विभिन्न सामग्रियों का उपयोग सौर पैनल बनाने के लिए किया जाता है

Feb 24, 2021

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फोटोवोल्टिक मॉड्यूल को असेंबल करने के लिए मुख्य सामग्री में टेम्पर्ड ग्लास, ईवा फिल्म, सौर कोशिकाएं, बैकशीट, एल्यूमीनियम मिश्र धातु फ्रेम और जंक्शन बॉक्स शामिल हैं। ये सामग्री फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण, संरचनात्मक सुरक्षा और वर्तमान ट्रांसमिशन जैसे कार्यों को प्राप्त करने के लिए एक साथ काम करती है।

Exploded view of Solar Panel

सौर पीवी मॉड्यूल डिस्सैब स्कीमेटिक आरेख 

सौर पैनल फ्रेम, जिसे एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न फ्रेम के रूप में भी जाना जाता है, सौर पैनलों के प्रमुख घटक हैं। ये फ्रेम सोलर बैकशीट और कवर ग्लास सहित प्रमुख सौर पैनल घटकों को सुरक्षित और सील करते हैं। मजबूत अभी तक हल्के, एल्यूमीनियम फ्रेम न केवल सौर कोशिकाओं के लिए यांत्रिक समर्थन प्रदान करते हैं, बल्कि मौसम की स्थिति और अन्य बाहरी कारकों के लिए सौर पैनल के प्रतिरोध को भी बढ़ाते हैं।

एल्यूमीनियम फ्रेम सौर पैनलों की समग्र कठोरता को मजबूत करते हैं, जिससे उन्हें संचित बर्फ और अन्य बलों के वजन का सामना करना पड़ता है जो वे अपने जीवनकाल के दौरान सामना कर सकते हैं।

एल्यूमीनियम फ्रेम का अंतर्निहित संक्षारण प्रतिरोध इसे सौर पैनलों की रक्षा के लिए एक आवश्यक सामग्री बनाता है। यह प्रभावी रूप से नमी, धूल के कणों, बारिश और अन्य हानिकारक तत्वों से सौर मॉड्यूल को ढालता है। एल्यूमीनियम सोलर पैनल फ्रेम प्रभावी रूप से पानी को नाली देता है और मलबे को पैनलों पर जमा होने से रोकता है। फ्रेम भी नमी को पैनलों को भेदने और उनके इलेक्ट्रॉनिक घटकों को नुकसान पहुंचाने से नमी को रोकने में मदद करते हैं।

Aluminum frame of solar panel

ऐल्युमिनियम का फ्रेम 

सौर सेल
एक सौर सेल, जिसे फोटोवोल्टिक सेल के रूप में भी जाना जाता है, एक ऐसा उपकरण है जो फोटोवोल्टिक प्रभाव के माध्यम से सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करता है। इस प्रक्रिया में सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने वाली कुछ सामग्री शामिल होती है। सौर कोशिकाएं सौर पैनलों का एक मौलिक घटक है, जो व्यापक रूप से बिजली उत्पादन सहित विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करने के लिए उपयोग किया जाता है।

Solar cell

क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर कोशिकाएं


क्रिस्टलीय सिलिकॉन वाणिज्यिक सौर कोशिकाओं के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है। यह कम लागत, उच्च दक्षता को 26%- 27%, दीर्घकालिक स्थिरता और स्थायित्व, और ठोस औद्योगिक तकनीकी ज्ञान को जोड़ती है। सिलिकॉन में 1.12 ईवी का एक एनर्जी बैंड गैप है, जो सौर स्पेक्ट्रम के लिए एक अच्छा मैच है।

 

सिलिकॉन से बनी सौर कोशिकाएं आज के सौर पैनलों के लिए सबसे लोकप्रिय विकल्प हैं। क्रिस्टलीय सिलिकॉन को विभिन्न प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है, अर्थात् मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन।

 

मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन - यह प्रीमियम सौर पैनलों में उपयोग किए जाने वाले सौर सेल का एक अत्यधिक कुशल प्रकार है। वे आम तौर पर प्रतिद्वंद्वी उत्पादों की तुलना में अधिक बिजली उत्पादन प्रदान करते हैं लेकिन कहीं अधिक महंगे हैं। मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन कोशिकाओं का उपयोग करने वाले सौर पैनलों में छोटे सफेद हीरे का एक विशिष्ट पैटर्न है। यह इस कारण है कि वेफर्स कैसे काटते हैं।

 

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन - जिसे 'मल्टीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन' के रूप में भी जाना जाता है, इस प्रकार का सौर फोटोवोल्टिक सेल सबसे आम है। इसकी लोकप्रियता और एक अधिक कुशल विनिर्माण प्रक्रिया (पिघले हुए सिलिकॉन को शामिल करने) के कारण, इस प्रकार की कोशिकाओं का उपयोग करके सौर पैनल अक्सर खरीदने के लिए सबसे सस्ते होते हैं।

 

पतली फिल्म सौर कोशिकाएं

 

पतली - फिल्म सौर कोशिकाएं, जिसे पतली - फिल्म फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि वे फोटोवोल्टिक सामग्री की पतली फिल्मों की कई परतें शामिल हैं जो विशिष्ट p - n जंक्शन सौर कोशिकाओं की तुलना में बहुत पतले होते हैं। इन कोशिकाओं को अनाकार सिलिकॉन, कैडमियम टेलुराइड और कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड जैसी सामग्रियों का उपयोग करके निर्मित किया जाता है। पतली - फिल्म सौर कोशिकाओं के ऑपरेटिंग सिद्धांत पारंपरिक सिलिकॉन वेफर - आधारित कोशिकाओं के समान हैं। हालांकि, पतली - फिल्म कोशिकाओं में सामग्री की कई परतों की लचीली व्यवस्था सिलिकॉन कोशिकाओं से भिन्न होती है।

 

पतली फिल्म सौर कोशिकाओं का उपयोग करने वाले सौर पैनल क्रिस्टलीय सिलिकॉन विकल्पों की तुलना में कम आम हैं। यद्यपि वे सस्ते होते हैं, उनका प्रदर्शन c - SI तकनीक के रूप में अच्छा नहीं है। पतली फिल्म कोशिकाओं का एक लाभ यह है कि वे लचीले हैं और इसलिए थोड़ा अधिक टिकाऊ हैं।

 

पतली फिल्म सौर कोशिकाओं में सबसे लोकप्रिय सामग्री इस प्रकार हैं:

अनाकार सिलिकॉन - यह एक लोकप्रिय सामग्री है जिसका उपयोग पतली फिल्म सौर कोशिकाओं पर व्यापक रूप से किया जाता है। यह लगभग 1% सिलिकॉन का उपयोग करता है जो एक पारंपरिक क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल में होता है, जिससे यह काफी सस्ता हो जाता है।

 

कैडमियम टेलुराइड - कैडमियम सौर कोशिकाएं एकमात्र पतली फिल्म उत्पाद हैं, जिन्होंने मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन कोशिकाओं के प्रदर्शन को प्रतिद्वंद्वी किया है। इस सामग्री के लिए दोष यह है कि यह अत्यधिक विषाक्त है, जिससे पुराने कैडमियम कोशिकाओं के निपटान के बारे में चिंता होती है।

 

कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड (CIGS) - यह तीसरी मुख्यधारा की पतली फिल्म सोलर सेल तकनीक है। जब हम इसकी तुलना क्रिस्टलीय सिलिकॉन से करते हैं, तो CIGS कोशिकाएं 80 से 160 गुना पतली के बीच कहीं भी हो सकती हैं।

Tempered glass

टेम्पर्ड ग्लास

फोटोवोल्टिक ग्लास सौर फोटोवोल्टिक मॉड्यूल पर उपयोग किए जाने वाले ग्लास को संदर्भित करता है, जिसमें बैटरी की रक्षा और प्रकाश को प्रसारित करने जैसे महत्वपूर्ण मूल्य हैं।

