Rodzaje ogniw słonecznych i ich charakterystyka

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Baterie słoneczne zaczynają zdobywać popularność wśród ludności. Montowane są na dachach domów, pojazdów. Niektóre z nich zostały nawet przystosowane do elektroniki, w zegarkach na rękę. W chwili obecnej stały się pełnoprawną alternatywą dla energii elektrycznej lub pełnią funkcję suplementu.

Jak one działają?

Moduły słoneczne są najważniejszym elementem systemu fotowoltaicznego. Są to panele zawierające ogniwa słoneczne wykonane z krzemu.

Aby wytworzyć prąd, wszystkie te elementy są składane w bloki, które następnie są pokrywane laminowaną folią - jest to niezbędne do uszczelnienia. Następnie wszystko jest umieszczane w ramce. Urządzenie jest dość proste, ale złożenie go w domu będzie problematyczne. Nie da się samodzielnie zmontować ogniwa fotowoltaicznego, czego nie można powiedzieć o panelu.

Wyświetlenia

Baterie słoneczne są podzielone na kilka typów. Można wyróżnić trzy z nich:

• Monokrystaliczny. W procesie jego produkcji wykorzystywany jest materiał w postaci czystego krzemu. Ta podstawa pozwala uzyskać większą wydajność pracy. Wydajność w tym przypadku waha się od 15 do 20%.
• Krzem amorficzny. W czasie produkcji stosowany jest system - faza parowania. Krzem pokryty jest warstwą ochronną. Szereg zalet krzemowych ogniw słonecznych to akceptowalny koszt, który uzyskuje się dzięki prostej technologii zastosowanej w produkcji. Takie systemy mają duży obszar. Wydajność waha się od 5% do 8%.
• Polikrystaliczny. To ogniwo słoneczne produkowane jest na bazie krzemu amorficznego. Nie rozciąga się podczas procesu produkcyjnego. Ma niski koszt. Może być stosowany nie tylko w życiu codziennym, ale także w przemyśle. Wydajność wynosi od 10 do 14%.

Wady i zalety paneli słonecznych

Panele słoneczne składają się z ogniw fotowoltaicznych, które podczas pracy przekształcają energię słoneczną na energię elektryczną.

Niektóre korzyści obejmują następujące punkty:

1. Cała konstrukcja baterii jest dość prosta, nie ma w niej ruchomych części. Praca prowadzona jest stabilnie i bez przerw, poziom niezawodności jest wysoki.
2. Prace instalacyjne nie są trudne. Nie jest wymagana kosztowna konserwacja systemu.
3. Energia słoneczna jest natychmiast przekształcana w energię elektryczną, nie jest potrzebny dodatkowy czas.
4. Energia jest generowana przez cały dzień, dopóki świeci słońce. W niektórych przypadkach możliwy jest odbiór prądu w czasie zachmurzenia, ale wydajność pracy będzie spadać.
5. Żywotność jest długa, mierzy się ją nie latami, ale dziesiątkami.
6. Proces produkcji wykorzystuje materiały przyjazne dla środowiska, co jest uważane za bardzo ważne w dzisiejszym społeczeństwie, w którym występuje trudne środowisko ze środowiskiem.

Pomimo wszystkich zalet, praca może mieć negatywne aspekty:

1. Półprzewodniki na bazie krzemu są drogie. Ten materiał jest uważany za główny element całego systemu. Ma to wpływ zarówno na koszt samego panelu, jak i koszt otrzymanej energii.
2. Sprawność jest niska. Do tej pory moc baterii na 1 kwadrat wynosi około 120 watów. Wskaźnik ten jest na tyle nieistotny, że całkowicie niemożliwe jest wykorzystanie otrzymanej energii elektrycznej do oświetlenia opraw w małym pomieszczeniu.
3. Pozyskiwanie energii elektrycznej zależy od długości dnia, warunków pogodowych i pór roku. Na przykład zimą poziom otrzymywanej energii jest znacznie obniżony. Wynika to z zachmurzonego nieba, mgły i krótkich godzin dziennych.

Gdzie mogę tego użyć?

Panele te znajdują szerokie zastosowanie nie tylko w życiu codziennym, w procesie życia, ale także w przemyśle i produkcji:

• ładują akumulatory domoweurządzenia elektryczne;
• ładowanie samochodu elektrycznego w toku;
• mogą być używane do dostarczania energii elektrycznej do całych budynków;
• w niektórych przypadkach możliwe jest użycie w określonych miejscowościach;
• możesz czerpać z nich energię nawet w kosmosie.

