Tipus de cèl·lules solars i les seves característiques

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Les bateries solars comencen a guanyar popularitat entre la població. S'instal·len als terrats de les cases, vehicles. Alguns d'ells fins i tot han estat adaptats per a l'electrònica, en rellotges de polsera. De moment, s'han convertit en una alternativa completa a l'energia elèctrica o actuen com a complement.

Com funcionen?

Els mòduls solars són l'element més important d'un sistema fotovoltaic. Són un panell que inclou cèl·lules solars fetes de silici.

Per generar electricitat, tots aquests components s'ajunten en blocs, que després es cobreixen amb una pel·lícula laminada; això és necessari per al segellat. Després d'això, tot es col·loca al marc. El dispositiu és bastant senzill, però serà problemàtic muntar-lo a casa. És impossible muntar una cèl·lula fotovoltaica per tu mateix, cosa que no es pot dir sobre el panell.

Vistes

Les bateries solars es divideixen en diversos tipus. Se'n poden distingir tres:

• Monocristal·lí. En el procés de fabricació, s'utilitza un material en forma de silici pur. Aquesta base us permet obtenir més eficiència del treball. L'eficiència en aquest cas varia del 15 al 20%.
• Silici amorf. En el moment de la producció, s'utilitza un sistema: la fase d'evaporació. El silici està cobert amb una capa protectora. Una sèrie d'avantatges de les cèl·lules solars de silici inclouen un cost acceptable, que s'obté a causa de la tecnologia senzilla utilitzada en la producció. Aquests sistemes són de gran àrea. L'eficiència varia del 5% al 8%.
• Policristal·lí. Aquesta cèl·lula solar es produeix sobre una base de silici amorf. No s'estira durant el procés de fabricació. Té un baix cost. Es pot utilitzar no només a la vida quotidiana, sinó també a la indústria. L'eficiència està entre el 10 i el 14%.

Pros i contres dels panells solars

Els panells solars estan formats per cèl·lules fotovoltaiques que converteixen l'energia del sol en electricitat durant el funcionament.

Alguns dels avantatges inclouen els punts següents:

1. Tot el disseny de la bateria és bastant senzill, no hi ha parts mòbils. El treball es realitza de manera estable i sense interrupcions, el nivell de fiabilitat és alt.
2. El treball d'instal·lació no és difícil. No cal un manteniment costós del sistema.
3. L'energia del sol es converteix immediatament en electricitat, no cal temps addicional.
4. L'energia es genera durant tot el dia sempre que hi hagi el sol. En alguns casos, és possible rebre electricitat durant les hores ennuvolades, però l'eficiència del treball disminuirà.
5. La vida útil és llarga, no es mesura en anys, sinó en desenes d'anys.
6. El procés de producció utilitza materials respectuosos amb el medi ambient, que es considera molt important a la societat actual, on hi ha un entorn difícil amb el medi ambient.

Malgrat tots els avantatges, pot haver-hi aspectes negatius en el treball:

1. Els semiconductors basats en silici són cars. Aquest material es considera l'element principal de tot el sistema. Afecta tant el cost del propi panell com el cost de l'energia rebuda.
2. L'eficiència és baixa. Fins ara, la potència de la bateria per 1 quadrat és d'aproximadament 120 watts. Aquest indicador és tan insignificant que és completament impossible utilitzar l'electricitat rebuda per a il·luminació en una habitació petita.
3. Aconseguir electricitat depèn de la durada de les hores de llum, les condicions meteorològiques i les estacions. Per exemple, a l'hivern, el nivell d'energia rebuda es redueix significativament. Això es deu als cels ennuvolats, les boires i les hores de llum curtes.

On puc utilitzar-lo?

Aquests panells s'utilitzen àmpliament no només en la vida quotidiana, en el procés de la vida, sinó també en la indústria i la producció:

• carreguen bateries domèstiqueselectrodomèstics;
• carregant de cotxe elèctric en curs;
• es poden utilitzar per subministrar electricitat a edificis sencers;
• en alguns casos es pot utilitzar en determinades localitats;
• podeu obtenir energia d'ells fins i tot a l'espai.

