Úvod:
Kvalita solárního skla, zadních stran a encapsulačních materiálů, které jsou klíčovými komponenty laminace solárních článků, ovlivňuje spolehlivost solárních modulů. Jakákoli komponenta nízké kvality urychluje stárnutí solárního modulu. Nevyhovující zadní strany solárních panelů mohou vést k sníženému výkonu, zvýšeným nákladům na údržbu a dalším nákladům spojeným s kontrolou a laboratorním hodnocením nebo výměnou. Proto je zajištění, že vaše solární panely jsou vybaveny kvalitními zadními stranami, kritické pro dlouhodobou udržitelnost vašich fotovoltaických modulů.
Obsah:
- Co jsou zadní strany solárních panelů?
- Jaké certifikáty jsou vyžadovány pro zadní strany solárních panelů?
- Jaká je struktura zadní strany solárního panelu?
- Jaké jsou různé typy zadních stran solárních panelů?
- Jaké funkce mají zadní strany solárních panelů?
- Která zadní strana je nejlepší pro vaše solární panely?
- Proč mají zadní strany solárních panelů problémy?
- Jaké jsou tržní trendy u zadních stran?
Co jsou zadní strany solárních panelů?
Zadní strana solárního panelu slouží jako nejvzdálenější vrstva fotovoltaického (fotovoltaického) modulu a plní několik klíčových rolí. Hlavně je navržena tak, aby chránila fotovoltaické články a vnitřní elektrické komponenty a zároveň poskytovala elektrickou izolaci.
Navíc zadní strana funguje jako robustní bariéra odolná vůči povětrnostním vlivům, chránící modul před environmentálními vlivy, jako je déšť, vlhkost a další nepříznivé podmínky.
Zadní strany jsou obvykle k dispozici ve všech bílých, všech černých, bílé zvenku a černé zevnitř a průhledných barvách (průhledné zadní strany). Bílá barva je příznivá pro odraz světla z mezery mezi články na přední stranu, část světla se odráží zpět k solárnímu článku, což zvyšuje využití světelné energie solárním článkem, což je příznivé pro zlepšení fotovoltaické konverzní účinnosti. Černé zadní strany jsou u zákazníků v Evropě oblíbenější, protože na střeše vypadají lépe.
Jaké certifikáty jsou vyžadovány pro zadní strany solárních panelů?
Zadní strany solárních panelů obvykle musí projít certifikací TUV, což je mezinárodně uznávaný testovací a certifikační orgán. Certifikace TUV primárně zahrnuje zkoušení částečného výboje, aby se zajistila kvalita a výkonnost zadní strany dle specifických standardů a požadavků. Vzhledem k tomu, že fotovoltaický průmysl neustále hledá vyšší účinnost výroby energie, mají některé vysoce výkonné zadní strany solárních panelů také vyšší odrazivost světla, což zvyšuje fotovoltaickou konverzní účinnost solárních modulů.
Jaká je struktura zadní strany solárního panelu?
Původně měly solární zadní strany třívrstvou strukturu (PVDF/PET/PVDF). Vnější vrstva PVDF nabízí vynikající odolnost proti environmentální korozi, prostřední vrstva PET poskytuje izolaci a vnitřní vrstva PVDF v kombinaci s EVA zajišťuje dobrou adhezi. Aby se snížily náklady a braly v úvahu environmentální faktory, byly zavedeny struktury zadních stran bez fluoru, například struktura APE.
Typická zadní strana je složena ze tří hlavních vrstev:
Vnější ochranná vrstva (odolná proti povětrnostním vlivům): Pro optimální odolnost proti povětrnostním vlivům obvykle obsahuje vnější materiál fluor. PVF a PVDF jsou dobře známé polymery s vysokou odolností vůči povětrnostním vlivům. Někteří výrobci také používají THV, ETFE, ECTFE a potažený PTFE.
Střední vrstva: Tato vrstva poskytuje podporu a musí odolávat teplotním výkyvům. Měla by mít stabilní mechanické vlastnosti, vynikající elektrickou izolaci a nízkou propustnost pro plyny a páry. Běžně se používá upravený materiál PET.
Vrstva pro laminaci: Neupravené fluorové filmy a PET mají špatnou přilnavost k EVA, proto se používají upravené fluorové materiály nebo lepidla, jako jsou filmy EVA, PE nebo PA.
Jaké jsou různé typy zadních stran solárních panelů?
