Typer af solceller og deres egenskaber

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Solbatterier begynder at vinde popularitet blandt befolkningen. De er installeret på tagene af huse, køretøjer. Nogle af dem er endda blevet tilpasset til elektronik, i armbåndsure. I øjeblikket er de blevet et fuldgyldigt alternativ til elektrisk energi eller fungerer som et supplement.

Hvordan fungerer de?

Solarmoduler er det vigtigste element i et solcelleanlæg. De er et panel, der inkluderer solceller lavet af silicium.

For at generere elektricitet samles alle disse komponenter i blokke, som derefter dækkes med en lamineret film - dette er nødvendigt for forsegling. Derefter placeres alt i rammen. Enheden er ret enkel, men det vil være problematisk at samle den derhjemme. Det er umuligt selv at samle en solcellecelle, hvilket ikke kan siges om panelet.

Visninger

Solbatterier er opdelt i flere typer. Tre af dem kan skelnes:

• Monokrystallinsk. I fremstillingsprocessen anvendes et materiale i form af rent silicium. Dette grundlag giver dig mulighed for at få mere effektivitet fra arbejdet. Effektiviteten varierer i dette tilfælde fra 15 til 20%.
• Amorft silicium. På produktionstidspunktet anvendes et system - fordampningsfasen. Silicium er dækket af et beskyttende lag. En række fordele ved siliciumsolceller inkluderer en acceptabel pris, som opnås på grund af den simple teknologi, der bruges i produktionen. Sådanne systemer er store i areal. Effektiviteten varierer fra 5 % til 8 %.
• Polykrystallinsk. Denne solcelle er produceret på amorf siliciumbasis. Det strækkes ikke under fremstillingsprocessen. Har en lav pris. Det kan bruges ikke kun i hverdagen, men også i industrien. Effektiviteten er mellem 10 og 14%.

Fordele og ulemper ved solpaneler

Solpaneler består af fotovoltaiske celler, der omdanner energi fra solen til elektricitet under drift.

Nogle af fordelene omfatter følgende punkter:

1. Hele designet af batteriet er ret simpelt, der er ingen bevægelige dele i det. Arbejdet udføres stabilt og uden afbrydelser, pålidelighedsniveauet er højt.
2. Installationsarbejde er ikke svært. Ingen dyr systemvedligeholdelse kræves.
3. Energi fra solen omdannes straks til elektricitet, der kræves ingen ekstra tid.
4. Energi genereres i løbet af dagen, så længe solen er til stede. I nogle tilfælde er det muligt at modtage elektricitet i overskyede tider, men effektiviteten af arbejdet vil falde.
5. Levetiden er lang, den måles ikke i år, men i snesevis af år.
6. Produktionsprocessen bruger miljøvenlige materialer, hvilket anses for meget vigtigt i dagens samfund, hvor der er et vanskeligt miljø med miljøet.

På trods af alle fordelene kan der være negative aspekter i arbejdet:

1. Silicone-baserede halvledere er dyre. Dette materiale betragtes som hovedelementet i hele systemet. Det påvirker både prisen på selve panelet og prisen på den modtagne energi.
2. Effektiviteten er lav. Til dato er batteristrømmen pr. 1 kvadrat cirka 120 watt. Denne indikator er så ubetydelig, at det er fuldstændig umuligt at bruge den modtagne elektricitet til belysningsarmaturer i et lille rum.
3. At få elektricitet afhænger af dagslysets længde, vejrforhold og årstider. For eksempel om vinteren reduceres niveauet af modtaget energi betydeligt. Dette skyldes overskyet himmel, tåge og korte dagslystimer.

Hvor kan jeg bruge det?

Disse paneler er meget udbredt, ikke kun i hverdagen, i livet, men også i industrien og produktionen:

• de oplader husholdningsbatterierelektriske apparater;
• elbilopladning i gang;
• de kan bruges til at levere elektricitet til hele bygninger;
• i nogle tilfælde er det muligt at bruge i visse lokaliteter;
• du kan få energi fra dem selv i rummet.