Tota l'energia que es genera durant les hores de llum s'emmagatzema en bateries, després de les quals els dispositius poden funcionar fins i tot a les fosques.

Quin és el principi de funcionament i dispositiu?

Les cèl·lules solars funcionen amb el mateix principi que quan es van desenvolupar per primera vegada. Aquest principi és familiar per a tothom, ja que es va estudiar al currículum escolar, realitzant experiments físics. El transistor, que no tenia coberta superior, permetia que la llum entrés a les unions p i n.

Després de connectar el voltímetre, es va poder veure que s'alliberava una petita quantitat d'energia en el moment en què els raigs del sol van arribar. Anteriorment, els científics van realitzar experiments en el treball, van augmentar l'àrea de transicions. Com a resultat, van aparèixer els panells solars.

El disseny del sistema solar d'elements conté:

• Superfície de vidre transparent. És sobre ella on cauen els raigs del sol.
• Les ulleres estan subjectes a les vores rígides del panell. Són plaques fetes de metall, alhora que actuen com a elèctrodes positius.
• Element químic solar. Tipus de silici p.
• Tipus de silicona n.
• Sustrat inferiorfet de metall, dissenyat per actuar com a elèctrodes negatius.

Val la pena saber que l'energia del sol no es pot rebre durant tot el dia. Les bateries no poden funcionar a la nit. A l'hivern, les hores de llum es redueixen. En aquests moments, el dispositiu principal necessita una addició en forma de dispositiu d'emmagatzematge d'energia.

En la majoria dels casos, s'utilitza una bateria elèctrica. Està connectat al panell i emmagatzema l'energia generada, donant lloc a treball al vespre.

El nivell d'eficiència depèn completament del material utilitzat. Per exemple, quan s'utilitza silici monocristal·lí, és gairebé un 20%, el silici policristalí redueix aquesta xifra en un 10%. El nivell d'eficiència es pot veure afectat per la suavitat de la superfície, la temperatura de l'aire, la ubicació de les bateries al sol.

Quina és la rellevància de l'ús?

Avui, l'ús de materials respectuosos amb el medi ambient és el més rellevant. L'electricitat, que s'obté a les centrals elèctriques: nuclear, aigua, tèrmica, és cada cop més cara. Això es deu a la producció cara. En el moment en què s'utilitza una bateria solar, una persona pot considerar-se independent, fins i tot d'un estat que ofereix electricitat per al seu ús a un cost inflat.

Si gastes una certa quantitat de diners una vegada, pots oblidar-te completament de les factures, comptadors i serveis públics. En el moment en què s'instal·len aquests panells, s'està traduint tota la casa. Això inclou nonomés llum, però també calefacció, fontaneria - aigua calenta.

El sol és una excel·lent font d'electricitat. I el més important, aquesta font és gratuïta, respectuosa amb el medi ambient i inesgotable.

Pasos en la producció d'elements basats en un sol cristall

La majoria de cèl·lules solars es fabriquen amb silici policristalí i monocristal·lí. El procés de producció requereix molt de temps, esforç i diners.

Els principals passos de producció de silici monocristal·lí són:

1. Producció de silicona. Per obtenir silici s'utilitza sorra de quars, que conté una gran quantitat de diòxid de silici. Aquesta sorra passa per diverses etapes de purificació, cosa que permet eliminar completament l'oxigen. Això es deu a la fusió a alta temperatura amb productes químics.
2. Aconseguint el cristall. Després de la neteja, el silici es torna transparent. Els cristalls comencen a créixer per racionalitzar l'estructura. El procés és el següent: les peces de silici es col·loquen en un gresol, s'escalfen i es sotmeten a la fusió. S'afegeixen mostres de cristall a la massa fosa, que es distribueixen uniformement per tota la superfície i comencen a créixer en capes. Aquest procés triga molt de temps i resulta en un cristall gran i uniforme.
3. Processament. Aquest procés comença amb la mesura i el processament posterior del cristall per donar la forma desitjada. En sortirdes del gresol, el cristall té una forma rodona, cosa que no és convenient per a un ús posterior. Per utilitzar-lo, ha de tenir forma de quadrat. Després que el material acabat s'hagi processat amb fils d'acer, es talla en plaques idèntiques amb un filferro. La mida de les plaques varia de 0,25 a 0,3 centímetres. Després d'això, s'han de netejar, comprovar si hi ha defectes i el nivell d'energia que es pot generar.
4. Desenvolupament de cèl·lules fotovoltaiques. Perquè el silici pugui generar energia elèctrica, se li afegeix bor amb fòsfor. Després del processament, el fòsfor és un electró lliure de tipus n, i el costat amb bor no conté aquests electrons i té el tipus p. Així, apareix una transició entre els dos costats.
5. Procés de muntatge. Inicialment, les plaques estan connectades en cadena i després - en un bloc. Una placa té una potència mitjana de 2 V i 0,6 W de tensió. La potència de la bateria depèn completament del nombre de cèl·lules. El nivell de tensió s'obté a partir de la seqüència de connexió. Tots els elements i mòduls estan connectats en paral·lel entre si. Totes les cèl·lules es cobreixen amb una pel·lícula especial, es transfereixen a la superfície de vidre i es col·loquen en un marc rectangular. Quan el mòdul estigui llest, es prova. Després d'una comprovació completa, està llest per utilitzar-lo.

Els panells solars es poden connectar entre si en paral·lel, en sèrie o en paral·lel en sèrie. L'elecció depèn completament del nivell de tensió que necessiteu durant el procés.

Procés de producció de silici policristalí

ProcésLa producció d'un mòdul a base de silici policristalí es realitza de la mateixa manera que amb el silici monocristal·lí. La diferència només està present en el creixement dels cristalls. Hi ha diversos mètodes per a això, però de moment només un ha guanyat popularitat: el procés de Siemens. Tota l'essència del mètode rau en el fet que el silà es redueix inicialment i es precipita silici lliure. Això es fa interaccionant amb una mescla especial que conté els elements d'hidrogen i silà mitjançant un règim de temperatura que oscil·la entre els 600 i els 1350 graus centígrads.

Així és com funciona el procés de fabricació de cèl·lules solars.

Com fer un panell solar a casa?

Molts tendeixen a suposar que les cèl·lules solars de fer-ho vostè mateix són bastant difícils de muntar, fins i tot gairebé impossibles. De fet, tot és diferent. Caldrà molt d'esforç, però el procés en si no és difícil, com sembla al principi. La principal dificultat que podeu trobar en el procés de treball és la recollida d'una cèl·lula solar amb les vostres pròpies mans. Si aconsegueixes crear aquest mecanisme pel teu compte, pots pensar no només a negar-te a pagar els serveis públics, sinó també a la implementació del teu propi negoci. En aquests moments, les plaques solars són molt rellevants per a la venda de l'energia que reprodueixen. El més important és que el pagament es fa en una de les monedes més estables: l'euro. La producció de cèl·lules solars no mereix atenció?

Per treballar amb fotocèl·lules, cal tenirhabilitats i experiència en aquest àmbit. En primer lloc, es refereix a la soldadura, així com al respecte per tots els elements. Per treballar, cal tenir una bona eina de soldadura adequada per a treballs delicats. No funcionarà crear un sol i policristalls pel vostre compte. Per a això, podeu utilitzar espais en blanc ja fets.

fotocèl·lules

El primer pas del treball és seleccionar les fotocèl·lules necessàries. Per al funcionament de la bateria, es pot utilitzar silici amb poli i monocel·les. El més important és tenir en compte el nivell de rendiment i el matís a l'hora de treballar. Per exemple, a les monocel·les, l'eficiència és més alta, però a les policèl·lules es perd energia significativa en temps ennuvolat.

Totes les cel·les es divideixen en classes. N'hi ha quatre en total. El grau A té la millor qualitat sense defectes. Aquesta classe s'utilitza en el treball d'organitzacions sòlides i grans, empreses. El rendiment és alt, però el cost serà adequat.