Zadní strany se dělí do tří hlavních kategorií: bifluoropolymerů, monofluoropolymerů a non-fluoropolymerů, s mnoha strukturálními variacemi v rámci každé kategorie.
1. Kompozitní zadní strana s dvojstranným fluorovým filmem
A. TPT zadní strana (PVF/PET/PVF)
TPT zadní strana, využívající kompozitní proces, je nejběžnějším typem dvojstranné fluoropolymerové zadní strany dostupné na trhu. Kombinuje fluorový film značky Tedlar od firmy DuPont z USA s prostřední vrstvou PET základního filmu, spojeným lepidlem. Vnitřní fluorový materiál chrání PET před UV korozí a s pomocí speciálního zpracování a kapsulací lepicího filmu zvyšuje adhezi. Vnější fluorový materiál poskytuje ochranu pro zadní část solárního modulu proti vlhkosti, teplu a UV erozi.
B. KPK zadní strana (PVDF/PET/PVDF)
Oproti TPT se KPK zadní strana liší tím, že pro obě fluorové vrstvy používá film PVDF. Tento typ zadní strany je známý svou vysokou mechanickou pevností, vynikající odolností vůči záření, dobrou chemickou stabilitou a odolností vůči korozi kyselinami, zásadami, silnými oxidačními činidly a halogeny při pokojové teplotě. Původně byla tato zadní strana označována jako KPK zadní strana, vyrobená z fluorového filmu značky Kynar od firmy Arkema ve Francii.
C. KPF zadní strana (PVDF/PET/Fluorový povrchový film)
KPF zadní strana využívá kompozitní proces, při kterém se laminuje fluorový film PVDF na jednu stranu základního filmu PET pomocí lepidla. Na druhou stranu je fluorová pryskyřice smíchaná s oxidem titaničitým rovnoměrně nanesena na základní film PET pomocí lití. Po vysokoteplotním zrání tato vrstva tvoří samolepící fluorový povrchový film, který se liší od tradičních fluorových povlaků, které se snadno odlupují. Fluorový povrchový film splňuje vysoké výkonnostní požadavky cizích fluorových filmových produktů, včetně odolnosti vůči UV a vodě, přičemž se výrazně snižují náklady.
2. Kompozitní zadní strana s jednostranným fluorovým filmem
A. TPE typ zadní strany (PVF/PET/PE)
TPE typ zadní strany (PVF/PET/PE) hlavně využívá PE (polyolefinový film) namísto vnitřního fluorového filmu. Kvůli jednostranné fluorové ochraně nenabízí stejnou úroveň ochrany jako struktura TPT, což ji činí méně schopnou odolávat dlouhodobým UV stárnutí testům. Avšak nabízí nákladově efektivní alternativu s nižšími výdaji ve srovnání se strukturou TPT.
B. KPE typ zadní strany (PVDF/PET/PE)
KPE typ zadní strany (PVDF/PET/PE) se většinou spoléhá na PE (polyolefinový film) jako náhradu za vnitřní fluorový film. S fluorovou ochranou na jedné straně jeho ochranný výkon není tak robustní jako u zadní strany typu KPK a mohl by mít problémy s dlouhodobými UV stárnutí testy. Přesto nabízí cenově dostupnější řešení ve srovnání se strukturou FPF.
3. Non-fluoropolymerové
Tato kategorie zahrnuje dvě vrstvy PT a základní vrstvu nebo vrstvu EVA, což je nejnákladovější volbou. Ačkoli byla v minulosti méně oblíbena kvůli možné degradaci z dlouhodobého UV vystavení nebo hydrolýzy, pokroky v polycool chemii a výrobním inženýrství umožnily vývoj vysoce UV odolných polycool filmů.
Solární moduly Maysun Solar využívají zadní stranu typu TPE, která je charakterizována vysokou odolností vůči UV, proti stárnutí, nízkou propustností vody a je potažena PVF (Tedlar) filmem. Toto rozhodnutí zdůrazňuje naše závazky k 25leté záruce kvality.
Jaké jsou funkce zadních stran solárních panelů?
1. Odolnost proti mechanickému namáhání:
Zadní strana hraje klíčovou roli ve zpevnění strukturální integrity solárních modulů. Slouží jako ochranný štít proti různým mechanickým namáháním, která by mohla způsobit škodu. Tato namáhání zahrnují síly jako tlak, nárazy, vibrace a vnější faktory jako vítr, sníh, padající předměty nebo seizmická aktivita. Bez spolehlivé zadní strany se solární články a elektrické součásti stávají náchylnými k poškození z těchto zdrojů.
