Видове слънчеви клетки и техните характеристики

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Слънчевите батерии започват да набират популярност сред населението. Монтират се на покриви на къщи, превозни средства. Някои от тях дори са адаптирани за електроника, в ръчни часовници. В момента те са се превърнали в пълноценна алтернатива на електрическата енергия или действат като добавка.

Как работят?

Слънчевите модули са най-важният елемент във фотоволтаичната система. Те са панел, който включва слънчеви клетки, изработени от силиций.

За генериране на електричество, всички тези компоненти се сглобяват в блокове, които след това се покриват с ламиниран филм - това е необходимо за запечатване. След това всичко се поставя в рамката. Устройството е доста просто, но ще бъде проблематично да го сглобите у дома. Невъзможно е да сглобите фотоволтаична клетка сами, което не може да се каже за панела.

Прегледи

Слънчевите батерии са разделени на няколко вида. Могат да се разграничат три от тях:

• Монокристална. В процеса на неговото производство се използва материал под формата на чист силиций. Тази основа ви позволява да получите по-голяма ефективност от работата. Ефективността в този случай варира от 15 до 20%.
• Аморфен силиций. В момента на производство се използва система - фаза на изпаряване. Силицият е покрит със защитен слой. Редица предимства на силициевите слънчеви клетки включват приемлива цена, която се получава поради простата технология, използвана в производството. Такива системи са с голяма площ. Ефективността варира от 5% до 8%.
• Поликристална. Тази слънчева клетка се произвежда на базата на аморфен силиций. Не се разтяга по време на производствения процес. Има ниска цена. Може да се използва не само в ежедневието, но и в индустрията. Ефективността е между 10 и 14%.

Плюсове и минуси на слънчевите панели

Слънчевите панели са съставени от фотоволтаични клетки, които преобразуват енергията от слънцето в електричество по време на работа.

Някои от предимствата включват следните точки:

1. Целият дизайн на батерията е доста прост, в нея няма движещи се части. Работата се извършва стабилно и без прекъсване, нивото на надеждност е високо.
2. Инсталационната работа не е трудна. Не се изисква скъпа поддръжка на системата.
3. Енергията от слънцето незабавно се преобразува в електричество, не е необходимо допълнително време.
4. Енергия се генерира през целия ден, докато присъства слънцето. В някои случаи е възможно да се получи електричество през облачно време, но ефективността на работата ще намалее.
5. Срокът на експлоатация е дълъг, измерва се не в години, а в десетки години.
6. Производственият процес използва екологично чисти материали, което се счита за много важно в днешното общество, където има трудна среда с околната среда.

Въпреки всички предимства, може да има негативни аспекти в работата:

1. Полупроводниците на базата на силиций са скъпи. Този материал се счита за основен елемент в цялата система. Това засяга както цената на самия панел, така и цената на получената енергия.
2. Ефективността е ниска. Към днешна дата мощността на батерията на 1 квадрат е приблизително 120 вата. Този индикатор е толкова незначителен, че е напълно невъзможно да се използва полученото електричество за осветителни тела в малка стая.
3. Получаването на електричество зависи от продължителността на дневните часове, метеорологичните условия и сезоните. Например през зимата нивото на получената енергия е значително намалено. Това се дължи на облачно небе, мъгли и кратки дневни часове.

Къде мога да го използвам?

Тези панели се използват широко не само в ежедневието, в процеса на живот, но и в индустрията и производството:

• зареждат битови батерииелектрически уреди;
• зареждане на електрическа кола в ход;
• могат да се използват за осигуряване на електричество на цели сгради;
• в някои случаи е възможно да се използва в определени места;
• можете да получите енергия от тях дори в космоса.

Всичката енергия, която се генерира през дневните часове, се съхранява в батерии, след което устройствата могат да работят дори на тъмно.

Какъв е принципът на работа и устройството?

Слънчевите клетки работят на същия принцип, както когато са били разработени за първи път. Този принцип е познат на всички, тъй като е изучаван в училищната програма, провеждайки физически експерименти. Транзисторът, който нямаше горен капак, позволяваше на светлината да влезе в p и n преходите.

След като волтметърът беше свързан, можеше да се види, че малко количество енергия се освобождава в момента на удара на слънчевите лъчи. Преди това учените проведоха експерименти по време на работа, увеличиха площта за преходи. В резултат на това се появиха слънчеви панели.

Дизайнът на слънчевата система от елементи съдържа:

• Повърхност от прозрачно стъкло. Именно върху нея падат слънчевите лъчи.
• Очилата са прикрепени към твърдите ръбове на панела. Те са метални пластини, като едновременно с това действат като положителни електроди.
• Слънчев химичен елемент. Тип силикон p.
• Силикон тип n.
• Долен субстратизработен от метал, който е проектиран да действа като отрицателни електроди.

