Günəş elementlərinin növləri və onların xüsusiyyətləri

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Günəş batareyaları əhali arasında populyarlıq qazanmağa başlayır. Onlar evlərin, nəqliyyat vasitələrinin damlarında quraşdırılır. Bəziləri hətta elektronika üçün, qol saatlarında uyğunlaşdırılıb. Hazırda onlar elektrik enerjisinə tam hüquqlu alternativə çevrilib və ya əlavə kimi fəaliyyət göstərirlər.

Onlar necə işləyir?

Günəş modulları fotovoltaik sistemdə ən vacib elementdir. Onlar silikondan hazırlanmış günəş batareyalarını ehtiva edən paneldir.

Elektrik istehsal etmək üçün bütün bu komponentlər bloklara yığılır, daha sonra onlar laminat filmlə örtülür - bu, sızdırmazlıq üçün lazımdır. Bundan sonra hər şey çərçivəyə yerləşdirilir. Cihaz olduqca sadədir, lakin onu evdə yığmaq problemli olacaq. Fotovoltaik elementi özünüz yığmaq mümkün deyil, bunu panel haqqında demək mümkün deyil.

Baxışlar

Günəş batareyaları bir neçə növə bölünür. Onlardan üçü ayırd etmək olar:

• Monokristal. İstehsal prosesində təmiz silikon şəklində bir material istifadə olunur. Bu əsas işdən daha çox səmərəlilik əldə etməyə imkan verir. Bu halda səmərəlilik 15-20% arasında dəyişir.
• Amorf silikon. İstehsal zamanı bir sistem istifadə olunur - buxarlanma mərhələsi. Silikon qoruyucu təbəqə ilə örtülmüşdür. Silikon günəş batareyalarının bir sıra üstünlükləri arasında istehsalda istifadə olunan sadə texnologiya sayəsində əldə edilən məqbul bir xərc daxildir. Belə sistemlər ərazi baxımından böyükdür. Effektivlik 5%-dən 8%-ə qədər dəyişir.
• Polikristal. Bu günəş elementi amorf silikon əsasında istehsal olunur. İstehsal zamanı dartılmır. Aşağı qiymətə malikdir. Yalnız gündəlik həyatda deyil, sənayedə də istifadə edilə bilər. Effektivlik 10-14% arasındadır.

Günəş panellərinin müsbət və mənfi cəhətləri

Günəş panelləri istismar zamanı günəş enerjisini elektrik enerjisinə çevirən fotovoltaik elementlərdən ibarətdir.

Bəzi üstünlüklərə aşağıdakı məqamlar daxildir:

1. Batareyanın bütün dizaynı olduqca sadədir, içərisində hərəkət edən hissələr yoxdur. İş stabil və fasiləsiz aparılır, etibarlılıq səviyyəsi yüksəkdir.
2. Quraşdırma işi çətin deyil. Bahalı sistem baxımı tələb olunmur.
3. Günəşdən gələn enerji dərhal elektrikə çevrilir, əlavə vaxt tələb olunmur.
4. Günəş mövcud olduğu müddətdə enerji gün ərzində yaranır. Bəzi hallarda buludlu vaxtlarda elektrik enerjisi almaq mümkündür, lakin işin səmərəliliyi azalacaq.
5. Xidmət müddəti uzundur, illərlə deyil, on illərlə ölçülür.
6. İstehsal prosesində ekoloji cəhətdən təmiz materiallardan istifadə edilir ki, bu da ətraf mühitlə çətin bir mühitin mövcud olduğu müasir cəmiyyətdə çox vacib hesab olunur.

Bütün üstünlüklərə baxmayaraq, işdə mənfi cəhətlər ola bilər:

1. Silikon əsaslı yarımkeçiricilər bahalıdır. Bu material bütün sistemin əsas elementi hesab olunur. Bu həm panelin özünün dəyərinə, həm də alınan enerjinin dəyərinə təsir edir.
2. Effektivlik aşağıdır. Bu günə qədər 1 kvadrat üçün batareyanın gücü təxminən 120 vattdır. Bu göstərici o qədər əhəmiyyətsizdir ki, alınan elektrik enerjisini kiçik bir otaqda işıqlandırma qurğuları üçün istifadə etmək tamamilə mümkün deyil.
3. Elektrik əldə etmək günün işığının uzunluğundan, hava şəraitindən və fəsillərdən asılıdır. Məsələn, qışda alınan enerjinin səviyyəsi əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Bunun səbəbi buludlu səma, duman və qısa gündüz saatlarıdır.

