Tipuri de celule solare și caracteristicile acestora

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Bateriile solare încep să câștige popularitate în rândul populației. Sunt instalate pe acoperișurile caselor, vehiculelor. Unele dintre ele au fost chiar adaptate pentru electronică, la ceasuri de mână. În acest moment, acestea au devenit o alternativă cu drepturi depline la energia electrică sau acționează ca un supliment.

Cum funcționează?

Modulele solare sunt cel mai important element dintr-un sistem fotovoltaic. Sunt un panou care include celule solare din siliciu.

Pentru a genera energie electrică, toate aceste componente sunt asamblate în blocuri, care sunt apoi acoperite cu o folie laminată - acest lucru este necesar pentru etanșare. După aceea, totul este plasat în cadru. Dispozitivul este destul de simplu, dar va fi problematic să-l asamblați acasă. Este imposibil să asamblați singur o celulă fotovoltaică, ceea ce nu se poate spune despre panou.

Vizualizări

Bateriile solare sunt împărțite în mai multe tipuri. Trei dintre ele pot fi distinse:

• Monocristalin. În procesul de fabricație, se folosește un material sub formă de siliciu pur. Această bază vă permite să obțineți mai multă eficiență din muncă. Eficiența în acest caz variază de la 15 la 20%.
• Siliciu amorf. În momentul producției, se folosește un sistem - faza de evaporare. Siliciul este acoperit cu un strat protector. O serie de avantaje ale celulelor solare cu siliciu includ un cost acceptabil, care se obține datorită tehnologiei simple utilizate în producție. Astfel de sisteme au o suprafață mare. Eficiența variază de la 5% la 8%.
• Policristalin. Această celulă solară este produsă pe bază de siliciu amorf. Nu este întins în timpul procesului de fabricație. Are un cost redus. Poate fi folosit nu numai în viața de zi cu zi, ci și în industrie. Eficiența este între 10 și 14%.

Pro și dezavantaje ale panourilor solare

Panourile solare sunt formate din celule fotovoltaice care convertesc energia de la soare în electricitate în timpul funcționării.

Unele dintre beneficii includ următoarele puncte:

1. Întregul design al bateriei este destul de simplu, nu există părți mobile în ea. Lucrările se desfășoară în mod stabil și fără întrerupere, nivelul de fiabilitate este ridicat.
2. Lucrul de instalare nu este dificil. Nu este necesară întreținerea costisitoare a sistemului.
3. Energia de la soare este transformată imediat în electricitate, nu este nevoie de timp suplimentar.
4. Energia este generată pe tot parcursul zilei atâta timp cât soarele este prezent. În unele cazuri, este posibil să primiți energie electrică în perioadele înnorate, dar eficiența muncii va scădea.
5. Durata de viață este lungă, se măsoară nu în ani, ci în zeci de ani.
6. Procesul de producție folosește materiale ecologice, ceea ce este considerat foarte important în societatea actuală, unde există un mediu dificil cu mediul.

În ciuda tuturor avantajelor, pot exista aspecte negative în lucrare:

1. Semiconductorii pe bază de silicon sunt scumpi. Acest material este considerat elementul principal în întregul sistem. Afectează atât costul panoului în sine, cât și costul energiei primite.
2. Eficiența este scăzută. Până în prezent, puterea bateriei pe 1 pătrat este de aproximativ 120 de wați. Acest indicator este atât de nesemnificativ încât este complet imposibil să utilizați electricitatea primită pentru corpuri de iluminat într-o cameră mică.
3. Obținerea energiei electrice depinde de durata orelor de lumină, de condițiile meteorologice și de anotimpuri. De exemplu, iarna, nivelul de energie primit este redus semnificativ. Acest lucru se datorează cerului înnorat, a ceții și a orelor scurte de lumină.

Unde îl pot folosi?

Aceste panouri sunt utilizate pe scară largă nu numai în viața de zi cu zi, în procesul vieții, ci și în industrie și producție:

• încarcă bateriile de uz casnicaparate electrice;
• încărcare mașină electrică în curs;
• pot fi folosite pentru a furniza energie electrică la clădiri întregi;
• în unele cazuri este posibil să fie folosit în anumite localități;
• poți obține energie de la ei chiar și în spațiu.