Заслужава си да знаете, че енергията от слънцето не може да бъде получена през целия ден. Батериите не могат да работят през нощта. През зимата дневните часове се намаляват. В такива моменти основното устройство се нуждае от допълнение под формата на устройство за съхранение на енергия.

В повечето случаи се използва електрическа батерия. Той е свързан към панела и съхранява генерираната енергия, което води до работа вечер.

Нивото на ефективност зависи изцяло от използвания материал. Например, когато се използва монокристален силиций, той е почти 20%, поликристалният силиций намалява тази цифра с 10%. Нивото на ефективност може да бъде повлияно от гладкостта на повърхността, температурата на въздуха, местоположението на батериите спрямо слънцето.

Каква е уместността на употребата?

Днес използването на екологично чисти материали е най-актуално. Електричеството, което се получава в електроцентрали - атомни, водни, топлинни, непрекъснато поскъпва. Това се дължи на скъпото производство. В момента, в който се използва слънчева батерия, човек може с право да се смята за независим, дори от държава, която предлага електричество за използване на завишена цена.

Ако похарчите определена сума пари веднъж, можете напълно да забравите за сметките за комунални услуги, измервателни уреди, комунални услуги. В момента, когато се монтират тези панели, цялата къща се превежда. Това включва несамо светлина, но и отопление, ВиК - топла вода.

Sunshine е отличен източник на електричество. И най-важното е, че този източник е безплатен, екологичен и неизчерпаем.

Стъпки в производството на елементи на базата на единичен кристал

Повечето слънчеви клетки са направени с помощта на поликристален и монокристален силиций. Производственият процес изисква много време, усилия и пари.

Основните производствени стъпки за монокристален силиций са:

1. Производство на силиций. За да се получи силиций, се използва кварцов пясък, който съдържа голямо количество силициев диоксид. Такъв пясък преминава през няколко етапа на пречистване, което ви позволява напълно да елиминирате кислорода. Това се дължи на топене при висока температура с помощта на химикали.
2. Получаване на кристала. След почистване силицийът става прозрачен. Кристалите започват да растат, за да рационализират структурата. Процесът е както следва: парчета силиций се поставят в тигел, нагряват се и се подлагат на топене. Към разтопената маса се добавят кристални проби, които се разпределят равномерно по цялата повърхност и започват да растат на слоеве. Този процес отнема много време, което води до голям, равномерен кристал.
3. Обработка. Този процес започва с измерването и по-нататъшната обработка на кристала за придаване на желаната форма. При излизанеот тигела кристалът има кръгла форма, което е неудобно за по-нататъшна употреба. За да го използвате, той трябва да е във формата на квадрат. След като готовият материал е обработен със стоманени нишки, той се нарязва на еднакви плочи с помощта на тел. Размерът на плочите варира от 0,25 до 0,3 сантиметра. След това те подлежат на почистване, проверка за дефекти и нивото на енергия, която може да бъде генерирана.
4. Разработване на фотоволтаична клетка. За да може силиций да генерира електрическа енергия, към него се добавя бор с фосфор. След обработка, фосфорът е свободен електрон от тип n, а страната с бор не съдържа тези електрони и има тип p. Така се появява преход между двете страни.
5. Процес на сглобяване. Първоначално плочите са свързани във верига, а след това - в блок. Една плоча има средна мощност от 2 V и 0,6 W напрежение. Мощността на батерията зависи изцяло от броя на клетките. Нивото на напрежението се получава от последователността на свързване. Всички елементи и модули са свързани паралелно един към друг. Всички клетки са покрити със специален филм, прехвърлени върху стъклената повърхност и поставени в правоъгълна рамка. След като модулът е готов, той се тества. След пълна проверка е готов за употреба.

Слънчевите панели могат да бъдат свързани един към друг паралелно, последователно или паралелно последователно. Изборът зависи изцяло от това какво ниво на напрежение трябва да получите в процеса.

Производствен процес на поликристален силиций

ПроцесПроизводството на модул на базата на поликристален силиций се извършва по същия начин, както при монокристалния силиций. Разликата е налице само в растежа на кристалите. Има няколко метода за това, но в момента само един доби популярност - процесът на Siemens. Цялата същност на метода се състои във факта, че първоначално силанът се редуцира и се утаява свободният силиций. Това става чрез взаимодействие със специална смес, която съдържа елементите водород и силан, като се използва температурен режим в диапазона от 600 до 1350 градуса по Целзий.

Така работи производственият процес на слънчеви клетки.

Как да си направим соларен панел у дома?

Мнозина са склонни да приемат, че слънчевите клетки "направи си сам" са доста трудни за сглобяване, дори почти невъзможни. Всъщност всичко е различно. Ще отнеме много усилия, но самият процес не е труден, както изглежда първоначално. Основната трудност, която може да срещнете в процеса на работа, е събирането на слънчева клетка със собствените си ръце. Ако успеете сами да създадете такъв механизъм, тогава можете да мислите не само за отказ да плащате за комунални услуги, но и за реализиране на собствен бизнес. В момента слънчевите панели са много актуални за продажбата на възпроизведена от тях енергия. Най-важното е, че плащането се извършва в една от най-стабилните валути – еврото. Не заслужава ли внимание производството на слънчеви клетки?

