Vad är solpaneler gjorda av? (Produktionsprocess)

Solpaneler är vår bästa chans att skapa en värld som kan drivas på förnybar energi. Trots de enorma framstegen inom avdelningen för förnybar energi är många av oss fortfarande omedvetna om hur de fungerar. Du kanske till exempel undrar hur solpaneler fungerar? Eller vad är solpaneler gjorda av?

Solpaneler är gjorda av extraherat och bearbetat kisel. Även om inte alla solpaneler använder kisel på samma sätt är kisel huvudkomponenten i alla solpaneler som ser till att solpanelen leder ström. Dessutom används metallramar, glasskivor och vissa standardtrådar för att tillverka solpaneler.

Den här artikeln kommer att ge en kort men grundlig introduktion till tillverkning av solpaneler. Om du är nyfiken på framtiden för förnybar energi och vill veta mer detaljer om hur solpaneler tillverkas, fortsätt läsa.

Vad är solpaneler gjorda av?

Solpaneler är främst gjorda av kisel som bearbetas och används för att skapa en ljuskänslig platta som kan omvandla solljus till användbar elektricitet.

Processen att tillverka solpaneler är ganska komplex. Om vi ​​skulle överväga varje detalj och steg, skulle en lång lista med artiklar som behövs för att göra solpaneler kunna sammanställas. Men för att hålla den här artikeln kort och rakt på sak, här är några av de viktigaste komponenterna som behövs för att göra solpaneler.

Silikon (solceller)

Solceller gjorda av kisel gör solpaneler till ett så effektivt verktyg för förnybar energi. Kisel är i huvudsak sand. Lyckligtvis är sand något som vår planet har i överflöd, vilket gör det till ett livskraftigt material för solpaneler. Hittills använder nästan 95 % av världens solpaneler en kiselbas. De övriga 5 % använder experimentellt material som organisk solcellsanläggning.

Kristallgitterstrukturen hos kiselceller gör dem till utmärkta halvledare. Solens energi kan mycket enkelt omvandlas till elektricitet och passera genom kiselceller för att lysa upp hus, bilar och mycket annat.

Förutom att det är lättillgängligt är kisel också kostnadseffektivt och kan hålla i cirka 25 år. Detta gör kisel till det bästa halvledarmaterialet inte bara för solpaneler, utan även för datachips och andra prylar.

Glasskiva

Silicon är utan tvekan huvudaktören för att göra en solpanel. Men andra solpanelskomponenter gör att kiselsolceller kan prestera lika bra.

En sådan komponent är en glasskiva över kristallint kisel. Glaset på ytan av solpanelerna skyddar kiselskivan från direkt solljus. Detta förhindrar att kislet absorberar överdriven värme och skadas.

Bredden och strukturen på glasskivan som täcker kiselskivan avgör hur effektiv solpanelen är. Standardglaspanelen på en solpanel är cirka 6-7 mm tjock.

Om glaset är för tjockt får silikonet inte tillräckligt med solenergi för att omvandla det till elektricitet. Alternativt, om glaset är för tunt, kommer silikonskivan att få för mycket solljus och börja överhettas.

Metallramen upprätthåller solpanelens struktur. Utan metallramen skulle det inte finnas något som skulle hålla ihop de olika komponenterna i solpanelen.

Helst bör solpanelsramen vara tillräckligt stark för att hålla panelstrukturen, men ändå flexibel nog att omformas om det behövs. Av denna anledning är aluminium det vanligaste materialet som används för solpanelsramar.

Förutom strukturellt stöd skyddar solpanelens metallram också hela panelen från väder och vind. Solpaneler installeras vanligtvis på tak där de är känsliga för tuffa väderförhållanden som regn, vind och snö.

Metallramen skyddar insidan av solpanelen under ogynnsamma väderförhållanden. Utan en ordentlig ram skulle solpaneler, även om de är effektiva, inte vara lika hållbara som de är nu.

Ledningar (12V och buss)

Solpaneler skulle utan tvekan vara ofullständiga utan kablarna som hjälper elen att resa från panelen till ditt hem. Solpaneler består av interna och externa ledningar som hjälper dem att leda elektricitet.

