Solcellsmodulens uppbyggnad och val av material

En solcellspanel består av flera sammansatta lager av komponenter som var för sig påverkar såväl kvalité, prestanda och livslängd av själva slutprodukten. När det gäller valet av solcellspanel finns det idag många leverantörer på marknaden som erbjuder skiftande kvalitéer och pris. En 100W modul kan från en tillverkare till en annan skilja sig avsevärt i såväl prestanda som livslängd. Som kund är det därför viktigt att känna till vad som påverkar priset, prestanda och livslängd på en färdig solcellsmodul.

En solcellsmodul består av följande komponentlager:

• Aluminiumram

Ramar för solcellsmoduler finns i olika dimensioner och hållfasthet. I Sunlux produktion används ramar av eloxerad aluminium på 35mm med dubbla väggar (dual wall frame) för att säkerställa maximal stabilitet och styrka i ramen.

• Frontglas

Frontglaset är en mycket viktig komponent för att säkerställa en bra modulverkningsgrad, speciellt viktigt är detta när det gäller låga solvinklar och vid horisontell montering av solcellspanelen. Det finns generellt sett två typer av glas, släta glas samt glas med antireflektiv yta, med varierande tjocklek och kvalité. I vår produktion har vi valt ett hagelresistent 3,2mm frontglas med antireflektiv, hydrofob yta. Detta innebär att glaset bryter och absorberar solinstrålningen på ett effektivt sätt samtidigt som man får en självrengörande yta som är tålig mot såväl hagelskurar och hårt vindtryck.

• Inkapslingslaminat

Mellan glaset och underliggande komponentskikt används ett inkapslingsämne kallat EVA (etylen vinyl acetat). I tillverkningsprocessen så binds materialen samman till en solid konstruktion med hjälp av vakum och temperaturer upp till ca 150 grader. Det är mycket viktigt att processen görs på korrekt sätt i kombination med EVA av hög kvalité. I Sunlux produktionslinje sker denna process mycket strikt kontrollerat under exakta förhållanden.

• Kiselceller

Kiselcellen är den i särklass viktigaste komponenten i modulen och även den komponent som i huvudsak styr priset på den färdiga produkten. Det finns idag två typer av kiselceller som dominerar marknaden, monokristallina och polykristallina celler. En monokristallin kiselcell är effektivare och har även längre livslängd än en polykristallin kiselcell. Eftersom den monokristallina kiselcellen kräver en mer avancerad tillverkningsprocess så är priset ca 25-35% högre än motsvarande polykristallina kiselcell.

Utöver de två vanligaste typerna av kiselplattor så finns det olika kvalitétsklasser. Kvalitetsklasserna baseras på i vilken grad det förekommer defekter på kiselplattan.

När det gäller märkning av kvalitetsklasser bör man som kund vara uppmärksam. Dessvärre förekommer på marknaden en oreda av kvalitetsbegreppen och även tillverkare som marknadsför paneler som A-klass där man använder celler av lägre klass för att kapa kostnader i produktionsprocessen. Det är fullt möjligt att producera en modul med enbart B-klassade eller C- klassade celler. Följden blir dock en modul som inte presterar maximalt. Man får en avvikande effekt över modulens yta och risk för så kallade ”hot spots” pga avvikelser i de olika cellplattorna. Detta leder i sin tur till förkortad livslängd och i värsta fall kan brännmärken och kortslutning uppstå. Genom att använda B-klass celler kan man minska totala produktionskostnaden med hela 60%. Oftast hamnar dessa moduler till försäljning på auktionssajter samt hos lågprisvaruhus där den tekniska kunskapen om produkten ofta är begränsad.

För att klassificera en cellplatta under respektive kvalitetsklass skall nedan kriterier vara uppfyllda.

A-klass:

– Felfri cellplatta utan synbara defekter.

– Elektriska mätvärden enligt specifikation

– En böjning på <= 2.0mm samt svag färgavvikelse är inom toleransramarna.

B-klass om något av följande kriterier:

– Delvis avvikande elektriska specifikationer

– En böjning av plattan på 2.0-2.5mm

– Färgavikelser på mer än 1/4 av cellens yta

– Missade prints < 0,5mm

– Pastaläckage på 0.3mm- <2mm2

– Repor på 15-50mm

– Vattenmärken L<15mm,W<2mm

C-klass om något av följande kriterier:

– Synbara defekter på cellplattan

– Spruckna kanter

– Elektriska värden som helt avviker från specifikation

På Sunlux vet vi att det inte finns några genvägar till en bra solcellsmodul. Därför har vi valt att enbart använda oss av noga sorterade A-klassade monokristallina celler med PERC 5BB teknologi från bland annat SolarWorld® och JA Solar® i produktion av våra solcellsmoduler.

I produktionen av våra semiflexibla paneler används inga standardceller, detta eftersom en standardcell inte är speciellt flexeibel eller tålig i en panel med böjbart och flexibelt frontlaminat. Trots detta är det på marknaden en relativt vanlig syn. Tyvärr leder en sådan celltyp ofta till en kortvarig och dyr historia. På Sunlux använder vi istället en helt unik celltyp med så kallad MBB (multi busbar) teknik. Dessa celler utmärker sig genom att man har flertalet tunna strömledare på cellens ovansida som ger minimal resistans. Resultatet blir en panel som klarar partiell skuggning riktigt bra, men även en markant ökad tålighet mot yttre åverkan då resistansen genom cellen blir väldigt låg. Dessa celler tillhör det absoluta toppskiktet både vad gäller verkningsgrad och kvalité. En garant för att få fram en slutprodukt som håller måttet både sett till prestanda och livslängd.