Bunu harada istifadə edə bilərəm?

Bu panellər təkcə gündəlik həyatda, məişət prosesində deyil, həm də sənaye və istehsalatda geniş istifadə olunur:

• məişət batareyalarını doldururlarelektrik cihazları;
• elektrikli avtomobilin doldurulması davam edir;
• onlar bütün binaları elektrik enerjisi ilə təmin etmək üçün istifadə edilə bilər;
• bəzi hallarda müəyyən yerlərdə istifadə etmək mümkündür;
• kosmosda belə onlardan enerji əldə edə bilərsiniz.

Gündüz saatlarında yaranan bütün enerji batareyalarda saxlanılır, bundan sonra cihazlar hətta qaranlıqda da işləyə bilər.

İşləmə və cihaz prinsipi nədir?

Günəş batareyaları ilk dəfə yaradıldıqları vaxtla eyni prinsip əsasında işləyir. Bu prinsip hər kəsə tanışdır, çünki məktəb kurikulumunda fiziki təcrübələr aparılaraq öyrənilirdi. Üst qapağı olmayan tranzistor işığın p və n keçidlərinə daxil olmasına icazə verdi.

Voltmetr birləşdirildikdən sonra günəş şüalarının dəydiyi anda az miqdarda enerjinin ayrıldığı görüldü. Əvvəllər elm adamları iş yerində təcrübələr apardılar, keçidlər üçün sahəni artırdılar. Nəticədə günəş panelləri peyda oldu.

Günəş sisteminin elementlərinin dizaynında aşağıdakılar var:

• Şəffaf şüşədən hazırlanmış səth. Günəşin şüaları onun üzərinə düşür.
• Eynəklər panelin sərt kənarlarına bərkidilir. Onlar metaldan hazırlanmış lövhələrdir, eyni zamanda müsbət elektrodlar kimi fəaliyyət göstərirlər.
• Günəş kimyəvi elementi. Silikon növü p.
• Silikon növü n.
• Alt substratmənfi elektrodlar kimi fəaliyyət göstərmək üçün nəzərdə tutulmuş metaldan hazırlanmışdır.

Gün ərzində günəşdən gələn enerjinin alına bilməyəcəyini bilməyə dəyər. Batareyalar gecə işləməyə qadir deyil. Qışda gündüz saatları azalır. Belə məqamlarda əsas cihaza enerji saxlama cihazı şəklində əlavə lazımdır.

Əksər hallarda elektrik batareyası istifadə olunur. O, panelə qoşulur və yaranan enerjini saxlayır, nəticədə axşam işləyir.

Effektivlik səviyyəsi tamamilə istifadə olunan materialdan asılıdır. Məsələn, bir kristal silisiumdan istifadə edərkən, demək olar ki, 20% təşkil edir, polikristal silikon bu rəqəmi 10% azaldır. Səmərəlilik səviyyəsinə səthin hamarlığı, havanın temperaturu, batareyaların günəşə olan yeri təsir edə bilər.

İstifadənin əhəmiyyəti nədir?

Bu gün ekoloji cəhətdən təmiz materialların istifadəsi ən aktualdır. Elektrik stansiyalarında əldə edilən elektrik enerjisi - nüvə, su, istilik enerjisi daim bahalaşır. Bu, bahalı istehsalla bağlıdır. Günəş batareyasından istifadə olunduğu an, insan haqlı olaraq özünü hətta şişirdilmiş qiymətə elektrik enerjisi təklif edən dövlətdən də müstəqil hesab edə bilər.

