Contiene:
Un pannello solare IBC: cosa è?
Quali problemi presentano le temperature elevate nei pannelli solari?
Perché i pannelli solari IBC sono indicati per essere utilizzati in ambienti con temperature elevate?
Qual è il futuro dell'energia solare in condizioni di calore elevate?
Un pannello solare IBC: cosa è?
La cella IBC è una tecnologia innovativa chiamata Interdigitated Back Contact. È stato sviluppato per riposizionare i contatti metallici dei poli positivo e negativo di una cella solare sul lato posteriore della cella. Questo metodo innovativo ottimizza la disposizione dei contatti per migliorare l'efficienza e le prestazioni della cella solare. Ciò porta an un miglioramento della conduttività elettrica e dell'efficacia generale nella conversione dell'energia.
Quali problemi presentano le temperature elevate nei pannelli solari?
1. Crollo dell'efficienza:
Il calore può ridurre l'efficienza della conversione fotovoltaica dei pannelli solari. Il deterioramento dell'efficienza dei pannelli solari a base di silicio è un problema comune. Ciò è dovuto al fatto che le perdite di dispersione dei portatori di carica aumentano con la temperatura, il che ritarda il movimento degli elettroni e, di conseguenza, riduce l'efficienza generale della conversione fotovoltaica.
2. Distorsione causata dal calore:
Le alte temperature possono causare distorsioni termiche nei pannelli solari, che alterano la loro forma. C'è la possibilità che ciò abbia un impatto negativo sulla struttura e sulle prestazioni dei materiali dei pannelli solari, compromettendone la stabilità meccanica.
3. Effetti termali:
I pannelli solari sono più inclini agli effetti termo-ottici, che è la trasformazione di una parte della luce solare in energia termica, in ambienti caldi. A causa di ciò, la temperatura del pannello aumenta di più, il che provoca un ciclo di feedback positivo che aumenta la probabilità che il pannello si surriscaldi.
4. La diminuzione degli elettroliti:
Le alte temperature possono causare la perdita di elettrolita per alcuni tipi di celle solari, compromettendo la loro stabilità e le prestazioni. Ciò è fondamentale per le celle specifiche come le celle solari sensibilizzate ai coloranti.
5. Una minore durata di vita:
Il funzionamento a temperature elevate può allungare la durata dei pannelli solari. Ciò è principalmente dovuto al fatto che le alte temperature accelerano la degradazione dei materiali e la rottura dei componenti interni delle celle solari.
Perché i pannelli solari IBC sono indicati per essere utilizzati in ambienti con temperature elevate?
Basso coefficiente di temperatura:
il pannello solare mostra come i suoi parametri di prestazione cambiano per ogni grado di variazione della temperatura operativa. Questo coefficiente indica quanto sia sensibile il pannello alle variazioni della temperatura di esercizio. Ad esempio, il coefficiente di temperatura del pannello solare IBC è di -0,29%/°C, il che significa che la potenza di picco del pannello solare IBC diminuisce dello 0,29% per ogni grado di temperatura operativa superiore alle condizioni di prova standard (STC) di 25°C.
Confrontiamo il degrado della potenza di due pannelli solari con coefficiente di temperatura (PERC rispetto an IBC) in condizioni di temperatura elevate a 40°C qui.
1. Pannelli solari IBC con un coefficiente di temperatura di 0,29%/°C:
Aumento della temperatura di funzionamento: 80°C minus 25°C equals 55°C.
Il degrado di potenza è pari a 55°C × 0,29%/°C, che equivale a 15,95%.
2. Pannelli solari PERC con un coefficiente di temperatura di 0,34%/°C:
Aumento della temperatura di funzionamento: 55°C.
Il degrado di potenza è pari an 18,7% a 55°C × 0,34%/°C.
I pannelli solari IBC e PERC mostrano tassi di degrado della potenza del 15,95% e del 18,7% in condizioni di temperatura elevate. Ciò sottolinea il fatto che i pannelli solari IBC mantengono prestazioni migliori anche a temperature elevate. Inoltre, la differenza di degrado della potenza tra questi due tipi di pannelli diventa più evidente con l'aumento delle temperature operative. Di conseguenza, i pannelli solari IBC sono la migliore opzione per il clima caldo.
Resistente allo stress termico atmosferico
Nel caso dei pannelli solari, "buona resistenza agli agenti atmosferici", nota anche come "eccellente prestazione allo stress termico", si riferisce alla capacità dei pannelli solari di mantenere le loro prestazioni e la loro stabilità anche in ambienti con temperature elevate. Perché i pannelli solari devono spesso funzionare in condizioni climatiche diverse e possono incontrare temperature elevate, questa caratteristica è fondamentale.
