Typy solárních článků a jejich vlastnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Solární baterie si mezi obyvatelstvem začínají získávat na popularitě. Instalují se na střechy domů, vozidel. Některé z nich byly dokonce upraveny pro elektroniku, v náramkových hodinkách. V tuto chvíli se staly plnohodnotnou alternativou elektrické energie nebo fungují jako doplněk.

Jak fungují?

Solární moduly jsou nejdůležitějším prvkem ve fotovoltaickém systému. Jedná se o panel, který obsahuje solární články vyrobené z křemíku.

Pro výrobu elektřiny jsou všechny tyto komponenty sestaveny do bloků, které jsou následně pokryty laminovanou fólií – ta je nezbytná pro utěsnění. Poté je vše umístěno do rámu. Zařízení je poměrně jednoduché, ale bude problematické jej sestavit doma. Sestavit fotovoltaický článek svépomocí není možné, což se o panelu říci nedá.

Zobrazení

Solární baterie se dělí na několik typů. Tři z nich lze rozlišit:

• Monokrystalické. Při jeho výrobě se používá materiál ve formě čistého křemíku. Tento základ vám umožňuje získat větší efektivitu práce. Účinnost se v tomto případě pohybuje od 15 do 20 %.
• Amorfní křemík. V době výroby se používá systém - fáze odpařování. Křemík je pokryt ochrannou vrstvou. Řada výhod křemíkových solárních článků zahrnuje přijatelnou cenu, která je dosažena díky jednoduché technologii použité při výrobě. Takové systémy mají velkou plochu. Účinnost se pohybuje od 5 % do 8 %.
• Polykrystalický. Tento solární článek je vyroben na bázi amorfního křemíku. Během výrobního procesu se nenatahuje. Má nízkou cenu. Uplatnění najde nejen v běžném životě, ale i v průmyslu. Účinnost je mezi 10 a 14 %.

Výhody a nevýhody solárních panelů

Solární panely jsou tvořeny fotovoltaickými články, které během provozu přeměňují energii ze slunce na elektřinu.

Některé z výhod zahrnují následující body:

1. Celý design baterie je poměrně jednoduchý, nejsou v ní žádné pohyblivé části. Práce jsou prováděny stabilně a bez přerušení, úroveň spolehlivosti je vysoká.
2. Instalační práce nejsou obtížné. Není nutná nákladná údržba systému.
3. Energie ze slunce se okamžitě přemění na elektřinu, není potřeba žádný další čas.
4. Energie je generována během dne, dokud je přítomno slunce. V některých případech je možné přijímat elektřinu v zatažené době, ale efektivita práce se sníží.
5. Životnost je dlouhá, neměří se na roky, ale na desítky let.
6. Výrobní proces využívá materiály šetrné k životnímu prostředí, což je považováno za velmi důležité v dnešní společnosti, kde je obtížné životní prostředí.

Přes všechny výhody mohou být v práci negativní aspekty:

1. Polovodiče na bázi křemíku jsou drahé. Tento materiál je považován za hlavní prvek v celém systému. Ovlivňuje jak cenu samotného panelu, tak cenu přijaté energie.
2. Účinnost je nízká. K dnešnímu dni je výkon baterie na 1 čtverec přibližně 120 wattů. Tento indikátor je tak bezvýznamný, že je zcela nemožné použít přijatou elektřinu pro osvětlení v malé místnosti.
3. Příjem elektřiny závisí na délce denního světla, povětrnostních podmínkách a ročních obdobích. Například v zimě je úroveň přijaté energie výrazně snížena. To je způsobeno zataženou oblohou, mlhami a krátkým denním světlem.

Kde jej mohu použít?

Tyto panely jsou široce používány nejen v každodenním životě, v procesu života, ale také v průmyslu a výrobě:

• nabíjejí domácí baterieelektrické spotřebiče;
• probíhá nabíjení elektromobilu;
• mohou být použity k napájení celých budov;
• v některých případech je možné použít v určitých lokalitách;
• můžete z nich získat energii i ve vesmíru.

