Критичната роля на задните платна на слънчевите панели: Поддържане и защита на соларните клетки

Качеството на соларното стъкло, задните листове и материалите за капсулиране, които са ключови компоненти на ламинирането на соларните клетки, влияе върху надеждността на соларните модули. Всеки нискокачествен компонент ускорява стареенето на соларния модул. Некачествените гръбни листове на соларните панели могат да доведат до намаляване на производителността, увеличаване на разходите за поддръжка и допълнителни разходи, свързани с инспекции и лабораторна оценка или подмяна. Ето защо гарантирането, че вашите соларни панели са оборудвани с висококачествени задни панели, е от решаващо значение за дългосрочната устойчивост на вашите фотоволтаични модули.

Съдържание:

• Какво представляват задните листове на слънчевите панели?
• Какви сертификати се изискват за задните панели на соларните панели?
• Каква е структурата на фолиото за слънчеви панели?
• Какви са различните видове гръбни листове за соларни панели?
• Функции на фолиото за слънчеви панели
• Кой е най-добрият обратен лист за вашите соларни панели?
• Защо се появяват проблеми с гръбната обвивка на соларните панели?
• Какви са тенденциите на пазара на гръбните листове?

Задният лист на соларния панел служи като най-външния слой на фотоволтаичния (фотоволтаичния) модул, като изпълнява множество важни роли. Основното му предназначение е да предпазва фотоволтаичните клетки и вътрешните електрически компоненти, като същевременно осигурява електрическа изолация.

Освен това задният лист действа като здрава бариера, предпазваща модула от атмосферни влияния, като дъжд, влага и други неблагоприятни условия.、

Обикновено се предлагат изцяло бели, изцяло черни, бели отвън и черни отвътре, както и прозрачни цветове (прозрачни задни панели). Белият цвят благоприятства отразяването на светлината от пролуката между клетките към предната повърхност, част от светлината ще се отрази обратно към слънчевата клетка, увеличавайки оползотворяването на светлинната енергия от слънчевата клетка, което благоприятства подобряването на ефективността на фотоелектрическото преобразуване, черните обратни листове са по-популярни сред клиентите в Европа, защото изглеждат по-добре на покрива.

Обикновено задните листове на соларните панели трябва да преминат през сертификация от TUV - международно признат орган за изпитване и сертифициране. Сертифицирането от TUV включва предимно тестване на частичен разряд, за да се гарантира, че качеството и експлоатационните характеристики на задния лист отговарят на специфични стандарти и изисквания.Задните панели на соларните панели обикновено трябва да бъдат сертифицирани от TUV - международно признат орган за изпитване и сертифициране. Сертифицирането от TUV включва предимно тестване на частични разряди, за да се гарантира, че качеството и експлоатационните характеристики на задния лист отговарят на специфични стандарти и изисквания. Тъй като фотоволтаичната индустрия непрекъснато се стреми към по-висока ефективност на генериране на енергия, някои висококачествени подпорни листове за соларни панели имат и по-висока светлоотразителна способност, за да повишат ефективността на фотоволтаичното преобразуване на соларните модули.

Първоначално задните листове на соларните панели имаха трислойна структура (PVDF/PET/PVDF). Външният PVDF слой предлага отлична устойчивост на корозия на околната среда, средният PET слой осигурява изолация, а вътрешният PVDF слой, комбиниран с EVA, осигурява добро сцепление. За да се намалят разходите и да се вземат предвид факторите, свързани с околната среда, бяха въведени структури на гърба без флуор, като например структурата APE.

Типичният обратен лист се състои от три основни слоя:

Външен защитен слой (слой, влияещ на атмосферните условия): За оптимална устойчивост на атмосферни влияния материалът на външния слой обикновено съдържа флуор. PVF и PVDF са добре познати полимери с висока устойчивост на атмосферни влияния. Някои производители използват също THV, ETFE, ECTFE и PTFE с покритие.

Среден слой: Този слой осигурява поддръжка и трябва да издържа на температурни колебания. Той трябва да има стабилни механични свойства, отлична електрическа изолация и ниска пропускливост на газове и пари. Обикновено се използва модифициран PET материал.

Слой на лепило за ламиниране: Немодифицираните флуорни филми и PET имат слабо сцепление с EVA, затова се използват модифицирани флуорни материали или лепила като EVA, PE или PA филми.

