Hvad er solpaneler lavet af? (produktions proces)

Solpaneler er vores bedste chance for at skabe en verden, der er i stand til at arbejde på vedvarende energi. På trods af store fremskridt i afdelingen for vedvarende energi, er mange af os stadig uvidende om, hvordan de fungerer. For eksempel kan du undre dig over, hvordan solpaneler fungerer? Eller hvad er solpaneler lavet af?

Solpaneler er lavet af udvundet og forarbejdet silicium. Selvom ikke alle solpaneler bruger silicium på samme måde, er silicium en væsentlig komponent i alle solpaneler, der sikrer at solpanelet leder strøm. Derudover bruges metalrammer, glasplader og nogle standard ledninger til at lave solpaneler.

Denne artikel vil give en kort, men grundig introduktion til produktion af solpaneler. Hvis du er nysgerrig på fremtiden for vedvarende energi og ønsker at vide flere detaljer om, hvordan solpaneler laves, så læs videre.

Hvad er solpaneler lavet af?

Solpaneler er primært lavet af silicium, der behandles og bruges til at skabe et lysfølsomt panel, der kan omdanne sollys til brugbar elektricitet.

Processen med at lave solpaneler er ret kompleks. Hvis vi overvejer hver eneste detalje og trin, kan en lang liste af elementer, der er nødvendige for at fremstille solpaneler, kompileres. Men for at gøre denne artikel kort og klar er her nogle af de vigtigste komponenter, der er nødvendige for at lave solpaneler.

Silicium (solceller)

Solceller lavet af silicium gør solpaneler til et så effektivt værktøj til vedvarende energi. Silicium er i det væsentlige sand. Heldigvis er sand noget, som vores planet har i overflod, hvilket gør det til et bæredygtigt materiale til solpaneler. Indtil videre bruger næsten 95 % af verdens solpaneler en silikonebase. De øvrige 5 % bruger eksperimentelt materiale som organisk solcelle.

Krystalgitterstrukturen af ​​siliciumceller gør dem til fremragende halvledere. Solenergi kan meget nemt omdannes til elektricitet og føres gennem silikoneceller til fyrhuse, biler og mange andre ting.

Udover at være let tilgængelig, er silicium også omkostningseffektivt og kan holde i omkring 25 år. Dette gør silicium til det bedste halvledermateriale, ikke kun til solpaneler, men også til computerchips og andre gadgets.

Glasplade

Silicium er uden tvivl en stor aktør inden for fremstilling af solpaneler. Andre komponenter i solpanelet gør det dog muligt for silikonesolceller at fungere lige så godt.

En sådan komponent er glasplade over krystallinsk silicium. Glas på overfladen af ​​solpaneler beskytter siliciumwaferen mod direkte sollys. Dette forhindrer silicium i at absorbere overdreven varme og blive beskadiget.

Bredden og strukturen af ​​glaspladen, der belægger silikoneflisen, bestemmer, hvor effektivt solpanelet er. Standard glaspanelet solpanel er omkring 6-7 mm tykt.

Hvis glasset er for tykt, vil silikonen ikke modtage nok solenergi til at omdanne det til elektricitet. Alternativt, hvis glasset er for tyndt, vil silikoneflisen få for meget sollys og begynde at overophedes.

Metalramme

Metalrammen fastholder solpanelets struktur. Uden en metalramme ville der ikke være noget, der holder de forskellige komponenter i et solpanel sammen.

Ideelt set bør solpanelets ramme være stærk nok til at bevare panelets struktur, og samtidig fleksibel nok til at omforme, hvis det er nødvendigt. Af denne grund er aluminium det mest almindelige materiale, der bruges til solpanelrammer.

Ud over strukturel støtte beskytter solpanelets metalramme også hele panelet mod vejret. Solpaneler er normalt installeret på tage, hvor de er følsomme over for hårde vejrforhold som regn, blæst og sne.

