Typer solceller og deres egenskaper

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Solbatterier begynner å bli populært blant befolkningen. De er installert på taket av hus, kjøretøy. Noen av dem har til og med blitt tilpasset elektronikk, i armbåndsur. For øyeblikket har de blitt et fullverdig alternativ til elektrisk energi eller fungerer som et supplement.

Hvordan fungerer de?

Solarmoduler er det viktigste elementet i et solcelleanlegg. De er et panel som inkluderer solceller laget av silisium.

For å generere elektrisitet settes alle disse komponentene sammen til blokker, som deretter dekkes med en laminert film - dette er nødvendig for forsegling. Etter det er alt plassert i rammen. Enheten er ganske enkel, men det vil være problematisk å montere den hjemme. Det er umulig å sette sammen en solcellecelle selv, noe som ikke kan sies om panelet.

Visninger

Solbatterier er delt inn i flere typer. Tre av dem kan skilles fra hverandre:

• Monokrystallinsk. I prosessen med fremstillingen brukes et materiale i form av rent silisium. Dette grunnlaget lar deg få mer effektivitet fra arbeidet. Effektiviteten i dette tilfellet varierer fra 15 til 20%.
• Amorft silisium. På produksjonstidspunktet brukes et system - fordampningsfasen. Silisium er dekket med et beskyttende lag. En rekke fordeler med silisiumsolceller inkluderer en akseptabel kostnad, som oppnås på grunn av den enkle teknologien som brukes i produksjonen. Slike systemer er store i areal. Effektiviteten varierer fra 5 % til 8 %.
• Polykrystallinsk. Denne solcellen er produsert på amorf silisiumbasis. Den strekkes ikke under produksjonsprosessen. Har en lav kostnad. Den kan brukes ikke bare i hverdagen, men også i industrien. Effektiviteten er mellom 10 og 14%.

Fordeler og ulemper med solcellepaneler

Solcellepaneler består av solcelleceller som konverterer energi fra solen til elektrisitet under drift.

Noen av fordelene inkluderer følgende punkter:

1. Hele designet på batteriet er ganske enkelt, det er ingen bevegelige deler i det. Arbeidet utføres stabilt og uten avbrudd, pålitelighetsnivået er høyt.
2. Installasjonsarbeid er ikke vanskelig. Ingen kostbart systemvedlikehold kreves.
3. Energi fra solen omdannes umiddelbart til elektrisitet, ingen ekstra tid er nødvendig.
4. Energi genereres gjennom dagen så lenge solen er tilstede. I noen tilfeller er det mulig å motta strøm i overskyet tid, men effektiviteten i arbeidet vil reduseres.
5. Levetiden er lang, den måles ikke i år, men i titalls år.
6. Produksjonsprosessen bruker miljøvennlige materialer, noe som anses som svært viktig i dagens samfunn, hvor det er et vanskelig miljø med miljøet.

Til tross for alle fordelene kan det være negative sider ved arbeidet:

1. Silisiumbaserte halvledere er dyre. Dette materialet regnes som hovedelementet i hele systemet. Det påvirker både kostnaden for selve panelet og kostnaden for den mottatte energien.
2. Effektiviteten er lav. Til dags dato er batteristrømmen per 1 kvadrat omtrent 120 watt. Denne indikatoren er så ubetydelig at det er helt umulig å bruke den mottatte strømmen til lysarmaturer i et lite rom.
3. Å få strøm avhenger av lengden på dagslys, værforhold og årstider. For eksempel, om vinteren, reduseres energinivået betydelig. Dette skyldes overskyet himmel, tåke og korte dagslystimer.

Hvor kan jeg bruke det?

Disse panelene er mye brukt, ikke bare i hverdagen, i livet, men også i industri og produksjon:

• de lader husholdningsbatterierelektriske apparater;
• lading av elbil pågår;
• de kan brukes til å gi strøm til hele bygninger;
• i noen tilfeller er det mulig å bruke i enkelte lokaliteter;
• du kan få energi fra dem selv i verdensrommet.