Задните платна се разделят на три основни категории: бифлуорополимери, монофлуорополимери и нефлуорополимери, с множество структурни варианти във всяка категория.

1.Двустранно композитно фолио от флуорни филми

A. Заден лист TPT (PVF/PET/PVF)

Задният лист TPT, използващ композитен процес, е най-разпространеният тип двустранен флуорополимерен заден лист, наличен на пазара. Тя съчетава флуоровото фолио PVF с марка Tedlar на DuPont от САЩ с междинен слой от базово фолио PET, свързани помежду си с лепило. Вътрешният флуорен материал предпазва PET от UV корозия, а със специална обработка и капсулиране на лепилния филм подобрява залепването. Външният флуорен материал осигурява защита на задната част на соларния модул срещу влага, топлина и UV ерозия.

B.Заден лист KPK (PVDF/PET/PVDF)

В сравнение с TPT, задният лист KPK се различава по това, че използва PVDF фолио както за вътрешния, така и за външния флуорен слой. Този тип фолио е известно с високата си механична якост, отлична устойчивост на облъчване, добра химическа стабилност и устойчивост на корозия от киселини, основи, силни окислители и халогени при стайна температура. Първоначално този обратен лист се е наричал обратен лист KPK, изработен от флуорно фолио PVDF с марка Kynar на Arkema France.

C.Заден лист KPF (PVDF/PET/Fluorine Skin Film)

Задният лист на KPF използва композитен процес, при който флуорното фолио PVDF се ламинира от едната страна на основното фолио PET с помощта на лепило. От другата страна флуорна смола, смесена с титаниев диоксид, се нанася равномерно върху основното PET фолио чрез процес на леене. След процес на зреене при висока температура това покритие образува самозалепващ се флуорен филм, който се различава от традиционните флуорни покрития, които са склонни да се отлепят лесно. Флуорното кожно фолио отговаря на високите изисквания за качество на чуждестранните продукти от флуорно фолио, включително устойчивост на UV лъчи и водоустойчивост, като същевременно значително намалява разходите, а цената е значително намалена.

2.Едностранен композитен гръб от флуорно фолио

A.Backsheet тип TPE (PVF/PET/PE)

При задния лист тип TPE (PVF/PET/PE) вместо вътрешното флуорно фолио се използва предимно PE (полиолефиново фолио). Поради едностранната флуорна защита тя не предлага същото ниво на защита като структурата TPT, което я прави по-малко способна да издържа на дългосрочни тестове за стареене при UV лъчи. Въпреки това тя представлява икономически ефективна алтернатива с по-ниски разходи в сравнение с TPT структурата.

B.KPE тип гръбна обвивка (PVDF/PET/PE)

Задният панел тип KPE (PVDF/PET/PE) до голяма степен разчита на PE (полиолефинов филм) като заместител на вътрешния флуорен филм. Тъй като флуорната защита е от едната страна, нейната защитна ефективност не е толкова стабилна, колкото тази на задния лист от типа KPK, и може да се окаже трудно да издържи на продължителни тестове за стареене при UV лъчи. Независимо от това, тя осигурява по-бюджетно решение в сравнение със структурата FPF.

3.Нефлуорополимери:

Тази категория включва два слоя РТ и грунд или слой EVA, което я прави най-рентабилния избор. Въпреки че в миналото е била по-малко предпочитана поради потенциалното разграждане от продължително излагане на ултравиолетови лъчи или хидролиза, напредъкът в химията на поликоолите и производствения инженеринг улесни разработването на поликоолови филми с висока устойчивост на ултравиолетови лъчи.

В соларните модули IBC на Maysun Solar се използва TPE заден лист, който се характеризира с висока UV устойчивост, свойства против стареене, ниска водопропускливост и е покрит с PVF (Tedlar) фолио. Този избор е в основата на нашия ангажимент за 25-годишна гаранция за качество.

1.Устойчивост на механично натоварване:

Задният лист играе решаваща роля за укрепване на структурната цялост на соларните модули. Той служи като защитен щит срещу различни механични натоварвания, които потенциално биха могли да нанесат вреда. Тези натоварвания обхващат сили като налягане, удари, вибрации и външни фактори като вятър, сняг, падащи предмети или сеизмична активност. Без надежден гръб, слънчевите клетки и електрическите компоненти стават податливи на повреди от тези източници.

