Vrste solarnih ćelija i njihove karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Solarne baterije počinju stjecati popularnost među stanovništvom. Postavljaju se na krovove kuća, vozila. Neki od njih čak su prilagođeni za elektroniku, u ručnim satovima. Trenutno su postali punopravna alternativa električnoj energiji ili djeluju kao dodatak.

Kako rade?

Solarni moduli najvažniji su element u fotonaponskom sustavu. Oni su panel koji uključuje solarne ćelije napravljene od silicija.

Da bi se proizvela električna energija, sve ove komponente se sastavljaju u blokove, koji se zatim prekrivaju laminiranim filmom - to je neophodno za brtvljenje. Nakon toga se sve stavlja u okvir. Uređaj je prilično jednostavan, ali će ga biti problematično sastaviti kod kuće. Fotonaponsku ćeliju je nemoguće sami sastaviti, što se ne može reći za ploču.

Pregledi

Solarne baterije podijeljene su u nekoliko tipova. Mogu se razlikovati tri od njih:

• Monokristalna. U procesu njegove proizvodnje koristi se materijal u obliku čistog silicija. Ova osnova vam omogućuje da dobijete veću učinkovitost od posla. Učinkovitost u ovom slučaju varira od 15 do 20%.
• Amorfni silicij. U trenutku proizvodnje koristi se sustav – faza isparavanja. Silicij je prekriven zaštitnim slojem. Brojne prednosti silicijevih solarnih ćelija uključuju prihvatljivu cijenu, koja se postiže zahvaljujući jednostavnoj tehnologiji koja se koristi u proizvodnji. Takvi sustavi imaju veliku površinu. Učinkovitost varira od 5% do 8%.
• Polikristalni. Ova solarna ćelija se proizvodi na bazi amorfnog silicija. Ne rasteže se tijekom procesa proizvodnje. Ima nisku cijenu. Može se koristiti ne samo u svakodnevnom životu, već iu industriji. Učinkovitost je između 10 i 14%.

Prednosti i nedostaci solarnih panela

Solarni paneli se sastoje od fotonaponskih ćelija koje pretvaraju energiju sunca u električnu tijekom rada.

Neke od pogodnosti uključuju sljedeće točke:

1. Cijeli dizajn baterije je prilično jednostavan, u njoj nema pokretnih dijelova. Rad se odvija stabilno i bez prekida, razina pouzdanosti je visoka.
2. Instalacijski radovi nisu teški. Nije potrebno skupo održavanje sustava.
3. Energija sunca se odmah pretvara u električnu energiju, nije potrebno dodatno vrijeme.
4. Energija se stvara tijekom dana sve dok je sunce prisutno. U nekim slučajevima moguće je dobiti struju tijekom oblačnih vremena, ali će se učinkovitost rada smanjiti.
5. Vek trajanja je dug, ne mjeri se godinama, već desecima godina.
6. Proizvodni proces koristi ekološki prihvatljive materijale, što se smatra vrlo važnim u današnjem društvu, u kojem postoji teško okruženje s okolišem.

Unatoč svim prednostima, u radu može biti negativnih aspekata:

1. Poluvodiči na bazi silicija su skupi. Ovaj materijal se smatra glavnim elementom u cijelom sustavu. To utječe i na cijenu same ploče i na cijenu primljene energije.
2. Učinkovitost je niska. Do danas je snaga baterije po 1 kvadratu približno 120 vata. Ovaj pokazatelj je toliko beznačajan da je potpuno nemoguće iskoristiti primljenu električnu energiju za rasvjetna tijela u maloj prostoriji.
3. Dobivanje struje ovisi o duljini dnevnog svjetla, vremenskim uvjetima i godišnjim dobima. Na primjer, zimi se razina primljene energije značajno smanjuje. To je zbog oblačnog neba, magle i kratkog dnevnog vremena.

Gdje ga mogu koristiti?

Ovi paneli se široko koriste ne samo u svakodnevnom životu, u procesu života, već iu industriji i proizvodnji:

• pune baterije za kućanstvoelektrični uređaji;
• punjenje električnog automobila u tijeku;
• mogu se koristiti za opskrbu strujom cijelim zgradama;
• u nekim slučajevima moguće je koristiti u određenim mjestima;
• od njih možete dobiti energiju čak iu svemiru.

