ソーラーパネルは何でできていますか？ （生産工程）

太陽光パネルは、再生可能エネルギーで動く世界を作る最高のチャンスです。 再生可能エネルギー部門の大きな進歩にもかかわらず、私たちの多くはまだそれらがどのように機能するかを知りません. たとえば、ソーラー パネルがどのように機能するのか疑問に思われるかもしれません。 または、ソーラーパネルは何でできていますか？

ソーラーパネルはシリコンを抽出・加工して作られています。 すべてのソーラー パネルが同じようにシリコンを使用しているわけではありませんが、シリコンはすべてのソーラー パネルの主要なコンポーネントであり、ソーラー パネルが電気を伝導することを保証します。 さらに、ソーラーパネルの製造には、金属フレーム、ガラスシート、および一部の標準ワイヤーも使用されます。

この記事では、ソーラー パネルの製造について簡単かつ完全に紹介します。 再生可能エネルギーの未来に興味があり、ソーラー パネルの製造方法について詳しく知りたい場合は、このまま読み進めてください。

ソーラーパネルは何でできていますか？

ソーラーパネルは主にシリコンでできており、太陽光を使用可能な電気に変換できる感光板を作成するために加工および使用されます。

ソーラーパネルの製造工程は非常に複雑です。 すべての詳細と手順を考慮すると、ソーラー パネルを作成するために必要なアイテムの長いリストが作成される可能性があります。 ただし、この記事を短く簡潔にするために、ソーラー パネルの製造に必要な主なコンポーネントをいくつか紹介します。

シリコン（太陽電池）

シリコン製の太陽電池は、ソーラーパネルを再生可能エネルギーの効率的なツールにします。 シリコンは本質的に砂です。 幸いなことに、砂は私たちの惑星に豊富に存在するものであり、ソーラー パネルの実行可能な材料となっています。 これまでのところ、世界のソーラー パネルのほぼ 95% がシリコン ベースを使用しています。 残りの 5% は、有機太陽電池などの実験材料を使用しています。

シリコンセルの結晶格子構造は、それらを優れた半導体にします。 太陽のエネルギーは非常に簡単に電気に変換され、シリコンセルを通過して家、車、その他多くのものを照らします.

シリコンは入手しやすいだけでなく、費用対効果が高く、約 25 年間使用できます。 これにより、シリコンはソーラーパネルだけでなく、コンピューターチップやその他のガジェットにも最適な半導体材料になります.

ガラス板

シリコンは間違いなくソーラーパネルの主役です。 ただし、他のソーラー パネル コンポーネントを使用すると、シリコン太陽電池でも同様の性能を発揮できます。

そのようなコンポーネントの 1 つは、結晶シリコン上のガラスのシートです。 ソーラーパネルの表面のガラスが、直射日光からシリコンウェーハを保護します。 これにより、シリコンが過度の熱を吸収して損傷するのを防ぎます。

シリコンウェーハを覆うガラスシートの幅と構造によって、ソーラーパネルの効率が決まります。 ソーラー パネルの標準的なガラス パネルの厚さは約 6 ～ 7 mm です。

ガラスが厚すぎると、シリコンは太陽エネルギーを電気に変換するのに十分な量を受け取れません。 また、ガラスが薄すぎると、シリコン ウエハーが日光を受けすぎて過熱し始めます。

金属フレームはソーラーパネルの構造を維持します。 金属フレームがなければ、ソーラーパネルのさまざまなコンポーネントを一緒に保持するものは何もありません.

