Prodhimi i baterive diellore: teknologji dhe pajisje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Njerëzimi kërkon të kalojë në burime alternative të furnizimit me energji elektrike që do të ndihmojnë në ruajtjen e pastërtisë së mjedisit dhe uljen e kostos së prodhimit të energjisë. Prodhimi i baterive diellore është një metodë moderne industriale. Sistemi i furnizimit me energji përfshin marrës diellorë, bateri, kontrollues, inverterë dhe pajisje të tjera të dizajnuara për funksione specifike.

Bateria diellore është elementi kryesor nga i cili fillon akumulimi dhe shndërrimi i energjisë së rrezeve. Në botën moderne, ka shumë gracka për konsumatorin kur zgjedh një panel, pasi industria ofron një numër të madh produktesh të kombinuara nën një emër.

Qeliza diellore silikoni

Këto produkte janë të njohura me konsumatorët e sotëm. Siliconi është baza për prodhimin e tyre. Rezervat e tij në thellësi janë të përhapura dhe prodhimi është relativisht i lirë. Qelizat e silikonit krahasohen në mënyrë të favorshme në nivelet e performancës me qelizat e tjera diellore.

Llojet e elementeve

Qelizat diellore të silikonit prodhohen në llojet e mëposhtme:

• monokristaline;
• polikristaline;
• amorf.

Format e mësipërme të pajisjeve ndryshojnë në mënyrën se si atomet e silikonit janë rregulluar në kristal. Dallimi kryesor midis elementeve është treguesi i ndryshëm i efikasitetit të shndërrimit të energjisë së dritës, i cili për dy llojet e para është afërsisht në të njëjtin nivel dhe tejkalon vlerat për pajisjet e bëra nga silikoni amorf.

Industria e sotme ofron disa modele të kapësve të dritës diellore. Dallimi i tyre qëndron në pajisjet e përdorura për prodhimin e paneleve diellore. Teknologjia e prodhimit dhe lloji i materialit fillestar luajnë një rol.

Lloji njëkristal

Këta elementë përbëhen nga qeliza silikoni të lidhura së bashku. Sipas metodës së shkencëtarit Czochralski, prodhohet silic absolutisht i pastër, nga i cili bëhen kristale të vetme. Procesi tjetër është prerja e produktit gjysëm të gatshëm të ngrirë dhe të ngurtësuar në pllaka me trashësi 250 deri në 300 mikron. Shtresat e holla janë të ngopura me një rrjet metalik elektrodash. Pavarësisht kostos së lartë të prodhimit, elementë të tillë përdoren mjaft gjerësisht për shkak të shkallës së lartë të konvertimit (17-22%).

Prodhimi i elementeve polikristaline

Teknologjia për prodhimin e qelizave diellore nga polikristalet është se masa e shkrirë e silikonit ftohet gradualisht. Prodhimi nuk kërkon pajisje të shtrenjta, prandaj, kostoja e marrjes së silikonit zvogëlohet. Depot diellore polikristaline kanë një faktor efikasiteti më të ulët (11-18%), ndryshe nga ato monokristaline. Kjo shpjegohet me faktin se gjatë procesit të ftohjes, masa e silikonit është e ngopur me flluska të vogla kokrrizore, gjë që çon në thyerje shtesë të rrezeve.

Elementë amorfë të silikonit

Produktet klasifikohen si një lloj i veçantë, pasi përkatësia e tyre në llojin e silikonit vjen nga emri i materialit të përdorur, dhe prodhimi i qelizave diellore kryhet duke përdorur teknologjinë e pajisjes së filmit. Kristali në procesin e prodhimit ia lë vendin hidrogjenit ose silonit të silikonit, një shtresë e hollë e të cilit mbulon nënshtresën. Bateritë kanë vlerën më të ulët të efikasitetit, vetëm deri në 6%. Elementet, megjithë një pengesë të konsiderueshme, kanë një sërë avantazhesh të pamohueshme që u japin atyre të drejtën të qëndrojnë në përputhje me llojet e mësipërme:

• vlera e absorbimit të optikës është dy duzina herë më e lartë se ajo e disqeve monokristaline dhe polikristaline;
• ka një trashësi shtresë minimale prej vetëm 1 mikron;
• moti me re nuk ndikon në punën e konvertimit të dritës, ndryshe nga speciet e tjera;
• për shkak të forcës së lartë në përkulje, mund të përdoret pa probleme në vende të vështira.