2. Ochrana před vniknutím vody a prachu:
Jednou z klíčových funkcí zadní strany je fungovat jako bariéra proti pronikání vody a prachu. Částice vody a prachu mohou vést ke korozi a tvorbě jam, což představuje hrozbu pro fotovoltaické články. Role zadní strany je chránit proti škodám spojeným s vlhkostí, včetně koroze elektrických spojení, degradace izolace a rizika zkratů. Také chrání před hromaděním prachu na povrchu článku, což může snížit účinnost systému nebo dokonce vést k provozním poruchám.
3. Ochrana proti ultrafialovému (UV) záření:
Zadní strany solárních panelů slouží jako klíčová obrana proti potenciálně škodlivým účinkům UV záření. UV paprsky mohou způsobit degradaci polovodičových materiálů uvnitř solárních článků, což snižuje jejich výkon a účinnost. Zadní strana funguje jako štít, který chrání články před UV zářením. Je důležité si uvědomit, že v průběhu času všechny zadní strany prodělají změnu barvy v důsledku vystavení UV záření. Změna barvy samo o sobě není nutně známkou vadné zadní strany, ale významné změny barvy a známky degradace mohou vyžadovat další prohlídku.
4. Zvládání teplotního namáhání:
Zadní strany také plní klíčovou funkci při zvládání teplotního stresu ve fotovoltaických modulech. Solární články jsou vystaveny tepelnému namáhání při vystavení extrémnímu teplu nebo chladu, což může ovlivnit jejich účinnost. Zadní strany působí jako izolátory, chrání systém před extrémními teplotami a snižují tepelné namáhání. Navíc pomáhají regulovat absorpci solárního tepla tím, že brání vstupu fotonů s vysokou energií k fotovoltaickým článkům, čímž se zabrání přehřátí, které může narušit výkon. Jakmile teploty překročí určitý práh, účinnost solárního článku klesá, což činí kontrolu příjmu tepla zásadní. Zadní strany hrají významnou roli při snižování solárního tepelného zisku a při zabránění přehřívání článků.
5. Dielektrická integrita:
Solární panel funguje jako izolovaný elektrický systém a vyžaduje imunitu vůči vnějšímu elektrickému rušení. Zadní strana slouží jako ochranný štít, který brání elektrické vodivosti mezi solárním článkem a jeho okolím. Dielektrická pevnost je měřítkem schopnosti materiálu odolávat elektrickému potenciálu bez poruchy nebo ztráty izolace. Materiály s vysokou dielektrickou pevností mohou vydržet vysoká napětí bez dielektrického selhání. Udržování elektrické integrity zadní strany je zásadní pro prevenci vnějšího rušení solárních článků, což zajišťuje, že systém pracuje efektivně a bez přerušení. Použití správného typu zadní strany k izolaci solárních článků je nezbytné pro minimalizaci rizika zkratů a dalších elektrických problémů.
Která zadní strana je nejlepší pro vaše solární panely?
Solární panely se vyrábějí v mnoha typech, z nichž každý má specifické potřeby co se týče výběru jejich zadní strany. Ve většině případů jsou normální zadní strany dostatečné pro splnění požadavků solárních panelů PERC (Passivated Emitter Rear Cell). Nicméně, co se týče solárních panelů N-typu nebo N-typu TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), je nutný specializovanější přístup.
Pro solární panely N-typu a N-typu TOPCon je zásadní zvolit zadní stranu s průchodností vody ≤0,15 gramů na čtvereční metr nebo zcela nepropustnou skleněnou zadní stranu. Tento výběr by měl být také kombinován s vhodným použitím filmů POE (Polyolefin Elastomer) a EPE (Ethylene Propylene Elastomer) k zajištění bezpečného a spolehlivého provozu těchto solárních panelů.
Solární panely HJT (Heterojunction) klade ještě vyšší požadavky na průchodnost vody. Standardní zadní strany jednoduše nemohou splnit přísný požadavek na nulovou průchodnost vody. Jedinou vhodnou možností je tedy zvolit skleněnou zadní stranu. Maysun představil solární moduly HJT, které mají design se sklem na obou stranách, aby splnily tyto náročné kritéria.
