Fotovoltaik elementlarning energiya ishlab chiqarish printsipi
Fotovoltaik elementlarning ishlash printsipi fotoelektrik effektga asoslanadi, ya'ni fotonlar yarim o'tkazgichli materiallarga nurlantirilganda elektron teshik juftlari hosil bo'ladi. Bu elektronlar va teshiklar elektr maydoni ta'sirida ajralib, elektr tokini hosil qiladi. Uning o'ziga xos ish jarayonini quyidagicha tushuntirish mumkin:
Fotonni yutish:Quyosh nurlari fotovoltaik hujayraga tushganda, yarim o'tkazgichlar (masalan, kremniy) fotonlarni o'zlashtiradi.
Elektron teshik juftlarini yaratish:Foton energiyasi yarimo'tkazgichning tarmoqli kengligi energiyasidan katta bo'lsa, u elektronlarni valentlik zonasidan o'tkazuvchanlik zonasiga o'tish uchun qo'zg'atadi va elektron teshik juftlarini hosil qiladi.
Elektr maydonini ajratish:Batareya xujayrasining pn o'tish joyida o'rnatilgan elektr maydoni elektronlar va teshiklarni ajratib turadi, bu esa elektronlarning n mintaqasiga va teshiklarning p mintaqasiga qarab harakatlanishiga olib keladi.
Hozirgi shakllanish:Tashqi zanjirda elektronlar oqim hosil qilish va elektr energiyasini chiqarish uchun simlar orqali oqadi.
1. Fotovoltaik elementlarda yashirin yorilish nima?
Fotovoltaik hujayralardagi mikro yoriqlar hujayraning ichida yoki yuzasida mavjud bo'lgan, yalang'och ko'zga ko'rinmaydigan, lekin hujayraning ishlashi va umriga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan mayda yoriqlarni anglatadi.
a) samarali energiya ishlab chiqarish maydonini qisqartirish:Yashirin yoriq maydoni fotoelektrik konversiyada samarali ishtirok eta olmaydi, batareya xujayrasining samarali energiya ishlab chiqarish maydonini kamaytiradi. Natijada energiya ishlab chiqarishning umumiy samaradorligi pasayadi.
b) qarshilik kuchayishi:Yashirin yoriqlar mahalliy qarshilik kuchayishiga olib kelishi mumkin, bu elektronlarning yashirin yoriq hududida silliq oqishini qiyinlashtiradi. Natijada ketma-ket qarshilik kuchayadi, batareya xujayralarining to'ldirish omili (FF) kamayadi va chiqish quvvati kamayadi.
c) joriy nomuvofiqlik:Yashirin yoriqlar batareya xujayrasi ichidagi notekis oqimga olib kelishi mumkin, ba'zi joylarda oqim kamroq bo'ladi. Seriyali ulangan batareya xujayralaridagi joriy nomuvofiqlik butun batareya qatorining ishlashiga ta'sir qilishi va komponent chiqishini kamaytirishi mumkin.
d) issiq nuqta effekti:Yashirin yoriq hududida yuqori qarshilik mahalliy qizib ketishga olib kelishi mumkin, issiq joylarni hosil qiladi. Issiq nuqtalar batareya hujayralariga zarar etkazishi yoki tizim xavfsizligiga jiddiy ta'sir ko'rsatuvchi yong'inga olib kelishi mumkin.
e) tezlashtirilgan qarish:Yashirin yoriqlar batareya xujayralarining strukturasini yanada mo'rt qiladi va harorat o'zgarishi, mexanik kuchlanish va hokazolar kabi tashqi muhit ta'siridan keyingi shikastlanishlarga moyil bo'lishi mumkin. Batareya hujayralarining ishlash muddati qisqaradi va ularning uzoq muddatli barqarorligi pasayadi.
f) joriy oqish:Yashirin yoriqlar oqimning yashirin yoriq maydonidan oqib chiqishiga olib kelishi mumkin, bu esa keraksiz oqim yo'llarini hosil qiladi. Natijada batareya xujayralarining umumiy samaradorligi pasayadi va elektr energiyasi ishlab chiqarilishi kamayadi.
Yashirin yoriqlar paydo bo'lishining sabablari:
1) Ishlab chiqarish jarayonidagi stress:
a) Batareya hujayralarini kesish, payvandlash va qadoqlash jarayonida mexanik kuchlanish paydo bo'lishi mumkin, bu esa yashirin yoriqlarga olib keladi.
b) Issiqlik bilan ishlov berish jarayonida harorat o'zgarishi termal stressni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa yashirin yoriqlarga olib keladi.
