Typer av solceller och deras egenskaper

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Solbatterier börjar bli populära bland befolkningen. De är installerade på taken av hus, fordon. Några av dem har till och med anpassats för elektronik, i armbandsur. För tillfället har de blivit ett fullfjädrat alternativ till elektrisk energi eller fungerar som ett komplement.

Hur fungerar de?

Solmoduler är det viktigaste elementet i ett solcellssystem. De är en panel som innehåller solceller gjorda av kisel.

För att generera elektricitet sätts alla dessa komponenter ihop till block, som sedan täcks med en laminerad film - detta är nödvändigt för tätning. Efter det placeras allt i ramen. Enheten är ganska enkel, men det kommer att vara problematiskt att montera den hemma. Det är omöjligt att montera en solcellscell själv, vilket inte kan sägas om panelen.

Visningar

Solbatterier är indelade i flera typer. Tre av dem kan särskiljas:

• Monokristallint. I tillverkningsprocessen används ett material i form av rent kisel. Denna grund gör att du kan få mer effektivitet från arbetet. Verkningsgraden i detta fall varierar från 15 till 20%.
• Amorft kisel. Vid tillverkningstillfället används ett system - förångningsfasen. Silikon är täckt med ett skyddande lager. Ett antal fördelar med kiselsolceller inkluderar en acceptabel kostnad, som erhålls tack vare den enkla teknik som används i produktionen. Sådana system är stora i ytan. Effektiviteten varierar från 5 % till 8 %.
• Polykristallin. Denna solcell är producerad på amorf kiselbasis. Den sträcks inte ut under tillverkningsprocessen. Har en låg kostnad. Den kan användas inte bara i vardagen utan också i industrin. Verkningsgraden är mellan 10 och 14%.

För- och nackdelar med solpaneler

Solpaneler består av solceller som omvandlar energi från solen till elektricitet under drift.

Några av fördelarna inkluderar följande punkter:

1. Hela utformningen av batteriet är ganska enkel, det finns inga rörliga delar i det. Arbetet utförs stabilt och utan avbrott, tillförlitligheten är hög.
2. Installationsarbetet är inte svårt. Inget kostsamt systemunderhåll krävs.
3. Energi från solen omvandlas omedelbart till el, ingen extra tid krävs.
4. Energi genereras under hela dagen så länge som solen är närvarande. I vissa fall är det möjligt att ta emot el under molniga tider, men effektiviteten i arbetet kommer att minska.
5. Livstiden är lång, den mäts inte i år, utan i tiotals år.
6. I produktionsprocessen används miljövänliga material, vilket anses mycket viktigt i dagens samhälle, där det råder en svår miljö med miljön.

Trots alla fördelar kan det finnas negativa aspekter i arbetet:

1. Kiselbaserade halvledare är dyra. Detta material anses vara huvudelementet i hela systemet. Det påverkar både kostnaden för själva panelen och kostnaden för den energi som tas emot.
2. Effektiviteten är låg. Hittills är batterieffekten per 1 kvadrat cirka 120 watt. Denna indikator är så obetydlig att det är helt omöjligt att använda den mottagna elen för belysningsarmaturer i ett litet rum.
3. Att få elektricitet beror på längden på dagsljuset, väderförhållanden och årstider. Till exempel, på vintern, minskar nivån av mottagen energi avsevärt. Detta beror på mulen himmel, dimma och korta dagsljus.

Var kan jag använda det?

Dessa paneler används i stor utsträckning, inte bara i vardagen, i livet, utan även inom industri och produktion:

• de laddar hushållsbatterierelektriska apparater;
• laddning av elbil pågår;
• de kan användas för att tillhandahålla el till hela byggnader;
• i vissa fall är det möjligt att använda på vissa orter;
• du kan få energi från dem även i rymden.

All energi som genereras under dagsljus lagras i batterier, varefter enheterna kan fungera även i mörker.

Vad är principen för drift och enhet?

Solceller fungerar enligt samma princip som när de först utvecklades. Denna princip är bekant för alla, eftersom den studerades i skolans läroplan och genomförde fysiska experiment. Transistorn, som inte hade något topplock, lät ljus komma in i p- och n-övergången.

Efter att voltmetern kopplats in kunde man se att en liten mängd energi släpptes i samma ögonblick som solens strålar träffade. Tidigare genomförde forskare experiment på jobbet, ökade området för övergångar. Som ett resultat dök det upp solpaneler.

Utformningen av solsystemet av element innehåller:

• Yta av transparent glas. Det är på henne som solens strålar faller.
• Glasögon fästs på panelens styva kanter. De är plattor gjorda av metall, samtidigt som de fungerar som positiva elektroder.
• Solkemiskt element. Silikontyp s.
• Silicon type n.
• Bottensubstrattillverkad av metall, som är designad att fungera som negativa elektroder.

Det är värt att veta att energi från solen inte kan tas emot under hela dagen. Batterier kan inte fungera på natten. På vintern minskar dagsljuset. I sådana ögonblick behöver huvudenheten ett tillägg i form av en energilagringsenhet.

