Vrste sončnih celic in njihove značilnosti

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Sončne baterije začenjajo pridobivati priljubljenost med prebivalstvom. Nameščeni so na strehah hiš, vozil. Nekatere so bile celo prilagojene za elektroniko, v zapestnih urah. Trenutno so postali popolna alternativa električni energiji ali delujejo kot dodatek.

Kako delujejo?

Sončni moduli so najpomembnejši element fotovoltaičnega sistema. So plošča, ki vključuje sončne celice iz silicija.

Za pridobivanje električne energije se vse te komponente sestavijo v bloke, ki jih nato prekrijemo z laminirano folijo - to je potrebno za tesnjenje. Po tem je vse postavljeno v okvir. Naprava je precej preprosta, vendar jo bo težko sestaviti doma. Fotovoltaično celico je nemogoče sestaviti sam, česar ne moremo reči za ploščo.

Ogledi

Sončne baterije so razdeljene na več vrst. Razlikujemo jih tri:

• Monokristalna. V procesu njegove izdelave se uporablja material v obliki čistega silicija. Ta osnova vam omogoča večjo učinkovitost pri delu. Učinkovitost se v tem primeru giblje od 15 do 20%.
• Amorfni silicij. V času proizvodnje se uporablja sistem - faza izhlapevanja. Silicij je prekrit z zaščitno plastjo. Številne prednosti silicijevih sončnih celic vključujejo sprejemljive stroške, ki jih dobimo zaradi preproste tehnologije, ki se uporablja pri proizvodnji. Takšni sistemi imajo veliko površino. Učinkovitost se giblje od 5% do 8%.
• polikristalni. Ta sončna celica je izdelana na osnovi amorfnega silicija. Med proizvodnim postopkom se ne raztegne. Ima nizke stroške. Uporablja se lahko ne samo v vsakdanjem življenju, ampak tudi v industriji. Učinkovitost je med 10 in 14%.

Prednosti in slabosti sončnih kolektorjev

Sončni paneli so sestavljeni iz fotovoltaičnih celic, ki med delovanjem pretvarjajo sončno energijo v električno.

Nekatere ugodnosti vključujejo naslednje točke:

1. Celotna zasnova baterije je precej preprosta, v njej ni gibljivih delov. Delo poteka stabilno in brez prekinitev, stopnja zanesljivosti je visoka.
2. Inštalacijska dela niso težka. Ni potrebno drago vzdrževanje sistema.
3. Energija iz sonca se takoj pretvori v elektriko, dodatni čas ni potreben.
4. Energija se ustvarja ves dan, dokler je prisotno sonce. V nekaterih primerih je možno prejemati elektriko v oblačnih časih, vendar se bo učinkovitost dela zmanjšala.
5. Življenjska doba je dolga, ne meri se v letih, ampak v desetinah let.
6. Proizvodni proces uporablja okolju prijazne materiale, kar velja za zelo pomembno v današnji družbi, kjer je okolje težko okolje.

Kljub vsem prednostim so pri delu lahko tudi negativni vidiki:

1. Polprevodniki na osnovi silicija so dragi. Ta material velja za glavni element v celotnem sistemu. Vpliva tako na stroške same plošče kot na stroške prejete energije.
2. Učinkovitost je nizka. Do danes je moč baterije na 1 kvadrat približno 120 vatov. Ta indikator je tako nepomemben, da je prejete električne energije popolnoma nemogoče uporabiti za razsvetljavo v majhni sobi.
3. Pridobivanje električne energije je odvisno od dolžine dnevne svetlobe, vremenskih razmer in letnih časov. Na primer, pozimi se raven prejete energije znatno zmanjša. Razlog za to je oblačno nebo, megla in kratek dan.

Kje ga lahko uporabim?

Te plošče se pogosto uporabljajo ne samo v vsakdanjem življenju, v procesu življenja, ampak tudi v industriji in proizvodnji:

• polnijo gospodinjske baterijeelektrični aparati;
• polnjenje električnega avtomobila v teku;
• uporabljajo se jih za oskrbo z električno energijo celih zgradb;
• v nekaterih primerih je mogoče uporabiti v določenih krajih;
• od njih lahko dobite energijo tudi v vesolju.