Tri llojet e konvertuesve diellorë të përshkruar më sipër plotësohen nga produkte hibride të bëra nga materiale me veti të dyfishta. Karakteristikat e tilla arrihen nëse mikroelementet ose nanogrimcat përfshihen në silikon amorf. Materiali që rezulton është i ngjashëm me silikonin polikristalor, por krahasohet në mënyrë të favorshme me të nga karakteristikat e reja teknike.treguesit.

Lëndë e parë për prodhimin e qelizave diellore të tipit CdTe

Zgjedhja e materialit diktohet nga nevoja për të ulur koston e prodhimit dhe për të përmirësuar performancën në punë. Teluridi i kadmiumit që thith dritën më të përdorur. Në vitet 70 të shekullit të kaluar, CdTe konsiderohej pretenduesi kryesor për përdorimin e hapësirës, në industrinë moderne ka gjetur aplikim të gjerë në energjinë diellore.

Ky material klasifikohet si një helm kumulativ, kështu që debati për dëmshmërinë e tij nuk shuhet. Hulumtimet e shkencëtarëve kanë vërtetuar faktin se niveli i substancave të dëmshme që hyjnë në atmosferë është i pranueshëm dhe nuk dëmton mjedisin. Niveli i efikasitetit është vetëm 11%, por kostoja e energjisë elektrike të konvertuar nga qeliza të tilla është 20-30% më e ulët se nga pajisjet e tipit silikoni.

Akumulatorë rrezesh të bërë nga selenium, bakër dhe indium

Gjysëmpërçuesit në pajisje janë bakri, seleniumi dhe indiumi, ndonjëherë lejohet zëvendësimi i këtij të fundit me galium. Kjo është për shkak të kërkesës së lartë për indium për prodhimin e monitorëve të tipit të sheshtë. Prandaj, u zgjodh ky opsion zëvendësimi, pasi materialet kanë veti të ngjashme. Por për treguesin e efikasitetit, zëvendësimi luan një rol të rëndësishëm, prodhimi i një baterie diellore pa galium rrit efikasitetin e pajisjes me 14%.

Kolektorë diellorë me bazë polimer

Këto elementë klasifikohen si teknologji të reja, pasi janë shfaqur së fundmi në treg. Gjysmëpërçuesit organikë thithin dritënpër ta kthyer atë në energji elektrike. Për prodhim përdoren fullerenet e grupit të karbonit, polifenileni, ftalocianina e bakrit etj.. Si rezultat fitohen filma të hollë (100 nm) dhe fleksibël, të cilët në punë japin një koeficient rendimenti 5-7%. Vlera është e vogël, por prodhimi i qelizave diellore fleksibël ka disa pika pozitive:

• Nuk kushton shumë për ta bërë;
• aftësia për të instaluar bateri fleksibël në kthesa ku elasticiteti është i një rëndësie të madhe;
• lehtësia relative dhe përballueshmëria e instalimit;
• bateritë fleksibël janë miqësore me mjedisin.

Turshi kimik gjatë prodhimit

Bateria diellore më e shtrenjtë është një meshë silikoni shumëkristaline ose monokristaline. Për përdorimin më racional të silikonit, priten figura pseudo-katrore, e njëjta formë ju lejon të vendosni fort pllakat në modulin e ardhshëm. Pas procesit të prerjes, në sipërfaqe mbeten shtresa mikroskopike të sipërfaqes së dëmtuar, të cilat hiqen me gravurë dhe teksturim për të përmirësuar marrjen e rrezeve të rënë.

Sipërfaqja e trajtuar në këtë mënyrë është një mikropiramida e vendosur rastësisht, e reflektuar nga buza e së cilës, drita bie në sipërfaqet anësore të zgjatjeve të tjera. Procedura e lirimit zvogëlon reflektueshmërinë e materialit me afërsisht 25%. Procesi i turshi adopton një sërë acidesh dhe alkalinepërpunimi, por është e papranueshme të zvogëlohet shumë trashësia e shtresës, pasi pllaka nuk i reziston përpunimit të mëposhtëm.