Toată energia care este generată în timpul zilei este stocată în baterii, după care dispozitivele pot funcționa chiar și pe întuneric.

Care este principiul de funcționare și dispozitiv?

Celulele solare funcționează pe același principiu ca atunci când au fost dezvoltate pentru prima dată. Acest principiu este familiar tuturor, deoarece a fost studiat în programa școlară, efectuând experimente fizice. Tranzistorul, care nu avea capac superior, permitea luminii să pătrundă în joncțiunile p și n.

După ce voltmetrul a fost conectat, s-a putut observa că o cantitate mică de energie a fost eliberată în momentul în care razele soarelui lovesc. Anterior, oamenii de știință au efectuat experimente la locul de muncă, au crescut zona pentru tranziții. Ca urmare, au apărut panourile solare.

Designul sistemului solar de elemente conține:

• Suprafață din sticlă transparentă. Pe ea cad razele soarelui.
• Ochelarii sunt atașați de marginile rigide ale panoului. Sunt plăci din metal, acționând simultan ca electrozi pozitivi.
• Element chimic solar. Tip silicon p.
• Tip de silicon n.
• Sustratul de josrealizat din metal, care este proiectat să acționeze ca electrozi negativi.

Merită să știți că energia de la soare nu poate fi primită pe tot parcursul zilei. Bateriile nu sunt capabile să funcționeze noaptea. Iarna, orele de lumină sunt reduse. În astfel de momente, dispozitivul principal are nevoie de un plus sub forma unui dispozitiv de stocare a energiei.

În majoritatea cazurilor, se folosește o baterie electrică. Este conectat la panou și stochează energia generată, rezultând muncă seara.

Nivelul de eficiență depinde în întregime de materialul folosit. De exemplu, atunci când se utilizează siliciu monocristalin, este de aproape 20%, siliciul policristalin reduce această cifră cu 10%. Nivelul de eficiență poate fi afectat de netezimea suprafeței, de temperatura aerului, de amplasarea bateriilor la soare.

Care este relevanța utilizării?

Astăzi, utilizarea materialelor ecologice este cea mai relevantă. Electricitatea, care se obține la centralele electrice - nucleare, apă, termice, devine în mod constant mai scumpă. Acest lucru se datorează producției scumpe. În momentul în care o baterie solară este folosită, o persoană se poate considera independentă, chiar și față de un stat care oferă energie electrică pentru utilizare la un cost umflat.

Dacă cheltuiți o anumită sumă de bani o dată, puteți uita complet de facturile de utilități, contoare, utilități. În momentul în care sunt montate aceste panouri, întreaga casă este în curs de traducere. Aceasta include nudoar lumina, dar si incalzire, instalatii sanitare - apa calda.

Soarele este o sursă excelentă de electricitate. Și, cel mai important, această sursă este gratuită, ecologică și inepuizabilă.

Pași în producția de elemente bazate pe un singur cristal

Majoritatea celulelor solare sunt fabricate din siliciu policristalin și monocristalin. Procesul de producție necesită mult timp, efort și bani.

Principalii pași de producție pentru siliciul monocristalin sunt:

1. Producție de silicon. Pentru a obține siliciu se folosește nisip de cuarț, care conține o cantitate mare de dioxid de siliciu. Un astfel de nisip trece prin mai multe etape de purificare, ceea ce vă permite să eliminați complet oxigenul. Acest lucru se datorează topirii la temperatură ridicată folosind substanțe chimice.
2. Obținerea cristalului. După curățare, siliciul devine transparent. Cristalele încep să crească pentru a simplifica structura. Procesul este următorul: bucățile de siliciu sunt plasate într-un creuzet, încălzite și supuse topirii. La masa topită se adaugă mostre de cristal, care sunt distribuite uniform pe întreaga suprafață și încep să crească în straturi. Acest proces durează mult timp, rezultând un cristal mare și uniform.
3. Procesare. Acest proces începe cu măsurarea și prelucrarea ulterioară a cristalului pentru a da forma dorită. La iesiredin creuzet, cristalul are o formă rotundă, ceea ce este incomod pentru utilizare ulterioară. Pentru a-l folosi, trebuie să fie în formă de pătrat. După ce materialul finit a fost prelucrat cu fire de oțel, acesta este tăiat în plăci identice folosind un fir. Dimensiunea plăcilor variază de la 0,25 la 0,3 centimetri. După aceea, sunt supuse curățării, verificării defecțiunilor și a nivelului de energie care poate fi generată.
4. Dezvoltare celule fotovoltaice. Pentru ca siliciul să poată genera energie electrică, i se adaugă bor cu fosfor. După procesare, fosforul este un electron liber de tip n, iar partea cu bor nu conține acești electroni și are tipul p. Astfel, apare o tranziție între cele două părți.
5. Proces de asamblare. Inițial, plăcile sunt conectate într-un lanț și apoi - într-un bloc. O placă are o putere medie de 2 V și 0,6 W de tensiune. Puterea bateriei depinde în întregime de numărul de celule. Nivelul de tensiune se obține din secvența de conectare. Toate elementele și modulele sunt conectate în paralel între ele. Toate celulele sunt acoperite cu o peliculă specială, transferate pe suprafața de sticlă și plasate într-un cadru dreptunghiular. După ce modulul este gata, este testat. După o verificare completă, este gata de utilizare.

Panourile solare pot fi conectate între ele în paralel, în serie sau în paralel în serie. Alegerea depinde în întregime de nivelul de tensiune pe care trebuie să îl obțineți în proces.

Proces de producere a siliciului policristalin

ProcesProducția unui modul pe bază de siliciu policristalin se realizează în același mod ca și cu siliciul monocristalin. Diferența este prezentă doar în creșterea cristalelor. Există mai multe metode pentru aceasta, dar în prezent doar una a câștigat popularitate - procesul Siemens. Întreaga esență a metodei constă în faptul că inițial silanul este redus și se precipită siliciul liber. Acest lucru se realizează prin interacțiunea cu un amestec special care conține elemente de hidrogen și silan folosind un regim de temperatură cuprins între 600 și 1350 de grade Celsius.

Așa funcționează procesul de fabricație al celulelor solare.

Cum să faci un panou solar acasă?

Mulți tind să presupună că celulele solare de bricolaj sunt destul de greu de asamblat, chiar aproape imposibil. De fapt, totul este diferit. Va fi nevoie de mult efort, dar procesul în sine nu este dificil, așa cum pare inițial. Principala dificultate pe care o puteți întâmpina în procesul de lucru este colectarea unei celule solare cu propriile mâini. Dacă reușiți să creați singur un astfel de mecanism, atunci vă puteți gândi nu numai la refuzul de a plăti pentru utilități, ci și pentru implementarea propriei afaceri. În acest moment, panourile solare sunt foarte relevante pentru vânzarea energiei reproduse de acestea. Cel mai important, plata se face într-una dintre cele mai stabile valute - euro. Producția de celule solare nu merită atenție?

Pentru a lucra cu fotocelule, trebuie să avețiabilități și experiență în acest domeniu. În primul rând, aceasta se referă la lipire, precum și la respectul pentru toate elementele. Pentru a lucra, trebuie să aveți un instrument de lipit bun, potrivit pentru lucrări delicate. Nu va funcționa să creați singur și policristale pe cont propriu. Pentru aceasta, puteți folosi spații gata făcute.

fotocelule

Primul pas în lucru este selectarea fotocelulelor necesare. Pentru funcționarea cu baterie, se poate folosi siliciu cu poli și monocelule. Cel mai important lucru este să ții cont de nivelul de performanță și de nuanță atunci când lucrezi. De exemplu, în monocelule, eficiența este mai mare, dar în policelule, energie semnificativă se pierde pe vreme înnorată.

Toate celulele sunt împărțite în clase. Sunt patru în total. Gradul A are cea mai bună calitate, fără defecte. Această clasă este utilizată în munca organizațiilor solide și mari, companiilor. Performanța este ridicată, dar costul va fi adecvat.

Când bateria este autoprodusă, se poate selecta clasa B. Eficiența este mai mică decât celulele anterioare, în timp ce costul este semnificativ diferit. Unele organizații folosesc această clasă atunci când produc baterii pentru vânzare, ceea ce explică eficiența scăzută.