Sva energija koja se generira tijekom dnevnog svjetla pohranjuje se u baterije, nakon čega uređaji mogu raditi i u mraku.

Koji je princip rada i uređaja?

Solarne ćelije rade na istom principu kao i kada su prvi put razvijene. Ovaj princip je svima poznat, jer se proučavao u školskom kurikulumu, provodeći fizičke eksperimente. Tranzistor, koji nije imao gornji poklopac, omogućio je svjetlosti da uđe u p i n spojeve.

Nakon spajanja voltmetra, moglo se vidjeti da se mala količina energije oslobađa u trenutku kada su sunčeve zrake udarile. Prethodno su znanstvenici provodili eksperimente na poslu, povećavali područje za prijelaze. Kao rezultat, pojavili su se solarni paneli.

Dizajn elemenata Sunčevog sustava sadrži:

• Površina od prozirnog stakla. Na nju padaju zrake sunca.
• Naočale su pričvršćene na krute rubove ploče. To su ploče napravljene od metala, dok istovremeno djeluju kao pozitivne elektrode.
• Solarni kemijski element. Vrsta silicija p.
• Tip silicija br.
• Donja podlogaizrađen od metala koji je dizajniran da djeluje kao negativne elektrode.

Vrijedi znati da se energija sunca ne može primiti tijekom cijelog dana. Baterije ne mogu raditi noću. Zimi se dnevno svjetlo smanjuje. U takvim trenucima glavnom uređaju je potreban dodatak u obliku uređaja za pohranu energije.

U većini slučajeva koristi se električna baterija. Spojen je na ploču i pohranjuje generiranu energiju, što rezultira radom u večernjim satima.

Razina učinkovitosti u potpunosti ovisi o korištenom materijalu. Na primjer, kada se koristi monokristalni silicij, to je gotovo 20%, polikristalni silicij smanjuje ovu brojku za 10%. Na razinu učinkovitosti mogu utjecati glatkoća površine, temperatura zraka, položaj baterija prema suncu.

Koja je relevantnost upotrebe?

Danas je korištenje ekološki prihvatljivih materijala najrelevantnije. Struja, koja se dobiva u elektranama - nuklearna, vodena, toplinska, stalno postaje sve skuplja. To je zbog skupe proizvodnje. U trenutku kada se koristi solarna baterija, osoba se s pravom može smatrati neovisnom, čak i od države koja nudi električnu energiju za korištenje po napuhanoj cijeni.

Ako jednom potrošite određenu svotu novca, možete potpuno zaboraviti na račune za režije, brojila, režije. U trenutku kada se postavljaju ove ploče, cijela kuća se prevodi. Ovo uključuje nesamo svjetlo, ali i grijanje, vodovod - topla voda.

Sunčanica je izvrstan izvor električne energije. I što je najvažnije, ovaj izvor je besplatan, ekološki prihvatljiv i neiscrpan.

Koraci u proizvodnji elemenata na bazi jednog kristala

Većina solarnih ćelija izrađena je od polikristalnog i monokristalnog silicija. Proces proizvodnje zahtijeva puno vremena, truda i novca.

Glavni proizvodni koraci za monokristalni silicij su:

1. Proizvodnja silicija. Za dobivanje silicija koristi se kvarcni pijesak koji sadrži veliku količinu silicijevog dioksida. Takav pijesak prolazi kroz nekoliko faza pročišćavanja, što vam omogućuje potpuno uklanjanje kisika. To je zbog topljenja na visokoj temperaturi upotrebom kemikalija.
2. Dobivanje kristala. Nakon čišćenja, silicij postaje proziran. Kristali počinju rasti kako bi pojednostavili strukturu. Postupak je sljedeći: komadići silicija se stavljaju u lončić, zagrijavaju i podvrgavaju topljenju. U rastaljenu masu dodaju se kristalni uzorci koji se ravnomjerno raspoređuju po cijeloj površini i počinju rasti u slojevima. Ovaj proces traje dugo, što rezultira velikim, ujednačenim kristalom.
3. Obrada. Ovaj proces započinje mjerenjem i daljnjom obradom kristala kako bi se dobio željeni oblik. Prilikom izlaskaiz lončića kristal ima okrugli oblik, što je nezgodno za daljnju upotrebu. Da biste ga koristili, mora biti u obliku kvadrata. Nakon što je gotov materijal obrađen čeličnim nitima, žicom se reže na identične ploče. Veličina ploča varira od 0,25 do 0,3 centimetra. Nakon toga podliježu čišćenju, provjeri nedostataka i razine energije koja se može proizvesti.
4. Razvoj fotonaponskih ćelija. Kako bi silicij mogao generirati električnu energiju, dodaje mu se bor s fosforom. Nakon obrade, fosfor je slobodni elektron tipa n, a strana s borom ne sadrži te elektrone i ima tip p. Tako se pojavljuje prijelaz između dvije strane.
5. Proces montaže. U početku su ploče povezane u lanac, a zatim - u blok. Jedna ploča ima prosječnu snagu od 2 V i 0,6 W napona. Snaga baterije u potpunosti ovisi o broju ćelija. Razina napona dobiva se iz slijeda spajanja. Svi elementi i moduli povezani su međusobno paralelno. Sve stanice su prekrivene posebnim filmom, prebačene na staklenu površinu i postavljene u pravokutni okvir. Nakon što je modul spreman, testira se. Nakon potpune provjere, spreman je za upotrebu.

Solarni paneli mogu se međusobno spojiti paralelno, serijski ili paralelno u seriji. Izbor u potpunosti ovisi o tome koju razinu napona trebate postići u procesu.

Proces proizvodnje polikristalnog silicija

ProcesProizvodnja modula na bazi polikristalnog silicija provodi se na isti način kao i kod monokristalnog silicija. Razlika je prisutna samo u rastu kristala. Postoji nekoliko metoda za to, ali trenutno je samo jedna postala popularna - Siemensov proces. Cijela bit metode leži u činjenici da se silan u početku reducira i taloži slobodni silicij. To se postiže interakcijom s posebnom mješavinom koja sadrži elemente vodika i silana koristeći temperaturni režim u rasponu od 600 do 1350 stupnjeva Celzija.

Ovako funkcionira proces proizvodnje solarnih ćelija.

Kako napraviti solarnu ploču kod kuće?

Mnogi su skloni pretpostaviti da je "uradi sam" solarne ćelije prilično teško sastaviti, čak gotovo nemoguće. Zapravo, sve je drugačije. Trebat će puno truda, ali sam proces nije težak, kao što se u početku čini. Glavna poteškoća s kojom se možete susresti u procesu rada je prikupljanje solarne ćelije vlastitim rukama. Ako uspijete sami stvoriti takav mehanizam, tada možete razmišljati ne samo o odbijanju plaćanja komunalnih usluga, već i o provedbi vlastitog posla. Trenutno su solarni paneli vrlo relevantni za prodaju energije koju oni reproduciraju. Ono što je najvažnije, plaćanje se vrši u jednoj od najstabilnijih valuta - euru. Zar proizvodnja solarnih ćelija nije vrijedna pažnje?

Za rad s fotoćelijama morate imativještine i iskustvo u ovom području. Prije svega, to se tiče lemljenja, kao i poštivanja svih elemenata. Za rad morate imati dobar alat za lemljenje koji je prikladan za delikatan rad. Samostalno stvaranje monokristala i polikristala neće uspjeti. Za to možete koristiti gotove praznine.

fotoćelije

Prvi korak u radu je odabir potrebnih fotoćelija. Za rad na baterije može se koristiti silicij s poli- i monoćelijama. Najvažnije je uzeti u obzir razinu izvedbe i nijanse pri radu. Na primjer, u monoćelijama, učinkovitost je veća, ali u polićelijama se značajna energija gubi po oblačnom vremenu.

Sve ćelije su podijeljene u klase. Ukupno ih je četiri. Razred A ima najbolju kvalitetu bez nedostataka. Ova klasa se koristi u radu čvrstih i velikih organizacija, tvrtki. Izvedba je visoka, ali cijena će biti primjerena.

