L'efficienza è sempre la chiave dell'industria fotovoltaica, ma con l'aumento dell'efficienza delle celle, le maggiori perdite di potenza resistiva causate dall'aumento della corrente in un circuito in serie hanno portato a un collo di bottiglia nello sviluppo dei moduli a batteria. Il modo di ridurre le perdite è diventato la chiave per migliorare l'efficienza, e così è nata la tecnologia dei moduli a mezza cella.
Tecnologia di taglio laser
La tecnologia a mezza cella utilizza generalmente il taglio laser per tagliare la cella in due metà identiche lungo una direzione perpendicolare alla linea principale della griglia della cella, che vengono poi saldate in serie. La corrente viene modificata a metà di quella originale mantenendo la stessa tensione di uscita, riducendo in modo significativo la perdita di potenza.
Dall'esterno, credo che possiate notare la differenza tra i moduli a mezza cella: grazie alla struttura serie-parallelo, il modulo è diviso in due nella direzione longitudinale, il che equivale a due piccoli moduli collegati in parallelo, con la corrente che viene prelevata dalla parte posteriore del modulo attraverso una striscia di dissipazione al centro e diretta all'apparecchiatura che utilizza l'energia attraverso una scatola di giunzione in tre parti.
I principali tipi di apparecchiature di taglio utilizzate nell'industria fotovoltaica sono le macchine per il taglio a diamante e le macchine per il taglio laser. L'incisione laser è diventata di uso comune grazie alla maggiore efficienza del taglio laser e all'avvento della tecnologia del "taglio non distruttivo".
La tecnologia di incisione laser convenzionale è dominata dalla tecnologia di taglio laser e meccanico, che presenta un tasso di danneggiamento più elevato rispetto alla tecnologia di taglio non distruttivo ed è soggetta agli effetti della polvere da taglio.
La tecnologia di taglio non distruttivo aumenta il tasso di rendimento a oltre il 99% e si basa sull'uso di un laser in combinazione con un sistema di raffreddamento per fratturare la cella sotto tensione termica e raffreddamento rapido, consentendo alla frattura di espandersi costantemente lungo la direzione di taglio.
Flusso operativo del taglio a mezza cella
In generale, il taglio delle semicelle è suddiviso in quattro fasi: caricamento, taglio, ispezione e raccolta e richiede 1-2 persone per completare l'operazione.
Quando si tagliano le celle, i parametri come la potenza del laser e la velocità di taglio devono essere impostati in base alle dimensioni, allo spessore, alla deformazione e ai requisiti di capacità della cella. Una volta impostati, l'operatore inserisce le celle fascicolate nella macchina e le trasporta sul tavolo di taglio laser tramite un braccio robotico e un nastro trasportatore.
Per garantire la stabilità delle celle durante il processo di taglio, il tavolo è dotato di fori per l'aria. La pompa del vuoto viene accesa e le celle vengono adsorbite e fissate alla console. Dopo il taglio, le cellule vengono ispezionate e quelle che passano e quelle che non passano vengono lavorate separatamente. Il taglio delle semicelle è un processo senza contatto, che impedisce il danneggiamento e la contaminazione delle cellule.
Quali sono i vantaggi delle batterie a mezza cella?
- Le celle più piccole riducono il consumo di resistenza e migliorano l'efficienza della conversione fotovoltaica.
- L'area di ombra più piccola riduce il rischio di punti caldi dovuti al riscaldamento dei moduli delle celle solari in ombra.
- Progettazione di circuiti in serie e in parallelo per ridurre le perdite di disallineamento della corrente del modulo dovute a prestazioni non omogenee delle celle.
- Aumento dell'area di separazione tra le celle per consentire la riflessione secondaria della luce all'interno del modulo, migliorando l'utilizzo ottico.
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