• Lödningar

För att solcellpanelen skall prestera optimalt krävs det att samtliga celler är sammanlödda med god precision. Har man i produktionen ingen exakt kontrollerad lödningsprocess finns en ökad risk att panelen inte fungerar optimalt och livslängden förkortas, i värsta fall kan brännmärken och kortslutning uppstå. Sunlux paneler produceras i en modern produktionsanläggning med en helt automatiserad lödningsprocess, vilket borgar för optimala lödningar som säkerställer modulens prestanda under lång tid.

• Bakstycke

Bakstyckeslaminatet vi använder på Sunlux består av ett sammansatt lager kallat TPT (Tedlar®+PET+Tedlar®). Tedlar® är en polyvinyl flourid film som tillverkas av Dupont. Det är en speciellt utvecklad inkapslingsfilm som är framtagen för solcellsindustrin. Denna typ av film tål extrema temperaturer och tryck under många år utan att ta skada. Detta gör att solcellsmodulen håller sig intakt under hela dess livslängd. Baksideslaminat kan vara i svart eller vitt. Även transparenta bakstyckeslaminat förekommer. På Sunlux använder främst vita laminatstycken då panelytan håller sig något svalare samt att det designmässigt bäst passar in på ett vitt tak som på exempelvis en husbil/husvagn/båt.

• Kopplingsdosa

Kopplingsdosan är en känslig och utsatt del av modulen. Det är viktigt att dosan har korrekt IP-klassificering och klarar den miljö där panelen är tänkt att monteras. I kopplingsdosan är panelens serier av kiselplattor sammankopplade över dioder som ser till att strömmen inte kan gå bakvägen efter det att solen gått ner och på så viss ladda ur batterierna. Från kopplingsdosan löper även två enkelledade kablar på 90 cm med MC4 anslutning i varje ände för vidarekoppling till laddningsregulatorn.

Kvalitetstest

Är din solcellpanel kvalitetstestad?

För att solcellsmodulen i verkligheten skall generera den spänning och ström den är märkt med så krävs det noggranna kvalitetstester och mätningar med hjälp av avancerad testutrustning. I Sunlux produktion utförs kvalitetstester och mätningar i flera steg under tillverkningsprocessen. Kvalitetskontroller är dock en kostsam del av produktionen och därför är det långt ifrån alla tillverkare av solcellsmoduler som utför de tester som krävs för att garantera korrekt effekt och livslängd av modulen. Kontrollera därför med din leverantör vilka tester som är utförda för att säkerställa modulens prestanda och livslängd.

I produktionen av Sunlux solcellsmoduler utförs kvalitetskontroller med avancerad kontrollutrustning i flera steg.

1. Cellsortering. I ett första steg görs mätningar och visuell kontroll av varje cell, cellerna sorteras sedan i grupper om celler med likvärdiga elektriska specifikationer.

2. ELCD-test. I samband med lödningsprocessen görs ett ELCD- test (elektroluminans test). Detta görs med hjälp av en speciell testutrustning där man med en typ av kamera kan upptäcka defekter på cellplattan. Här kan man upptäcka exempelvis sprickor eller andra avvikelser som ej syns med blotta ögat. En spricka i cellplattan kan redan efter kort tid göra att modulen tappar sin prestanda, och man kan få ”hot-spots” på panelen som orsakar kraftig försämring av effekten. Med ett EL-test elimineras denna risk. Ett EL-test avslöjar tydligt en modul med defekta cellplattor.

Bild ovan: ELCD-test som visar en panel med defekta cellplattor jämfört med en felfri modul med kvalitetsceller.

3. ELCD-test nr2. Efter avslutad lamineringsprocess görs ytterligare ett ELCD-test av modulen. Under lamineringsprocessen utsätts nämligen modulen för påfrestningar i form av hög värme och vakumktryck som i undantagsfall kan påverka celler och lödningar negativt. Ett 2:a ELCD-test säkerställer att cellerna ej påverkats negativt under lamineringsprocessen.

4. Effektmätning. Efter ett godkänt 2:a ELCD-test görs slutligen en effektmätning genom ett så kallat flash-test (blixt-test). Med detta test så placeras modulen på ett blixtbord och kopplas upp till en mätdator. Sedan framkallar man ett blixtljus motsvarande 1000W per kvadratmeter enligt en standardiserad testmetod. De värden man mäter upp får ha en tolerans på +0-3%. Dvs en 100W panel skall alltså generera 100-103W effekt för att passera ett godkänt test. Samtliga testvärden loggas tillsammans med modulens unika tillverkningsnummer och mätdatan från varje enskild kontrolleras. Många tillverkare av mindre moduler gör enbart stickkontroller i produktionen för kontroll medans andra tilllverkare hoppar över denna kvalitétskontroll helt för att kapa kostnader, dock med bristande kvalité som följd.

I Sunlux produktion testas varje enskild modul individuellt för att säkerställa dess effekt. Genom dessa kontroller kan vi på Sunlux till 100% garantera att ingen modul lämnar fabriken utan att uppfylla de specifikationer modulen är märkt med.

Denna kvalitétskontroll är av högsta vikt för att få en väl fungerande solcellsmodul och ett system som effektivt genererar ström under många år framöver.