Veškerá energie, která se vygeneruje během denního světla, je uložena v bateriích, po kterých mohou zařízení pracovat i ve tmě.

Jaký je princip fungování a zařízení?

Solární články fungují na stejném principu, jako když byly poprvé vyvinuty. Tento princip zná každý, protože byl studován ve školních osnovách, provádění fyzikálních experimentů. Tranzistor, který neměl žádný horní kryt, umožňoval světlu vstupovat do p a n přechodů.

Po připojení voltmetru bylo vidět, že v okamžiku dopadu slunečních paprsků se uvolnilo malé množství energie. Dříve vědci prováděli experimenty v práci, zvětšili plochu pro přechody. V důsledku toho se objevily solární panely.

Návrh prvků sluneční soustavy obsahuje:

• Povrch z průhledného skla. Právě na ni dopadají paprsky slunce.
• Skla jsou připevněny k tuhým okrajům panelu. Jsou to desky vyrobené z kovu, které zároveň fungují jako kladné elektrody.
• Solární chemický prvek. Silikonový typ p.
• Křemíkový typ č.
• Spodní substrátvyrobeno z kovu, který je navržen tak, aby fungoval jako záporné elektrody.

Stojí za to vědět, že energii ze slunce nelze přijímat po celý den. Baterie nejsou schopné fungovat v noci. V zimě je denní světlo zkráceno. V takových chvílích potřebuje hlavní zařízení přídavek v podobě zařízení pro ukládání energie.

Ve většině případů se používá elektrická baterie. Je připojen k panelu a ukládá generovanou energii, což vede k práci ve večerních hodinách.

Úroveň účinnosti zcela závisí na použitém materiálu. Například při použití monokrystalického křemíku je to téměř 20 %, polykrystalický křemík tento údaj snižuje o 10 %. Úroveň účinnosti může být ovlivněna hladkostí povrchu, teplotou vzduchu, umístěním baterií vůči slunci.

Jaký je význam použití?

Dnes je nejdůležitější používání materiálů šetrných k životnímu prostředí. Elektřina, která se získává v elektrárnách – jaderných, vodních, tepelných, neustále zdražuje. To je způsobeno nákladnou výrobou. V okamžiku použití solární baterie se člověk může právem považovat za nezávislý, dokonce i na státu, který nabízí elektřinu k použití za přemrštěnou cenu.

Pokud jednou utratíte určitou částku peněz, můžete úplně zapomenout na účty za energie, měřiče, energie. Ve chvíli, kdy jsou tyto panely instalovány, probíhá překlad celého domu. To zahrnuje nepouze světlo, ale i topení, instalatérství - teplá voda.

Sluneční svit je vynikajícím zdrojem elektřiny. A co je nejdůležitější, tento zdroj je zdarma, šetrný k životnímu prostředí a nevyčerpatelný.

Kroky při výrobě prvků na bázi jediného krystalu

Většina solárních článků je vyrobena z polykrystalického a monokrystalického křemíku. Výrobní proces vyžaduje spoustu času, úsilí a peněz.

Hlavní výrobní kroky pro monokrystalický křemík jsou:

1. Výroba křemíku. K získání křemíku se používá křemičitý písek, který obsahuje velké množství oxidu křemičitého. Takový písek prochází několika stupni čištění, což vám umožňuje zcela odstranit kyslík. To je způsobeno tavením při vysoké teplotě pomocí chemikálií.
2. Získání krystalu. Po vyčištění se křemík stane průhledným. Krystaly začnou růst, aby zefektivnily strukturu. Postup je následující: kousky křemíku se umístí do kelímku, zahřejí se a podrobí se roztavení. Do roztavené hmoty se přidávají vzorky krystalů, které se rovnoměrně rozmístí po celém povrchu a začnou růst ve vrstvách. Tento proces trvá dlouho a výsledkem je velký, jednotný krystal.
3. Zpracování. Tento proces začíná měřením a dalším zpracováním krystalu do požadovaného tvaru. Při vystupováníz kelímku má krystal kulatý tvar, který je pro další použití nepohodlný. Chcete-li jej použít, musí mít tvar čtverce. Poté, co je hotový materiál opracován ocelovými nitěmi, je rozřezán na stejné pláty pomocí drátu. Velikost desek se pohybuje od 0,25 do 0,3 centimetru. Poté podléhají čištění, kontrole závad a množství energie, kterou lze generovat.
4. Vývoj fotovoltaických článků. Aby křemík mohl vyrábět elektrickou energii, přidává se do něj bór s fosforem. Po zpracování je fosfor volným elektronem typu n a strana s borem tyto elektrony neobsahuje a má typ p. Mezi oběma stranami se tedy objeví přechod.
5. Postup montáže. Zpočátku jsou desky spojeny v řetězci a poté - v bloku. Jedna deska má průměrný výkon 2 V a 0,6 W napětí. Výkon baterie zcela závisí na počtu článků. Úroveň napětí se získá ze sekvence připojení. Všechny prvky a moduly jsou vzájemně propojeny paralelně. Všechny buňky jsou pokryty speciální fólií, přeneseny na povrch skla a umístěny v obdélníkovém rámu. Poté, co je modul připraven, je otestován. Po úplné kontrole je připraven k použití.

Solární panely lze vzájemně propojovat paralelně, sériově nebo paralelně sériově. Výběr závisí zcela na tom, jakou úroveň napětí potřebujete v procesu získat.

Proces výroby polykrystalického křemíku

ProcesVýroba modulu na bázi polykrystalického křemíku probíhá stejně jako u monokrystalického křemíku. Rozdíl je přítomen pouze v růstu krystalů. K tomu existuje několik metod, ale v současné době si získala popularitu pouze jedna - proces Siemens. Celá podstata metody spočívá v tom, že se nejprve redukuje silan a vysráží se volný křemík. To se provádí interakcí se speciální směsí, která obsahuje prvky vodíku a silanu pomocí teplotního režimu v rozmezí od 600 do 1350 stupňů Celsia.

Takto funguje výrobní proces solárních článků.

Jak si vyrobit solární panel doma?

Mnozí mají tendenci předpokládat, že solární články pro vlastní potřebu je poměrně obtížné sestavit, dokonce téměř nemožné. Ve skutečnosti je všechno jinak. Bude to vyžadovat hodně úsilí, ale samotný proces není obtížný, jak se zpočátku zdá. Hlavním problémem, se kterým se můžete setkat v procesu práce, je sběr solárního článku vlastními rukama. Pokud se vám podaří vytvořit takový mechanismus sami, můžete přemýšlet nejen o odmítnutí platit za veřejné služby, ale také o realizaci vlastního podnikání. V současné době jsou solární panely velmi relevantní pro prodej jimi reprodukované energie. Nejdůležitější je, že se platí jednou z nejstabilnějších měn – eurem. Nestojí výroba solárních článků za pozornost?

Abyste mohli pracovat s fotobuňkami, musíte mítdovednosti a zkušenosti v této oblasti. V první řadě se to týká pájení, stejně jako respektování všech prvků. Chcete-li pracovat, musíte mít dobrý pájecí nástroj, který je vhodný pro jemnou práci. Samostatné vytváření monokrystalů a polykrystalů nebude fungovat. K tomu můžete použít hotové polotovary.

Fotobuňky

Prvním krokem v práci je výběr potřebných fotobuněk. Pro bateriový provoz lze použít křemík s poly- a monočlánky. Nejdůležitější je při práci vzít v úvahu úroveň výkonu a nuance. Například v monočláncích je účinnost vyšší, ale v polyčláncích dochází při zatažené obloze ke značným ztrátám energie.

Všechny buňky jsou rozděleny do tříd. Celkem jsou čtyři. Třída A má nejlepší kvalitu bez závad. Tato třída se používá v práci pevných a velkých organizací, společností. Výkon je vysoký, ale cena bude odpovídající.

