Fotovoltaik Panel Yapısı Nasıldır?

Güneş Paneli, Fotovoltaik Panel, PV Modül gibi isimlerle anılan panellerdir.

Işığı oluşturan fotonların solar panel hücrelerine çarpması ile oluşan etkiden dolayı elektronların sıçraması, kutuplar arası yer değiştirmesi gibi hareketlerle akım ve gerilimlerin oluştuğu ortamdır fotovoltaik paneller. 

Ya da fotonlardan dolayı oluşan gerilim varsa bir sistemde onun adıdır FotoVoltaik paneller.

Piyasada en çok kullanılan kristal yapılı modüller olup bunların içinde de en çok kullanılanlar MONO Kristal yapıda olanlardır.

Poli veya Mono olması sadece hücre yapılarının farklı olmasından kaynaklanmaktadır.

Panelin yapısını değiştirmemektedir.

HÜCRE YAPISI NASILDIR? HANGİ MANTIKLA ÇALIŞIR?

 

Yukarıdaki yapıya göz atacak olursak paneller aslında küçük küçük güneş pillerinin seri bağlanması ile oluşturulmaktadır.

Bu güneş pillerini ise yarı iletken malzemeler oluşturmaktadır. Negatif kutbuna çarpan fotonun kopardığı elektron pozitif kutba doğru gider. Bu yolu ise devrenin ucuna bağladığınız kablo üzerinden kateder.

Birim zamanda geçen elektron miktarı ise bize akımı belirler. Yani;  I=dQ/dt   

Işığın şiddeti ne kadar fazla ise birim zamanda çarpan foton sayısı artacak ve birim zamanda geçen elektron sayısı aynı oranda artacaktır.

Panellerin çalışma prensibini anlamak için bunu iyi kavramakta fayda vardır.

 

 

Yukarıdaki resimde ise panelierin nasıl bir yöntemle üretildiğini görebiliriz.

Burada ana elemanlar hücreler olup hücreleri de bir birine bağlayan busbur ve ribon diye tabir edilen iletkenler HÜCRE YAPISInı gösteren resimde görülebilr.

 

Güneş pilleri +-+-+-... diye pozitif-negatif uc uca eklenerek 60 hücre veya 72 hücre şeklinde seri bağlanır. 

Bu hücrelerin genelde toplamı 3e bölünerek her 20li veya 24lü grupta araya bir diyot atılarak bypass diyodu dediğimiz köprü diyotlar konulur.

KÖPRÜ DİYOTLAR NE İŞE YARAR?

Panellerin kısmi gölgelenmesi durumunda gölge almayan kısımlarının gerilim kaybına yol açmaması için kullanılan yöntemdir.

Veya herhangi bir hücrenin bozulması durumunda diğer hücrelerin üretime devam edebilmesi için, kaybı en aza indirgemek veya kayıp riskini bölmek için uygulanan yöntemdir de diyebiliriz. 

Hücrelerden bir tanesi veya bir kaç tanesi gölge altında kalırsa veya arızalanırsa bu hücreler üzerinden akım akması zorlaşacaktır. Hücreler direnç gösterecektir.

Bu direnç sürekliliği devam ederse hücre bozulmasına kadar giden bir süreç başlayacaktır.

Bu arada da panelin tamamı etkilenme durumu vardır. Panelin tamamının etkilenmemesi için bu bypass diyotları kullanılır.

Bu diyotlar aşağıdaki resimde de görüldüğü üzere ne kadar fazla olursa o kadar kayıp ihtimalleri riski azaltılır.

72 hücreli bir panelde 24 hücre risk altındayken 60 hücrelide 20 hücre risk altındadır diyebiliriz!!!

Panellerde her hücreye bir bypass diyodu konulsaydı yukarıdaki fotoğraftaki durum oluşacaktı ve gölgeli yerlerde bu panelleri kullanmak çok verimli olacaktı.

 

PANELLERDE KULLANILAN CAMLAR ÖZEL MİDİR?

Evet, bu paneller ışık geçirgenliği çok yüksek olan camlardır. tamperli cam diye tabir edilir o sağlamlık için önemlidir.

Panel camlarını temiz tutmak ve doğru temizleme yöntemleri uygulamak önemlidir.

Camın kalitesiz olması üretimi doğrudan etkiler.

EVA Nedir Ne İşe Yarar?

Panellerin ana malzemesi olan hücreleri korur. Onların zaman içinde korozyona uğramasını engeller. Aslında havası alınmış, vakumlanmış bir kap oluşturur.

Hücreleri hava almayan, dış ortamlardan etkilenmeyen bir kapsüle hapsederek onların ömrünü uzatır.

Piyasada el yordamı ile yapılan paneller bu yüzden çok kısa ömürlü olurlar. Fabrika testlerinden başarılı geçseler dahi bu uygulama eksik yapıldığına veya bilinçsiz yapıldığında hücrelerin yarılanma ömrü hızlanacak ve 25 yıl diye verilen performans garantisi hiç bir anlam ifade etmeyecektir.

En basitinden beyaz bir tişötrü açıkta bırakırsanız 1-2 sene içinde sararacaktır.  Bu yüzden tekstil ürünleri bile vakumlu şekilde depolanır.

EVA'nın seçiminde bir de güneş ışığının geçirgenliği önemlidir. EVA iyi koruyor olsa da diğer taraftan ışığı da %100 e yakın geçiriyor olmasını bekleriz.

Zaman içinde EVA'nın kendisi de bozulmaması veya uzun ömürlü olması önemlidir.

Aslında bu aşamada panelin ömrünü nelerin belirlediğini farkedebiliyoruz.

Kaliteli bir CAM, kaliteli bir EVA hücreyi koruyacaktır.

Hücrenin ömrü 25 yıl değildir. 100lerce yıl dayanır. Yeter ki onu koruyan diğer elemanlar iyi olsun.

 

Back Sheet 

paenlin arkasını koruyan kağıt yapıya sahip malzemedir.

Bu mazlemenin seçimi de çok önemldiir.

Şöyle ki, paneller enerji üretirken ısınır.

Isındığı için bunu normal bir kağıttan yaparsanız yanma olasılığı bile vardır.

Isı tutan bir malzemeden yaparsanız hücre verimliliklerinin ısı etkisinden dolayı düştüğünü görürsünüz.

kaliteli bir mazleme üreten panel fabrikası bu ürünün en kalitelisini kullanmak zorundadır.

 

Junction Box;

Bypass Diyotlarının olduğu, ucunda da panelelrin bir birine bağlanması için kullanılan kabloların olduğu bağlantı kutusudur.

BOM List (Bill of Material) yani toplamda ürünü oluşturan hammaddelerin hepsi ayrı ayrı önemli olmakla beraner diyotların kötü olması panellerin direk arıza yapmasına, hatta yangınlara sebebiyet verecek durumların ortaya çıkmasına sebep olabilir.

BÜTÜN PANELLER FABRİKADAN ÇIKTIĞINDA MUTLAKA ENERJİ ÜRETECEKTİR. 

PANELİN KALİTESİNİ ANLAYABİLMEK İÇİN EN AZ 2 YIL BEKLEMEK GEREKEBİLİR.