2.Защита от проникване на вода и прах:

Една от ключовите функции на задния лист е да действа като бариера срещу проникването на вода и прах. Водните и праховите частици могат да доведат до корозия и питинг, което представлява заплаха за фотоволтаичните клетки. Ролята на задния лист е да предпазва от повреди, свързани с влагата, включително корозия на електрическите връзки, влошаване на изолацията и риск от късо съединение. Тя също така предпазва от натрупване на прах върху повърхността на клетките, което може да намали ефективността на системата или дори да доведе до прекъсване на работата.

3.Ултравиолетова (UV) радиационна защита:

Задните панели на соларните панели служат като важна защита срещу потенциално вредното въздействие на ултравиолетовата радиация. Ултравиолетовите лъчи могат да предизвикат деградация на полупроводниковите материали в соларните клетки, като намалят тяхната производителност и ефективност. Гърбът действа като щит, който предпазва клетките от UV радиация. Важно е да се отбележи, че с течение на времето всички гръбни листове ще претърпят промяна в цвета си поради излагане на UV лъчи. Макар че промяната в цвета не е непременно признак за дефектен заден лист, значителните промени в цвета и признаците на влошаване могат да оправдаят по-нататъшна проверка."

4. Управление на температурния стрес:

Задните листове изпълняват и важна функция за управление на температурния стрес във фотоволтаичните модули. Соларните клетки са подложени на термичен стрес, когато са изложени на екстремна топлина или студ, което може да повлияе на тяхната ефективност. Бакшишите действат като изолатори, като предпазват системата от екстремни температури и намаляват температурния стрес. Освен това те спомагат за регулирането на абсорбцията на слънчева топлина, като предотвратяват достигането на високоенергийни фотони до фотоволтаичните клетки и по този начин предотвратяват прегряването, което може да влоши ефективността. При повишаване на температурата над определен праг ефективността на слънчевите клетки намалява, поради което контролът на нагряването е от съществено значение. Задните слоеве играят важна роля за намаляване на слънчевата топлина и предотвратяване на прегряването на клетките.

5.Диелектрична цялост:

Соларният панел работи като изолирана електрическа система, което изисква устойчивост на външни електрически смущения. Задният лист служи като защитен щит, предотвратяващ електрическата проводимост между слънчевата клетка и околната среда. Диелектричната якост е мярка за способността на даден материал да издържа на електрически потенциал, без да претърпи пробив или загуба на изолация. Материалите с висока диелектрична якост могат да издържат на високи напрежения, без да претърпят диелектричен срив. Поддържането на електрическата цялост на задния лист е от решаващо значение за предотвратяване на външна намеса в слънчевите клетки, като се гарантира, че системата работи ефективно и без смущения. Използването на правилния тип фолио за изолиране на соларните клетки е от съществено значение за свеждане до минимум на риска от къси съединения и други електрически проблеми

Соларните панели се предлагат в множество типове, като всеки от тях има специфични нужди при избора на гръбначно фолио. В повечето случаи обикновените гръбни листове са достатъчни, за да отговорят на изискванията на соларните панели PERC (Passivated Emitter Rear Cell). Когато обаче става въпрос за соларни панели от N-тип или N-тип TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), е необходим по-специализиран подход.

За N-тип и N-тип TOPCon соларни панели е от решаващо значение да се избере заден лист със степен на водопропускливост ≤0,15 грама на квадратен метър или напълно непропусклив стъклен заден лист. Този избор трябва да бъде съчетан и с подходящо използване на POE (полиолефинов еластомер) и EPE (етилен-пропиленов еластомер) фолио, за да се гарантира безопасната и надеждна работа на тези соларни панели.

Соларните панели HJT (Heterojunction) вдигат летвата още по-високо по отношение на изискванията за водопропускливост. Стандартните задни фолиа просто не могат да отговорят на строгите изисквания за нулева водопропускливост. Следователно единственият възможен вариант е да се използва стъклен заден панел. Maysun представи соларни модули HJT, които се отличават с двустранна стъклена конструкция, за да изпълнят тези строги критерии.