Unii oameni cumpără tot ce au nevoie prin magazinele online. Dacă mergi la un magazin specializat, poți cumpăra toate componentele deodată. Atunci nu va trebui să așteptați livrarea.

Seturi

Pentru a colecta o celulă solară, celulele singure nu vor fi suficiente, deoarece trebuie cumvaconectați unul cu altul conform schemei. Acest lucru va necesita utilizarea de conductori și materiale suplimentare. De aceea, unii producători oferă spre cumpărare un kit gata făcut, în care tot materialul de care va fi nevoie la lucru este deja prezent.

Acest set poate include până la 72 de elemente, conductori, anvelope, diode pentru circuit, precum și un creion, care include un acid special pentru lipire.

Unele truse pot conține fotocelule gata făcute la care conductoarele sunt lipite. Pentru a colecta, va fi suficient doar să colectați totul conform schemei și să vă conectați. Această opțiune este cea mai optimă atunci când celulele solare pentru asamblarea panourilor solare sunt conectate manual. Materialul este foarte mic și fragil, ceea ce provoacă o serie de probleme în proces.

Solding

În cazul în care toate materialele - elemente și conductori - au fost achiziționate separat, atunci întregul proces de lipire a celulelor solare va arăta astfel:

1. Conductorii sunt tăiați la lungimea dorită. Cel mai bine este să faceți această lucrare conform șablonului.
2. Conductorii sunt așezați ordonat pe fotocelula.
3. Acidul și lipirea sunt aplicate la locul de lipit. Pentru a evita deplasarea, puteți pune un obiect greu la un capăt.
4. Conductorul trebuie lipit cu grijă. Deoarece celulele sunt destul de fragile, nu este recomandat să acționați cu forța asupra lor.

Această lucrare este foarte minuțioasă, nu este un fapt că totul va funcționa corect de prima dată, poate fi necesar să repetați întregul proces de mai multe ori. Dacă studiezi regulile, poți înțelegecă depunerea conductoarelor de argint este proiectată pentru trei cicluri de lipire. Există cazuri în care lipirea este pre-aplicată pe conductori, despre care producătorul avertizează imediat. Dar cel mai bine este să-l aplicați suplimentar. În timpul funcționării, este interzisă stivuirea celulelor solare una peste alta, deoarece acestea pot fi deteriorate din cauza presiunii ridicate.

Sigilare

Etapa finală a lucrării este etanșarea tuturor elementelor. Dar înainte de a continua cu aceasta, trebuie să acordați atenție fiabilității lipirii. Pentru aceasta, se folosește un multimetru. Verificarea poate fi efectuată după finalizarea tuturor lucrărilor sau pe parcursul întregului proces, după lipirea fiecărui element individual.

Sigilantul de silicon este adesea folosit pentru procesul de etanșare. În primul rând, se aplică pe îmbinările elementelor, iar apoi pe întreaga suprafață a panoului. Pentru o astfel de muncă, puteți folosi o perie, dar trebuie să o utilizați numai pentru articulații, deoarece este posibil să mutați cu ușurință celulele de la locul lor. După ce totul este uscat, puteți închide capacul.

Selectarea unei baterii în casă

În acest moment, puteți găsi baterii cu două tipuri de celule solare: monocristaline, policristaline.

Fiecare tip are avantaje și dezavantaje în funcțiune, despre care trebuie să știți în prealabil, înainte de a face o achiziție.

Oportunitățile de piață și de producție nu stau pe loc, în procesul de fabricație apar în mod regulat produse noi ale cărora sunt folosite diverse tehnologii. Înainte de a face o alegere, se recomandă să acordați atenție caracteristicilorcelule solare: pe nivelul de eficienta, pe prezenta unei baterii care este capabila sa acumuleze energie in timpul zilei si sa o produca noaptea. Toate aceste date sunt furnizate în prealabil de către producător, ele pot fi găsite într-un magazin specializat. Cel mai bine este să găsiți mai întâi informații pe internet sau să discutați cu specialiști care opțiune ar fi cea mai bună.