Al den energi, der genereres i dagtimerne, lagres i batterier, hvorefter enhederne kan fungere selv i mørke.

Hvad er princippet for drift og enhed?

Solceller fungerer efter samme princip, som da de først blev udviklet. Dette princip er velkendt for alle, da det blev undersøgt i skolens pensum ved at udføre fysiske eksperimenter. Transistoren, som ikke havde noget topdæksel, tillod lys at trænge ind i p- og n-krydset.

Efter at voltmeteret var tilsluttet, kunne det ses, at der blev frigivet en lille mængde energi i det øjeblik, solens stråler ramte. Tidligere udførte forskere eksperimenter på arbejdet, øgede området for overgange. Som et resultat dukkede solpaneler op.

Designet af solsystemet af elementer indeholder:

• Overflade lavet af gennemsigtigt glas. Det er på hende, at solens stråler falder.
• Brillerne er fastgjort til panelets stive kanter. De er plader lavet af metal, mens de samtidig fungerer som positive elektroder.
• Kemisk solelement. Silicium type s.
• Silicon type n.
• Bundsubstratlavet af metal, som er designet til at fungere som negative elektroder.

Det er værd at vide, at energi fra solen ikke kan modtages i løbet af dagen. Batterier er ikke i stand til at fungere om natten. Om vinteren er dagslyset reduceret. I sådanne øjeblikke har hovedenheden brug for en tilføjelse i form af en energilagringsenhed.

I de fleste tilfælde bruges et elektrisk batteri. Den er forbundet til panelet og lagrer den genererede energi, hvilket resulterer i arbejde om aftenen.

Effektivitetsniveauet afhænger helt af det anvendte materiale. For eksempel, når du bruger enkeltkrystal silicium, er det næsten 20%, polykrystallinsk silicium reducerer dette tal med 10%. Effektiviteten kan påvirkes af overfladens glathed, luftens temperatur, batteriernes placering i forhold til solen.

Hvad er relevansen af brugen?

I dag er brugen af miljøvenlige materialer det mest relevante. Elektricitet, som fås på kraftværker - nuklear, vand, termisk, bliver konstant dyrere. Det skyldes dyr produktion. I det øjeblik et solcellebatteri bruges, kan en person med rette betragte sig selv som uafhængig, selv fra en stat, der tilbyder elektricitet til brug til en høj pris.

Hvis du bruger et bestemt beløb én gang, kan du helt glemme alt om forbrugsregninger, målere, forsyninger. I det øjeblik, hvor disse paneler er installeret, bliver hele huset oversat. Dette inkluderer ikkekun lys, men også varme, VVS - varmt vand.

Solskin er en fremragende kilde til elektricitet. Og vigtigst af alt er denne kilde gratis, miljøvenlig og uudtømmelig.

Trin i produktionen af elementer baseret på en enkelt krystal

De fleste solceller er lavet ved hjælp af polykrystallinsk og monokrystallinsk silicium. Produktionsprocessen kræver meget tid, kræfter og penge.

De vigtigste produktionstrin for monokrystallinsk silicium er:

1. Siliconeproduktion. For at opnå silicium anvendes kvartssand, som indeholder en stor mængde siliciumdioxid. Sådant sand går gennem flere faser af oprensning, hvilket giver dig mulighed for fuldstændigt at eliminere ilt. Dette skyldes smeltning ved høj temperatur ved brug af kemikalier.
2. Få krystallen. Efter rensning bliver silicium gennemsigtigt. Krystaller begynder at vokse for at strømline strukturen. Processen er som følger: Siliciumstykker anbringes i en digel, opvarmes og udsættes for smeltning. Krystalprøver tilsættes til den smeltede masse, som er jævnt fordelt over hele overfladen og begynder at vokse i lag. Denne proces tager lang tid, hvilket resulterer i en stor, ensartet krystal.
3. Behandler. Denne proces begynder med måling og videre bearbejdning af krystallen for at give den ønskede form. Ved udgangfra diglen har krystallen en rund form, hvilket er ubelejligt til videre brug. For at bruge det skal det være i form af en firkant. Efter at det færdige materiale er blevet behandlet med ståltråde, skæres det i identiske plader ved hjælp af en wire. Størrelsen på pladerne varierer fra 0,25 til 0,3 centimeter. Derefter skal de renses, kontrolleres for defekter og det energiniveau, der kan genereres.
4. Udvikling af solcelle. For at silicium skal kunne generere elektrisk energi tilsættes bor med fosfor. Efter forarbejdning er fosfor en fri elektron af type n, og siden med bor indeholder ikke disse elektroner og har type p. Der opstår således en overgang mellem de to sider.
5. Samlingsprocessen. I første omgang er pladerne forbundet i en kæde, og derefter - i en blok. En plade har en gennemsnitlig effekt på 2 V og 0,6 W spænding. Batteristyrken afhænger helt af antallet af celler. Spændingsniveauet fås fra tilslutningssekvensen. Alle elementer og moduler er forbundet parallelt med hinanden. Alle celler er dækket af en speciel film, overført til glasoverfladen og placeret i en rektangulær ramme. Når modulet er klar, testes det. Efter en fuldstændig kontrol er den klar til brug.

Solpaneler kan forbindes til hinanden parallelt, i serie eller parallelt i serie. Valget afhænger helt af, hvilket spændingsniveau du skal have i processen.

Produktionsproces af polykrystallinsk silicium

ProcesFremstillingen af et modul baseret på polykrystallinsk silicium udføres på samme måde som med enkeltkrystal silicium. Forskellen er kun til stede i væksten af krystaller. Der er flere metoder til dette, men i øjeblikket er der kun én, der er blevet populær - Siemens-processen. Hele essensen af metoden ligger i, at silanen indledningsvis reduceres, og frit silicium udfældes. Dette gøres ved at interagere med en speciel blanding, der indeholder elementerne brint og silan ved hjælp af et temperaturregime, der spænder fra 600 til 1350 grader Celsius.

Sådan fungerer fremstillingsprocessen af solceller.

Hvordan laver man et solpanel derhjemme?

Mange har en tendens til at antage, at gør-det-selv-solceller er ret svære at samle, endda næsten umulige. Faktisk er alt anderledes. Det vil kræve en stor indsats, men selve processen er ikke svær, som det ser ud i starten. Den største vanskelighed, du kan støde på i arbejdet, er indsamlingen af en solcelle med dine egne hænder. Hvis du formår at oprette en sådan mekanisme på egen hånd, kan du ikke kun tænke på at nægte at betale for forsyninger, men også for implementeringen af din egen virksomhed. I øjeblikket er solpaneler meget relevante for salg af energi gengivet af dem. Det vigtigste er, at betalingen sker i en af de mest stabile valutaer - euroen. Er produktionen af solceller ikke opmærksomhed værd?

For at kunne arbejde med fotoceller, skal du havekompetencer og erfaring på dette område. Først og fremmest handler det om lodning samt respekt for alle elementer. For at arbejde skal du have et godt loddeværktøj, der er velegnet til sart arbejde. Det vil ikke fungere at skabe enkelt- og polykrystaller på egen hånd. Til dette kan du bruge færdige emner.

Fotoceller

Det første skridt i arbejdet er at vælge de nødvendige fotoceller. Til batteridrift kan der anvendes silicium med poly- og monoceller. Det vigtigste er at tage højde for ydeevne og nuance, når du arbejder. For eksempel i monoceller er effektiviteten højere, men i polyceller går betydelig energi tabt i overskyet vejr.

Alle celler er opdelt i klasser. Der er fire af dem i alt. Klasse A har den bedste kvalitet uden defekter. Denne klasse bruges i arbejdet i solide og store organisationer, virksomheder. Ydeevnen er høj, men prisen vil være passende.