За да работите с фотоклетки, трябва да иматеумения и опит в тази област. На първо място, това се отнася за запояване, както и за уважение към всички елементи. За да работите, трябва да имате добър инструмент за запояване, който е подходящ за деликатна работа. Няма да работи самостоятелно да създавате моно- и поликристали. За това можете да използвате готови заготовки.

Фотоклетки

Първата стъпка в работата е да изберете необходимите фотоклетки. За работа с батерии може да се използва силиций с поли- и моноклетки. Най-важното е да се вземе предвид нивото на изпълнение и нюанса при работа. Например, в моноклетките ефективността е по-висока, но в поликлетките се губи значителна енергия при облачно време.

Всички клетки са разделени на класове. Общо са четири от тях. Клас А е с най-добро качество без дефекти. Този клас се използва в работата на солидни и големи организации, компании. Производителността е висока, но цената ще бъде подходяща.

Когато батерията е собствено производство, може да се избере клас B. Ефективността е по-ниска от предишните клетки, докато цената е значително различна. Някои организации използват този клас, когато произвеждат батерии за продажба, което обяснява ниската ефективност.

Някои хора купуват всичко необходимо чрез онлайн магазини. Ако отидете в специализиран магазин, можете да закупите всички компоненти наведнъж. Тогава няма да се налага да чакате доставката.

Набори

За да съберете слънчева клетка, клетките сами по себе си няма да са достатъчни, тъй като трябва по някакъв начинсвържете се помежду си според схемата. Това ще изисква използването на проводници и допълнителни материали. Ето защо някои производители предлагат готов комплект за закупуване, където вече има всички материали, които ще са необходими при работа.

Този комплект може да включва до 72 елемента, проводници, гуми, диоди за веригата, както и молив, който включва специална киселина за запояване.

Някои комплекти може да съдържат готови фотоклетки, към които са запоени проводници. За да съберете, ще бъде достатъчно просто да съберете всичко според схемата и да се свържете. Тази опция е най-оптималната, когато слънчевите клетки за сглобяване на слънчеви панели са свързани ръчно. Материалът е много малък и крехък, което причинява редица проблеми в процеса.

Запояване

В случай, че всички материали - елементи и проводници - са закупени отделно, тогава целият процес на запояване на слънчеви клетки ще изглежда така:

1. Проводниците се нарязват на желаната дължина. Най-добре е да направите тази работа според шаблона.
2. Проводниците са поставени спретнато върху фотоклетката.
3. Киселина и спойка се нанасят на мястото на запояване. За да избегнете изместване, можете да поставите тежък предмет в единия край.
4. Проводникът трябва да бъде запоен внимателно. Тъй като клетките са доста крехки, не се препоръчва да се действа върху тях със сила.

Тази работа е много старателна, не е факт, че всичко ще се получи от първия път, може да се наложи да повторите целия процес няколко пъти. Ако изучавате правилата, можете да разберетече отлагането на сребърни проводници е предназначено за три цикъла на запояване. Има случаи, когато спойка е предварително нанесена върху проводниците, за което производителят незабавно предупреждава. Но най-добре е да го приложите допълнително. По време на работа е забранено подреждането на слънчеви клетки една върху друга, тъй като те могат да бъдат повредени поради високо налягане.

Запечатване

Последният етап на работа е запечатването на всички елементи. Но преди да продължите с това, трябва да обърнете внимание на надеждността на запояването. За това се използва мултицет. Проверката може да се извърши след приключване на цялата работа или по време на целия процес, след запояване на всеки отделен елемент.

Силиконов уплътнител често се използва за процеса на запечатване. Преди всичко се нанася върху ставите на елементите, а след това върху цялата повърхност на панела. За такава работа можете да използвате четка, но трябва да я използвате само за фуги, тъй като е възможно лесно да преместите клетките от мястото им. След като всичко изсъхне, можете да затворите капака.

Избор на батерия в къщата

В момента можете да намерите батерии с два вида слънчеви клетки: монокристални, поликристални.

Всеки тип има плюсове и минуси в експлоатация, за които трябва да знаете предварително, преди да направите покупка.

Пазарните и производствените възможности не стоят на едно място, в производствения процес редовно се появяват нови продукти, за които се използват различни технологии. Преди да направите избор, се препоръчва да обърнете внимание на характеристикитеслънчеви клетки: за нивото на ефективност, за наличието на батерия, която е в състояние да акумулира енергия през дневните часове и да я произвежда през нощта. Всички тези данни се предоставят предварително от производителя, те могат да бъдат намерени в специализиран магазин. Най-добре е първо да намерите информация в Интернет или да обсъдите със специалисти кой вариант би бил най-добър.