理想的には、ソーラー パネル フレームは、パネル構造を保持するのに十分な強度があり、必要に応じて再形成できる柔軟性を備えている必要があります。 このため、アルミニウムはソーラーパネルフレームに使用される最も一般的な素材です。

構造的なサポートに加えて、ソーラー パネルの金属フレームは、パネル全体を雨や風から保護します。 ソーラーパネルは通常、雨、風、雪などの悪天候に弱い屋根に設置されます。

金属フレームは、悪天候時にソーラーパネルの内側を保護します。 適切なフレームがなければ、ソーラー パネルは効率的ですが、現在ほど耐久性がありません。

ワイヤ (12V およびバス)

ソーラー パネルは、電気がパネルから家庭に移動するのを助けるワイヤがなければ、間違いなく不完全です。 ソーラーパネルは、電気を通すのに役立つ内部配線と外部配線で構成されています。

バス ワイヤは、シリコン太陽電池の列を接続するために使用されます。 これにより、シリコンセルラインが1つの大きなシリコンウエハーになるように接続されます。 バス セルは、ソーラー パネル内の電気の循環にも役立ちます。

ソーラーパネルの外部配線には、さまざまなワイヤを使用できます。 ただし、標準の 12 ボルト ワイヤは、使用される最も一般的なタイプのワイヤです。

12 V のワイヤーでソーラー パネルをインバーターに接続し、電力を家に送ります。 12V ワイヤは、ソーラー パネルからインバータに転送される電力量を調整します。 太陽エネルギーから生成された電気は、一貫性がない場合があります。 12 V ワイヤにより、均一なレベルの電気が保証されます。

ソーラーパネルはどのように作られていますか？

当初、ソーラーパネルの製造プロセスは非常に実験的で、多くのバリエーションがありました。 しかし、ソーラーパネルの需要が高まっているため、専門家は標準化された製造プロセスを確立しています。

ソーラー パネルの製造の技術的側面は、専門用語を使用しないと説明が複雑です。 ただし、ソーラー パネルを組み立てる基本的な前提は比較的単純です。 製造プロセスを理解しやすくするために、ソーラーパネルの製造方法を段階的に説明します。

ステップ1：ケイ砂からシリカを抽出します。 次に、このシリコンを炭素源とともに高温 (摂氏約 2000 度) で調理して原料を抽出します。 原料シリコンが抽出されると、不純物を除去するために再加熱されます。

ステップ 2: 冷却後の純粋なシリコンを液体の粘稠度に溶かし、ホウ素とリンと混合します。 この液を大きな四角い型に流し込みます。 シリコンが再び冷却された後、金型から取り出され、薄いウェーハに切断され、窒化シリコンの層で覆われます。

ステップ 3: 次に、シリコン ウェーハを軽くタッチしてテクスチャを追加します。 これにより、光がシリコン表面に反射するのを防ぎます。 シリコンウェーハにテクスチャを追加すると、より多くの光を吸収し、より多くの電力を生成できます。 その後、ウェーハの上面に銀コーティングを施します。 完成品は、私たちが太陽電池と呼んでいるものです。

ステップ 4: 完成した太陽電池は、厳しい目視検査プロセスを受けます。 各太陽電池セルは、破損や亀裂がないことを確認するために複数回チェックされます。 目視検査に合格した細胞は、さらなる検査のために送られます。 テストに失敗した細胞は、おもちゃや電卓などの小型デバイスで使用するために切断され、再利用されます。

ステップ 5: 目視検査ラウンドに合格したセルは、電気を伝導できるかどうかをテストされます。 細胞は人工太陽光の大きな光源の下に置かれます。 光を吸収して発電できるものは、さらにソーラーパネルに加工されます。

ステップ 6: 2 回目のスクリーニングを通過した細胞は、強化ガラスの薄いシート上にタイル状に配置されます。 太陽電池は、エチレン酢酸ビニル (EVA) でコーティングされ、ガラス板上に並べて配置されます。 太陽電池の列も、バス ワイヤを使用して接続され、所定の位置に固定されます。

ステップ 7: メーカーはソーラー パネルを注意深く見て、必要に応じて金属フィンガーまたはバス バーを追加します。 これらのワイヤとロッドは、ソーラー パネルからコンセントに電流を運ぶ外部配線に電気を運ぶのに役立ちます。 すべてが所定の位置に固定されたら、EVA とガラスの追加層が太陽電池に追加されます。 配置は、太陽電池がEVAとガラスの2層の間に挟まれるようになっています。

