Vrste solarnih ćelija i njihove karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

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

Kako rade?

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

Da bi se proizvela električna energija, sve ove komponente se sklapaju u blokove, koji se zatim prekrivaju laminiranim filmom - to je neophodno za zaptivanje. 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 panel.

Pregledi

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

• Monocrystalline. U procesu njegove proizvodnje koristi se materijal u obliku čistog silicija. Ova osnova vam omogućava da dobijete veću efikasnost od rada. Efikasnost u ovom slučaju varira od 15 do 20%.
• Amorfni silicijum. U trenutku proizvodnje koristi se sistem - faza isparavanja. Silicijum je prekriven zaštitnim slojem. Brojne prednosti silikonskih solarnih ćelija uključuju prihvatljivu cijenu, koja se postiže zahvaljujući jednostavnoj tehnologiji koja se koristi u proizvodnji. Takvi sistemi imaju veliku površinu. Efikasnost varira od 5% do 8%.
• Polycrystalline. Ova solarna ćelija se proizvodi na bazi amorfnog silicijuma. Ne rasteže se tokom procesa proizvodnje. Ima nisku cijenu. Može se koristiti ne samo u svakodnevnom životu, već iu industriji. Efikasnost je između 10 i 14%.

Prednosti i nedostaci solarnih panela

Solarni paneli se sastoje od fotonaponskih ćelija koje pretvaraju energiju sunca u električnu tokom 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, nivo pouzdanosti je visok.
2. Instalacijski radovi nisu teški. Nije potrebno skupo održavanje sistema.
3. Energija iz sunca se odmah pretvara u električnu energiju, nije potrebno dodatno vrijeme.
4. Energija se stvara tokom dana sve dok je sunce prisutno. U nekim slučajevima moguće je dobiti struju u oblačnim vremenima, ali će se efikasnost rada smanjiti.
5. Vek trajanja je dug, ne meri se godinama, već desetinama godina.
6. Proizvodni proces koristi ekološki prihvatljive materijale, što se smatra veoma važnim u današnjem društvu, gdje postoji teško okruženje sa životnom sredinom.

Uprkos svim prednostima, može biti negativnih aspekata u radu:

1. Poluprovodnici na bazi silikona su skupi. Ovaj materijal se smatra glavnim elementom u čitavom sistemu. To utiče i na cijenu samog panela i na cijenu primljene energije.
2. Efikasnost je niska. Do danas je snaga baterije po 1 kvadratu otprilike 120 vati. Ovaj pokazatelj je toliko beznačajan da je potpuno nemoguće iskoristiti primljenu električnu energiju za rasvjetna tijela u maloj prostoriji.
3. Dobivanje struje zavisi od dužine dnevnog vremena, vremenskih uslova i godišnjih doba. Na primjer, zimi se nivo primljene energije značajno smanjuje. To je zbog oblačnog neba, magle i kratkog dnevnog vremena.

Gdje to mogu koristiti?

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

• pune kućne baterijeelektrični uređaji;
• punjenje električnog automobila u toku;
• mogu se koristiti za snabdijevanje električnom energijom cijelih zgrada;
• u nekim slučajevima moguće je koristiti na određenim lokalitetima;
• možete dobiti energiju od njih čak iu svemiru.

Sva energija koja se generiše tokom dana 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 programu, izvodeći fizičke eksperimente. Tranzistor, koji nije imao gornji poklopac, dozvolio je svjetlosti da uđe u p i n spojeve.

Nakon spajanja voltmetra, moglo se vidjeti da se mala količina energije oslobađa u trenutku udara sunčevih zraka. Ranije su naučnici provodili eksperimente na poslu, povećavali područje za prelaze. Kao rezultat, pojavili su se solarni paneli.