Vsa energija, ki nastane v dnevnem času, je shranjena v baterijah, po katerih lahko naprave delujejo tudi v temi.

Kakšen je princip delovanja in naprave?

Sončne celice delujejo po enakem principu kot takrat, ko so bile prvič razvite. To načelo je znano vsem, saj so ga preučevali v šolskem kurikulumu, izvajali fizične poskuse. Tranzistor, ki ni imel zgornjega pokrova, je dovolil, da svetloba vstopi v p in n stičišča.

Po priključitvi voltmetra je bilo vidno, da se je v trenutku, ko so sončni žarki zadeli, sprostila majhna količina energije. Pred tem so znanstveniki izvajali poskuse pri delu, povečali območje za prehode. Posledično so se pojavili sončni paneli.

Zasnova sončnega sistema elementov vsebuje:

• Površina iz prozornega stekla. Nanjo padajo sončni žarki.
• Očala so pritrjena na toge robove plošče. So kovinske plošče, ki hkrati delujejo kot pozitivne elektrode.
• Sončni kemični element. Vrsta silikona p.
• tip silicija št.
• Spodnji substratizdelana iz kovine, ki je zasnovana tako, da deluje kot negativne elektrode.

Vedeti je treba, da energije iz sonca ni mogoče prejeti ves dan. Baterije ne morejo delovati ponoči. Pozimi se dnevna svetloba zmanjša. V takih trenutkih glavna naprava potrebuje dodatek v obliki naprave za shranjevanje energije.

V večini primerov se uporablja električna baterija. Priključen je na ploščo in shranjuje proizvedeno energijo, kar ima za posledico delo v večernih urah.

Raven učinkovitosti je v celoti odvisna od uporabljenega materiala. Na primer, pri uporabi monokristalnega silicija je skoraj 20%, polikristalni silicij zmanjša to številko za 10%. Na raven učinkovitosti lahko vplivajo gladkost površine, temperatura zraka, lega baterij na soncu.

Kakšen je pomen uporabe?

Danes je uporaba okolju prijaznih materialov najbolj pomembna. Električna energija, ki se pridobiva v elektrarnah - jedrskih, vodnih, toplotnih, nenehno postaja dražja. To je posledica drage proizvodnje. V trenutku, ko je solarna baterija uporabljena, se lahko človek upravičeno šteje za neodvisnega, tudi od države, ki ponuja električno energijo za uporabo po napihnjenih stroških.

Če enkrat porabite določeno vsoto denarja, lahko popolnoma pozabite na račune za komunalne storitve, števce, komunalne storitve. V trenutku, ko so te plošče nameščene, se prevaja celotna hiša. To vključuje nesamo svetloba, pa tudi ogrevanje, vodovod - topla voda.

Sunshine je odličen vir električne energije. In kar je najpomembneje, ta vir je brezplačen, okolju prijazen in neizčrpen.

Koraki v proizvodnji elementov na osnovi enega samega kristala

Večina sončnih celic je narejenih iz polikristalnega in monokristalnega silicija. Proizvodni proces zahteva veliko časa, truda in denarja.

Glavni proizvodni koraki za monokristalni silicij so:

1. Proizvodnja silicija. Za pridobitev silicija se uporablja kremenčev pesek, ki vsebuje veliko količino silicijevega dioksida. Tak pesek gre skozi več stopenj čiščenja, kar vam omogoča, da popolnoma odstranite kisik. To je posledica taljenja pri visoki temperaturi s kemikalijami.
2. Pridobivanje kristala. Po čiščenju postane silicij prozoren. Kristali začnejo rasti, da poenostavijo strukturo. Postopek je naslednji: koščke silicija damo v lonček, segrejemo in talimo. V staljeno maso dodamo kristalne vzorce, ki se enakomerno porazdelijo po celotni površini in začnejo rasti po plasteh. Ta postopek traja dolgo časa, rezultat pa je velik, enakomeren kristal.
3. Obdelava. Ta postopek se začne z merjenjem in nadaljnjo obdelavo kristala, da dobi želeno obliko. Ob izstopuiz lončka ima kristal okroglo obliko, kar je neprijetno za nadaljnjo uporabo. Za njegovo uporabo mora biti v obliki kvadrata. Ko je končni material obdelan z jeklenimi nitmi, ga z žico razrežemo na enake plošče. Velikost plošč se giblje od 0,25 do 0,3 centimetra. Po tem so podvrženi čiščenju, preverjanju napak in ravni energije, ki se lahko proizvede.
4. Razvoj fotovoltaične celice. Da bi silicij lahko proizvajal električno energijo, se mu doda bor s fosforjem. Po obdelavi je fosfor prosti elektron tipa n, stran z borom pa teh elektronov ne vsebuje in ima tip p. Tako se pojavi prehod med obema stranema.
5. Postopek sestavljanja. Sprva so plošče povezane v verigo, nato pa - v blok. Ena plošča ima povprečno moč 2 V in 0,6 W napetosti. Moč baterije je v celoti odvisna od števila celic. Nivo napetosti se pridobi iz zaporedja povezav. Vsi elementi in moduli so med seboj povezani vzporedno. Vse celice so prekrite s posebnim filmom, prenesene na stekleno površino in postavljene v pravokoten okvir. Ko je modul pripravljen, se testira. Po popolnem pregledu je pripravljen za uporabo.

Sončne celice se lahko med seboj povežejo vzporedno, zaporedno ali vzporedno zaporedno. Izbira je v celoti odvisna od stopnje napetosti, ki jo potrebujete v procesu.

Proizvodni proces polikristalnega silicija

ProcesProizvodnja modula na osnovi polikristalnega silicija poteka na enak način kot pri monokristalnem siliciju. Razlika je prisotna le v rasti kristalov. Za to obstaja več metod, vendar je trenutno priljubljena le ena - proces Siemens. Celotno bistvo metode je v tem, da se silan na začetku reducira in obori prosti silicij. To se naredi z interakcijo s posebno mešanico, ki vsebuje elemente vodika in silana s temperaturnim režimom od 600 do 1350 stopinj Celzija.

Tako deluje proizvodni proces sončnih celic.

Kako narediti sončno ploščo doma?

Mnogi domnevajo, da je sončne celice, ki jih naredi sam, precej težko sestaviti, celo skoraj nemogoče. Pravzaprav je vse drugače. To bo zahtevalo veliko truda, vendar sam postopek ni težak, kot se zdi na začetku. Glavna težava, s katero se lahko srečate v procesu dela, je zbiranje sončne celice z lastnimi rokami. Če vam uspe ustvariti tak mehanizem sami, potem lahko razmišljate ne le o zavrnitvi plačila javnih služb, temveč tudi o izvajanju lastnega podjetja. Trenutno so sončne celice zelo pomembne za prodajo energije, ki jo reproducirajo. Najpomembneje je, da se plačilo izvede v eni najbolj stabilnih valut – evrih. Ali proizvodnja sončnih celic ni vredna pozornosti?

Za delo s fotocelicami morate imetispretnosti in izkušnje na tem področju. Najprej to zadeva spajkanje, pa tudi spoštovanje vseh elementov. Za delo morate imeti dobro spajkalno orodje, ki je primerno za občutljivo delo. Samostojno ustvarjanje enojnih in polikristalov ne bo delovalo. Za to lahko uporabite že pripravljene praznine.

fotocelice

Prvi korak pri delu je izbira potrebnih fotocelic. Za delovanje na baterije se lahko uporablja silicij s poli- in monoceličnimi celicami. Najpomembneje je pri delu upoštevati raven zmogljivosti in nianse. Na primer, pri monocelicah je učinkovitost višja, pri policelicah pa se v oblačnem vremenu znatno izgubi energija.

Vse celice so razdeljene v razrede. Skupaj jih je štiri. Razred A ima najboljšo kakovost brez napak. Ta razred se uporablja pri delu trdnih in velikih organizacij, podjetij. Zmogljivost je visoka, vendar bodo stroški ustrezni.

