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Anpassung von Solarmodulen: Warum, verfügbare Optionen und Anleitungen

In den Augen der meisten Menschen erscheinen Solarmodule typischerweise als Rechtecke mit dunkelblauer oder schwarzer Farbe und mit Dutzenden darin eingelegten Zellen. 

Aufgrund der zunehmenden Verbreitung von Solarmodulen entsprechen ihr Standardaussehen, ihre Abmessungen und ihre elektrischen Spezifikationen jedoch möglicherweise nicht bestimmten Anforderungen.

Dies treibt die Nachfrage nach kundenspezifischen Solarmodulen in die Höhe.

Im Folgenden gehen wir auf die wichtigsten Themen ein, die Sie im Hinblick auf die Anpassung beschäftigen würden.

Produktionslinie für Solarmodule

Warum müssen Solarmodule individuell angepasst werden?

Wie gerade erwähnt, müssen Sonnenkollektoren dies möglicherweise tun individuell angepasst werden mehrere Gründe; im Detail wie folgt erklärt:

Einzigartige Installation

Die meisten Solarprojekte nutzen im Allgemeinen herkömmliche Regal- und Montagesysteme zur Befestigung der Module. Auf einigen Websites ist dies jedoch möglicherweise der Fall einzigartige architektonische BesonderheitenB. unregelmäßig geformte Oberflächen, Dächer, Fassaden und andere Elemente, die entweder eine Herausforderung für die Standardinstallation darstellen oder den Wunsch nach einer nahtloseren Integration wecken.

In manchen Fällen ist der verfügbare Platz für Panels begrenzt. Um die Raumnutzung für eine optimale Energieerzeugung zu maximieren, sind maßgeschneiderte Paneele in Größe und Form erforderlich.

Ästhetische Vorlieben

Die meisten Massenproduktionspanels auf dem Markt sind entweder dunkelblau oder schwarz. Diese „Stumpfheit“ kann die Anwendung von Solarenergie an Standorten behindern, die dies unterstreichen Aufrechterhaltung der ästhetischen Integrität.

Daher streben immer mehr moderne Gebäude und historische Architektur nach „Solarisierung“ durch gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV), bei der es sich um Sonnenkollektoren handelt Doppelfunktionen erfüllen: dient als ansprechende Außenschicht der Struktur und erzeugt gleichzeitig sauberen Strom.

Spezifische Leistungsanforderungen

Obwohl die Spannungen, Stromstärken und Wattzahlen von Solarmodulen variieren können, liegen die Werte für ein bestimmtes Modulmodell typischerweise in einem bestimmten Bereich, was größtenteils auf die durchschnittliche Effizienz der Zellen zurückzuführen ist. 

Derzeit liegen beispielsweise die maximale Power-Point-Spannung (Vmp), der maximale Power-Point-Strom (Imp) und die maximale Leistungsabgabe (Pmax) von kommerziellen 72-Zellen-Solarmodulen im Großen und Ganzen zwischen 35 und 40 Volt, 8 und 10 Ampere. bzw. 300 bis 400 Watt.

Wenn das Projekt definiertere Leistungsanforderungen an die Panels hat, ist ein maßgeschneidertes elektrisches Design für die Panels erforderlich. Dadurch wird sichergestellt, dass die Panels die erforderliche Leistung für die beabsichtigte Anwendung liefern.

Überlegungen zu Umwelt und Haltbarkeit

Bei durchschnittlichen Solarmodulen kann es zu Problemen mit der Haltbarkeit und Langlebigkeit kommen, wenn sie unter extremen Umgebungsbedingungen wie hoher Luftfeuchtigkeit, anhaltender Salzwassereinwirkung oder extremen Temperaturen eingesetzt werden.

Der Einsatz durchschnittlicher Module an diesen Standorten kann zu enormen Wartungsproblemen führen, die früher als erwartet zu höheren Betriebskosten führen.

Solarmodule sollten mit erstklassigen Materialien und Herstellungstechniken hergestellt werden, um diesen spezifischen Bedingungen standzuhalten und eine längere Lebensdauer und eine stabilere Leistung zu gewährleisten.