I de flesta fall används ett elektriskt batteri. Den är ansluten till panelen och lagrar den genererade energin, vilket resulterar i arbete på kvällen.

Nivån av effektivitet beror helt på vilket material som används. Till exempel, när man använder enkristallint kisel är det nästan 20%, polykristallint kisel minskar denna siffra med 10%. Effektiviteten kan påverkas av ytans jämnhet, luftens temperatur, batteriernas placering mot solen.

Vad är relevansen med användningen?

Idag är användningen av miljövänliga material det mest relevanta. El, som erhålls vid kraftverk - kärnkraft, vatten, termisk, blir ständigt dyrare. Detta på grund av dyr produktion. I det ögonblick som ett solbatteri används kan en person med rätta betrakta sig själv som oberoende, även från en stat som erbjuder elektricitet för användning till en hög kostnad.

Om du spenderar en viss summa pengar en gång kan du helt glömma elräkningar, mätare, elnät. I det ögonblick då dessa paneler är installerade håller hela huset på att översättas. Detta inkluderar intebara ljus, men även värme, VVS - varmvatten.

Sunshine är en utmärkt källa till el. Och viktigast av allt, den här källan är gratis, miljövänlig och outtömlig.

Steg i produktionen av element baserade på en enda kristall

De flesta solceller är tillverkade av polykristallint och monokristallint kisel. Produktionsprocessen kräver mycket tid, ansträngning och pengar.

De huvudsakliga produktionsstegen för monokristallint kisel är:

1. Kiselproduktion. För att få fram kisel används kvartssand som innehåller en stor mängd kiseldioxid. Sådan sand går igenom flera steg av rening, vilket gör att du helt kan eliminera syre. Detta beror på att kemikalier smälter vid hög temperatur.
2. Hämta kristallen. Efter rengöring blir kislet genomskinligt. Kristaller börjar växa för att effektivisera strukturen. Processen är som följer: kiselbitar placeras i en degel, värms upp och utsätts för smältning. Till den smälta massan tillsätts kristallprover som fördelas jämnt över hela ytan och börjar växa i lager. Denna process tar lång tid, vilket resulterar i en stor, enhetlig kristall.
3. Bearbetar. Denna process börjar med mätning och vidare bearbetning av kristallen för att ge önskad form. När du lämnarfrån degeln har kristallen en rund form, vilket är obekvämt för vidare användning. För att använda den måste den vara i form av en kvadrat. Efter att det färdiga materialet har bearbetats med ståltrådar skärs det till identiska plattor med hjälp av en tråd. Storleken på plattorna varierar från 0,25 till 0,3 centimeter. Därefter är de föremål för rengöring, kontroll av defekter och nivån av energi som kan genereras.
4. Utveckling av solcell. För att kisel ska kunna generera elektrisk energi tillsätts bor med fosfor. Efter bearbetning är fosfor en fri elektron av typ n, och sidan med bor innehåller inte dessa elektroner och har typ p. Således uppstår en övergång mellan de två sidorna.
5. Montageprocess. Inledningsvis är plattorna anslutna i en kedja, och sedan - i ett block. En platta har en medeleffekt på 2 V och 0,6 W spänning. Batteriets effekt beror helt på antalet celler. Spänningsnivån erhålls från anslutningssekvensen. Alla element och moduler är parallellkopplade med varandra. Alla celler täcks med en speciell film, överförs till glasytan och placeras i en rektangulär ram. Efter att modulen är klar testas den. Efter en fullständig kontroll är den redo att användas.

Solpaneler kan kopplas till varandra parallellt, i serie eller parallellt i serie. Valet beror helt på vilken spänningsnivå du behöver för att få i processen.

Produktionsprocess av polykristallint kisel

ProcessTillverkningen av en modul baserad på polykristallint kisel sker på samma sätt som med enkristallint kisel. Skillnaden finns endast i tillväxten av kristaller. Det finns flera metoder för detta, men för närvarande har bara en vunnit popularitet - Siemens-processen. Hela essensen av metoden ligger i det faktum att silanen initi alt reduceras och fritt kisel fälls ut. Detta görs genom att interagera med en speciell blandning som innehåller elementen väte och silan med en temperatur som sträcker sig från 600 till 1350 grader Celsius.

Så här fungerar tillverkningsprocessen av solceller.

Hur gör man en solpanel hemma?

Många tenderar att anta att gör-det-själv-solceller är ganska svåra att montera, till och med nästan omöjliga. Faktum är att allt är annorlunda. Det kommer att ta mycket ansträngning, men själva processen är inte svår, som det verkar initi alt. Den största svårigheten som du kan stöta på i arbetet är insamlingen av en solcell med dina egna händer. Om du lyckas skapa en sådan mekanism på egen hand, kan du inte bara tänka på att vägra betala för verktyg, utan också för genomförandet av ditt eget företag. För tillfället är solpaneler mycket relevanta för försäljning av energi som reproduceras av dem. Viktigast av allt, betalning sker i en av de mest stabila valutorna - euron. Är produktionen av solceller inte värd uppmärksamhet?