Dizajn solarnog sistema elemenata sadrži:

• Površina od prozirnog stakla. Na nju padaju zraci sunca.
• Naočare su pričvršćene za čvrste ivice panela. To su ploče napravljene od metala, dok istovremeno djeluju kao pozitivne elektrode.
• Solarni hemijski element. Tip silikona p.
• Tip silikona br.
• Donja podloganapravljen od metala, koji je dizajniran da djeluje kao negativne elektrode.

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

U većini slučajeva koristi se električna baterija. Spojen je na panel i skladišti proizvedenu energiju, što rezultira radom u večernjim satima.

Nivo efikasnosti u potpunosti zavisi od materijala koji se koristi. Na primjer, kada se koristi monokristalni silicij, to je skoro 20%, polikristalni silicij smanjuje ovu brojku za 10%. Na nivo efikasnosti može uticati glatkoća površine, temperatura vazduha, položaj baterija prema suncu.

Koja je relevantnost upotrebe?

Danas je upotreba ekološki prihvatljivih materijala najrelevantnija. Struja, koja se dobija u elektranama - nuklearnim, vodenim, termalnim, stalno poskupljuje. To je zbog skupe proizvodnje. U trenutku kada se koristi solarna baterija, osoba se s pravom može smatrati nezavisnom, čak i od države koja nudi električnu energiju za korištenje po prenapuhanoj cijeni.

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

Sunčanica je odličan 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 je napravljena od polikristalnog i monokristalnog silicijuma. Proces proizvodnje zahteva puno vremena, truda i novca.

Glavni proizvodni koraci za monokristalni silicijum su:

1. Proizvodnja silikona. Za dobivanje silicija koristi se kvarcni pijesak koji sadrži veliku količinu silicijum dioksida. Takav pijesak prolazi kroz nekoliko faza pročišćavanja, što vam omogućava da potpuno eliminirate kisik. To je zbog topljenja na visokoj temperaturi upotrebom hemikalija.
2. Dobijanje kristala. Nakon čišćenja, silicijum postaje providan. Kristali počinju rasti kako bi pojednostavili strukturu. Proces je sljedeći: komadići silikona se stavljaju u lončić, zagrijavaju i podvrgavaju topljenju. U rastopljenu masu dodaju se uzorci kristala 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 počinje mjerenjem i daljom obradom kristala kako bi se dobio željeni oblik. Prilikom izlaskaiz lončića kristal ima okrugli oblik, što je nezgodno za dalju 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 nivoa energije koja se može proizvesti.
4. Razvoj fotonaponskih ćelija. Da bi silicijum mogao da generiše električnu energiju, dodaje mu se bor sa fosforom. Nakon obrade, fosfor je slobodan elektron tipa n, a strana sa borom ne sadrži ove 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. Nivo napona se dobija iz sekvence povezivanja. Svi elementi i moduli povezani su međusobno paralelno. Sve ćelije su prekrivene posebnim filmom, prebačene na staklenu površinu i postavljene u pravougaoni okvir. Nakon što je modul spreman, testira se. Nakon pune provjere, spreman je za upotrebu.

Solarni paneli mogu biti povezani jedni s drugima paralelno, serijski ili paralelno u seriji. Izbor u potpunosti zavisi od toga koji nivo napona treba da dobijete u procesu.

Proces proizvodnje polikristalnog silicijuma

ProcesProizvodnja modula na bazi polikristalnog silicijuma odvija se na isti način kao i kod monokristalnog silicijuma. Razlika je prisutna samo u rastu kristala. Postoji nekoliko metoda za to, ali trenutno je samo jedan postao popularan - Siemensov proces. Čitava suština metode leži u činjenici da se silan u početku reducira i taloži slobodni silicijum. Ovo se postiže interakcijom sa posebnom mešavinom koja sadrži elemente vodonika i silana koristeći temperaturni režim u rasponu od 600 do 1350 stepeni Celzijusa.

Ovako funkcionira proces proizvodnje solarnih ćelija.

Kako napraviti solarni panel kod kuće?

