Vrste solarnih ćelija i njihova svojstva

Baterije na solarnim stanicama počinju dobivati ​​popularnost među stanovništvom. Instaliraju se na krovovima kuća, vozila. Neki od njih su prilagodeni čak i za elektroniku, u ručni sat. Trenutno su postali punopravna alternativa električnoj energiji ili djelovati kao dodatak.

Kako oni rade?

Solarni moduli su najvažniji element u fotonaponskom sustavu. Oni su ploča, koja uključuje solarne ćelije izrađene od silicija.

Za dobivanje električne energije, sve su ove komponente sastavljene u blokove, koje se zatim prekrivaju laminiranim filmom - to je potrebno za brtvljenje. Nakon toga sve je smješteno u okvir. Uređaj je prilično jednostavan, no teško ga je sastaviti kod kuće. Nemoguće je montirati fotoelektrični element sam, što se ne može reći o ploči.

vrste

Baterije na solarnim ćelijama podijeljene su u nekoliko vrsta. Među njima su tri:

• Monokristalni. U procesu njegove proizvodnje koristi se materijal u obliku čistog silicija. Ova osnova omogućuje vam da dobijete više učinkovitosti od posla. Učinkovitost u ovom slučaju varira od 15 do 20%.
• Amorfni silicij-. U vrijeme proizvodnje, koristi se sustav - faza isparavanja. Silicij je obložen zaštitnim slojem. Brojne prednosti silikonskih solarnih ćelija mogu se pripisati prihvatljivoj cijeni, koja se dobiva zbog jednostavne tehnologije koja se koristi u proizvodnji. Takvi sustavi su veliki u veličini. Učinkovitost varira od 5% do 8% u regiji.
• Polycrystalline. Ova solarna ćelija se proizvodi na amorfnoj silicijskoj bazi. Tijekom proizvodnog procesa nije podvrgnut istezanju. Ima nisku cijenu. Može se koristiti ne samo u svakodnevnom životu već iu industriji. Učinkovitost je od 10 do 14%.

Pro i kontra od solarne baterije

Paneli solarnih ćelija sastoje se od fotocelulama, koji u procesu rada transformiraju energiju od sunca u električnu energiju.

Brojne prednosti uključuju sljedeće:

1. Cijeli dizajn baterije je dovoljno jednostavan, nema pokretnih dijelova. Rad je stabilan i bez prekida, razina pouzdanosti je visoka.
2. Instalacijski rad nije teško. Nije potrebno koristiti skupo održavanje sustava.
3. Energija od sunca odmah se pretvori u električnu energiju, dodatno vrijeme za to nije potrebno.
4. Energija se proizvodi tijekom dana dok je sunce prisutno. U nekim slučajevima moguće je dobiti električnu energiju u oblačno vrijeme, ali istodobno se smanjuje učinkovitost rada.
5. Vijek trajanja je dugačak, mjeri se ne godinama već desetljećima.
6. U procesu proizvodnje koriste se ekološki prihvatljivi materijali koji se smatraju vrlo važnima u suvremenom društvu gdje postoji složena okolina s ekologijom.

Unatoč svim prednostima, može biti negativnih trenutaka u radu:

1. Poluvodiči, koji su izrađeni od silicija, imaju visoku cijenu. Ovaj se materijal smatra glavnim elementima u cijelom sustavu. To utječe na cijenu samog panela i trošak energije koju prima.
2. Učinkovitost je niska. Do danas, snaga od vijeka trajanja baterije na 1 kvadratu iznosi oko 120 vata. Ovaj pokazatelj je tako beznačajan da je potpuno nemoguće koristiti primljenu električnu energiju za rasvjetne uređaje u maloj sobi.
3. Primanje električne energije ovisi o trajanju dana, vremenskim uvjetima i godišnjim dobima. Na primjer, zimi je razina primljene energije znatno smanjena. To je zbog nebodera, magle i kratkog svjetlosnog dana.

Gdje ga mogu koristiti?

Ovi se paneli naširoko koriste ne samo u svakodnevnom životu, u procesu vitalne djelatnosti već iu industriji i proizvodnji:

• naplaćuju ih baterije kućanskih aparata;
• električni automobil se puni;
• sa svojom pomoći, cijele zgrade mogu biti opremljene električnom energijom;
• u nekim slučajevima je moguće koristiti u odvojenim naseljima;
• oni mogu primiti energiju čak iu svemiru.