För att kunna arbeta med fotoceller måste du hakompetens och erfarenhet inom detta område. Först och främst handlar det om lödning, såväl som respekt för alla element. För att fungera behöver du ha ett bra lödverktyg som lämpar sig för ömtåligt arbete. Det fungerar inte att skapa singel- och polykristaller på egen hand. För detta kan du använda färdiga ämnen.

Fotoceller

Första steget i arbetet är att välja de nödvändiga fotocellerna. För batteridrift kan silikon med poly- och monoceller användas. Det viktigaste är att ta hänsyn till prestationsnivån och nyanserna när du arbetar. Till exempel i monoceller är effektiviteten högre, men i polyceller går betydande energi förlorad i molnigt väder.

Alla celler är indelade i klasser. Det är fyra av dem tot alt. Klass A har den bästa kvaliteten utan defekter. Denna klass används i solida och stora organisationers, företags arbete. Prestandan är hög, men kostnaden kommer att vara lämplig.

När batteriet är egentillverkat kan klass B väljas. Verkningsgraden är lägre än de tidigare cellerna, samtidigt som kostnaden skiljer sig betydligt. Vissa organisationer använder den här klassen när de tillverkar batterier för försäljning, vilket förklarar den låga effektiviteten.

Vissa människor köper allt de behöver via onlinebutiker. Om du går till en specialiserad butik kan du köpa alla komponenter på en gång. Då behöver du inte vänta på leverans.

Set

För att samla in en solcell räcker det inte med enbart celler, eftersom de måste på något sättansluta med varandra enligt schemat. Detta kommer att kräva användning av ledare och ytterligare material. Det är därför vissa tillverkare erbjuder ett färdigt kit att köpa, där allt material som kommer att behövas när man arbetar redan finns.

Denna uppsättning kan innehålla upp till 72 element, ledare, däck, dioder för kretsen, samt en penna, som inkluderar en speciell syra för lödning.

Vissa kit kan innehålla färdiga fotoceller till vilka ledare är fastlödda. För att samla räcker det bara att samla in allt enligt schemat och ansluta. Detta alternativ är det mest optimala när solcellerna för montering av solpaneler ansluts manuellt. Materialet är mycket litet och ömtåligt, vilket orsakar ett antal problem i processen.

Lödning

I händelse av att allt material - element och ledare - köptes separat, kommer hela processen med lödning av solceller att se ut så här:

1. Ledarna kapas till önskad längd. Det är bäst att utföra detta arbete enligt mallen.
2. Ledarna är snyggt placerade på fotocellen.
3. Syra och lod appliceras på lödplatsen. För att undvika förskjutning kan du sätta ett tungt föremål på ena änden.
4. Ledaren måste lödas noggrant. Eftersom cellerna är ganska ömtåliga, rekommenderas det inte att agera på dem med våld.

Det här arbetet är mycket mödosamt, det är inte ett faktum att allt kommer att fungera rätt första gången, du kan behöva upprepa hela processen flera gånger. Om du studerar reglerna kan du förståatt avsättningen av silverledare är utformad för tre lödcykler. Det finns fall när lod är föranbringat på ledarna, vilket tillverkaren omedelbart varnar för. Men det är bäst att applicera det ytterligare. Under drift är det förbjudet att stapla solceller ovanpå varandra, eftersom de kan skadas på grund av högt tryck.

Försegling

Det sista steget i arbetet är förseglingen av alla element. Men innan du fortsätter med detta måste du vara uppmärksam på lödningens tillförlitlighet. För detta används en multimeter. Kontrollen kan utföras efter avslutat arbete eller under hela processen, efter lödning av varje enskilt element.

Kiselfogmassa används ofta för förseglingsprocessen. Först och främst appliceras den på elementens leder och sedan på hela panelytan. För sådant arbete kan du använda en borste, men du behöver bara använda den för leder, eftersom det är möjligt att enkelt flytta cellerna från sin plats. När allt är torrt kan du stänga locket.

Välja ett batteri i huset

För tillfället kan du hitta batterier med två typer av solceller: monokristallina, polykristallina.

Varje typ har för- och nackdelar i drift, som du behöver veta om i förväg innan du gör ett köp.

Marknads- och produktionsmöjligheter står inte stilla, nya produkter dyker regelbundet upp i tillverkningsprocessen där olika teknologier används. Innan du gör ett val rekommenderas det att vara uppmärksam på egenskapernasolceller: på effektivitetsnivån, på närvaron av ett batteri som kan ackumulera energi under dagsljus och producera den på natten. Alla dessa data tillhandahålls i förväg av tillverkaren, de kan hittas i en specialiserad butik. Det är bäst att först hitta information på Internet eller diskutera med specialister vilket alternativ som är bäst.