شرح عملية تصنيع الألواح الشمسية شبه المرنة وهيكلها
مقدمة المنتج
مع تقدم تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية، ظهر نوع جديد من المنتجات الكهروضوئية على جانب الإنتاج يختلف تمامًا عن الوحدات الشمسية الزجاجية. إنه أخف وزنًا وأكثر مرونة وأكثر ملاءمة للاستخدام. هذه هي الوحدة الشمسية شبه المرنة، والتي غالبًا ما تسمى لوحًا شبه مرن في الصناعة.
تتمتع الوحدات الكهروضوئية شبه المرنة بمجموعة واسعة من التطبيقات. وهي تغطي سيناريوهات الطاقة الشمسية الموزعة مثل أسقف البلاط الفولاذي الملون التجارية والصناعية، والأسقف المسطحة، ومنازل البلاط السكنية، والخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني (BIPV). كما تناسب سيناريوهات خاصة مثل إضاءة المناظر الطبيعية، ومصادر الطاقة المحمولة، والروبوتات، والأنشطة الخارجية.
بفضل مزايا مثل النعومة والمرونة، وخفة الوزن وسهولة الحمل، واللدونة الجيدة، والكفاءة العالية، وكونها صديقة للبيئة، أصبحت الوحدات شبه المرنة تدريجيًا المفضلة في مجال الطاقة الجديدة، مما يكسب ثقة المزيد والمزيد من المستخدمين. دعونا اليوم نلقي نظرة بسيطة على عملية التصنيع وهيكل الوحدات الكهروضوئية المرنة.
هيكل الوحدة
إليك رسم تخطيطي للهيكل وصورة ترويجية لوحدة كهروضوئية مرنة تم العثور عليها عبر الإنترنت:
يمكننا أن نرى أن الوحدة تحتوي على هيكل من 7 طبقات: ETFE + EVA + خلايا (طبقة توليد الطاقة) + EVA + PET + EVA + TPT. أدناه نقوم بتفصيل دور كل طبقة.
وظائف الطبقات
الطبقة الأمامية ETFE
يعمل ETFE (كوبوليمر الإيثيلين-رباعي فلورو الإيثيلين) كطبقة أمامية مرنة، ليحل محل الزجاج التقليدي. إنه يوفر نفاذية ضوء عالية (عادة >94%)، ممتازة مقاومة الطقس, مقاومة الأشعة فوق البنفسجية، و مقاومة التآكل الكيميائي. توفر الحماية الخارجية القصوى للوحدة مع ضمان نقل الضوء بكفاءة.
فيلم تغليف EVA
فيلم EVA (كوبوليمر إيثيلين-فينيل أسيتات) مسؤول عن الربط والتغليف. يربط بقوة الطبقة الأمامية من ETFE بطبقة توليد الطاقة، بينما يمنع بخار الماء والأكسجين، تخفيف الإجهاد، وحماية الخلايا.
طبقة توليد الطاقة (الخلايا)
الخلايا هي المكون الأساسي لتوليد الطاقة في الوحدة. تقوم بالتحويل الكهروضوئي، وتحويل ضوء الشمس الذي يصل إلى الخلايا إلى كهرباء.
EVA (الطبقة الثانية)
تعمل طبقة EVA هذه مرة أخرى كمادة تغليف، حيث تربط الجانب الآخر من الخلايا بالطبقات التالية. وظيفتها هي نفس وظيفة EVA العلوية.
طبقة دعم PET
يعمل PET عادةً كـ طبقة دعم وسطى أو كطبقة داخلية من الطبقة الخلفية. في هذه الوحدة المرنة، يوجد كطبقة وسطى، مما يوفر قوة ميكانيكية, عزل كهربائي، ومستوى معين من حاجز بخار الماء. ومع ذلك، فإن مقاومته الخاصة للشيخوخة بالأشعة فوق البنفسجية والرطوبة والحرارة محدودة، لذلك يعتمد على حماية الطبقة الخارجية. تضع بعض الوحدات المرنة PET فوق طبقة الخلية.
فيلم EVA (طبقة الربط)
يربط فيلم EVA هذا طبقة PET بالطبقة الخلفية الخارجية (TPT)، مما يضمن التصاقًا محكمًا بين الطبقات ويمنع التفكك.
فيلم مضاد للتشقق
يربط الفيلم المضاد للتشقق الخلايا ويمنع التشققات الدقيقة في الخلايا عند ثني الوحدة.
الطبقة الخلفية TPT
الطبقة الخلفية TPT هي الطبقة الخلفية الخارجية للوح. هيكلها هو فيلم PVF (بولي فلوريد الفينيل) + ركيزة PET + فيلم PVF، حيث فيلم PVF هو بوليمر يُستخرج من بوليمرات مشتركة من الفلور وجزيئات الفلوروكربون. سبب تسمية هذا الهيكل بالطبقة الخلفية TPT هو أن شركة DuPont الأمريكية هي منتج معروف لفيلم PVF. العلامة التجارية المسجلة لفيلم PVF من DuPont هي Tedlar، ويُختصر بـ "T" في هياكل الطبقة الخلفية، بينما يشير "P" إلى ركيزة PET الوسطى.
الأدوار الرئيسية للطبقة الخلفية ذات هيكل TPT هي: فيلم الفلور الخارجي يوفر مقاومة ممتازة مقاومة الطقس, مقاومة الأشعة فوق البنفسجية، و للتآكل البيئي؛ طبقة PET الوسطى توفر دعمًا ميكانيكيًا, عزل كهربائي، وحاجزًا رئيسيًا لبخار الماء؛ فيلم الفلور الداخلي لديه التصاق جيد الالتصاق مع فيلم EVA، مما يضمن التصاق الطبقة الخلفية بقوة مع نظام التغليف.
تعزيز إنتاج الطاقة
بالإضافة إلى ذلك، تستخدم العديد من وحدات الطاقة الشمسية المرنة عملية خاصة لإنشاء نسيج على شكل قرص عسل على سطح الوحدة لزيادة توليد الطاقة. يخلق نسيج قرص العسل هذا تأثيرًا معينًا "لاحتجاز الضوء" يعزز إنتاج الوحدة.
ملخص
تستخدم وحدات الطاقة الشمسية المرنة ETFE بدلاً من الزجاج كطبقة أمامية، طبقات متعددة من EVA للربط والحماية بالتغليف، PET كطبقة تقوية وسطى، و TPT كطبقة خلفية مقاومة للطقس. توفر معًا حماية فيزيائية شاملة، وعزلًا بيئيًا، وموثوقية طويلة الأمد لطبقة التوليد الهشة. في الوقت نفسه، يقوم المصنعون بإنشاء نمط قرص العسل على سطح الوحدة لتحسين توليد الطاقة.
تعتقد ooitech: وحدات الطاقة الشمسية شبه المرنة تغلف طبقة الخلايا الحساسة في شطيرة ذكية من ETFE-EVA-PET-TPT لتقديم طاقة شمسية خفيفة الوزن ومتينة وذات عائد أعلى.