Stojí za zmínku, že omezený počet solárních panelů N-typu TOPCon a HJT se rozhoduje pro zadní strany PAPF (Polymer-Aluminum-Polymer Film). Toto rozhodnutí však přichází s vrozeným rizikem elektrických úniků a stále čeká na komplexní ověření experimentálními daty. V důsledku toho je jeho široké přijetí omezeno.
Proč mají solární panely problémy se zadní stranou?
1. Podřadný hlavní materiál:
Jedním z hlavních důvodů selhání zadní strany je použití levných materiálů, zejména PET s nízkou stabilitou, v jádrové vrstvě. Ačkoli polymer PET nabízí slušnou elektrickou izolaci, je velmi náchylný k vlhkosti a slunečnímu světlu, což ho činí nevhodným pro venkovní aplikace.
2. Škrty v nákladech:
Poháněni obavami z nákladů začali výrobci postupně snižovat tloušťku vnější ochranné vrstvy, zatímco jádro PET zůstává náchylné k vlhkosti. Na trhu je zaplaven zadními stranami s vnějšími filmy z fluoropolymeru, které jsou tenčí než 20 mikronů, což je výrazné snížení oproti předchozím 40+ mikronům. V některých případech může být vnější "ochranná" vrstva tenká pouhých 10 mikronů, což činí zadní stranu vysoce náchylnou k urychlenému poškození.
3. Výrobní postupy zaměřené na náklady:
Určité mezery v certifikačním procesu umožňují výrobcům šetřit na svých výrobních metodách. To zahrnuje získávání součástí pro nákladový rozpis od různých dodavatelů a používání různých lepidel, která nemusí splňovat nejnovější certifikační normy. Jak je předvídatelné, tato praxe může vést k selhání zadní strany, což komplikuje určení přesné příčiny každého selhání.
Jaké jsou tržní trendy pro zadní strany panelů?
1.Podle produktu:
V roce 2016 si TPT zajistil tržní podíl přesahující 12% na solárním trhu. V současném průmyslovém prostředí tato technologie představuje ekonomicky životaschopnou alternativu k TPT konfiguracím. Tyto produkty získaly významný zájem díky dostupnosti cenově dostupných a efektivních pomocných technologií pro zadní strany panelů. Rychlé technologické pokroky zaměřené na zlepšení provozní flexibility a efektivity se předpokládá, že zvýší poptávku po těchto produktech.
2.Podle tloušťky:
Zadní strany s tloušťkou menší než 100 mikronů jsou připraveny k silnému růstu díky sníženým nákladům na produkt a jejich rozsáhlému nasazení v malých i velkých solárních aplikacích. Implementace založená na veřejných službách a probíhající přijímání fotovoltaické technologie za účelem vytvoření udržitelných energetických portfolií v různých odvětvích rozšíří trh solárních panelů pro zadní strany s tloušťkou přesahující 500 mikronů.
3.Podle materiálu:
Fluoropolymerové materiály přispívají k více než 50% celosvětového trhu se zadními stranami solárních panelů, především díky jejich ranému nasazení a prodloužené životnosti. Tyto produkty nabízejí vynikající účinnost a izolační vlastnosti ve srovnání s ne-fluorovanými alternativami. Avšak v posledních letech byl pozorován posun směrem k čistším technologiím zadních stran, jelikož spotřebitelé dávají přednost variantám bez fluoru.
4.Podle technologie:
Očekává se, že trh s krystalickými solárními panely se zvýší o více než 4% do roku 2024. Zvýšený výskyt krystalických článků a jejich široké nasazení zvýšil poptávku po podpůrných a izolačních materiálech. Zlepšení účinnosti produktu a vývoj kompaktních struktur panelů podpoří přijetí pokročilých technologií pro zadní strany v krystalických fotovoltaických modulech.
Maysun Solar nabízí široký výběr solárních panelů, včetně střešních, polovičních, s černým rámem, plně černým rámem a stříbrným rámem. Tyto solární panely jsou vyrobeny s vynikajícími kvalitními zadními stranami, které chrání vaše solární panely před vnějšími silami. Maysun Solar má celosvětové kanceláře a sklady a navázala silné kooperativní vztahy s renomovanými instalatéry. Náš instalační proces solárních panelů je jednoduchý a snadný, což zaručuje nepřetržitou výrobu čisté energie a údržbu. Máte-li jakékoliv dotazy týkající se fotovoltaiky nebo chcete znát aktuální ceny modulů, kontaktujte nás.
Reference:
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.
Mohlo by vás také zajímat:
