Каркасные солнечные модули

Существует много вариантов и промышленных разработок фотоэлементов и методов их изготовления. Опишем кратко конструкцию одного из них - стандартного монокристаллического кремниевого солнечного элемента. Общий вид солнечного элемента показан на рисунке 2.1.

Каркасный солнечный модуль выполнен в виде панели, заключенной в каркас из алюминиевого профиля. Панель представляет собой фотоэлектрический генератор, состоящий из стеклянной плиты, с тыльной стороны которой между двумя слоями герметизирующей (ламинирующей) пленки размещены солнечные элементы, электрически соединенные между собой металлическими шинами. Нижний слой герметизирующей пленки защищен от внешних воздействий слоем защитной пленки. К внутренней стороне корпуса модуля прикреплен диодный блок, под крышкой которого размещены электрические контакты, предназначенные для подключения модуля.

Рис.2.1. Конструкция солнечного элемента (нажмите для увеличения)

Основные технические требования

1. Исходный материал должен быть химически высоко чистым с устойчивыми свойствами.

2. Фотоэлементы должны производиться в большом количестве при минимальной стоимости. Необходимо обеспечить общий контроль за процессом их изготовления и высокий уровень точности.

3. Солнечные элементы должны иметь срок службы не менее 20 лет в условиях воздействия (часто вредного) окружающей среды. Следует учитывать, что даже без концентрации солнечного излучения рабочая температура фотоэлемента может меняться в диапазоне от -30 до +200°C. Электрические контакты должны быть стабильными и защищенными от всех видов коррозии. Устройство должно быть водозащищенным.

4. Конструкция должна быть такова, что разрушение одного из элементов не должно приводить к выходу из строя всей системы. Для этого используются параллельные и последовательные соединения, которые в случае выхода из строя каких-либо элементов должны исключать возможность выхода из строя других элементов.

5. Сборные модули должны быть пригодными для транспортировки даже в труднодоступные и отдаленные районы.

Типы фотоэлементов

Наиболее распространенными из выпускаемых промышленностью солнечных элементов являются плоские пластинчатые кремниевые элементы. Существуют также разнообразные альтернативные типы и конструкции, которые разрабатываются для повышения эффективности и снижения стоимости производимой энергии уменьшением полной стоимости солнечных элементов. В таблице 2.1 кратко суммированы сведения о различных фотоэлементах.

Таблица 2.1. Параметры основных материалов солнечных элементов

(нажмите для увеличения)

Примечания. 1. В условиях АМ 1 облученности оптимальная ширина запрещенной зоны составляет от 1,4 до 1,5 эВ. 2. При повышении температуры ширина запрещенной зоны уменьшается. В таблице приведены данные для температуры окружающего воздуха.

Автор: Магомедов А.М.