AußerdemEinige spezielle Anwendungen erfordern die Unterstützung kundenspezifischer Solarmodule. Für Anwendungen wie Freizeitfahrzeuge und tragbare Geräte müssen die verwendeten Paneele leicht sein, sich an die Oberflächen anpassen und einfach zu installieren und zu entfernen sein.
Einhergehend mit der breiten Verbreitung verteilter Industrie- und Internet-of-Things-Anwendungen (IoT) sollten Solarmodule auch so angepasst werden, dass sie nahtlos in bestehende Systeme und Geräte integriert werden können.

Können alle Arten von Solarmodulen individuell angepasst werden?

Technisch gesehen können die meisten Arten von Solarmodulen, einschließlich monokristalliner und polykristalliner Module sowie Dünnschichtmodule, individuell angepasst werden. Die Hauptunterschiede zeigen sich in den Anpassungsmöglichkeiten und im Schwierigkeitsgrad.

Das traditionelle, starre, kristalline Solarmodule verfügen über Dutzende Solarzellen, die exquisit mit Metallkontakten verbunden und mit Schutzglas, Rückseitenfolie, Rahmen und entsprechendem elektronischem Zubehör zu einem kompletten Panel zusammengebaut sind.

CIGS-Solarmodule, prahlend haben den zweitgrößten Marktanteil von Dünnschichtmodulen und verfügen nicht über herkömmliche Solarzelleneinheiten wie im Fall von kristallinen Modulen; Sie verfügen vielmehr über eine durchgehende, besonders dünne Schicht aus photovoltaischem Material, die auf einem Substrat, beispielsweise Kunststoff, abgeschieden wird, um Energie einzufangen und umzuwandeln.

Die Herstellung kristalliner Solarmodule erfordert mehr mechanische und thermische Präzisionsaufgaben, die jedoch im Allgemeinen einfacher sind. Im Gegensatz dazu ist die Herstellung von Dünnschicht-Solarmodulen, wie z. B. CIGS, aufgrund der komplexen chemischen Prozesse und der Notwendigkeit, eine hohe Gleichmäßigkeit der Dünnschicht zu erreichen, tendenziell komplexer.

Es ist nicht fair zu sagen, welche Technologie komplexer anzupassen ist; Vielmehr sollten alle Faktoren berücksichtigt werden, einschließlich spezifischer Bedürfnisse.

Insgesamt sind CIGS-Solarmodule aufgrund ihrer bekannten Biegsamkeit, ihres geringen Gewichts und ihrer Flexibilität für breitere Anwendungen geeignet, was in Kombination mit fortschrittlichen Fertigungstechniken wie der Rolle-zu-Rolle-Produktion zu einer größeren Nachfrage nach kundenspezifischen Anpassungen geführt hat.

Welche Optionen gibt es für die individuelle Anpassung von Solarmodulen?

Solarmodule werden an die spezifischen Bedürfnisse angepasst. Somit bestimmen wiederum die Bedürfnisse die verfügbaren Individualisierungsmöglichkeiten.

Die Größe und Form sind die primären Optionen. Individuell dimensionierte und/oder geformte Solarmodule können spezifische Designanforderungen oder architektonische Merkmale erfüllen. Im Vergleich dazu bieten Dünnschichtpaneele viel mehr Flexibilität bei der Formanpassung. Neben dreieckiger, kreisförmiger und sechseckiger Form lassen sich auf ihnen noch weitere maßgeschneiderte Formen realisieren.

Die Farbe und Textur von Paneelen sind wichtige Elemente im BIPV. Solarmodule können mit verschiedenen Farben und Texturen individuell gestaltet werden, indem farbige Frontplatten und strukturierte Oberflächen verwendet werden, um sie an die Ästhetik des Standorts anzupassen. Darüber hinaus können „Solarhäute“, also ästhetische Überzüge, auf Solarpaneele aufgebracht werden, um sie an den architektonischen Stil und die Farbpalette der Struktur anzupassen. obwohl die Effizienz etwas beeinträchtigt wäre.

Wie bereits erwähnt, elektrische Spezifikationen Die Anzahl der Paneele kann so umgestaltet werden, dass sie mit den Anforderungen der Leistungsaufnahme der Systeme oder Lasten kompatibel sind. Projektentwickler können Hersteller auffordern, die Platten aus verbesserten Materialien mit verbesserten physikalischen und chemischen Eigenschaften herzustellen. Panels können auch mit verschiedenen ausgestattet werden Ausgangsanschlüsse wie USB und DC-Hohlstecker neben MC-4 für verschiedene Anwendungen.