Kada je baterija samoproizvedena, može se odabrati klasa B. Učinkovitost je niža od prethodnih ćelija, dok je cijena značajno drugačija. Neke organizacije koriste ovu klasu kada proizvode baterije za prodaju, što objašnjava nisku učinkovitost.

Neki ljudi kupuju sve što im treba putem internetskih trgovina. Ako idete u specijaliziranu trgovinu, možete kupiti sve komponente odjednom. Tada nećete morati čekati na isporuku.

Setovi

Za prikupljanje solarne ćelije, same ćelije neće biti dovoljne, jer moraju nekakospojite jedni s drugima prema shemi. To će zahtijevati korištenje vodiča i dodatnih materijala. Zato neki proizvođači nude gotov komplet za kupnju, gdje je već prisutan sav materijal koji će biti potreban za rad.

Ovaj set može uključivati do 72 elementa, vodiča, gume, diode za strujni krug, kao i olovku, koja uključuje posebnu kiselinu za lemljenje.

Neki kompleti mogu sadržavati gotove fotoćelije na koje su zalemljeni vodiči. Za prikupljanje, bit će dovoljno samo prikupiti sve prema shemi i povezati. Ova opcija je najoptimalnija kada se solarne ćelije za montažu solarnih panela spajaju ručno. Materijal je vrlo malen i krhak, što uzrokuje brojne probleme u procesu.

Lemljenje

U slučaju da su svi materijali - elementi i vodiči - kupljeni zasebno, tada će cijeli proces lemljenja solarnih ćelija izgledati ovako:

1. Vodiči se režu na željenu duljinu. Najbolje je ovaj posao raditi prema predlošku.
2. Dirigenti su uredno postavljeni na fotoćeliju.
3. Kiselina i lem se nanose na mjesto lemljenja. Da biste izbjegli pomicanje, možete staviti težak predmet na jedan kraj.
4. Provodnik treba pažljivo zalemiti. Budući da su stanice prilično krhke, ne preporučuje se na njih djelovati na silu.

Ovaj posao je vrlo mukotrpan, nije činjenica da će sve ispasti kako treba iz prvog puta, možda ćete morati cijeli proces ponoviti nekoliko puta. Ako proučite pravila, možete razumjetida je taloženje srebrnih vodiča predviđeno za tri ciklusa lemljenja. Postoje slučajevi kada se lem prethodno nanese na vodiče, na što proizvođač odmah upozorava. Ali najbolje ga je dodatno primijeniti. Tijekom rada zabranjeno je slagati solarne ćelije jednu na drugu, jer se mogu oštetiti zbog visokog tlaka.

Pečaćenje

Završna faza rada je brtvljenje svih elemenata. Ali prije nego što nastavite s tim, morate obratiti pažnju na pouzdanost lemljenja. Za to se koristi multimetar. Provjera se može izvršiti nakon završetka svih radova ili tijekom cijelog procesa, nakon lemljenja svakog pojedinog elementa.

Silikonsko brtvilo se često koristi za proces brtvljenja. Prije svega, nanosi se na spojeve elemenata, a zatim na cijelu površinu ploče. Za takav rad možete koristiti četku, ali je trebate koristiti samo za zglobove, jer je moguće lako pomaknuti stanice s njihovog mjesta. Nakon što se sve osuši, možete zatvoriti poklopac.

Odabir baterije u kući

Trenutno možete pronaći baterije s dvije vrste solarnih ćelija: monokristalne, polikristalne.

Svaka vrsta ima prednosti i nedostatke u radu, o kojima morate znati unaprijed, prije kupnje.

Tržišne i proizvodne prilike ne miruju, u procesu proizvodnje redovito se pojavljuju novi proizvodi u kojima se koriste različite tehnologije. Prije nego što odaberete, preporuča se obratiti pozornost na karakteristikesolarne ćelije: na razini učinkovitosti, na prisutnosti baterije koja je sposobna akumulirati energiju tijekom dana i proizvoditi je noću. Sve ove podatke unaprijed daje proizvođač, mogu se pronaći u specijaliziranoj trgovini. Najbolje je prvo pronaći informacije na internetu ili razgovarati sa stručnjacima koja bi opcija bila najbolja.