All energien som genereres i dagslys, lagres i batterier, deretter kan enhetene fungere selv i mørket.

Hva er prinsippet for drift og enhet?

Solceller fungerer etter samme prinsipp som da de først ble utviklet. Dette prinsippet er kjent for alle, siden det ble studert i skolens læreplan, og utførte fysiske eksperimenter. Transistoren, som ikke hadde toppdeksel, lot lys komme inn i p- og n-krysset.

Etter at voltmeteret ble koblet til, kunne man se at det ble frigjort en liten mengde energi i det øyeblikket solstrålene traff. Tidligere utførte forskere eksperimenter på jobben, økte området for overganger. Som et resultat dukket det opp solcellepaneler.

Utformingen av solsystemet av elementer inneholder:

• Overflate laget av gjennomsiktig glass. Det er på henne solstrålene faller.
• Brillene festes til de stive kantene av panelet. De er plater laget av metall, samtidig som de fungerer som positive elektroder.
• Solkjemisk grunnstoff. Silisiumtype s.
• Silisiumtype n.
• Bunnsubstratlaget av metall, som er designet for å fungere som negative elektroder.

Det er verdt å vite at energi fra solen ikke kan mottas gjennom hele dagen. Batterier er ikke i stand til å fungere om natten. Om vinteren reduseres dagslyset. I slike øyeblikk trenger hovedenheten et tillegg i form av en energilagringsenhet.

I de fleste tilfeller brukes et elektrisk batteri. Den er koblet til panelet og lagrer den genererte energien, noe som resulterer i arbeid om kvelden.

Effektivitetsnivået avhenger helt av materialet som brukes. For eksempel, når du bruker enkrystall silisium, er det nesten 20%, polykrystallinsk silisium reduserer dette tallet med 10%. Effektivitetsnivået kan påvirkes av overflatens jevnhet, lufttemperaturen, plasseringen av batteriene i forhold til solen.

Hva er relevansen for bruk?

I dag er bruk av miljøvennlige materialer det mest aktuelle. Elektrisitet, som oppnås ved kraftverk - atomkraft, vann, termisk, blir stadig dyrere. Dette skyldes dyr produksjon. I det øyeblikket et solcellebatteri brukes, kan en person med rette anse seg selv som uavhengig, selv fra en stat som tilbyr elektrisitet til bruk til en høy pris.

Hvis du bruker en viss sum penger én gang, kan du helt glemme strømregninger, målere, verktøy. I det øyeblikket disse panelene er installert, blir hele huset oversatt. Dette inkluderer ikkebare lys, men også varme, rørleggerarbeid - varmtvann.

Solskinn er en utmerket kilde til strøm. Og viktigst av alt, denne kilden er gratis, miljøvennlig og uuttømmelig.

Trinn i produksjonen av elementer basert på en enkelt krystall

De fleste solceller er laget av polykrystallinsk og monokrystallinsk silisium. Produksjonsprosessen krever mye tid, krefter og penger.

De viktigste produksjonstrinnene for monokrystallinsk silisium er:

1. Silisiumproduksjon. For å få silisium brukes kvartssand som inneholder en stor mengde silisiumdioksid. Slik sand går gjennom flere stadier av rensing, som lar deg eliminere oksygen fullstendig. Dette skyldes smelting ved høy temperatur ved bruk av kjemikalier.
2. Få krystallen. Etter rengjøring blir silisiumet gjennomsiktig. Krystaller begynner å vokse for å effektivisere strukturen. Prosessen er som følger: silisiumbiter legges i en digel, varmes opp og utsettes for smelting. Krystallprøver tilsettes den smeltede massen, som er jevnt fordelt over hele overflaten og begynner å vokse i lag. Denne prosessen tar lang tid, og resulterer i en stor, jevn krystall.
3. Behandler. Denne prosessen begynner med måling og videre bearbeiding av krystallen for å gi ønsket form. Når du går utfra digelen har krystallen en rund form, noe som er upraktisk for videre bruk. For å bruke den må den være i form av en firkant. Etter at det ferdige materialet er behandlet med ståltråder, kuttes det til identiske plater ved hjelp av en wire. Størrelsen på platene varierer fra 0,25 til 0,3 centimeter. Etter det er de gjenstand for rengjøring, sjekk for defekter og energinivået som kan genereres.
4. Utvikling av solcelle. For at silisium skal kunne generere elektrisk energi tilsettes bor med fosfor. Etter prosessering er fosfor et fritt elektron av type n, og siden med bor inneholder ikke disse elektronene og har type p. Dermed vises en overgang mellom de to sidene.
5. Montageprosess. Til å begynne med er platene koblet i en kjede, og deretter - i en blokk. En plate har en gjennomsnittlig effekt på 2 V og 0,6 W spenning. Batterikraften avhenger helt av antall celler. Spenningsnivået hentes fra tilkoblingssekvensen. Alle elementer og moduler er koblet parallelt med hverandre. Alle celler er dekket med en spesiell film, overført til glassoverflaten og plassert i en rektangulær ramme. Etter at modulen er klar, testes den. Etter en fullstendig sjekk er den klar til bruk.

Solpaneler kan kobles til hverandre parallelt, i serie eller parallelt i serie. Valget avhenger helt av hvilket spenningsnivå du trenger for å få i prosessen.

Produksjonsprosess av polykrystallinsk silisium

ProsessProduksjonen av en modul basert på polykrystallinsk silisium utføres på samme måte som med enkrystall silisium. Forskjellen er kun tilstede i veksten av krystaller. Det er flere metoder for dette, men for øyeblikket har bare én vunnet popularitet - Siemens-prosessen. Hele essensen av metoden ligger i det faktum at silanet i utgangspunktet reduseres og fritt silisium utfelles. Dette gjøres ved å samhandle med en spesiell blanding som inneholder elementene hydrogen og silan ved å bruke et temperaturregime som varierer fra 600 til 1350 grader Celsius.

Slik fungerer produksjonsprosessen av solceller.

Hvordan lage et solcellepanel hjemme?

Mange har en tendens til å anta at gjør-det-selv-solceller er ganske vanskelige å montere, ja nesten umulige. Faktisk er alt annerledes. Det vil kreve mye innsats, men selve prosessen er ikke vanskelig, som det ser ut til å begynne med. Den største vanskeligheten du kan støte på under arbeidet er innsamlingen av en solcelle med egne hender. Hvis du klarer å lage en slik mekanisme på egen hånd, kan du ikke bare tenke på å nekte å betale for verktøy, men også for implementeringen av din egen virksomhet. For øyeblikket er solcellepaneler svært relevante for salg av energi reprodusert av dem. Det viktigste er at betaling skjer i en av de mest stabile valutaene - euroen. Er produksjonen av solceller ikke verdt oppmerksomhet?

For å jobbe med fotoceller må du hakompetanse og erfaring på dette området. Først og fremst gjelder dette lodding, samt respekt for alle elementer. For å jobbe må du ha et godt loddeverktøy som egner seg for delikat arbeid. Det vil ikke fungere å lage enkelt- og polykrystaller på egen hånd. Til dette kan du bruke ferdige blanke.

Fotoceller

Første steg i arbeidet er å velge de nødvendige fotocellene. For batteridrift kan silisium med poly- og monoceller brukes. Det viktigste er å ta hensyn til ytelsesnivået og nyansen når du arbeider. For eksempel, i monoceller er effektiviteten høyere, men i polyceller går betydelig energi tapt i overskyet vær.

Alle celler er delt inn i klasser. Det er fire av dem tot alt. Klasse A har den beste kvaliteten uten defekter. Denne klassen brukes i arbeidet til solide og store organisasjoner, bedrifter. Ytelsen er høy, men kostnadene vil være passende.