क्षति से संरक्षण - टेम्पर्ड सौर पैनल ग्लास सौर पैनलों के लिए एक सुरक्षात्मक परत के रूप में कार्य करता है, जो वाष्प, पानी और गंदगी जैसे पर्यावरणीय कारकों को फोटोवोल्टिक कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाने से रोकता है। टेम्पर्ड सोलर पैनल ग्लास भी उच्च शक्ति, उत्कृष्ट प्रसारण और कम प्रतिबिंब प्रदान करता है।

स्थायित्व और सुरक्षा - टेम्पर्ड ग्लास मानक ग्लास की तुलना में चार गुना अधिक ताकत तक प्रदान करता है। यह ताकत महत्वपूर्ण है क्योंकि सौर पैनल की फ्रंट शीट को तत्वों के खिलाफ स्थायी सुरक्षा की आवश्यकता होती है। थर्मल और रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए धन्यवाद जो टेम्पर्ड ग्लास का उत्पादन करते हैं, इसे सख्त या सुरक्षा ग्लास के रूप में भी जाना जाता है। टेम्पर्ड ग्लास उपयोग करने के लिए सुरक्षित है क्योंकि यह टूटने पर कई छोटे टुकड़ों में बिखर जाता है, आकस्मिक चोट की संभावना को कम करता है।

ईवा फिल्म

एथिलीन विनाइल एसीटेट (ईवीए) एक थर्माप्लास्टिक बहुलक है जो सूर्य के प्रकाश के लिए अच्छा विकिरण संचरण और कम गिरावट रखता है। इसका उपयोग फोटो - वोल्टिक (पीवी) उद्योग में पीवी मॉड्यूल के निर्माण में क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर कोशिकाओं के लिए एक एनकैप्सुलेशन सामग्री के रूप में किया जाता है। सोलर ईवा फिल्में प्रदर्शन में थोड़ा नुकसान के साथ लंबे समय तक सौर पैनलों की रक्षा करती हैं।

सोलर ईवा शीट एक दूधिया सफेद, रबड़ का पदार्थ है। गर्म होने पर, यह एक पारदर्शी सुरक्षात्मक फिल्म में बदल जाता है जो सौर कोशिकाओं को सील और इन्सुलेट करता है। एक लैमिनेटर का उपयोग करते हुए, कोशिकाओं को एक वैक्यूम वातावरण में ईवा शीट के बीच दबाया जाता है, जहां तापमान 150 डिग्री तक पहुंच जाता है।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ईवा फिल्म यूवी - प्रतिरोधी नहीं है, इसलिए यूवी परिरक्षण के लिए एक फ्रंट ग्लास की आवश्यकता होती है। फाड़ना के बाद, एथिलीन - विनाइल एसीटेट शीट नमी और धूल को सौर पैनल में प्रवेश करने से रोकने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ईवा शीट कोशिकाओं को कांच और बैकशीट के बीच तैरने में मदद करता है। यह संरचना झटके और कंपन को कम करती है, सौर कोशिकाओं और उनके सर्किटरी को शारीरिक क्षति से बचाती है। यह ऑक्सीजन और अन्य गैसों को सामान्य बिजली उत्पादन के दौरान कोशिकाओं को ऑक्सीकरण करने से रोकता है, जिससे सौर सेल के जीवनकाल का विस्तार होता है।

EVA film

Backsheet of solar PV

पीछे की ओर

एक फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के पीछे एक बैकशीट फिल्म का उपयोग करता है। बैकशीट विभिन्न बहुलक सामग्रियों और अकार्बनिक संशोधक से बना एक बहुपरत टुकड़े टुकड़े है। यह बहुपरत संरचना बैकशीट के ऑप्टिकल, थर्मोमैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल और बैरियर गुणों को फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप होने की अनुमति देती है। वे अपने जीवनकाल में उन्हें कठोर, बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों से बचाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

सभी बैकशीट समान नहीं बनाए जाते हैं। 25 से अधिक वर्षों के लिए सौर पैनलों की रक्षा के लिए, उन्हें तीन प्रमुख गुणों का एक इष्टतम संतुलन प्राप्त करना होगा: मौसम प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति और आसंजन। ये गुण पूरे मॉड्यूल के जीवनकाल में स्थिर रहना चाहिए।