Gjysmëpërçuesit në qelizat diellore

Teknologjia e prodhimit të qelizave diellore supozon se koncepti kryesor i elektronikës solide është kryqëzimi p-n. Nëse përçueshmëria elektronike e tipit n dhe përçueshmëria e vrimës së tipit p kombinohen në një pllakë, atëherë në pikën e kontaktit midis tyre ndodh një kryqëzim p-n. Vetia kryesore fizike e këtij përkufizimi është aftësia për të shërbyer si pengesë dhe për të kaluar energjinë elektrike në një drejtim. Është ky efekt që ju lejon të vendosni funksionimin e plotë të qelizave diellore.

Si rezultat i difuzionit të fosforit, në skajet e pllakës formohet një shtresë e tipit n, e cila bazohet në sipërfaqen e elementit në një thellësi prej vetëm 0,5 mikron. Prodhimi i një baterie diellore siguron një depërtim të cekët të bartësve të shenjave të kundërta, të cilat lindin nën veprimin e dritës. Rruga e tyre drejt zonës së ndikimit të kryqëzimit p-n duhet të jetë e shkurtër, përndryshe ata mund të shuajnë njëri-tjetrin kur takohen, pa gjeneruar asnjë sasi të energjisë elektrike.

Përdorimi i gravurës kimike të plazmës

Dizajni i baterisë solar ka një sipërfaqe të përparme me një grilë të instaluar për kapjen e rrymës dhe një anën e pasme, e cila është një kontakt i fortë. Gjatë fenomenit të difuzionit, një shkurtim elektrik ndodh midis dy planeve dhe transmetohet deri në fund.

Për të hequr qarkun e shkurtër, pajisjet përdoren për tëbateri diellore, e cila ju lejon ta bëni këtë me ndihmën e plazma-kimike, gravurë kimike ose mekanike, lazer. Shpesh përdoret metoda e ndikimit plazmo-kimik. Gdhendja kryhet njëkohësisht për një pirg vaferash silikoni të grumbulluara së bashku. Rezultati i procesit varet nga kohëzgjatja e trajtimit, përbërja e agjentit, madhësia e katrorëve të materialit, drejtimi i avionëve të rrjedhës së joneve dhe faktorë të tjerë.

Aplikimi i veshjes antireflektuese

Duke aplikuar një teksturë në sipërfaqen e një elementi, reflektimi reduktohet në 11%. Kjo do të thotë që një e dhjeta e rrezeve thjesht reflektohen nga sipërfaqja dhe nuk marrin pjesë në formimin e energjisë elektrike. Për të reduktuar humbje të tilla, në anën e përparme të elementit aplikohet një shtresë me depërtim të thellë të pulseve të dritës, e cila nuk i reflekton ato prapa. Shkencëtarët, duke marrë parasysh ligjet e optikës, përcaktojnë përbërjen dhe trashësinë e shtresës, kështu që prodhimi dhe instalimi i paneleve diellore me një shtresë të tillë redukton reflektimin deri në 2%.

Partimi me kontakt në anën e përparme

Sipërfaqja e elementit është projektuar për të thithur sasinë më të madhe të rrezatimit, është kjo kërkesë që përcakton karakteristikat dimensionale dhe teknike të rrjetës metalike të aplikuar. Duke zgjedhur modelin e pjesës së përparme, inxhinierët zgjidhin dy probleme të kundërta. Ulja e humbjeve optike ndodh me linjat më të holla dhe vendndodhjen e tyre në një distancë të madhe nga njëra-tjetra. Prodhimi i një baterie diellore me një madhësi të rritur rrjeti çon në faktin se disa nga ngarkesat nuk kanë kohë për të arritur kontaktin dhe humbasin.

Prandaj, shkencëtarët kanë standardizuar vlerën e distancës dhe trashësisë së vijës për çdo metal. Shirita shumë të hollë hapin hapësirë në sipërfaqen e elementit për të thithur rrezet, por nuk përçojnë një rrymë të fortë. Metodat moderne të aplikimit të metalizimit konsistojnë në printimin e ekranit. Si material, pasta me përmbajtje argjendi e justifikon veten. Për shkak të përdorimit të tij, efikasiteti i elementit rritet me 15-17%.