Når batteriet er egenprodusert kan det velges klasse B. Virkningsgraden er lavere enn de tidligere cellene, samtidig som kostnaden er vesentlig annerledes. Noen organisasjoner bruker denne klassen når de produserer batterier for salg, noe som forklarer den lave effektiviteten.

Noen kjøper alt de trenger gjennom nettbutikker. Hvis du går til en spesialbutikk, kan du kjøpe alle komponentene på en gang. Da slipper du å vente på levering.

sett

For å samle en solcelle vil ikke celler alene være nok, siden de må på en eller annen måtekoble til hverandre i henhold til ordningen. Dette vil kreve bruk av ledere og tilleggsmaterialer. Det er grunnen til at noen produsenter tilbyr et ferdig sett for kjøp, der alt materialet som trengs når du arbeider, allerede er tilstede.

Dette settet kan inneholde opptil 72 elementer, ledere, dekk, dioder for kretsen, samt en blyant, som inkluderer en spesiell syre for lodding.

Noen sett kan inneholde ferdige fotoceller som ledere er loddet til. For å samle, vil det være nok bare å samle alt i henhold til ordningen og koble til. Dette alternativet er det mest optimale når solcellene for montering av solcellepaneler kobles til manuelt. Materialet er veldig lite og skjørt, noe som forårsaker en rekke problemer i prosessen.

Lodding

I tilfelle alt materialet - elementer og ledere - ble kjøpt separat, vil hele prosessen med å lodde solceller se slik ut:

1. Ledere kuttes til ønsket lengde. Det er best å gjøre dette arbeidet i henhold til malen.
2. Konduktørene er pent plassert på fotocellen.
3. Syre og loddemetall påføres stedet for lodding. For å unngå forskyvning kan du sette en tung gjenstand på den ene enden.
4. Lederen må loddes forsiktig. Siden cellene er ganske skjøre, anbefales det ikke å handle på dem med makt.

Dette arbeidet er veldig møysommelig, det er ikke et faktum at alt vil ordne seg første gang, det kan hende du må gjenta hele prosessen flere ganger. Hvis du studerer reglene, kan du forståat avsetningen av sølvledere er designet for tre loddesykluser. Det er tilfeller når loddetinn er forhåndspåført på lederne, som produsenten umiddelbart advarer om. Men det er best å bruke det i tillegg. Under drift er det forbudt å stable solceller oppå hverandre, da de kan bli skadet på grunn av høyt trykk.

Sealing

Den siste fasen av arbeidet er forseglingen av alle elementer. Men før du fortsetter med dette, må du være oppmerksom på påliteligheten til loddingen. For dette brukes et multimeter. Kontrollen kan utføres etter ferdigstillelse av alt arbeid eller under hele prosessen, etter lodding av hvert enkelt element.

Silisiumforsegling brukes ofte til forseglingsprosessen. Først av alt påføres det på leddene til elementene, og deretter på hele paneloverflaten. For slikt arbeid kan du bruke en børste, men du trenger bare å bruke den for ledd, siden det er mulig å enkelt flytte cellene fra deres plass. Etter at alt er tørt, kan du lukke lokket.

Velge et batteri i huset

For øyeblikket kan du finne batterier med to typer solceller: monokrystallinske, polykrystallinske.

Hver type har fordeler og ulemper i drift, som du må vite om på forhånd før du foretar et kjøp.

Markeds- og produksjonsmuligheter står ikke stille, nye produkter dukker jevnlig opp i produksjonsprosessen hvor det brukes ulike teknologier. Før du tar et valg, anbefales det å ta hensyn til egenskapenesolceller: på effektivitetsnivået, på tilstedeværelsen av et batteri som er i stand til å akkumulere energi i dagslys og produsere den om natten. Alle disse dataene er gitt på forhånd av produsenten, de kan finnes i en spesialbutikk. Det er best å først finne informasjon på Internett eller diskutere med spesialister hvilket alternativ som er best.