बैकशीट - संबंधित विफलताओं से सौर पैनलों की भयावह विफलता, गंभीर बिजली की गिरावट और गंभीर सुरक्षा खतरों का कारण बन सकता है। प्रभाव गंभीर हो सकता है, महत्वपूर्ण ब्रांड और व्यक्तिगत चोट तक प्रतिष्ठा क्षति से लेकर।

Pv - मॉड्यूल में पाए गए बैकशीट को तीन समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है। प्रथम श्रेणी की बैकशीट एक एकल प्रमुख बहुलक घटक, पॉलीमाइड (पीए) से बनी होती है, जबकि दूसरे और तीसरे वर्गों के बीएसएस मल्टी - घटक और बहु ​​- लेयर बैकशीट हैं। मल्टी - घटक बैकशीट एक पॉलीइथाइलीन टेरेफटैलेट (पीईटी) कोर लेयर से युक्त होते हैं। दूसरी श्रेणी में एक सममित परत संरचना है, जिसका अर्थ है कि आंतरिक परत के साथ -साथ एयरसाइड लेयर पर एक फ्लोराइनेटेड बहुलक है। इसके विपरीत, तीसरी बैकशीट वर्ग में एक असममित संरचना होती है: एक पालतू कोर परत, हवा के किनारे पर एक एकल फ्लोराइनेटेड कोटिंग (एफसी) परत, और पॉलीइथाइलीन (पीई), पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) जैसे पॉलीओलेफाइन की आंतरिक परतें।

जंक्शन बॉक्स

जंक्शन बॉक्स चिपकने वाले के साथ मॉड्यूल के पीछे से जुड़ा हुआ है। इसका प्राथमिक कार्य केबल के माध्यम से सौर मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न बिजली का उत्पादन करना है।

जंक्शन बॉक्स एक कनेक्टर के रूप में कार्य करता है, सौर मॉड्यूल और नियंत्रण उपकरण जैसे कि इनवर्टर के बीच की खाई को कम करता है। जंक्शन बॉक्स के अंदर, सौर मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न वर्तमान को टर्मिनलों और कनेक्टर के माध्यम से प्रसारित किया जाता है और फिर उपभोक्ता को निर्देशित किया जाता है। जंक्शन बॉक्स में विद्युत टर्मिनलों की यांत्रिक शक्ति और विद्युत स्थिरता सुरक्षित, विश्वसनीय और लंबे - फोटोवोल्टिक (पीवी) मॉड्यूल के टर्म ऑपरेशन के लिए महत्वपूर्ण हैं। इस सुविधा से विशिष्ट पीवी उत्पादों की 25 साल की वारंटी अवधि का विस्तार करने की उम्मीद है।

जंक्शन बॉक्स के सुरक्षात्मक कार्यों में तीन पहलू शामिल हैं: सबसे पहले, बायपास डायोड गर्म स्थान के प्रभावों को रोकते हैं, कोशिकाओं और मॉड्यूल की रक्षा करते हैं; दूसरा, एक अद्वितीय सीलिंग डिज़ाइन वॉटरप्रूफिंग और फायरप्रूफिंग प्रदान करता है; और तीसरा, एक अद्वितीय गर्मी अपव्यय डिजाइन जंक्शन बॉक्स और बाईपास डायोड के ऑपरेटिंग तापमान को कम करता है, जिससे मॉड्यूल में रिसाव वर्तमान के कारण बिजली की हानि कम हो जाती है।

मौसम प्रतिरोध, कोटिंग्स, प्लास्टिक और रबर उत्पादों जैसे सामग्रियों की क्षमता को संदर्भित करता है, जो बाहरी उपयोग की कठोरता का सामना करने के लिए, जैसे कि सूर्य के प्रकाश, गर्मी, ठंड, हवा, बारिश और बैक्टीरिया के कारण व्यापक क्षति। इस प्रतिरोध को मौसम प्रतिरोध कहा जाता है।

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