Mnogi su skloni pretpostaviti da je "uradi sam" solarne ćelije prilično teško sastaviti, čak i gotovo nemoguće. U stvari, sve je drugačije. Biće potrebno mnogo 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, onda možete razmišljati ne samo o odbijanju plaćanja komunalnih usluga, već i o implementaciji vlastitog posla. Trenutno su solarni paneli vrlo relevantni za prodaju energije koju oni reprodukuju. Ono što je najvažnije, plaćanje se vrši u jednoj od najstabilnijih valuta - evru. Zar proizvodnja solarnih ćelija nije vrijedna pažnje?

Da biste radili sa fotoćelijama, morate imativještine i iskustvo u ovoj oblasti. Prije svega, to se tiče lemljenja, kao i poštovanja svih elemenata. Da biste radili, morate imati dobar alat za lemljenje koji je pogodan za delikatan rad. Neće raditi samostalno kreiranje monokristala i polikristala. Za ovo možete koristiti gotove praznine.

Photocells

Prvi korak u radu je odabir potrebnih fotoćelija. Za rad na baterije može se koristiti silicijum sa poli- i monoćelijama. Najvažnije je uzeti u obzir nivo performansi i nijanse pri radu. Na primjer, u monoćelijama, efikasnost je veća, ali u polićelijama, značajna energija se gubi po oblačnom vremenu.

Sve ćelije su podijeljene u klase. Ukupno ih je četiri. Razred A ima najbolji kvalitet bez nedostataka. Ova klasa se koristi u radu čvrstih i velikih organizacija, kompanija. Performanse su visoke, ali će cijena biti primjerena.

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

Neki ljudi kupuju sve što im je potrebno preko online prodavnica. Ako odete 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 nekakopovežite jedni s drugima prema šemi. To će zahtijevati korištenje vodiča i dodatnih materijala. Zbog toga neki proizvođači nude gotov komplet za kupovinu, gdje je već prisutan sav materijal koji će biti potreban za rad.

Ovaj set može uključivati do 72 elementa, provodnika, gume, diode za strujno kolo, kao i olovku, koja uključuje specijalnu kiselinu za lemljenje.

Neki kompleti mogu sadržavati gotove fotoćelije na koje su zalemljeni provodnici. Za prikupljanje će biti 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 mali i krhak, što uzrokuje brojne probleme u procesu.

Lemljenje

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

1. Provodnici se režu na željenu dužinu. Najbolje je ovaj posao raditi prema šablonu.
2. Provodniki 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. Pošto su ćelije prilično krhke, ne preporučuje se na njih djelovati na silu.

Ovaj posao je veoma mukotrpan, nije činjenica da će sve ispasti kako treba iz prvog puta, možda ćete morati da ponovite ceo proces nekoliko puta. Ako proučiš pravila, možeš razumjetida je taloženje srebrnih provodnika 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. Tokom rada zabranjeno je slagati solarne ćelije jednu na drugu, jer se mogu oštetiti zbog visokog pritiska.

Zaptivanje

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

Silikonski zaptivač se često koristi za proces zaptivanja. 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 pomjeriti ćelije s njihovog mjesta. Nakon što se sve osuši, možete zatvoriti poklopac.

Odabir baterije u kući

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

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

Tržišne i proizvodne mogućnosti ne miruju, u procesu proizvodnje se redovno pojavljuju novi proizvodi u kojima se koriste različite tehnologije. Prije nego što odaberete, preporuča se obratiti pažnju na karakteristikesolarne ćelije: na stepen efikasnosti, na prisustvo baterije koja je u stanju da akumulira energiju tokom dana i proizvodi je noću. Sve ove podatke unaprijed daje proizvođač, mogu se naći u specijaliziranoj trgovini. Najbolje je prvo pronaći informacije na internetu ili razgovarati sa stručnjacima koja bi opcija bila najbolja.