Metalrammen beskytter indersiden af ​​solpanelet under ugunstige vejrforhold. Uden den rigtige ramme ville solpaneler, selvom de er effektive, ikke være så holdbare, som de er nu.

Ledninger (12V og bus)

Solpaneler ville uden tvivl være ufuldstændige uden de ledninger, der hjælper elektriciteten med at rejse fra kogepladen til dit hjem. Solpaneler består af interne og eksterne ledninger, der hjælper dem med at lede elektricitet.

Busledninger bruges til at forbinde rækker af silikonesolceller. Dette forbinder silikonecellelinjerne, så de kan blive til én stor silikoneflise. Busceller hjælper også med at cirkulere elektricitet i solpanelet.

Mange forskellige ledninger kan bruges til ekstern ledningsføring af solpaneler. En standard 12 volt ledning er dog den mest almindelige type ledning, der anvendes.

En 12 V ledning forbinder solpanelet med en inverter, der overfører elektricitet til dit hjem. 12V ledninger regulerer, hvor meget strøm der overføres fra solpanelet til inverteren. Elektricitet produceret fra solenergi kan være inkonsekvent.

Hvordan laves solpaneler?

I starten var processen med fremstilling af solpaneler meget eksperimenterende og havde mange variationer. Men på grund af den stigende efterspørgsel efter solpaneler har fagfolk etableret en standardiseret fremstillingsproces.

De tekniske aspekter ved fremstilling af solpaneler er komplicerede at forklare uden brug af teknisk jargon. Den grundlæggende forudsætning for, hvordan solpaneler samles, er dog forholdsvis enkel. For at gøre fremstillingsprocessen lettere at forstå, er her en trin-for-trin oversigt over, hvordan solpaneler er lavet.

Trin 1: Siliciumet udvindes fra siliciumsandet. Dette silicium koges derefter ved høje temperaturer (ca. 2000 grader Celsius) med en kulstofkilde for at udvinde råmaterialet. Når det rå silicium ekstraheres, genopvarmes det for at fjerne eventuelle urenheder.

Trin 2: Ren silicium efter afkøling opløses i flydende konsistens og blandes med lidt bor og fosfor. Denne væske hældes i en stor firkantet form. Efter at silicium er afkølet igen, tages det ud af formen, skæres i tynde vafler og dækkes med et lag siliciumnitrid.

Trin 3: Silikonepladerne røres derefter let for at tilføje tekstur. Dette forhindrer lys i at reflektere fra siliciumoverfladen. Tilføjelse af tekstur til silikonefliser giver dem mulighed for at absorbere mere lys og generere mere elektricitet. En sølvbelægning tilføjes derefter til toppen af ​​waferen. Det færdige produkt er det, vi kalder en solcelle.

Trin 4: De færdige solceller gennemgår derefter en streng visuel inspektionsproces. Hver solcelle kontrolleres flere gange for at sikre, at der ikke er brud eller revner. Celler, der gennemgår en visuel inspektion, sendes til yderligere test. Stationer, der ikke består testen, skæres ud og genbruges til brug i mindre enheder såsom legetøj eller lommeregnere.

Trin 5: De celler, der går gennem det visuelle inspektionskredsløb, testes derefter for at se, om de er i stand til at lede elektricitet. Cellerne er placeret under store kilder af kunstigt sollys. Dem, der kan absorbere lys og producere elektricitet, bliver yderligere lavet til solpaneler.

Trin 6: Celler, der har bestået anden inspektionsrunde, placeres derefter i en brolagt prøve på en tynd plade af hærdet glas. Solcellerne blev belagt med ethylenvinylacetat (EVA) og placeret side om side på en glasplade. Rækker af solceller er også forbundet ved hjælp af Bus-ledning for at sikre på plads.

Trin 7: Producenterne observerer omhyggeligt solpanelet og tilføjer yderligere metalfingre eller en samleskinne efter ønske. Disse ledninger og stænger hjælper med at overføre elektricitet fra solpanelerne til eksterne ledninger, der fører elektricitet til stikkontakten. Når alt er sat op og sikret, tilføjes et ekstra lag EVA og glas til solcellerne. Placeringen er sådan, at solcellerne bliver klemt mellem to lag EVA og glas.