Cała energia generowana w ciągu dnia jest magazynowana w bateriach, po czym urządzenia mogą pracować nawet w ciemności.

Jaka jest zasada działania i urządzenie?

Ogniwa słoneczne działają na tej samej zasadzie, co w momencie ich powstania. Ta zasada jest znana wszystkim, ponieważ badano ją w szkolnym programie nauczania, przeprowadzając eksperymenty fizyczne. Tranzystor, który nie miał górnej pokrywy, wpuszczał światło do złączy p i n.

Po podłączeniu woltomierza można było zauważyć, że niewielka ilość energii została uwolniona w momencie uderzenia promieni słonecznych. Wcześniej naukowcy przeprowadzali eksperymenty w pracy, zwiększali obszar przejść. W rezultacie pojawiły się panele słoneczne.

Projekt układu słonecznego elementów zawiera:

• Powierzchnia wykonana z przezroczystego szkła. To na nią padają promienie słońca.
• Szklanki są przymocowane do sztywnych krawędzi panelu. Są to płytki wykonane z metalu, które jednocześnie pełnią funkcję elektrod dodatnich.
• Słoneczny pierwiastek chemiczny. Rodzaj krzemu p.
• Typ krzemu n.
• Dolne podłożewykonany z metalu, który ma działać jako elektrody ujemne.

Warto wiedzieć, że energia słoneczna nie może być odbierana przez cały dzień. Baterie nie działają w nocy. Zimą godziny dzienne są skrócone. W takich momentach główne urządzenie potrzebuje uzupełnienia w postaci zasobnika energii.

W większości przypadków używana jest bateria elektryczna. Jest połączony z panelem i magazynuje wytworzoną energię, co skutkuje pracą w godzinach wieczornych.

Poziom wydajności zależy wyłącznie od użytego materiału. Na przykład przy użyciu krzemu monokrystalicznego jest to prawie 20%, krzem polikrystaliczny zmniejsza tę liczbę o 10%. Na poziom wydajności może mieć wpływ gładkość powierzchni, temperatura powietrza, położenie baterii na słońcu.

Jakie jest znaczenie użycia?

W dzisiejszych czasach najbardziej istotne jest wykorzystanie materiałów przyjaznych dla środowiska. Energia elektryczna pozyskiwana w elektrowniach – jądrowych, wodnych, cieplnych – stale drożeje. Wynika to z drogiej produkcji. W momencie użycia baterii słonecznej, człowiek może słusznie uważać się za niezależny, nawet od państwa, które oferuje energię elektryczną do użytku po zawyżonych kosztach.

Jeśli raz wydasz określoną kwotę pieniędzy, możesz całkowicie zapomnieć o rachunkach za media, licznikach, mediach. W momencie montażu tych paneli cały dom jest tłumaczony. Obejmuje to nietylko światło, ale też ogrzewanie, hydraulika - ciepła woda.

Sunshine to doskonałe źródło energii elektrycznej. A co najważniejsze, to źródło jest bezpłatne, przyjazne dla środowiska i niewyczerpane.

Etapy w produkcji elementów na bazie monokryształu

Większość ogniw słonecznych jest wykonana z krzemu polikrystalicznego i monokrystalicznego. Proces produkcji wymaga dużo czasu, wysiłku i pieniędzy.

Główne etapy produkcji krzemu monokrystalicznego to:

1. Produkcja krzemu. W celu uzyskania krzemu stosuje się piasek kwarcowy, który zawiera dużą ilość dwutlenku krzemu. Taki piasek przechodzi kilka etapów oczyszczania, co pozwala całkowicie wyeliminować tlen. Wynika to z topnienia w wysokiej temperaturze przy użyciu chemikaliów.
2. Zdobywanie kryształu. Po oczyszczeniu silikon staje się przezroczysty. Kryształy zaczynają rosnąć, aby usprawnić strukturę. Proces przebiega następująco: kawałki krzemu umieszcza się w tyglu, podgrzewa i poddaje topieniu. Do stopionej masy dodawane są próbki kryształów, które rozkładają się równomiernie na całej powierzchni i zaczynają rosnąć warstwami. Ten proces zajmuje dużo czasu, w wyniku czego powstaje duży, jednolity kryształ.
3. Przetwarzanie. Proces ten rozpoczyna się od pomiaru i dalszej obróbki kryształu w celu uzyskania pożądanego kształtu. Przy wychodzeniuz tygla kryształ ma okrągły kształt, który jest niewygodny w dalszym użytkowaniu. Aby z niego skorzystać, musi mieć kształt kwadratu. Po obróbce gotowego materiału za pomocą stalowych nici jest on cięty drutem na identyczne płyty. Wielkość płytek waha się od 0,25 do 0,3 centymetra. Następnie są poddawane czyszczeniu, sprawdzaniu pod kątem wad i poziomu energii, jaką można wytworzyć.
4. Rozwój ogniwa fotowoltaicznego. Aby krzem mógł generować energię elektryczną, dodaje się do niego bor z fosforem. Po przetworzeniu fosfor jest swobodnym elektronem typu n, a strona z borem nie zawiera tych elektronów i ma typ p. W ten sposób pojawia się przejście między dwiema stronami.
5. Proces montażu. Początkowo płytki są połączone łańcuchem, a następnie - w bloku. Jedna płytka ma średnią moc 2 V i 0,6 W napięcia. Moc baterii zależy całkowicie od liczby ogniw. Poziom napięcia jest uzyskiwany z sekwencji połączeń. Wszystkie elementy i moduły są ze sobą połączone równolegle. Wszystkie ogniwa są pokryte specjalną folią, przeniesione na szklaną powierzchnię i umieszczone w prostokątnej ramie. Gdy moduł jest gotowy, jest testowany. Po pełnej kontroli jest gotowy do użycia.

Panele słoneczne można łączyć ze sobą równolegle, szeregowo lub równolegle szeregowo. Wybór zależy całkowicie od tego, jaki poziom napięcia trzeba uzyskać w procesie.

Proces produkcji polikrystalicznego krzemu

ProcesProdukcja modułu na bazie krzemu polikrystalicznego odbywa się w taki sam sposób jak z krzemu monokrystalicznego. Różnica występuje tylko we wzroście kryształów. Jest na to kilka metod, ale w tej chwili popularność zyskała tylko jedna - proces Siemensa. Cała istota metody polega na tym, że silan jest wstępnie redukowany i wytrąca się wolny krzem. Odbywa się to poprzez interakcję ze specjalną mieszaniną zawierającą pierwiastki wodoru i silanu w reżimie temperatur od 600 do 1350 stopni Celsjusza.

Tak działa proces produkcji ogniw słonecznych.

Jak zrobić panel słoneczny w domu?

Wiele osób zakłada, że samodzielne ogniwa słoneczne są dość trudne w montażu, a nawet prawie niemożliwe. W rzeczywistości wszystko jest inne. Zajmie to dużo wysiłku, ale sam proces nie jest trudny, jak się początkowo wydaje. Główną trudnością, jaką możesz napotkać w trakcie pracy, jest pobranie ogniwa słonecznego własnymi rękami. Jeśli uda Ci się samodzielnie stworzyć taki mechanizm, możesz pomyśleć nie tylko o odmowie płacenia za media, ale także o realizacji własnego biznesu. W chwili obecnej panele słoneczne mają duże znaczenie dla sprzedaży odtwarzanej przez nie energii. Co najważniejsze, płatność dokonywana jest w jednej z najbardziej stabilnych walut – euro. Czy produkcja ogniw słonecznych nie jest warta uwagi?

Aby pracować z fotokomórkami, musisz miećumiejętności i doświadczenie w tym zakresie. Przede wszystkim dotyczy to lutowania, a także szacunku dla wszystkich elementów. Aby pracować, musisz mieć dobre narzędzie do lutowania, które nadaje się do delikatnej pracy. Samodzielne tworzenie monokryształów i polikryształów nie zadziała. W tym celu możesz użyć gotowych półfabrykatów.

Fotokomórki

Pierwszym krokiem w pracy jest wybór niezbędnych fotokomórek. Do zasilania bateryjnego można użyć krzemu z poli- i monoogniwami. Najważniejszą rzeczą jest uwzględnienie poziomu wydajności i niuansów podczas pracy. Na przykład w monoogniwach wydajność jest wyższa, ale w poliogniwach przy pochmurnej pogodzie tracona jest znaczna ilość energii.

Wszystkie komórki są podzielone na klasy. W sumie jest ich czterech. Klasa A ma najlepszą jakość bez wad. Ta klasa znajduje zastosowanie w pracy solidnych i dużych organizacji, firm. Wydajność jest wysoka, ale koszt będzie odpowiedni.