Заслужава да се отбележи, че ограничен брой соларни панели TOPCon и HJT от N-тип избират за заден слой PAPF (полимер-алуминиево-полимерен филм). Този избор обаче е свързан с присъщия риск от електрически течове и все още очаква цялостно потвърждение на експерименталните данни. В резултат на това широкото му разпространение остава ограничено

1.Несъответстващ материал на ядрото:

Една от основните причини за неуспеха на обратния лист е използването на евтини материали, особено на нискостабилен PET, в основния слой. Въпреки че полимерите на PET предлагат прилична електрическа изолация, те са силно чувствителни към влага и слънчева светлина, което ги прави неподходящи за приложения на открито.

2.Мерки за намаляване на разходите:

Производителите, водени от съображения за намаляване на разходите, постепенно намаляват дебелината на външния защитен слой, докато сърцевината от PET остава уязвима на влага. Пазарът е залят от гръбни листове с външно фолио от флуорополимер с дебелина под 20 микрона, което е значително намаление в сравнение с предишните над 40 микрона. В някои случаи външният "защитен" слой може да бъде тънък само 10 микрона, което прави гърба силно податлив на ускорено увреждане.

3.Производствени практики, съобразени с разходите:

Някои пропуски в процеса на сертифициране позволяват на производителите да намалят разходите по производствените си методи. Това включва снабдяване на компонентите от списъка с материали от различни доставчици и използване на редица лепила, които може да не отговарят на най-новите стандарти за сертифициране. Предвидимо е, че тази практика може да доведе до повреди на задния лист, което затруднява установяването на точната причина за всяка повреда.

1.По продукти:

През 2016 г. TPT си осигури пазарен дял от над 12% на пазара на соларни продукти. В настоящия индустриален пейзаж тази технология представлява икономически жизнеспособна алтернатива на конфигурациите на TPT. Тези продукти придобиха значителна популярност благодарение на наличието на икономически ефективни и ефикасни спомагателни технологии за обратни листове. Очаква се бързият технологичен напредък, насочен към повишаване на оперативната гъвкавост и ефективност, да стимулира търсенето на тези продукти.

2.По дебелина:

Задните платна с дебелина, по-малка от 100 микрона, се очертава стабилен растеж поради намалените разходи за продуктите и широкото им приложение в малки и големи соларни приложения. Внедряването на комунални услуги и продължаващото възприемане на фотоволтаични технологии за създаване на устойчиви енергийни портфейли в различни сектори ще разшири пазара на гръбните панели за соларни панели с дебелина над 500 микрона.

3.По материали:

Флуорополимерите допринасят за над 50 % от световния пазар на фолио за слънчеви панели, главно поради ранното им внедряване и удължения им живот. Тези продукти предлагат по-висока ефективност и изолационни свойства в сравнение с нефлуорираните алтернативи. Въпреки това през последните години се наблюдава преминаване към по-чисти спомагателни технологии за гръбначни листове, тъй като потребителите дават приоритет на варианти без флуор.

4.По технологии:

Очаква се пазарът на задните плочи за кристални слънчеви панели да нарасне с повече от 4 % до 2024 г. По-голямото разпространение на кристалните клетки и широкото им внедряване повиши търсенето на помощни и изолационни материали. Повишаването на ефективността на продуктите и разработването на компактни структури на панелите ще стимулира внедряването на усъвършенствани технологии за гръбначни плочи в кристалните фотоволтаични модули.

Maysun Solar предлага широк избор от соларни панели, в това число с шиндли, с полуразрез, с черна рамка, с пълна черна рамка и със сребърна рамка. Тези соларни панели са изработени с отлично качество на гръбните листове, които предпазват вашите соларни панели от външни сили. Maysun Solar разполага с глобални офиси и складове и е установила силни отношения на сътрудничество с добре познати инсталатори. Процесът на инсталиране на нашите соларни панели е прост и лесен, което гарантира непрекъснато производство на чиста енергия и поддръжка. Ако имате въпроси, свързани с фотоволтаиката, или искате да научите най-новите цени на модулите, моля, свържете се с нас.

Референтен номер：

Saurenergy (2018b) BACKSHEETS selecting the right materials for solar modules & EVA.

Solaradvisor (2021) 'Solar Panel Backsheets: [All To Know About] | Solartechadvisor,' Solartechadvisor, 28 November.

manager@vishakharenewables (2023) How does backsheet quality impact modern solar PV modules?

Spw (2020) How backsheet quality impacts modern solar PV modules.

What is a solar cell backsheet? What is the function of a module backsheet?_Mibet New Energy (no date). https://www.mbt-energy.cn/news/industry/2308172.html.