Zonnecelrails, vingers, tabdraden en busdraden

- Oct 15, 2019-

Bron: powerfromsunlight

Zonnecelrail

Silicium zonnecellen zijn gemetalliseerd met dunne rechthoekige stroken afgedrukt op de voor- en achterkant van een fotovoltaïsche zonnecel.

Deze metalen contacten worden busbars genoemd en hebben een belangrijk doel: ze geleiden de gelijkstroom die wordt opgewekt door de fotovoltaïsche cel.

Vaak worden zonnecelrails gemaakt van koper, bedekt met zilver. De zilveren coating is nodig om de stroomgeleiding (voorkant) te verbeteren en om oxidatie te verminderen (achterkant).

Zonnecel vingers

Loodrecht op de rails staan de metalen en dunnere roostervingers, ook wel zonnecelvingers genoemd, die de gegenereerde stroom opvangen voor levering aan de rails. Deze contacten - de rails en de vingers - worden op het oppervlak van de fotovoltaïsche cel afgedrukt via een technologie die zeefdruk wordt genoemd.

(Bron: http://www.pveducation.org)

Tab draden

De zonne-fotovoltaïsche cellen moeten in serie worden aangesloten die rijen vormen om geschikte spanningen te verkrijgen.

De lusdraad wordt handmatig of automatisch gesoldeerd op de zonnecelrail, die de afzonderlijke cellen in serie met een lage serieweerstand verbindt.

De lusdraad is ook gemaakt van ronde koperdraad, door een walsproces en is bedekt met een laag soldeer om gemakkelijk solderen mogelijk te maken.

Bus draden

Clusters van getelegrafeerde celstrings met tabs zijn parallel verbonden door busdraden die vervolgens de cumulatieve stroom van alle cellen naar de PV-aansluitdoos leveren.

Omdat de busdraad meer stroom moet dragen dan de lusdraad, moet deze ook een grotere dikte en breedte hebben om minder weerstand per lengte-eenheid toe te staan.

De busdraad is ook gemaakt van hetzelfde materiaal als de lusdraad.

(Bron: http://www.the-diy-life.com)

Contact ontwerp ontwikkeling

De belangrijkste afweging in het ontwerp van het bovenste contact is het vinden van een optimale balans tussen de verhoogde weerstandsverliezen geassocieerd met een ver uit elkaar geplaatst rooster en de verhoogde reflectie veroorzaakt door een hoge fractie van metaalbedekking van het bovenoppervlak.

In dit verband zijn de vereiste parameters de hoogte en breedte van de rails, de breedte van de vingers, afstanden tussen de vingers en de rails, evenals het metaaltype en de kwaliteit.

Een steeds grotere manier in de industrie is om celontwerp en -fabricage te heroverwegen, wat de efficiëntie en betrouwbaarheid verder zal verbeteren en de materiaalkosten aanzienlijk zal verlagen - vooral met betrekking tot de zilverpasta die wordt gebruikt bij het maken van rails.

Multi busbar zonnecellen

3BB busbar zonnecellen

Het meest voorkomende zonnecelontwerp omvat drie busbars (3BB) die op de cel worden afgedrukt.

5BB busbar zonnecellen

Vijf busbars (5BB) cellen zijn momenteel een van de toonaangevende trends in het ontwerpen van zonnecellen en modules.

Sommige grote fabrikanten van zonnepanelen, zoals Trina Solar, SolarWorld en CSUN, concentreren hun productie in toenemende mate op PV-zonnepanelen met behulp van PERC-zonnecellen met 5BB-rails.

Dit hogere aantal rails vermindert de afstand tussen de rails, waardoor de interne weerstandsverlies afneemt.

Zelfs als de grotere hoeveelheid busbars de schaduw van de fotovoltaïsche zonnecel verhoogt, blijven de algehele prestaties van multi-busbar-cellen veel beter dan die van conventionele 2BB- of 3BB-cellen.

Het hogere aantal rails vermindert de effectieve vingerlengte tussen de rails, waardoor de weerstand van de vingers afneemt, evenals de impact van microscheuren.

Zonnecellen zijn gemaakt van zeer dunne wafels, meestal ongeveer 0,20 mm dik. Ze hebben enige flexibiliteit, maar kunnen last hebben van door druk veroorzaakte scheuren die zo klein zijn dat ze onmogelijk met het oog te zien zijn. Dit worden microscheuren genoemd.

(Bron: http://solaris18.blogspot.de)

LG's CELLO-draadtechnologie

Het ontwerp met meerdere rails met dunnere rails maakt ook een kostenreductie van de dure zilverpasta mogelijk.

Een voorbeeld hiervan is de LG CELLO-draadtechnologie. De term CELLO staat voor "Celverbinding met elektrisch laag verlies, lage stress en optische absorptieverbetering."

LG Electronics heeft de drie standaardrails vervangen door 12 ronde dunne cirkelvormige draden, die het hele oppervlak van de zonnecellen bedekken.

Het belangrijkste CELLO-technologieproduct van LG is de NeON 2 PV-module.

(Bron: http://www.lg-solar.com)

Rails zonder zonnecellen

In tegenstelling tot het concept van meerdere rails, gaan andere fabrikanten, zoals Solaria, de hele railloze weg; het bedrijf gebruikt overlappende fotovoltaïsche zonnecelsegmenten die direct elektrisch met elkaar zijn verbonden.

De voordelen van busloze cellen zijn duidelijk:

  • Verminder inactieve ruimte tussen zonnecellen.

  • Meer flexibel ontwerp van modulegrootte - standaard moduleontwerp wordt beperkt door celgrootte en ruimtevereisten

  • Aanzienlijke vermindering van stroomverlies veroorzaakt door schaduw

  • Minder microscheuren, vaak door het solderen van cellen

  • Besparing van materiaalkosten van railmateriaal


Vermindering van materiaalkosten van railverbindingen

Terwijl de ontwerpen met meerdere rails en zonder rails gericht zijn op het verbeteren van prestaties en betrouwbaarheid, richten andere benaderingen zich op het verlagen van materiaalkosten.

Ze doen dit door de zilvermetallisatie in de rails te minimaliseren - zoals bij de dash-line railontwerpen - of door de volledige vervanging van zilver voor de metallisatie van zonnecellen door alternatieve materialen zoals tin of nikkel.

Busbars met streepjespatroon

In de afgelopen jaren heeft de industrie een kosteneffectiever alternatief bedacht voor de standaard full-line busbars: dash-line patroonrails, waardoor het gebruik van de dure zilverpasta wordt verminderd.

Er zijn verschillende soorten dash-line busbars, zoals 3-dash, 5-dash, 6-dash en zelfs 8-dash busbars.

Onderzoek heeft aangetoond dat rails met streepjespatroon gevoeliger zijn voor mogelijke barsten en vermogensverslechtering - problemen die toenemen met het aantal streepjeslijnen, waarbij thermische stress zich ophoopt en barsten optreden in de hoeken van een zonnecelrail waardoor het aantal streepjes toeneemt .

Optimalisatie lusdraad: ronde draden

Lusdraden kunnen ook de prestaties van zonnecellen optimaliseren. Dit is mogelijk door draden met ronde lusjes te gebruiken, die - in vergelijking met de draden met rechthoekige vorm - minder schaduw bieden vanwege hun beperkte ruimte.