Quan la bateria és de producció pròpia, es pot seleccionar la classe B. L'eficiència és menor que les cèl·lules anteriors, mentre que el cost és molt diferent. Algunes organitzacions utilitzen aquesta classe quan fabriquen bateries per a la venda, cosa que explica la baixa eficiència.

Algunes persones compren tot el que necessiten a les botigues en línia. Si aneu a una botiga especialitzada, podeu comprar tots els components alhora. Aleshores no hauràs d'esperar al lliurament.

Conjunts

Per recollir una cèl·lula solar, les cèl·lules soles no seran suficients, ja que d'alguna manera han deconnectar-se entre ells segons l'esquema. Això requerirà l'ús de conductors i materials addicionals. És per això que alguns fabricants ofereixen un kit ja fet per a la seva compra, on ja està present tot el material que es necessitarà per treballar.

Aquest conjunt pot incloure fins a 72 elements, conductors, pneumàtics, díodes per al circuit, així com un llapis, que inclou un àcid especial per soldar.

Alguns kits poden contenir fotocèl·lules ja fetes a les quals es solden els conductors. Per recollir, n'hi haurà prou amb recollir-ho tot segons l'esquema i connectar-se. Aquesta opció és la més òptima quan les cèl·lules solars per al muntatge de plaques solars es connecten manualment. El material és molt petit i fràgil, la qual cosa causa diversos problemes en el procés.

Soldadura

En el cas que tot el material (elements i conductors) s'hagués comprat per separat, tot el procés de soldadura de cèl·lules solars tindrà aquest aspecte:

1. Els conductors es tallen a la longitud desitjada. El millor és fer aquest treball segons la plantilla.
2. Els conductors estan ben col·locats a la fotocèl·lula.
3. L'àcid i la soldadura s'apliquen al lloc de la soldadura. Per evitar el desplaçament, podeu posar un objecte pesat en un extrem.
4. El conductor s'ha de soldar amb cura. Com que les cèl·lules són bastant fràgils, no es recomana actuar sobre elles per força.

Aquest treball és molt minuciós, no és un fet que tot surti bé la primera vegada, potser haureu de repetir tot el procés diverses vegades. Si estudies les regles, ho pots entendreque la deposició de conductors de plata està dissenyada per a tres cicles de soldadura. Hi ha casos en què la soldadura s'aplica prèviament als conductors, que el fabricant adverteix immediatament. Però el millor és aplicar-lo addicionalment. Durant el funcionament, està prohibit apilar cèl·lules solars unes sobre les altres, ja que es poden danyar a causa de l' alta pressió.

Segellat

L'etapa final del treball és el segellat de tots els elements. Però abans de continuar amb això, cal parar atenció a la fiabilitat de la soldadura. Per a això, s'utilitza un multímetre. La comprovació es pot dur a terme després de la finalització de tots els treballs o durant tot el procés, després de soldar cada element individual.

El segellador de silicona s'utilitza sovint per al procés de segellat. En primer lloc, s'aplica a les juntes dels elements i després a tota la superfície del panell. Per a aquest treball, podeu utilitzar un pinzell, però només cal que l'utilitzeu per a les articulacions, ja que és possible moure fàcilment les cèl·lules del seu lloc. Quan tot estigui sec, pots tancar la tapa.

Seleccionant una bateria a la casa

De moment, pots trobar bateries amb dos tipus de cèl·lules solars: monocristal·lines, policristalines.

Cada tipus té avantatges i inconvenients en funcionament, que cal saber amb antelació, abans de fer una compra.

Les oportunitats de mercat i de producció no s'aturen, regularment apareixen nous productes en el procés de fabricació del qual s'utilitzen diverses tecnologies. Abans de triar, es recomana parar atenció a les característiquescèl·lules solars: en el nivell d'eficiència, en la presència d'una bateria que és capaç d'acumular energia durant les hores de llum i produir-la a la nit. Totes aquestes dades les proporciona el fabricant amb antelació, es poden trobar en una botiga especialitzada. El millor és buscar primer informació a Internet o discutir amb especialistes quina opció seria la millor.