Sva energija koja se proizvodi tijekom dnevnog svjetla pohranjena je u akumulatorima, nakon čega instrumenti mogu raditi čak iu mraku.

Koji je princip rada i uređaji?

Elementi solarnih ploča rade na istom načelu kao u vrijeme prvog razvoja. Ovo je načelo svima poznato, kao što je proučavano u školskom programu, provodeći fizičke pokuse. Tranzistor, koji je nedostajao gornji pokrov, omogućio je ulazak svjetlosti u prijelaze p i n.

Nakon što je priključen voltmetar, bilo je moguće vidjeti da je u vrijeme sunčevog svjetla puštena mala količina energije. Prije su znanstvenici provodili eksperimente u radu, povećali prostor za prijelaze. Kao rezultat toga, pojavile su se solarne ćelije.

Dizajn solarnog sustava elemenata sadrži:

• Površina od prozirnog stakla. Na njemu padaju zrake sunca.
• Čaše su pričvršćene na tvrde rubove ploče. To su ploče izrađene od metala, istodobno obavljajući funkciju pozitivnih elektroda.
• Solarni kemijski element. Vrsta silicija p.
• Vrsta silicija n.
• Donji metalni supstrat, koji je dizajniran za obavljanje funkcije negativnih elektroda.

Vrijedno je znati da se energija iz sunca ne može dobiti tijekom dana. Baterije ne mogu raditi noću. U zimskom razdoblju dan svjetlosti se smanjuje. U takvim trenucima glavni uređaj zahtijeva dodatak u obliku skladištenje energije.

U većini slučajeva koristite električnu bateriju. Povezuje se s pločom i akumulira generiranu energiju, zbog čega se navečer odvija rad.

Razina učinkovitosti u potpunosti ovisi o upotrijebljenom materijalu. Na primjer, kada se koristi monokristalni silikon gotovo 20%, polikristalinični silikon smanjuje ovu brojku za 10%. Razinu učinkovitosti mogu utjecati glatkoća površine, temperaturni režim zraka, mjesto baterija na sunce.

Koja je važnost korištenja?

Do danas je uporaba ekološki prihvatljivih materijala najrelevantnija. Struja, koja se dobiva na elektranama - nuklearna, voda, toplinska, stalno rastuća cijena. To je zbog skupe proizvodnje. U trenutku kada se koristi solarna baterija, osoba se s pravom može smatrati neovisnom, čak i iz države koja nudi električnu energiju za korištenje pri napuhanim cijenama.

Ako potrošite određenu količinu novca jednom, možete u potpunosti zaboraviti račune za komunalije, o šalterima, komunalnim uslugama. U trenutku postavljanja panela, cijela se kuća prenosi. To uključuje ne samo svjetlost, ali i grijanje, tekuću vodu - tople vode.

Zračenje od sunca izvrstan je izvor za dobivanje električne energije. I što je najvažnije - taj je izvor besplatan, ekološki prihvatljiv i neiscrpan.

Faze proizvodnje elemenata na osnovi jednog kristala

Većina solarnih ćelija izrađena je pomoću polikristalnog i monokristalnog silicija. Proces proizvodnje zahtijeva puno vremena, truda i novca.

Glavne faze proizvodnje na bazi monokristalnog silicija uključuju:

1. Proizvodnja silicija. Da bi se dobio silicij, koristi se kvarcni pijesak koji sadrži veliku količinu silicijevog dioksida. Takav pijesak prolazi kroz nekoliko faza pročišćavanja, što omogućuje potpuno uklanjanje kisika. To je zbog taljenja na visokoj temperaturi korištenjem kemikalija.
2. Priprema kristala. Nakon pročišćavanja, silicij postaje proziran. Kristali počinju rasti za naručivanje strukture. Postupak je kako slijedi: silicijevci se stavljaju u posudu, zagrijavaju i rastopljeni. Dodajte kristalinične uzorke na rastaljenu masu, koji su ravnomjerno raspoređeni po površini i počinju se nakupljati u slojevima. Ovaj proces zahtijeva puno vremena, što rezultira homogenim kristalom velike veličine.
3. Proces obrade. Ovaj proces počinje mjerenjem i daljnjom preradom kristala da se dobije željeni oblik. Kada napuštaju krpe, kristal ima okrugli oblik koji je nezgodno za buduću uporabu. Za upotrebu mora imati oblik kvadrata. Nakon što se završni materijal obradi čeličnim nitima, rezati se žicom na identične ploče. Veličina ploča varira od 0,25 do 0,3 centimetra. Nakon toga, oni su podvrgnuti čišćenju, provjeravajući brak i razinu energije koja se može proizvesti.
4. Razvoj fotoelektričnog elementa. Kako bi silicij mogao generirati električnu energiju, dodaje se bun s fosfornim. Nakon tretmana, fosfor je slobodni elektron tipa n, a strana boja ne sadrži te elektrone i je tipa p. Tako se između dvije strane pojavljuje prijelaz.
5. Proces gradnje. U početku, ploče su spojene na lanac, a zatim na blok. Jedna ploča u prosjeku ima snagu od 2 V i 0,6 W napona. Snaga baterije u potpunosti ovisi o broju ćelija. Razina napona dobiva se iz slijeda spajanja. Svi elementi i moduli povezani su međusobno paralelno. Sve stanice su prekrivene posebnim filmom, prebačene na površinu stakla i stavljene u kutiju pravokutnog oblika. Nakon što je modul spreman, testira se. Nakon potpune provjere, spremna je za upotrebu.

Solarne ploče mogu se spojiti paralelno, serijski ili usporedno u seriji. Izbor ovisi isključivo o razini napona potrebnog tijekom rada.

Proces proizvodnje polikristalnog silicija

Postupak izrade modula koji se temelji na polikristalnom siliciju izvodi se na isti način kao i kod monokristalnog silicija. Razlika je samo u rastu kristala. Postoji nekoliko metoda za to, ali trenutno postoji samo jedna popularnost - Siemensov proces. Cijela točka metode leži u činjenici da se silan početno smanjuje i slobodni silicij istaloži. To se postiže međudjelovanjem s posebnom smjesom koja sadrži vodikove i silanske elemente pomoću temperaturnog režima u rasponu od 600 do 1350 stupnjeva Celzijusa.

Ovako se odvija proces proizvodnje solarnih baterija.

Kako napraviti solarnu bateriju kod kuće?

Mnogi su skloni pretpostaviti da su baterije s solarnim ćelijama sastavljene vlastitim rukama, prilično teško, čak i gotovo nemoguće. Zapravo, sve je drukčije. Potrebno će puno truda, ali proces sam po sebi nije težak, kako se u početku čini. Glavna poteškoća koja se može susresti u procesu rada jest prikupljanje solarne ćelije od strane sebe. Ako sami možete stvoriti takav mehanizam, možete razmišljati ne samo o odbijanju plaćanja komunalnih usluga, već i za implementaciju vlastitog posla. U ovom trenutku, solarne baterije su vrlo relevantne za prodaju energije, reproducirane od strane njih. Najvažnije, plaćanje se vrši u jednoj od najstabilnijih valuta - euro. Nije li vrijedno napajanje solarnih ćelija?

Da biste radili s fotocelulama, morate imati vještine i iskustvo na ovom polju. Prije svega, ovo se odnosi na lemljenje, kao i pažljiv stav prema svim elementima. Za rad, morate imati dobar alat za lemljenje, koji je pogodan za fino djelo. Nemoguće je samostalno izraditi mono- i polikristale. Za to možete upotrijebiti gotove praznine.

svjetlosna zapreka

Prvi korak u radu je odabir potrebnih fotokita. Silicij s poli i mono stanicama može se koristiti za rad baterije. Najvažnije je uzeti u obzir razinu izvedbe i nijanse na poslu. Na primjer, u mono stanicama, učinkovitost je veća, ali u poli-stanicama, znatna energija je izgubljena u oblačan vrijeme.

Sve stanice su podijeljene u klase. Ukupno se dodjeljuju četiri. Klasa A ima najbolju kvalitetu bez grešaka. Ova klasa se koristi u radu krutih i velikih organizacija, tvrtki. Značajke na poslu su visoke, no trošak će biti prikladan.