ステップ 8: ソーラー パネルは、ラミネーションの前にエレクトロルミネッセンスと呼ばれるプロセスを経ます。 このプロセスの間、ソーラーパネルは強い光線の前に置かれます。 製造業者は、ソーラー パネルを再検査して亀裂をチェックします。 太陽電池は壊れやすい傾向があります。 したがって、承認されるまでに数回のレビューが必要です。

ステップ 9: ソーラー パネルに重大な損傷がある場合は、再処理のために工場に送り返されます。 小さな亀裂は無視するか、その場で修理します。 製品は再び人工太陽光の下でテストされ、発電できるかどうかが確認されます。 このテストに合格したソーラーパネルは、フレームとクラッディングに使用されます。

ステップ 10: ソーラー パネルが使用可能であると判断されたら、ラミネート加工を行います。 このプロセスでは、ソーラー パネルを 2 枚のガラスで挟みます。 大型ラミネーターでシートに高熱と圧力を加え、外側のガラスの内側にシールします。 このガラスは、シリコンセルがさらに破損するのを防ぎます。 また、ソーラーパネルのワイヤーが動かないようにします。

ステップ 11: ラミネート加工されたソーラー パネルの周囲に金属フレームを配置します。 金属フレームは、追加の配線で構成されています。 この配線は、ソーラーパネルの内部配線と、インバーターに接続する外部配線を接続します。 パネルを強烈な光のバーストの前に置いて、完成品のひび割れを再度チェックします。

ステップ 12: ソーラー パネルの背面にジャンクション ボックスを追加します。 このジャンクション ボックスは電気を蓄え、ソーラー パネルをコンセントに接続します。 さらに、ジャンクションボックスはダイオードとしても機能します。 太陽光発電のエネルギーは予測不可能です。 ジャンクション ボックスは、電流が一方向に流れることを保証し、外側のワイヤがパネルからコンセントに流れる電流の量を調整するのに役立ちます。

ステップ 13: 最終的なソーラー パネルは、出荷前に再度テストされます。 まず、ソーラーパネルが電気を生成できることを確認するためにテストされます。 その後、過酷な気象条件での耐久性を確認するためのテストが行​​われます。 ソーラーパネルが両方のテストに合格すると、出荷され、使用のために設置されます。

ソーラーパネルは環境にどのように役立ちますか?

ソーラー パネルは、エネルギーの化石燃料への依存を減らすことで、環境を助けます。 代わりに、太陽の豊富なエネルギーを収穫することができます。

現在、世界の電力のほとんどは、化石燃料の燃焼に由来しています。 これは主に 2 つの理由で危険です。 まず、化石燃料は限りある資源です。 これは、世界が提供しなければならないすべての化石燃料を使い果たした後、将来の世代は電気を生成するための化石燃料が残っていないことを意味します.

第二に、化石燃料を燃やすことは環境にとって非常に危険です。 化石燃料を燃やすと、有毒ガスや化学物質が大気中に放出されます。 これらのガスは通常、二酸化炭素と温室効果ガスで構成されています。 これらのガスが大気と混合すると、上向きに移動し、オゾン層の破壊を引き起こします。

オゾン層は、熱や太陽放射から地球を守るために不可欠です。 損傷すると、太陽光はオゾン層の裂けた部分を通り抜け、直接地球に到達します。 これにより、地球全体の気温が上昇し、地球温暖化などの気候問題が発生します。

ソーラー パネルは、再生可能エネルギー源から電力を生成する最も効率的な方法です。 太陽光を吸収して電気に変換することにより、ソーラーパネルは化石燃料の代替として機能します。 したがって、ソーラーパネルを使用すると、上記の2つの問題が解消され、環境に役立ちます。