Dragon SCALEs Solar Glitter
„Dragon SCALEs solar glitter“ (Ausschnitt) von Sandia Labs ist unter CC BY-NC-ND 2.0 DEED lizenziert

So passen Sie Solarmodule an: Was ist der Prozess?

Dank der ständigen Weiterentwicklung der Produktionstechnologie und der robusten Unterstützung modernster Roboterfertigungsmaschinen ist die individuelle Anpassung eines Solarmoduls einfacher als je zuvor.

Hier finden Sie eine Übersicht über die allgemeinen Schritte:

Erstberatung und Anforderungserfassung

Es würden Gespräche zwischen dem Kunden und dem Projektmanager des Dienstleisters per Telefon oder E-Mail stattfinden, um die Projektanforderungen, einschließlich Energiebedarf, Standortbedingungen und ästhetische Vorlieben, zu erfassen.

In dieser Phase kann auch ein Besuch vor Ort erforderlich sein, um eine vollständige, genauere Messung, Überprüfung und Fertigstellung der ursprünglichen Pläne zu ermöglichen.

Design

Basierend auf den gesammelten Anforderungen und Daten bewerten und bestimmen Solaringenieure die beste Konfiguration für die maßgeschneiderten Solarmodule und berücksichtigen dabei Faktoren wie Größe, Form, Leistungsabgabe, Materialien usw.

Anschließend erstellen die Ingenieure detaillierte Schalttafelzeichnungen, die Abmessungen, Materialien, elektrische Spezifikationen (Spannungen, Stromstärken und Wattzahlen), Verkabelung und Montagemechanismen enthalten. Dabei werden häufig 2D-CAD-Zeichnungen des Panelkonzepts erstellt.

Bei einigen Projekten berechnen und bestimmen Ingenieure auch die Anzahl der kundenspezifischen Solarmodule, die erforderlich sind, um den Projektbedarf zu decken. Dieser Prozess kann auch die Dimensionierung des Wechselrichters, der Batterie und anderer Komponenten umfassen.

Prototyping & Testen

Basierend auf dem Design bauen und montieren die Hersteller dann funktionale Prototypen.

Bei diesem Schritt kann es sich um handgefertigte Prototypen handeln, die auf Leistung und Haltbarkeit getestet werden. Vor Beginn der Serienproduktion sind bei einigen Projekten möglicherweise Feldtests erforderlich, um sicherzustellen, dass die ersten Panels die Leistungserwartungen unter realen Bedingungen erfüllen.

Genehmigungen und Genehmigungen

In einigen Regionen gelten möglicherweise strenge Regeln für Solaranlagen. 

Gemäß den Anforderungen der örtlichen Behörden ist es manchmal obligatorisch, den Plattenentwurf den örtlichen Behörden zur Genehmigung vorzulegen. Dieser Schritt stellt sicher, dass die Installation den örtlichen Bauvorschriften entspricht Kodizes und Vorschriften.

Anschließend können die Ingenieure auf der Grundlage des Feedbacks der Genehmigungsbehörde und des Kunden alle erforderlichen Anpassungen am kundenspezifischen Entwurf vornehmen.

Produktion & Installation

Wenn alles genehmigt ist, geht das kundenspezifische Panel in die Serienproduktion. Nach der Endkontrolle beim Hersteller werden die Produkte zur Installation an den Kunden versandt. 

Bei einigen Projekten ist möglicherweise auch eine Endkontrolle durch die örtlichen Behörden erforderlich, um sicherzustellen, dass das gesamte System den Vorschriften entspricht und betriebsbereit ist.

Laufender Support und Wartung

Die Hersteller bleiben mit dem Kunden in Kontakt, um die Leistung der maßgeschneiderten Panels fortlaufend zu verfolgen und etwaige Probleme zu beheben.

Fazit

Mit der Fähigkeit, saubere, verteilte und zuverlässige (in Verbindung mit Energiespeicherung) Energie für verschiedene Anwendungen bereitzustellen, befindet sich der Markt für maßgeschneiderte Solarmodule in einem stetigen Aufwärtstrend.

Unterstützt durch kontinuierliche Innovationen bei Plattenmaterialien und -techniken werden die Möglichkeiten zur individuellen Gestaltung ständig erweitert.

In jedem Fall sind ein klares Verständnis des Projekts und eine kontinuierliche Kommunikation mit dem Anpassungsdienstleister unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Panels perfekt den Anforderungen entsprechen.

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