Kada se baterija proizvodi samostalno, moguće je odabrati klasu B. Učinkovitost je niža nego za prethodne elemente, a istodobno je značajno drugačiji. Neke organizacije koriste ovu klasu pri proizvodnji baterija, što objašnjava nisku učinkovitost rada.

Neki ljudi kupuju sve što im je potrebno putem mrežnih trgovina. Ako idete u specijaliziranu trgovinu, možete kupiti sve komponente odjednom. Zatim nećete morati čekati isporuku.

setovi

Da bi sakupio solarnu ćeliju, samo će stanice biti nedovoljne, jer one moraju na neki način povezati jedna s drugom prema shemi. To zahtijeva upotrebu vodiča i dodatnih materijala. Zato neki proizvođači nude gotove komplet za kupnju, gdje je već prisutan sav materijal, koji će biti potreban pri radu.

U takav komplet može uključiti do 72 predmeta, dirigente, autobus, za diode krug i kreda u boji, koja uključuje posebnu kiselinu za lemljenje.

Neki setovi mogu sadržavati pripravne fotoćelije, na kojima se vodiči su lemljeni. Za prikupljanje bit će dovoljno samo sakupiti sve prema shemi i povezati se. Ova je opcija optimalna kada su solarne ćelije za montažu solarnih ćelija ručno povezane. Materijal je vrlo malen i lomljiv, što uzrokuje niz problema u procesu rada.

lemljenje

U slučaju da su svi materijali - elementi i vodiči - kupljeni zasebno, cijeli postupak lemljenja solarnih ćelija bi izgledao ovako:

1. Dirigenti su izrezani na željenu duljinu. To je najbolje raditi po predlošku.
2. Dirigenti su uredno naneseni na fotocelulju.
3. Umjesto lemljenja nanesite kiselinu i lemljenje. Da biste izbjegli pomicanje, možete staviti teški predmet na jedan kraj.
4. Dirigent mora biti temeljito raspršen. Budući da su stanice dovoljno krhke, nije ih preporučljivo prisiliti na njih.

Takav rad je vrlo mukotrpan, a ne činjenica da će biti moguće učiniti sve dobro prvi put, možda ćete morati ponoviti cijeli postupak nekoliko puta. Ako proučavamo norme, možemo shvatiti da je raspršivanje vodiča izrađenih od srebra osmišljeno za tri ciklusa lemljenja. Postoje slučajevi kada su vodiči prethodno obloženi lemljenjem, što ih odmah upozorava proizvođač. Ali najbolje je primijeniti dodatno. Tijekom rada, zabranjeno je staviti solarnu ćeliju jedan na drugi, jer ih može oštetiti zbog visokog tlaka.

tlakova

Posljednja faza rada je brtvljenje svih elemenata. Ali prije nastavka na to, potrebno je obratiti pažnju na pouzdanost šiljka. Da biste to učinili, koristite multimetar. Provjera se može provesti nakon završetka rada ili tijekom cijelog procesa, nakon lemljenja svakog pojedinačnog elementa.

Za proces brtvljenja često se koristi silikonsko brtvilo. Prije svega, primjenjuje se na zglobove elemenata, a zatim na cijelu površinu ploče. Za ovaj rad možete upotrijebiti četkicu, ali samo je trebate primijeniti za zglobove jer je lako premjestiti ćelije s mjesta. Nakon što je sve presušeno, možete zatvoriti poklopac.

Izbor baterije u kući

U ovom trenutku možete pronaći baterije s dvije vrste solarnih ćelija: monokristalinični, polikristalinični.

Svaka vrsta ima prednosti i nedostatke u radu, koje morate znati unaprijed, do trenutka kupnje.

tržišne prilike i proizvodnja ne stoji na mjestu, redovno se pojavljuju nove stavke u proizvodnom procesu koji koristi različite tehnologije. Prije nego što napravite izbor, preporučljivo je obratiti pažnju na karakteristike solarnih ćelija: na razini učinkovitosti prisutnosti baterije, koja je u stanju pohraniti energiju tijekom dana i dalje ga razvijati u mraku. Svi ovi podaci su od proizvođača u unaprijed, oni se mogu naći u specijalitet trgovine. To je najbolje da prvo pronaći informacije online ili razgovarati sa stručnjacima, koja je opcija najbolja.