ソーラー パネルは、地球温暖化の主な原因の 1 つ (太陽) を使用し、それをエネルギー源に変換します。 ソーラーパネルを使用することで、将来の世代のために化石燃料を節約できるだけではありません。 しかし、オゾン層へのさらなる損傷を防ぎ、地球温暖化の影響を減らすこともできます。

ソーラーパネルの未来は？

ソーラー パネルは、地球が環境に優しい電気システムに適応するための最良の機会です。

お気づきかもしれませんが、地球温暖化と気候変動は深刻な問題であり、早急に対処する必要があります。 現在の世代がその影響を受けなくても、化石燃料の過度の使用は確実に将来の世代を悩ませます。

再生可能エネルギー源とソーラー パネルの主な問題は、エネルギー源の不一致と信頼性の欠如です。 前のセクションで詳しく説明した広範なプロセスからわかるように、ソーラー パネルの作成も複雑です。 シリコン、ガラス、アルミニウムは容易に入手できる材料ですが、製造プロセスは非常に面倒です。

ソーラー パネルの未来のために、多くの研究プロジェクトが、太陽電池を構築するためのシリコンの代替品として役立つ他の材料を見つけようとしています。 科学者たちは、有機太陽光発電システムで作られたソーラーパネルの実験で、いくつかの肯定的な結果に気づきました.

ただし、研究はまだ開発の初期段階にあります。 これまでのところ、太陽電池パネルの半導体として使用するためのシリコン太陽電池に代わるものを発見した人はいません。

ソーラー パネルの将来を妨げるもう 1 つの問題は、研究資金の不足です。 ソーラーパネルによる再生可能エネルギーの概念はしばらく前からありましたが、適切な研究や大規模なプロジェクトを可能にするのに十分な資金がありませんでした.

しかし、環境変化についての会話が一般的になるにつれて、科学者がソーラーパネルの背後にある技術を進歩させるためのより多くの財政的支援を受けることが期待されています.

一般に、世界が太陽エネルギーだけで成り立っていると考えるのは現実的ではありません。 夏の間は十分なエネルギーが得られる可能性がありますが、冬や雨の間はソーラー パネルから電力を得ることが困難になる場合があります。 今のところ、再生可能エネルギー源と非再生可能エネルギー源が連携して発電するハイブリッド システムを目指すことができます。

再生可能エネルギーの提唱者になる必要があるのはなぜですか?

多くの人々は、信頼性の低いエネルギー源に依存しているため、再生可能エネルギーに懐疑的です。 化石燃料を燃やして使用する電気システムに慣れていて、新しい変化に適応したくない人もいます。 再生可能エネルギー源に対する嫌悪感は理解できます。 ただし、変化を受け入れることを拒否すると、技術の進歩が遅くなり、気候災害から地球を救うことができなくなります。

地球温暖化は、ゆっくりと、しかし確実に地球を破壊する深刻な問題です。 地球温暖化により、地球全体の温度が上昇する可能性があります。 さらに、地球温暖化は、干ばつや洪水の高いリスクも保証します。 言うまでもなく、化石燃料の燃焼による二酸化炭素と温室効果ガスの放出も、私たちの健康に有害です。

化石燃料に依存することは、地球だけでなく、私たち個人にとっても危険です。 世界が将来の世代にとってより良い場所であることを確認するには、再生可能エネルギーの概念を理解するよう努めなければなりません。 再生可能エネルギーは恐れるものではありません。 適切な調査を行う限り、再生可能エネルギーをサポートし、世界をより良い場所にする方法を自分で見つけることができます。

結論

太陽エネルギーとは何か、または太陽電池パネルが何でできているかについて興味がある場合は? この記事があなたの質問に答えてくれることを願っています。 ソーラー パネルについて理解を深めたところで、再生可能エネルギーに向けた世界的な動きをサポートしていただければ幸いです。