Når batteriet er egenproduceret, kan der vælges klasse B. Effektiviteten er lavere end de tidligere celler, mens omkostningerne er væsentligt anderledes. Nogle organisationer bruger denne klasse, når de fremstiller batterier til salg, hvilket forklarer den lave effektivitet.

Nogle mennesker køber alt, hvad de har brug for gennem onlinebutikker. Hvis du går til en specialbutik, kan du købe alle komponenterne på én gang. Så behøver du ikke vente på levering.

Sæt

For at indsamle en solcelle vil celler alene ikke være nok, da de skal på en eller anden mådeforbinde med hinanden i henhold til skemaet. Dette vil kræve brug af ledere og yderligere materialer. Derfor tilbyder nogle producenter et færdiglavet sæt til køb, hvor alt det materiale, der skal til, når man arbejder, allerede er til stede.

Dette sæt kan indeholde op til 72 elementer, ledere, dæk, dioder til kredsløbet, samt en blyant, som inkluderer en speciel syre til lodning.

Nogle sæt kan indeholde færdige fotoceller, som ledere er loddet på. For at indsamle vil det være nok bare at samle alt i henhold til ordningen og forbinde. Denne mulighed er den mest optimale, når solcellerne til montering af solpaneler kobles manuelt. Materialet er meget lille og skrøbeligt, hvilket giver en række problemer i processen.

Lodning

I tilfælde af at alt materiale - elementer og ledere - er købt separat, vil hele processen med lodning af solceller se sådan ud:

1. Ledere skæres til den ønskede længde. Det er bedst at udføre dette arbejde i henhold til skabelonen.
2. Konduktørerne er pænt placeret på fotocellen.
3. Syre og loddemiddel påføres stedet for lodning. For at undgå forskydning kan du sætte en tung genstand i den ene ende.
4. Lederen skal loddes omhyggeligt. Da cellerne er ret skrøbelige, anbefales det ikke at handle på dem med magt.

Dette arbejde er meget omhyggeligt, det er ikke en kendsgerning, at alt vil fungere rigtigt første gang, du skal muligvis gentage hele processen flere gange. Hvis du studerer reglerne, kan du forståat afsætningen af sølvledere er designet til tre loddecyklusser. Der er tilfælde, hvor der på forhånd er påført lodde på lederne, hvilket producenten straks advarer om. Men det er bedst at anvende det yderligere. Under drift er det forbudt at stable solceller oven på hinanden, da de kan blive beskadiget på grund af højt tryk.

forsegling

Den sidste fase af arbejdet er forseglingen af alle elementer. Men før du fortsætter med dette, skal du være opmærksom på lodningens pålidelighed. Til dette bruges et multimeter. Kontrollen kan udføres efter afslutningen af alt arbejde eller under hele processen, efter lodning af hvert enkelt element.

Siliconforsegling bruges ofte til forseglingsprocessen. Først og fremmest påføres det på elementernes samlinger og derefter på hele paneloverfladen. Til sådant arbejde kan du bruge en børste, men du skal kun bruge den til led, da det er muligt nemt at flytte cellerne fra deres sted. Når alt er tørt, kan du lukke låget.

Valg af et batteri i huset

I øjeblikket kan du finde batterier med to typer solceller: monokrystallinske, polykrystallinske.

Hver type har fordele og ulemper i drift, som du skal vide om på forhånd, før du foretager et køb.

Markeds- og produktionsmuligheder står ikke stille, nye produkter dukker jævnligt op i fremstillingsprocessen, hvor der anvendes forskellige teknologier. Før du træffer et valg, anbefales det at være opmærksom på egenskabernesolceller: på effektivitetsniveauet, på tilstedeværelsen af et batteri, der er i stand til at akkumulere energi i dagslyset og producere det om natten. Alle disse data leveres på forhånd af producenten, de kan findes i en specialbutik. Det er bedst først at finde information på internettet eller diskutere med specialister, hvilken mulighed der ville være bedst.