Ko je baterija samoproizvodna, se lahko izbere razred B. Učinkovitost je nižja od prejšnjih celic, medtem ko je cena bistveno drugačna. Nekatere organizacije uporabljajo ta razred pri proizvodnji baterij za prodajo, kar pojasnjuje nizko učinkovitost.

Nekateri kupijo vse, kar potrebujejo, prek spletnih trgovin. Če greste v specializirano trgovino, lahko kupite vse komponente naenkrat. Potem vam ne bo treba čakati na dostavo.

Seti

Za zbiranje sončne celice same celice ne bodo dovolj, saj morajo nekakopovežite se med seboj po shemi. To bo zahtevalo uporabo prevodnikov in dodatnih materialov. Zato nekateri proizvajalci ponujajo za nakup že pripravljen komplet, kjer je že prisoten ves material, ki bo potreben pri delu.

Ta komplet lahko vključuje do 72 elementov, prevodnikov, pnevmatik, diod za vezje, pa tudi svinčnik, ki vključuje posebno kislino za spajkanje.

Nekateri kompleti lahko vsebujejo že pripravljene fotocelice, na katere so spajkani vodniki. Za zbiranje bo dovolj samo zbrati vse po shemi in povezati. Ta možnost je najbolj optimalna, če so sončne celice za montažo sončnih kolektorjev priključene ročno. Material je zelo majhen in krhek, kar povzroča številne težave pri procesu.

Spajkanje

V primeru, da so bili vsi materiali - elementi in vodniki - kupljeni ločeno, bo celoten postopek spajkanja sončnih celic izgledal takole:

1. Prevodniki so razrezani na želeno dolžino. Najbolje je, da to delo opravite po predlogi.
2. Prevodniki so lepo nameščeni na fotocelici.
3. Kislina in spajka se naneseta na mesto spajkanja. Da se izognete premikanju, lahko na en konec položite težek predmet.
4. Prevodnik je treba skrbno spajkati. Ker so celice precej krhke, nanje ni priporočljivo delovati na silo.

To delo je zelo mukotrpno, ni dejstvo, da se bo vse izšlo že prvič, morda boste morali celoten postopek večkrat ponoviti. Če preučite pravila, lahko razumeteda je nanos srebrnih vodnikov zasnovan za tri cikle spajkanja. Obstajajo primeri, ko je na vodnike predhodno nanesena spajka, na kar proizvajalec takoj opozori. Najbolje pa je, da ga nanesete dodatno. Med delovanjem je prepovedano zlagati sončne celice eno na drugo, saj se lahko zaradi visokega tlaka poškodujejo.

Zapečatenje

Končna faza dela je tesnjenje vseh elementov. Toda preden nadaljujete s tem, morate biti pozorni na zanesljivost spajkanja. Za to se uporablja multimeter. Preverjanje se lahko izvede po zaključku vseh del ali med celotnim postopkom, po spajkanju vsakega posameznega elementa.

Za tesnjenje se pogosto uporablja silikonska tesnilna masa. Najprej se nanese na spoje elementov, nato pa na celotno površino plošče. Za takšno delo lahko uporabite čopič, vendar ga morate uporabiti samo za sklepe, saj je mogoče celice enostavno premakniti z njihovega mesta. Ko se vse posuši, lahko zaprete pokrov.

Izbira baterije v hiši

Trenutno lahko najdete baterije z dvema vrstama sončnih celic: monokristalne, polikristalne.

Vsaka vrsta ima prednosti in slabosti v delovanju, o katerih morate vedeti vnaprej, preden opravite nakup.

Tržne in proizvodne možnosti ne mirujejo, v proizvodnem procesu se redno pojavljajo novi izdelki, pri katerih se uporabljajo različne tehnologije. Pred izbiro je priporočljivo biti pozoren na značilnostisončne celice: o stopnji učinkovitosti, o prisotnosti baterije, ki je sposobna akumulirati energijo podnevi in jo proizvajati ponoči. Vse te podatke vnaprej zagotovi proizvajalec, najdete jih v specializirani trgovini. Najbolje je, da najprej poiščete informacije na internetu ali se pogovorite s strokovnjaki, katera možnost bi bila najboljša.