Trin 8: Solpanelet gennemgår derefter en proces kaldet elektroluminescens før laminering. Under denne proces placeres solpanelet foran en intens lysstråle. Producenter inspicerer solpanelet igen for at tjekke for revner. Solceller har tendens til at være skrøbelige. Derfor skal de efterses flere gange, før de godkendes.

Trin 9: Hvis der er alvorlig skade på solpanelet, returneres det til fabrikken til genbehandling. Mindre revner ignoreres eller repareres på stedet. Produktet gentestes for kunstigt sollys for at se, om det kan producere elektricitet. Solpaneler, der består denne test, tages derefter til indramning og belægning.

Trin 10: Når solpanelet anses for brugbart, gennemgår det en lamineringsproces. Denne proces involverer lukning af solpanelet mellem to glasplaner. En stor laminator anvender meget varme og tryk på panelet for at omslutte det inde i det ydre glas. Dette glas beskytter silikonecellerne mod yderligere brud. Det sikrer også, at ledningerne i solpanelet ikke flytter sig.

Trin 11: En metalramme er placeret rundt om det laminerede solpanel. Metalrammen består af yderligere ledninger. Denne ledning forbinder solpanelets indre ledninger til den ydre ledning, der forbinder til inverteren. Det færdige produkt kontrolleres igen for revner ved at placere pladen foran intenst lys.

Trin 12: Forgreningsboksen føjes til bagsiden af ​​solpanelet. Denne samledåse opbevarer elektricitet og forbinder solpanelet med stikkontakter. Ydermere fungerer samledåsen også som en diode. Soldreven energi er uforudsigelig. Forgreningsdåsen sørger for, at strømmen går i én retning og hjælper yderledningen med at regulere, hvor meget strøm der går fra kortet til stikkontakten.

Trin 13: Det endelige solpanel testes igen inden forsendelse. Solpanelet testes først for at sikre, at det kan producere elektricitet. Det testes derefter for at se, hvordan det vil modstå barske vejrforhold.

Hvordan hjælper solpaneler miljøet?

Solpaneler hjælper miljøet ved at reducere afhængigheden af ​​fossile brændstoffer til energi. I stedet giver de os mulighed for at indsamle rigelig solenergi.

I øjeblikket kommer det meste af verdens elektricitet fra afbrænding af fossile brændstoffer. Dette er farligt af to hovedårsager. For det første er fossile brændstoffer en begrænset ressource. Det betyder, at når vi har brugt alle de fossile brændstoffer, verden har at byde på, vil fremtidige generationer ikke have fossile brændstoffer tilbage til at producere elektricitet.

For det andet er afbrænding af fossile brændstoffer meget farlig for miljøet. Afbrænding af fossile brændstoffer frigiver giftige gasser og kemikalier til atmosfæren. Disse gasser består normalt af kuldioxid og drivhusgasser. Når disse gasser blandes med atmosfæren, rejser de opad og forårsager skade på ozonlaget.

Ozonlaget er afgørende for at beskytte Jorden mod varme og solstråling. Når det er beskadiget, passerer sollys gennem afrevne dele af ozonlaget og direkte til Jorden. Dette forårsager en stigning i den samlede temperatur på vores planet og forårsager klimaproblemer såsom global opvarmning.

Solpaneler er den mest effektive måde at producere elektricitet fra vedvarende energikilder. Ved at absorbere sollys og omdanne det til elektricitet fungerer solpaneler som et alternativ til fossile brændstoffer. Derfor hjælper brugen af ​​solpaneler miljøet ved at udrydde de to ovennævnte problemer.

