6 głównych elementów panelu słonecznego to:
- Słoneczne ogniwa fotowoltaiczne
- Szkło hartowane – grubość od 3 do 4 mm
- Rama z wytłaczanego aluminium
- Enkapsulacja – warstwy folii EVA
- Tylny arkusz z polimeru
- Puszka połączeniowa – diody i złącza
Wielu znanych producentów paneli słonecznych jest „zintegrowanych pionowo”, co oznacza, że jedna firma dostarcza i produkuje wszystkie główne elementy, w tym wlewki krzemu i wafle używane do produkcji ogniw fotowoltaicznych. Jednak wielu producentów paneli montuje panele słoneczne przy użyciu zewnętrznych elementów, w tym ogniw, tylnej warstwy polimeru i materiału EVA do kapsułkowania. Producenci ci mogą być bardziej selektywni w kwestii wyboru komponentów, ale nie zawsze mają kontrolę nad jakością produktów, dlatego powinni mieć pewność, że korzystają z najlepszych dostępnych dostawców.
Większość stosowanych przez nas paneli słonecznych zawiera 60 ogniw mono lub polikrystalicznych połączonych szeregowo za pomocą szyn zbiorczych, aby wytworzyć napięcie w zakresie 30–40 woltów, w zależności od zastosowanego ogniwa. Większe panele słoneczne stosowane w systemach komercyjnych i farmach słonecznych na skalę użytkową zawierają 72 lub 96 ogniw, a te z kolei działają przy wyższym napięciu. Styki elektryczne, które łączą komórki, są znane jako szyny zbiorcze i umożliwiają przepływ prądu przez wszystkie komórki w obwodzie.
Szkło
Szyba przednia chroni ogniwa fotowoltaiczne przed warunkami atmosferycznymi i uderzeniami gradem lub unoszącymi się w powietrzu odpadkami. Szkło jest zwykle szkłem hartowanym o wysokiej wytrzymałości, które ma grubość od 3,0 do 4,0 mm i jest odporne na obciążenia mechaniczne i ekstremalne zmiany temperatury. Minimalne standardowe badanie udarności według normy IEC wymaga, aby panele słoneczne były odporne na uderzenia kamieni gradowych o średnicy 1 cala (25 mm) poruszających się z prędkością do 60 mil / h (27 m / s). W przypadku wypadku lub silnego uderzenia szkło hartowane jest również znacznie bezpieczniejsze niż standardowe szkło, ponieważ rozpada się na drobne fragmenty, a nie ostre postrzępione sekcje.
Rama aluminiowa
Aluminiowa rama odgrywa kluczową rolę, zarówno chroniąc krawędź sekcji laminatu, w której znajdują się ogniwa, jak i zapewniając solidną konstrukcję do montażu panelu słonecznego na miejscu. Profile aluminiowe wytłaczane są wyjątkowo lekkie, sztywne i wytrzymują ekstremalne obciążenia i obciążenia spowodowane silnym wiatrem i siłami zewnętrznymi.
Aluminiowa rama może być srebrna lub anodowana na czarno, a w zależności od producenta paneli sekcje narożne mogą być albo skręcane, prasowane lub zaciskane razem, zapewniając różne poziomy wytrzymałości i sztywności.
Film EVA
EVA oznacza „octan etylowinylu”, który jest specjalnie zaprojektowaną polimerową, wysoce przezroczystą (plastikową) warstwą służącą do zamykania komórek i utrzymywania ich na miejscu podczas produkcji. Materiał EVA musi być wyjątkowo trwały i odporny na ekstremalne temperatury i wilgotność, odgrywa ważną rolę w długoterminowym działaniu, zapobiegając wnikaniu wilgoci i brudu.
Laminacja po obu stronach ogniw fotowoltaicznych zapewnia pewne pochłanianie wstrząsów i pomaga chronić ogniwa i przewody łączące przed wibracjami i nagłym uderzeniem kamieniami gradowymi i innymi przedmiotami. Zastosowanie wysokiej jakości folii EVA o wysokim stopniu tzw. „Sieciowania” może stanowić różnicę między długą żywotnością lub awarią panelu z powodu wnikania wody. Podczas produkcji komórki są najpierw zamykane w folii EVA, zanim zostaną zmontowane w szkle i tylnej ściance.
Tylna warstwa
Warstwa spodnia jest najbardziej tylną warstwą typowych paneli słonecznych, które działają jak bariera dla wilgoci i końcowa zewnętrzna warstwa, zapewniając zarówno ochronę mechaniczną, jak i izolację elektryczną. Materiał warstwy dolnej jest wykonany z różnych polimerów lub tworzyw sztucznych, w tym PP, PET i PVF, które oferują różne poziomy ochrony, stabilność termiczną i długoterminową odporność na promieniowanie UV. Warstwa warstwy tylnej ma zazwyczaj biały kolor, ale jest również dostępna jako przezroczysta lub czarna, w zależności od producenta i modułu.
Diody obejściowe
W skrzynce przyłączeniowej znajdują się również diody obejściowe, które są potrzebne, aby zapobiec prądowi wstecznemu, który występuje, gdy niektóre ogniwa są zacienione lub zabrudzone. Diody umożliwiają przepływ prądu tylko w jednym kierunku, a typowy panel z 60 ogniwami ma 3 rzędy po 20 ogniw PV, a z kolei są 3 diody obejściowe, po jednej do zapobiegania prądowi wstecznemu do każdego z 3 zestawów ogniw. Niestety diody obejściowe mogą z czasem ulegać awarii i mogą wymagać wymiany, więc pokrywę skrzynki przyłączeniowej zwykle można zdjąć w celu serwisowania, chociaż wiele nowoczesnych paneli słonecznych używa teraz bardziej zaawansowanych diod trwałych i nie wymagających konserwacji skrzynek przyłączeniowych.
Złącza Solarne MC4
Prawie wszystkie panele słoneczne są połączone ze sobą za pomocą specjalnych odpornych na warunki atmosferyczne wtyczek i gniazd zwanych złączami MC4. Termin MC4 oznacza wielostykowe złącze o średnicy 4 mm. Ze względu na ekstremalne warunki pogodowe złącza muszą być bardzo solidne, bezpieczne, odporne na promieniowanie UV i utrzymywać dobre połączenie przy minimalnej rezystancji zarówno przy niskich, jak i wysokich napięciach do 1000 V.
Złącza są przeznaczone do stosowania ze standardowym podwójnie izolowanym kablem solarnym DC 4 mm lub 6 mm z cynowanym miedzianym wielożyłowym rdzeniem dla minimalnej rezystancji. Aby prawidłowo zmontować złącza, do zaciskania kabla wielożyłowego do wewnętrznego zacisku służy specjalne narzędzie do zaciskania, które następnie wkłada się i zatrzaskuje w obudowie MC4.
Złącza Solar MC4 – męskie i żeńskie z wewnętrznymi zaciskanymi zaciskami
Istnieje kilka odmian złączy MC4, które mogą wyglądać podobnie, ale nie zawsze pasują do siebie bezpiecznie. Zawsze należy stosować ten sam typ i markę złącza, aby zmniejszyć potencjalne wnikanie wody lub awarię wtyczki, co może prowadzić do wyładowań łukowych, a nawet pożaru.