La resistenza allo stress termico dei pannelli solari Interdigitated Back Contact (IBC) dipende dal loro avanzato design a contatto posteriore completo. Il riposizionamento degli elettrodi positivi e negativi del pannello solare sul retro elimina la necessità di nastri frontali e linee di griglia metallica, che è un elemento importante di questo design. Questo design speciale riduce notevolmente lo stress termico.
Per cominciare, i pannelli solari IBC non hanno griglie metalliche e nastri sul lato anteriore, il che significa che la loro espansione e contrazione termica sono inferiori quando le temperature cambiano. Il pannello solare diventa più stabile e dura più a lungo grazie a questa riduzione dello stress termico sul lato anteriore.
Grazie an un migliore contatto dell'elettrodo posteriore con le celle solari, il design dei pannelli solari IBC migliora anche l'efficienza della trasmissione di corrente all'interno della cella solare. Questo riduce significativamente le perdite resistive e migliora in generale le prestazioni del pannello solare.
Effetto della LeTID:
Un effetto noto come LeTID (Light and Elevated Temperature Induced Degradation), che ha un impatto sulle prestazioni dei pannelli solari, si verifica principalmente quando i pannelli sono esposti alla luce e alle alte temperature. L'effetto LeTID può ridurre le prestazioni dei pannelli solari e compromettere la loro stabilità a lungo termine.
I seguenti sono i motivi per cui l'IBC mostra maggiori prestazioni anti-LeTID:
1. Il posto degli elettrodi: I pannelli solari IBC hanno gli elettrodi posizionati sul retro piuttosto che sulla parte anteriore, il che significa che c'è meno centri di cattura della carica sulla superficie della cella solare. Le impurità o i difetti dei centri di cattura delle cariche possono catturare e intrappolare le cariche, il che riduce le prestazioni della cella solare. Il progetto IBC riduce il numero di centri di cattura della carica che possono formarsi sulla superficie anteriore della cella solare spostando gli elettrodi sul retro. Questo rallenta l'effetto LeTID.
2. Distribuzione dell'energia elettrica: La disposizione incrociata degli elettrodi della cella solare è prevista dal design strutturale dell'IBC, il che consente una distribuzione più uniforme della corrente sulla superficie della cella solare. Ciò aiuta a ridurre i punti caldi localizzati e la presenza di LeTID. Invece, altre strutture possono concentrare la corrente in particolari aree, aumentando il rischio di LeTID.
Film PVF:
I pannelli solari IBC (Interdigitated Back Contact) utilizzano un design con un backsheet in TPE con un film PVF (Tedlar) e un film adesivo EPE migliorato, che migliora la loro adattabilità alle alte temperature.
Questo miglioramento ha molti vantaggi, come:
1. Stabilità della temperatura: Il film PVF (Tedlar) mantiene le sue prestazioni e la sua stabilità strutturale in ambienti ad alta temperatura grazie alla sua elevata stabilità termica. Ciò riduce il rischio di deterioramento delle prestazioni dei pannelli solari perché consente loro di funzionare normalmente anche a temperature elevate.
2. La permeabilità all'acqua è bassa: È meno probabile che l'umidità penetri nei pannelli solari a causa della bassa permeabilità all'acqua dei rivestimenti in TPE. L'ingresso di umidità in condizioni di alta temperatura può ridurre le prestazioni, ma l'uso di materiali a bassa permeabilità all'acqua allevia questo problema.
3. Pellicola adesiva resistente a temperature elevate: Il film adesivo in EPE migliorato ha un'elevata resistenza alle alte temperature, il che lo rende in grado di resistere alle sollecitazioni e alle deformazioni a temperature elevate. Ciò aiuta i pannelli solari a mantenere la forma e le prestazioni stabili anche quando sono sottoposti a temperature elevate.
Qual è il futuro dell'energia solare in condizioni di calore elevate?
1. Resistenza superiore alle alte temperature:
I pannelli solari IBC sono più stabili rispetto ai pannelli solari convenzionali in condizioni di alta temperatura. Il loro design aiuta a mantenere una maggiore efficienza di conversione a temperature elevate riducendo la resistenza e le perdite di calore all'interno.
2. Ottimizzazione della conversione energetica:
La tecnologia IBC migliora l'efficienza dei pannelli solari fotovoltaici. I pannelli solari IBC hanno prestazioni di conversione energetica più stabili rispetto ai pannelli tradizionali, che possono perdere prestazioni a temperature elevate.
3. Successo in applicazioni pratiche:
I pannelli solari IBC sono stati utilizzati con successo in ambienti climatici estremamente caldi. Questi casi mostrano chiaramente che la tecnologia IBC funziona bene in ambienti difficili ad alta temperatura.
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