa kiwango cha chini hutawanya kidogo. Hii si ya kawaida kwa maana kwamba volti ya chini ya kuvunjika, ambayo kwa kawaida ni udhaifu, inakuwa utaratibu wa ulinzi chini ya kivuli. Sababu kamili za kielektroniki, ikiwa ni pamoja na mkondo wa kutokulingana na masharti ya uanzishaji wa diodi ya kupita, zimeelezwa katika kwa nini seli za jua za BC hushughulikia kufifia vyema.
Ufafanuzi mmoja ni muhimu hapa, kwa sababu unaeleweka vibaya sana: tabia bora ya sehemu moto si sawa na kinga dhidi ya kivuli. Kila seli hupoteza pato inapotiwa kivuli. Ikiwa eneo lenye kivuli katika kamba ndogo linakuwa kubwa vya kutosha, au seli kadhaa zina kivuli kikamilifu, diodi ya nje ya kupita itaanza kazi na kupita kamba ndogo yote — ikiwa ni pamoja na seli zisizo na kivuli ndani yake. Chini ya kivuli kikubwa, faida hupotea kwa kiasi kikubwa. Kile usanifu wa BC unanunua ni tabia bora katika kivuli cha sehemu, cha ndani ambacho paa halisi huzalisha.
Kielelezo 3: Sanduku la makutano lililofunguliwa kuonyesha diodi zake za kupita. Hivi ni vifaa visivyo na nguvu: hufanya kazi tu wakati volti ya kamba ndogo juu yao inakuwa hasi vya kutosha. Ni safu ya mwisho ya ulinzi, na huingia tu wakati tabia ya kiwango cha seli imeshindwa tayari kushikilia volti chini.
5. Mahali Hatari ya Sehemu Moto Iko Juu Zaidi
Sehemu moto ni kazi ya kivuli, na kivuli ni kazi ya usakinishaji. Mipangilio mingine huzalisha kivuli cha sehemu kama hali ya kawaida badala ya tukio la mara kwa mara.
| Matumizi | Kwa nini hatari ya sehemu moto imeongezeka |
|---|---|
| Paa za makazi | Bomba, madirisha ya paa, matundu na miti inayozunguka hutupa vivuli vinavyotembea vinavyobadilika siku nzima na mwaka mzima. |
| Paa za biashara na viwanda | Vitengo vya HVAC, kuta za kando na njia za kuingia huunda kivuli cha sehemu kisichobadilika ambacho hakiwezi kuondolewa kabisa kwa usanifu. |
| PV ya balcony na facade | Safu ndogo katika nafasi iliyobanwa, mara nyingi zina kivuli cha reli, miundo ya jirani na jengo lenyewe. |
| BIPV na safu za mwelekeo mbalimbali | Paneli katika mwelekeo tofauti ndani ya mfumo mmoja zinaweza kutupa kivuli, na mwelekeo usio sawa hufanya kutokulingana kwa kiwango cha kamba kuwa kudumu. |
| Usanikishaji wa ardhini wa kiwango cha shirika | Kwa ujumla ndiyo yenye kivuli kidogo zaidi, lakini safu za kifuatiliaji, uzio wa mzunguko na mikanda ya uchafu bado huunda athari za ndani. |
Hii ndiyo sababu utendaji wa sehemu moto ni muhimu zaidi katika uzalishaji uliosambazwa kuliko kile kielelezo cha ufanisi kinapendekeza. Moduli iliyo kwenye uwanja wazi hutumia muda mwingi wa maisha yake chini ya mwanga unaofanana. Moduli iliyo kwenye paa la nyumbani inaweza kuwa na kivuli cha sehemu kila alasiri kwa miaka.
6. Kupunguza Hatari kwa Vitendo
Hatua tano, takriban kwa mpangilio wa kiasi cha udhibiti ulio nao juu yao.
- Chagua usanifu wa seli kwa matumizi, si kwa ufanisi tu. Pale kivuli cha sehemu ni hali ya usanifu badala ya ubaguzi, uwezo wa kushikilia halijoto ya chini ya sehemu moto ni kipengele cha vipimo chenyewe.
- Angalia usanifu wa diodi ya kupita. Kamba ndogo nyingi humaanisha sehemu ndogo zilizopitwa wakati diodi inaanza kazi, lakini pia humaanisha diodi nyingi na miunganisho mingi. Mpangilio wa sanduku la makutano la moduli ni sehemu ya tabia ya sehemu moto, kama ilivyoelezwa kwenye ukurasa wetu wa sanduku la makutano la sola.
- Buni mpangilio kuzunguka vivuli visivyobadilika. Bomba, nguzo, kuta za kando na vifaa vya HVAC hutupa vivuli vinavyotabirika. Kuweka kamba ili kupunguza idadi ya kamba ndogo zilizoathirika ni nafuu kuliko uboreshaji wowote wa moduli.
- Weka safu safi. Kinyesi cha ndege, majani, mifuko ya theluji na mikanda ya uchafu ni matukio ya kivuli cha eneo dogo yenye matokeo makubwa. Kinyesi kimoja kwenye seli moja ndiyo hali hasa inayozalisha halijoto ya ndani mbaya zaidi.
- Kagua kwa joto. Sehemu moto zinaonekana katika infrared muda mrefu kabla ya kuonekana kwa jicho. Njia hii imeelezwa katika upigaji picha wa joto kwa paneli za sola.
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara
Sehemu moto kwenye paneli ya sola ni nini?
Ni eneo la halijoto ya juu la ndani katika seli linalosababishwa na kivuli cha sehemu. Seli yenye kivuli inalazimishwa kwenye upendeleo wa kinyume na kamba nyingine ya mfululizo, inaacha kuzalisha na badala yake hutawanya nishati, ambayo huinua halijoto yake juu ya seli zinazozunguka.
Sehemu moto ya paneli ya sola inaweza kuwa moto kiasi gani?
Inatofautiana sana kulingana na eneo lenye kivuli, halijoto ya mazingira, kasi ya upepo, ufungaji na usanifu wa seli. Takwimu zilizoripotiwa zinaanzia karibu 90 °C kwa usanifu wenye upitishaji wa kinyume uliosambazwa vizuri, hadi 160 °C na zaidi kwa seli ambapo kuvunjika kinyume hujikita katika sehemu dhaifu za ndani. Mwelekeo ni muhimu zaidi kuliko nambari yoyote moja.
Je, sehemu moto huharibu moduli kabisa?
Inaweza. Halijoto ya juu inayoendelea huharakisha kuzeeka kwa encapsulant na uharibifu wa backsheet, huchosha viungo vya solder, husisitiza kioo na inaweza kuharibu kabisa makutano ya seli iliyoathirika. Kwa kuwa uharibifu hukusanyika, matukio ya kivuli yanayorudiwa yana matokeo makubwa kuliko tukio moja.
Je, moduli za BC hazina kinga dhidi ya kivuli?
Hapana. Kila seli hupoteza pato inapotiwa kivuli, na chini ya kivuli kikubwa diodi ya nje ya kupita inaanza kazi na kupita kamba ndogo yote bila kujali usanifu wa seli. Kile usanifu wa BC unaboresha ni tabia chini ya kivuli cha sehemu, cha ndani: volti ya chini ya kinyume, mkondo wa kinyume uliosambazwa kwa usawa zaidi, na kwa hivyo halijoto ya chini ya sehemu moto.
Diodi ya kupita huanza kuchukua nafasi lini?
Wakati volti jumla ya kinyume katika seli zenye kivuli katika kamba ndogo inazidi volti ya mbele iliyounganishwa ya seli zilizobaki zisizo na kivuli pamoja na kushuka kwa mbele kwa diodi yenyewe. Hadi wakati huo moduli hutegemea tabia ya kinyume ya seli zenyewe. Mara diodi inapofanya kazi, kamba ndogo yote — seli zenye kivuli na zisizo na kivuli sawa — inapitwa na inaacha kuchangia.
Ninawezaje kujua kama safu yangu ina sehemu moto?
Ukaguzi wa infrared ni njia ya vitendo. Sehemu ya joto huonekana kama eneo la joto lililotofauti dhidi ya seli zinazozunguka muda mrefu kabla ya kuzalisha uharibifu wowote unaoonekana. Uchunguzi wa mara kwa mara wa joto chini ya mzigo, pamoja na kuangalia mzunguko wa I-V kwa ukuaji usiotarajiwa wa upinzani wa mfululizo, hukamata matatizo mengi yanayojitokeza.
Ni ipi muhimu zaidi, joto la sehemu ya joto au ufanisi wa moduli?
Hazibadilishani, na jibu sahihi linategemea usakinishaji. Kwenye uwanja wazi wenye mwanga wa jua unaofanana, ufanisi hutawala. Kwenye paa la nyumbani lenye kivuli au safu ya balcony yenye vikwazo, moduli inayoshikilia joto la chini la sehemu ya joto kwa kawaida itakuwa na matokeo bora ya maisha na uwezekano mdogo wa dhamana kuliko ile iliyo na ukadiriaji wa juu wa kilele.
Mawazo ya Mwisho
Kivuli hakiwezi kuondolewa kwa kubuni katika usakinishaji mwingi uliosambazwa, kwa hivyo swali la vitendo si kama moduli itapata kivuli cha sehemu bali jinsi inavyofanya wakati inapata. Joto la sehemu ya joto ni kigezo kinachoamua kama uzoefu huo utakugharimu uzalishaji fulani au utakugharimu moduli, kwa sababu joto ndilo linalochakaza encapsulant, kuharibu backsheet, kusisitiza kioo na kuchosha miunganisho. Unapobainisha moduli kwa paa lenye vizuizi visivyohamishika, chukulia tabia ya sehemu ya joto kama vipimo vya utendaji na usalama badala ya tanbihi kwenye datasheet. Ikiwa unapanga mstari wa moduli zinazokusudiwa kwa matumizi yaliyosambazwa yenye kivuli, tuambie soko lengwa na muundo wa moduli na tutafanya kazi kupitia kile vipimo vya seli na sanduku la muunganisho vinapaswa kushughulikia.