Bir dəfə müəyyən məbləğdə pul xərcləsəniz, kommunal ödənişləri, sayğacları, kommunal xidmətləri tamamilə unuda bilərsiniz. Bu panellər quraşdırıldığı anda bütün ev tərcümə olunur. Bura yox daxildiryalnız işıq, həm də istilik, santexnika - isti su.

Günəş işığı əla elektrik mənbəyidir. Ən əsası isə bu mənbə pulsuz, ekoloji cəhətdən təmiz və tükənməzdir.

Bir kristal əsasında elementlərin istehsalında addımlar

Günəş elementlərinin əksəriyyəti polikristal və monokristal silikondan istifadə etməklə hazırlanır. İstehsal prosesi çox vaxt, səy və pul tələb edir.

Monokristal silikon üçün əsas istehsal mərhələləri bunlardır:

1. Silikon istehsalı. Silikon əldə etmək üçün çox miqdarda silisium dioksidi olan kvars qumundan istifadə olunur. Belə qum təmizlənmənin bir neçə mərhələsindən keçir ki, bu da oksigeni tamamilə aradan qaldırmağa imkan verir. Bunun səbəbi kimyəvi maddələrdən istifadə edərək yüksək temperaturda ərimədir.
2. Kristal əldə edilir. Təmizləndikdən sonra silikon şəffaf olur. Strukturu tənzimləmək üçün kristallar böyüməyə başlayır. Proses belədir: silisium parçaları potada yerləşdirilir, qızdırılır və əriməyə məruz qalır. Bütün səthə bərabər paylanan və təbəqələrdə böyüməyə başlayan ərimiş kütləyə kristal nümunələri əlavə olunur. Bu proses uzun vaxt aparır, nəticədə böyük, vahid kristal əldə edilir.
3. Emal edilir. Bu proses istənilən formanı vermək üçün kristalın ölçülməsi və sonrakı işlənməsi ilə başlayır. Çıxarkənpotadan kristal yuvarlaq bir forma malikdir, bu da sonrakı istifadə üçün əlverişsizdir. Onu istifadə etmək üçün kvadrat şəklində olmalıdır. Hazır material polad iplərlə işləndikdən sonra bir tel istifadə edərək eyni plitələrə kəsilir. Plitələrin ölçüsü 0,25 ilə 0,3 santimetr arasında dəyişir. Bundan sonra onlar təmizlənməyə, qüsurların olub-olmamasına və yarana biləcək enerji səviyyəsinə nəzarət edilməlidir.
4. Fotovoltaik elementin inkişafı. Silisiumun elektrik enerjisi istehsal edə bilməsi üçün ona fosforlu bor əlavə edilir. Emaldan sonra fosfor n tipli sərbəst elektrondur və bor olan tərəfdə bu elektronlar yoxdur və p növü var. Beləliklə, iki tərəf arasında keçid görünür.
5. Quraşdırma prosesi. Əvvəlcə plitələr bir zəncirlə, sonra isə bir blokda birləşdirilir. Bir boşqabın orta gücü 2 V və 0,6 Vt gərginlik var. Batareyanın gücü tamamilə hüceyrələrin sayından asılıdır. Gərginlik səviyyəsi əlaqə ardıcıllığından əldə edilir. Bütün elementlər və modullar bir-birinə paralel bağlanır. Bütün hüceyrələr xüsusi bir filmlə örtülür, şüşə səthinə köçürülür və düzbucaqlı bir çərçivəyə yerləşdirilir. Modul hazır olduqdan sonra sınaqdan keçirilir. Tam yoxlamadan sonra o, istifadəyə hazırdır.

Günəş panelləri bir-birinə paralel, ardıcıl və ya paralel olaraq ardıcıl qoşula bilər. Seçim tamamilə prosesdə hansı gərginlik səviyyəsinə çatmağınızdan asılıdır.