Metalizim në pjesën e pasme të pajisjes

Depozitimi i metalit në pjesën e pasme të pajisjes ndodh në dy mënyra, secila prej të cilave kryen punën e vet. Një shtresë e hollë e vazhdueshme mbi të gjithë sipërfaqen, përveç vrimave individuale, spërkatet me alumin dhe vrimat mbushen me pastë me përmbajtje argjendi, e cila luan një rol kontakti. Shtresa e ngurtë e aluminit shërben si një lloj pajisjeje pasqyre në anën e pasme për tarifa falas që mund të humbasin në lidhjet kristalore të varura të grilës. Me një shtresë të tillë, panelet diellore punojnë 2% më shumë në fuqi. Shqyrtimet e klientëve thonë se elementë të tillë janë më të qëndrueshëm dhe nuk ndikohen aq nga moti me re.

Bëni panele diellore me duart tuaja

Burimet e energjisë nga dielli, jo të gjithë mund t'i porosisin dhe instalojnë në shtëpi, pasi kostoja e tyre sot është mjaft e lartë. Prandaj, shumë zejtarë dhe mjeshtër po e zotërojnë prodhimin e paneleve diellore në shtëpi.

Mund të blini grupe fotocelulash për vetë-montim në internet në sajte të ndryshme. Kostoja e tyrevaret nga numri i pllakave të përdorura dhe fuqia. Për shembull, kompletet me fuqi të ulët, nga 63 në 76 W me 36 pllaka, kushtojnë 2350-2560 rubla. përkatësisht. Artikujt e punës të refuzuara nga linjat e prodhimit për çfarëdo arsye blihen gjithashtu këtu.

Kur zgjidhni llojin e konvertuesit fotovoltaik, kini parasysh faktin se qelizat polikristaline janë më rezistente ndaj motit me re dhe punojnë më me efikasitet se ato monokristaline, por kanë një jetëgjatësi më të shkurtër shërbimi. Ato monokristaline janë më efikase në mot me diell dhe do të zgjasin shumë më gjatë.

Për të organizuar prodhimin e paneleve diellore në shtëpi, duhet të llogaritni ngarkesën totale të të gjitha pajisjeve që do të mundësohen nga konverteri i ardhshëm dhe të përcaktoni fuqinë e pajisjes. Nga këtu vijon numri i fotocelave, duke marrë parasysh këndin e pjerrësisë së panelit. Disa zejtarë parashikojnë mundësinë e ndryshimit të pozicionit të planit të akumulimit në varësi të lartësisë së solsticit, dhe në dimër - nga trashësia e borës që ka rënë.

Për prodhimin e kasës përdoren materiale të ndryshme. Më shpesh vendosin qoshe alumini ose inox, përdorin kompensatë, chipboard etj. Pjesa transparente është prej xhami organik ose të zakonshëm. Në shitje ka fotoqeliza me përçues tashmë të ngjitur, preferohet të blini të tillë, pasi detyra e montimit është thjeshtuar. Pllakat nuk vendosen njëra mbi tjetrën - ato të poshtme mund të japin mikroçarje. Saldimi dhe fluksi janë aplikuar paraprakisht. Është më i përshtatshëm për të bashkuar elementët duke i vendosur ato menjëherë në anën e punës. Në fund, pllakat ekstreme ngjiten me gomat (përçuesit më të gjerë), pas së cilës dalin "minus" dhe "plus".

Pas punës së kryer, paneli testohet dhe vuloset. Mjeshtrit e huaj përdorin komponime për këtë, por për mjeshtrit tanë ato janë mjaft të shtrenjta. Transformatorët e bërë në shtëpi mbyllen me silikon dhe pjesa e pasme është e veshur me llak me bazë akrilike.

Si përfundim, duhet thënë se vlerësimet e mjeshtrave që bënë panele diellore me duart e tyre janë gjithmonë pozitive. Pasi të ketë shpenzuar para për prodhimin dhe instalimin e konvertuesit, familja paguan shpejt për to dhe fillon të kursejë duke përdorur energjinë falas.