Pokud je baterie vlastní výroby, lze zvolit třídu B. Účinnost je nižší než u předchozích článků, zatímco cena je výrazně odlišná. Některé organizace používají tuto třídu při výrobě baterií na prodej, což vysvětluje nízkou účinnost.

Někteří lidé nakupují vše, co potřebují, prostřednictvím internetových obchodů. Pokud půjdete do specializované prodejny, můžete si koupit všechny komponenty najednou. Pak nebudete muset čekat na doručení.

Sady

K sebrání solárního článku samotné články stačit nebudou, protože nějak musíspojte se navzájem podle schématu. To bude vyžadovat použití vodičů a dalších materiálů. Někteří výrobci proto nabízejí ke koupi již hotovou sadu, kde je již k dispozici veškerý materiál, který bude při práci potřeba.

Tato sada může obsahovat až 72 prvků, vodiče, pneumatiky, diody pro obvod a také tužku, která obsahuje speciální kyselinu pro pájení.

Některé sady mohou obsahovat hotové fotobuňky, ke kterým jsou připájeny vodiče. Chcete-li sbírat, bude stačit pouze shromáždit vše podle schématu a připojit se. Tato možnost je nejoptimálnější, když jsou solární články pro montáž solárních panelů připojeny ručně. Materiál je velmi malý a křehký, což způsobuje řadu problémů v procesu.

Pájení

V případě, že byl veškerý materiál – prvky a vodiče – zakoupen samostatně, bude celý proces pájení solárních článků vypadat takto:

1. Vodiče jsou nařezány na požadovanou délku. Nejlepší je provést tuto práci podle šablony.
2. Vodiče jsou úhledně umístěny na fotobuňce.
3. Na místo pájení se aplikuje kyselina a pájka. Abyste zabránili posunutí, můžete na jeden konec položit těžký předmět.
4. Vodič je třeba připájet opatrně. Protože jsou buňky dosti křehké, nedoporučuje se na ně působit silou.

Tato práce je velmi pečlivá, není pravda, že vše vyjde hned napoprvé, možná budete muset celý proces několikrát opakovat. Když si prostudujete pravidla, pochopíteže nanášení stříbrných vodičů je navrženo pro tři pájecí cykly. Existují případy, kdy je na vodiče předem nanesena pájka, na což výrobce okamžitě upozorňuje. Nejlepší je ale aplikovat ho dodatečně. Během provozu je zakázáno skládat solární články na sebe, protože mohou být poškozeny vysokým tlakem.

Utěsnění

Poslední fází práce je utěsnění všech prvků. Než však budete pokračovat, musíte věnovat pozornost spolehlivosti pájení. K tomu se používá multimetr. Kontrolu lze provést po dokončení všech prací nebo během celého procesu, po pájení každého jednotlivého prvku.

Pro proces těsnění se často používá silikonový tmel. Nejprve se nanáší na spoje prvků a poté na celý povrch panelu. Pro takovou práci můžete použít kartáč, ale musíte jej použít pouze pro spoje, protože je možné snadno přesunout buňky z jejich místa. Jakmile je vše suché, můžete víko zavřít.

Výběr baterie v domě

V současné době můžete najít baterie se dvěma typy solárních článků: monokrystalické, polykrystalické.

Každý typ má své výhody a nevýhody, o kterých musíte vědět předem, než provedete nákup.

Tržní a výrobní příležitosti neutichají, pravidelně se objevují nové produkty, v jejichž výrobním procesu se používají různé technologie. Před výběrem se doporučuje věnovat pozornost charakteristikámsolární články: na úrovni účinnosti, na přítomnosti baterie, která je schopna akumulovat energii během denního světla a vyrábět ji v noci. Všechny tyto údaje poskytuje výrobce předem, lze je najít ve specializované prodejně. Nejlepší je nejprve najít informace na internetu nebo se poradit s odborníky, která možnost by byla nejlepší.