Polikristal silikonun istehsalı prosesi

ProsesPolikristal silikona əsaslanan modulun istehsalı bir kristal silisiumla eyni şəkildə həyata keçirilir. Fərq yalnız kristalların böyüməsində mövcuddur. Bunun üçün bir neçə üsul var, lakin bu anda yalnız biri populyarlıq qazandı - Siemens prosesi. Metodun bütün mahiyyəti ondan ibarətdir ki, silan əvvəlcə azaldılır və sərbəst silisium çökür. Bu, 600 ilə 1350 dərəcə Selsi arasında dəyişən temperatur rejimindən istifadə edərək, hidrogen və silan elementlərini ehtiva edən xüsusi qarışıqla qarşılıqlı əlaqə yaratmaqla həyata keçirilir.

Günəş batareyalarının istehsal prosesi belə işləyir.

Evdə günəş paneli necə hazırlanır?

Bir çoxları hesab edirlər ki, öz əlləri ilə günəş batareyalarını yığmaq olduqca çətindir, hətta demək olar ki, qeyri-mümkündür. Əslində hər şey fərqlidir. Bu, çox səy göstərəcək, amma prosesin özü əvvəlcə göründüyü kimi çətin deyil. İş prosesində qarşılaşa biləcəyiniz əsas çətinlik, öz əllərinizlə günəş batareyasının toplanmasıdır. Özünüz belə bir mexanizm yaratmağı bacarsanız, o zaman yalnız kommunal xidmətlər üçün ödənişdən imtina etmək barədə deyil, həm də öz işinizi həyata keçirmək üçün düşünə bilərsiniz. Hazırda günəş panelləri onların istehsal etdiyi enerjinin satışı üçün çox aktualdır. Ən əsası isə ödəniş ən sabit valyutalardan biri - avro ilə həyata keçirilir. Günəş batareyalarının istehsalı diqqətə layiq deyilmi?

Fotoelementlərlə işləmək üçün sizdə olmalıdırbu sahədə bacarıq və təcrübə. Əvvəla, bu, lehimləmə, eləcə də bütün elementlərə hörmətlə bağlıdır. İşləmək üçün incə iş üçün uyğun olan yaxşı bir lehimləmə alətinə sahib olmaq lazımdır. Tək və polikristalları özünüz yaratmaq işləməyəcək. Bunun üçün siz hazır blanklardan istifadə edə bilərsiniz.

Fotosellər

İşdə ilk addım lazımi fotoelementləri seçməkdir. Batareyanın işləməsi üçün poli və monoselli silikon istifadə edilə bilər. Ən başlıcası, işləyərkən performans səviyyəsini və nüansı nəzərə almaqdır. Məsələn, monoelementlərdə səmərəlilik daha yüksəkdir, lakin polycelllərdə buludlu havada əhəmiyyətli enerji itirilir.

Bütün xanalar siniflərə bölünür. Onlardan cəmi dördü var. A dərəcəsi heç bir qüsuru olmayan ən yaxşı keyfiyyətə malikdir. Bu sinif möhkəm və böyük təşkilatların, şirkətlərin işində istifadə olunur. Performans yüksəkdir, lakin xərc uyğun olacaq.

Batareya öz-özünə istehsal edildikdə, B sinfi seçilə bilər. Səmərəlilik əvvəlki hüceyrələrdən aşağıdır, qiymət isə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir. Bəzi təşkilatlar satış üçün batareyalar istehsal edərkən bu sinifdən istifadə edir ki, bu da aşağı səmərəliliyi izah edir.

Bəzi insanlar ehtiyac duyduqları hər şeyi onlayn mağazalar vasitəsilə alırlar. Xüsusi bir mağazaya getsəniz, bütün komponentləri bir anda ala bilərsiniz. Onda çatdırılmanı gözləməli olmayacaqsınız.

Dəstlər

Günəş batareyasını toplamaq üçün yalnız hüceyrələr kifayət etməyəcək, çünki onlar bir şəkildə lazımdırsxemə uyğun olaraq bir-biri ilə əlaqə qurun. Bu, keçiricilərin və əlavə materialların istifadəsini tələb edəcəkdir. Buna görə də bəzi istehsalçılar iş zamanı lazım olan bütün materialın artıq mövcud olduğu hazır dəsti təklif edirlər.

Bu dəstdə 72-yə qədər element, keçiricilər, təkərlər, dövrə üçün diodlar, həmçinin lehimləmə üçün xüsusi turşu olan karandaş daxil ola bilər.