Solpaneler bruger en af ​​de vigtigste kilder til global opvarmning (solen) og omdanner den til en energikilde. Ved at bruge solpaneler kan vi ikke kun spare fossile brændstoffer til fremtidige generationer. Men vi kan også forhindre yderligere skade på ozonlaget ved at reducere virkningerne af den globale opvarmning på vores planet.

Hvad er fremtiden for solpaneler?

Solpaneler er den bedste chance for vores planet for at tilpasse sig et elektrisk system, der ikke skader miljøet.

Som du sikkert allerede kan konkludere, er global opvarmning og klimaændringer alvorlige problemer, der skal løses så hurtigt som muligt. Selvom den nuværende generation ikke lider under konsekvenserne, vil vores overdrevne brug af fossile brændstoffer helt sikkert hjemsøge fremtidige generationer.

Hovedproblemet med vedvarende energikilder og solpaneler er inkonsistensen og upålideligheden af ​​energikilder. Som du kan se fra den omfattende proces, der er beskrevet i det foregående afsnit, er solpaneler også komplicerede at lave. Selvom silicium, glas og aluminium er let tilgængelige materialer, er produktionsprocessen meget trættende.

For fremtidens solpaneler forsøger mange forskningsprojekter at opdage, hvilke andre materialer der kan tjene som et alternativ til silicium til at bygge solceller. Forskere har bemærket nogle positive resultater i eksperimenter med solpaneler lavet med et organisk solcelleanlæg.

Forskningen er dog stadig på et tidligt udviklingsstadium. Indtil videre har ingen opdaget et alternativ til silikonesolceller til brug som halvledere i solpaneler.

Et andet problem, der hindrer solpanelernes fremtid, er manglen på forskningsmidler. Selvom konceptet med vedvarende energi gennem solpaneler har været til stede i nogen tid, var der ikke midler nok til at muliggøre passende forskning eller store projekter.

Men efterhånden som samtaler om miljøændringer bliver mere populære, er der håb om, at forskere vil modtage mere økonomisk støtte til at fremme teknologien bag solpaneler.

Generelt er det urealistisk at tro, at verden kun kan arbejde på solenergi. Selvom der kan være meget energi om sommeren, kan det være svært at få strøm fra solpaneler om vinteren eller regn. Indtil videre kan vi stræbe efter et hybridsystem, hvor vedvarende og ikke-vedvarende kilder arbejder sammen om at generere elektricitet.

Hvorfor skal du være fortaler for vedvarende energi?

Mange mennesker er skeptiske over for vedvarende energi på grund af dens afhængighed af upålidelige energikilder. Nogle mennesker føler sig trygge ved det elektriske system, vi bruger forbrænding af fossile brændstoffer, og ønsker ikke at tilpasse sig nye ændringer. Modviljen mod at forny vedvarende energikilder er forståelig. Men at nægte at acceptere forandringer kan bremse den teknologiske udvikling og forhindre vores planet i at blive reddet fra klimakatastrofer.

Global opvarmning er et alvorligt problem, som langsomt, men sikkert vil ødelægge planeten. Global opvarmning kan få Jordens samlede temperatur til at stige. Desuden garanterer global opvarmning også høj risiko for tørke og oversvømmelser. For ikke at nævne, frigivelse af kuldioxid og drivhusgasser fra afbrænding af fossile brændstoffer er også skadeligt for vores helbred.

At stole på fossile brændstoffer er farligt, ikke kun for vores planet, men for os som individer. For at sikre, at verden er et bedre sted for fremtidige generationer, må vi stræbe efter at forstå begrebet vedvarende energi. Vedvarende energi er ikke noget, der retfærdiggør frygt. Så længe du laver ordentlig forskning, kan du også finde det i dig selv for at støtte vedvarende energi og gøre verden til et bedre sted.

Konklusion

Hvis du er interesseret i, hvad er solenergi eller hvad består solpaneler af? Jeg håber, at denne artikel har besvaret dit spørgsmål. Nu hvor du er bedre informeret om solpaneler, håber jeg, at du vil støtte den globale bevægelse mod vedvarende energi.