2) Tashish va tashish paytida tebranish va ta'sir
Tashish va tashish paytida, agar noto'g'ri qadoqlangan bo'lsa, batareya xujayralari tebranish va ta'sirga duchor bo'lishi mumkin, bu esa yashirin yoriqlarga olib keladi.
3) O'rnatish vaqtida mexanik stress: noto'g'ri ishlash, ortiqcha mexanik siqish va o'rnatish vaqtida cho'zish batareya hujayralarida yashirin yoriqlar paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin.
4) Atrof-muhit sharoitlarining ta'siri
Haqiqiy ish paytida batareya xujayralari harorat o'zgarishi, shamol yuklari va qor yuklari kabi atrof-muhit omillaridan ta'sirlanib, yashirin yoriqlarga olib keladi.
Sinov usuli:
EL testi (elektroluminesans testi)
Printsip:Oqimni qo'llash orqali batareya xujayrasi yorug'lik chiqaradi va batareya xujayrasi yorug'lik emissiyasini aniqlash uchun infraqizil kameradan foydalanadi. Yashirin yoriqlar qora dog'lar sifatida paydo bo'ladi.
Afzalliklari:Yashirin yoriqlarning tarqalishi va jiddiyligini intuitiv ravishda ko'rsatishi mumkin.
Kamchilik:Uni qorong'i xona sharoitida bajarish kerak va operatsiya murakkab.
Infraqizil termal tasvirlash printsipi:Batareya xujayrasining infraqizil termal tasvirini aniqlash orqali yashirin yoriqlar tufayli yuzaga kelgan haroratning g'ayritabiiy maydonini aniqlang.
Afzalliklari:U katta hajmdagi akkumulyator hujayralarini tez va halokatsiz aniqlay oladi.
Kamchiliklari:Sinov uskunasiga yuqori talablar va yuqori narx.
Fotoluminesans (PL) sinovi
Printsip:Batareya hujayralarining fotoluminesans xususiyatlarini aniqlash uchun lazer nurlanishidan foydalanish. Yashirin yoriqdagi luminesans sezilarli o'zgarishlarni ko'rsatadi.
Afzalliklari:Tez aniqlash tezligi, ishlab chiqarish liniyasini tekshirish uchun mos.
Kamchilik:Aniqlash uskunalari va atrof-muhit uchun yuqori talablarga ega.
Ultratovush tekshiruvi
Printsip:Batareya hujayralari ichidagi yashirin yoriqlarni aniqlash uchun ultratovushning aks ettirish va uzatish xususiyatlaridan foydalanish.
Afzalliklari:Yashirin yoriqlarni aniqlash uchun yuqori sezuvchanlik, kichikroq yashirin yoriqlarni aniqlashga qodir.
Kamchiliklari:Uskunalar murakkab va ishlash uchun professional ko'nikmalarni talab qiladi.
Asosan yuqorida aytib o'tilgan sabablarni qanday oldini olish mumkin
Ishlab chiqarish jarayonlarini takomillashtirish
Kesish jarayoni:Mexanik kuchlanish hosil bo'lishini kamaytirish uchun buzilmaydigan kesish texnologiyasi qo'llaniladi.
Payvandlash jarayoni:Termal stress ta'sirini kamaytirish uchun payvandlash parametrlarini optimallashtiring.
Qadoqlash jarayoni:Mexanik stress ta'sirini kamaytirish uchun moslashuvchan qadoqlash materiallaridan foydalanish.
Tashish va tashishni optimallashtirish
Qadoqlash dizayni:Tashish paytida tebranish va ta'sirni kamaytirish uchun zarbani yutuvchi qadoqlash materiallaridan foydalanish.
Operatsion xususiyatlari:Qayta ishlash jarayonida mexanik shikastlanishni kamaytirish uchun batafsil ishlov berish texnik xususiyatlarini ishlab chiqing.
O'rnatish vaqtida ehtiyot choralari
Professional o'rnatish:Yashirin yoriqlarga olib keladigan noto'g'ri ishlashning oldini olish uchun o'rnatish xodimlari professional tayyorgarlikdan o'tganligiga ishonch hosil qiling.
Mexanik himoya:O'rnatish vaqtida akkumulyator hujayralarini mexanik stressdan shikastlamaslik uchun himoya vositalaridan foydalaning.
Atrof-muhit monitoringi va texnik xizmat ko'rsatish
Atrof-muhit monitoringi:Ekstremal muhitning shikastlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun batareya hujayralarining ish muhitini muntazam ravishda kuzatib boring.
Doimiy parvarishlash:Yashirin yorilish muammolarini tezda aniqlash va hal qilish uchun fotovoltaik hujayralarni muntazam ravishda saqlang va tekshiring.