Bəzi dəstlərdə keçiricilərin lehimləndiyi hazır fotosellər ola bilər. Toplama üçün yalnız sxemə görə hər şeyi toplamaq və əlaqə qurmaq kifayətdir. Günəş panellərinin yığılması üçün günəş batareyaları əl ilə birləşdirildikdə bu seçim ən optimaldır. Material çox kiçik və kövrəkdir, bu da prosesdə bir sıra problemlərə səbəb olur.

Lehimləmə

Bütün materialların - elementlərin və keçiricilərin ayrıca satın alınması halında, günəş batareyalarının lehimlənməsinin bütün prosesi belə görünəcək:

1. Keçiricilər istədiyiniz uzunluğa kəsilir. Ən yaxşısı bu işi şablona uyğun etməkdir.
2. Keçiricilər fotoseldə səliqəli şəkildə yerləşdirilib.
3. Lehimləmə yerinə turşu və lehim vurulur. Yerdəyişmənin qarşısını almaq üçün bir ucuna ağır əşya qoya bilərsiniz.
4. Konduktoru diqqətlə lehimləmək lazımdır. Hüceyrələr kifayət qədər kövrək olduğundan, onlara güc tətbiq etmək tövsiyə edilmir.

Bu iş çox zəhmətlidir, ilk dəfə hər şeyin düzələcəyi fakt deyil, bütün prosesi bir neçə dəfə təkrarlamaq lazım gələ bilər. Qaydaları öyrənsəniz, başa düşə bilərsinizgümüş keçiricilərin çökməsi üç lehimləmə dövrü üçün nəzərdə tutulmuşdur. İstehsalçının dərhal xəbərdarlıq etdiyi keçiricilərə lehimin əvvəlcədən tətbiq olunduğu hallar var. Ancaq onu əlavə olaraq tətbiq etmək yaxşıdır. İstismar zamanı günəş batareyalarını üst-üstə yığmaq qadağandır, çünki onlar yüksək təzyiq nəticəsində zədələnə bilər.

Möhürləmə

İşin son mərhələsi bütün elementlərin möhürlənməsidir. Ancaq buna davam etməzdən əvvəl, lehimləmənin etibarlılığına diqqət yetirməlisiniz. Bunun üçün bir multimetr istifadə olunur. Yoxlama bütün işlər başa çatdıqdan sonra və ya bütün proses ərzində, hər bir fərdi elementi lehimlədikdən sonra həyata keçirilə bilər.

Mühürləmə prosesi üçün çox vaxt silikon mastik istifadə olunur. İlk növbədə, elementlərin birləşmələrinə, sonra isə bütün panel səthinə tətbiq olunur. Bu cür iş üçün bir fırça istifadə edə bilərsiniz, ancaq hüceyrələri yerindən asanlıqla köçürmək mümkün olduğundan, yalnız oynaqlar üçün istifadə etməlisiniz. Hər şey quruduqdan sonra qapağı bağlaya bilərsiniz.

Evdə batareyanın seçilməsi

Hazırda siz iki növ günəş batareyası olan batareyalar tapa bilərsiniz: monokristal, polikristal.

Hər növün müsbət və mənfi cəhətləri var, onları satın almadan əvvəl əvvəlcədən bilməlisiniz.

Bazar və istehsal imkanları hələ də dayanmır, istehsal prosesində mütəmadi olaraq müxtəlif texnologiyalardan istifadə edilən yeni məhsullar peyda olur. Seçim etməzdən əvvəl xüsusiyyətlərə diqqət yetirmək tövsiyə olunurgünəş batareyaları: səmərəlilik səviyyəsində, gündüz saatlarında enerji toplaya və gecə istehsal edə bilən batareyanın olması. Bütün bu məlumatlar istehsalçı tərəfindən əvvəlcədən təmin edilir, onları ixtisaslaşmış bir mağazada tapa bilərsiniz. Əvvəlcə İnternetdə məlumat tapmaq və ya hansı variantın daha yaxşı olacağını mütəxəssislərlə müzakirə etmək yaxşıdır.