Kiedy akumulator jest produkowany samodzielnie, można wybrać klasę B. Wydajność jest niższa niż w przypadku poprzednich ogniw, a koszt znacznie się różni. Niektóre organizacje stosują tę klasę podczas produkcji akumulatorów na sprzedaż, co wyjaśnia niską wydajność.

Niektórzy kupują wszystko, czego potrzebują w sklepach internetowych. Jeśli pójdziesz do specjalistycznego sklepu, możesz kupić wszystkie komponenty na raz. Wtedy nie będziesz musiał czekać na dostawę.

Zestawy

Aby zebrać ogniwo słoneczne, same ogniwa nie wystarczą, ponieważ muszą jakośpołączyć ze sobą zgodnie ze schematem. Będzie to wymagało użycia przewodników i dodatkowych materiałów. Dlatego niektórzy producenci oferują gotowy zestaw do zakupu, w którym znajduje się już cały materiał, który będzie potrzebny podczas pracy.

Ten zestaw może zawierać do 72 elementów, przewodników, opon, diod do obwodu, a także ołówka, który zawiera specjalny kwas do lutowania.

Niektóre zestawy mogą zawierać gotowe fotokomórki, do których przylutowane są przewody. Aby zebrać, wystarczy zebrać wszystko zgodnie ze schematem i podłączyć. Ta opcja jest najbardziej optymalna, gdy ogniwa słoneczne do montażu paneli słonecznych są podłączane ręcznie. Materiał jest bardzo mały i delikatny, co powoduje szereg problemów w procesie.

Lutowanie

W przypadku, gdy wszystkie materiały - elementy i przewodniki - zostały zakupione osobno, cały proces lutowania ogniw słonecznych będzie wyglądał następująco:

1. Przewody są przycinane do żądanej długości. Najlepiej wykonać tę pracę zgodnie z szablonem.
2. Przewody są starannie umieszczone na fotokomórce.
3. Kwas i lut są nakładane na miejsce lutowania. Aby uniknąć przemieszczenia, możesz położyć ciężki przedmiot na jednym końcu.
4. Przewód należy lutować ostrożnie. Ponieważ komórki są dość delikatne, nie zaleca się działania na nie siłą.

Ta praca jest bardzo żmudna, nie jest faktem, że za pierwszym razem wszystko się ułoży, może być konieczne powtórzenie całego procesu kilka razy. Jeśli przestudiujesz zasady, zrozumieszże osadzanie srebrnych przewodników jest zaprojektowane na trzy cykle lutowania. Zdarzają się przypadki, gdy lut jest wstępnie nakładany na przewodniki, przed czym producent natychmiast ostrzega. Ale najlepiej zastosować go dodatkowo. Podczas pracy zabrania się układania ogniw słonecznych jeden na drugim, ponieważ mogą one ulec uszkodzeniu pod wpływem wysokiego ciśnienia.

Uszczelnianie

Ostatnim etapem prac jest uszczelnienie wszystkich elementów. Ale zanim to zrobisz, musisz zwrócić uwagę na niezawodność lutowania. W tym celu używany jest multimetr. Kontrolę można przeprowadzić po zakończeniu wszystkich prac lub w trakcie całego procesu, po lutowaniu każdego elementu z osobna.

Uszczelniacz silikonowy jest często używany w procesie uszczelniania. Przede wszystkim nakłada się go na połączenia elementów, a następnie na całą powierzchnię płyty. Do takiej pracy można użyć pędzla, ale trzeba go używać tylko do stawów, ponieważ można łatwo przenieść komórki z ich miejsca. Gdy wszystko wyschnie, możesz zamknąć pokrywę.

Wybieranie baterii w domu

W tej chwili można znaleźć baterie z dwoma rodzajami ogniw słonecznych: monokrystaliczne, polikrystaliczne.

Każdy typ ma swoje wady i zalety, o których musisz wiedzieć przed dokonaniem zakupu.

Możliwości rynkowe i produkcyjne nie stoją w miejscu, w procesie produkcyjnym pojawiają się regularnie nowe produkty, w których wykorzystywane są różne technologie. Przed dokonaniem wyboru warto zwrócić uwagę na cechyogniwa słoneczne: na poziomie wydajności, na obecności baterii, która jest w stanie gromadzić energię w ciągu dnia i wytwarzać ją w nocy. Wszystkie te dane są z góry podane przez producenta, można je znaleźć w specjalistycznym sklepie. Najlepiej najpierw poszukać informacji w Internecie lub porozmawiać ze specjalistami, która opcja byłaby najlepsza.