Bussledningar används för att koppla samman rader av kiselsolceller. Detta förbinder kiselcellinjerna så att de kan bli en stor kiselskiva. Bussceller hjälper också till att cirkulera elektricitet i solpanelen.

Många olika ledningar kan användas för extern ledning av solpaneler. Standard 12 volts tråd är dock den vanligaste typen av tråd som används.

En 12 V-ledning ansluter solpanelen till växelriktaren som överför elen till ditt hus. 12V-ledningarna reglerar hur mycket el som överförs från solpanelen till växelriktaren. El producerad från solenergi kan vara inkonsekvent. 12 V-ledningar säkerställer en enhetlig elnivå.

Hur tillverkas solpaneler?

I början var tillverkningsprocessen av solpaneler mycket experimentell och hade många variationer. Men på grund av den ökande efterfrågan på solpaneler har proffs etablerat en standardiserad tillverkningsprocess.

De tekniska aspekterna av att tillverka solpaneler är komplicerade att förklara utan att använda teknisk jargong. Grundförutsättningen för hur solpaneler sätts ihop är dock relativt enkel. För att göra tillverkningsprocessen lätt att förstå, här är en steg-för-steg uppdelning av hur solpaneler tillverkas.

Steg 1: Kiseldioxid extraheras från kiseldioxidsand. Detta kisel tillagas sedan vid höga temperaturer (ca 2000 grader Celsius) med en kolkälla för att extrahera råmaterialet. När råkisel extraheras, värms det upp igen för att avlägsna eventuella föroreningar.

Steg 2: Rent kisel efter kylning smälts till en flytande konsistens och blandas med lite bor och fosfor. Denna vätska hälls i en stor fyrkantig form. Efter att kislet svalnat igen tas de ur formen, skärs i tunna skivor och täcks med ett lager kiselnitrid.

Steg 3: Silikonskivorna berörs sedan lätt för att lägga till textur. Detta förhindrar ljus från att reflekteras från silikonytan. Genom att lägga till textur till kiselskivorna kan de absorbera mer ljus och generera mer elektricitet. Efter det läggs en silverbeläggning på toppen av wafern. Den färdiga produkten är vad vi kallar en solcell.

Steg 4: De färdiga solcellerna genomgår sedan en rigorös visuell inspektionsprocess. Varje solcell kontrolleras flera gånger för att säkerställa att det inte finns några brott eller sprickor. Celler som klarar visuell inspektion skickas för ytterligare testning. Celler som misslyckas i testet skärs upp och återanvänds för användning i mindre enheter som leksaker eller miniräknare.

Steg 5: Celler som klarar den visuella inspektionsrundan testas sedan för att se om de är kapabla att leda elektricitet. Cellerna placeras under stora källor av artificiellt solljus. De som kan absorbera ljus och producera elektricitet görs vidare till solpaneler.

Steg 6: Celler som har klarat den andra omgången av screening placeras sedan i ett kaklat mönster på en tunn skiva av härdat glas. Solcellerna beläggs med etylen-vinylacetat (EVA) och placeras sida vid sida på en glasskiva. Raderna av solceller är också anslutna med hjälp av busstråd för att säkra dem på plats.

Steg 7: Tillverkarna tittar noggrant på solpanelen och lägger till ytterligare metallfingrar eller samlingsskenor efter önskemål. Dessa ledningar och stavar hjälper till att transportera elektriciteten från solpanelerna till de externa ledningarna som leder strömmen till uttaget. När allt är på plats och säkrat läggs ett extra lager av EVA och glas till solcellerna. Placeringen är sådan att solcellerna blir inklämda mellan två lager av EVA och glas.

Steg 8: Solpanelen går sedan igenom en process som kallas elektroluminescens innan laminering. Under denna process placeras solpanelen framför en intensiv ljusstråle. Tillverkare inspekterar solpanelen igen för att se efter sprickor. Solceller tenderar att vara ömtåliga. Därför behöver de ses över flera gånger innan de godkänns.

Steg 9: Om det finns någon allvarlig skada på solpanelen skickas den tillbaka till fabriken för upparbetning. Mindre sprickor ignoreras antingen eller repareras på plats. Produkten testas igen i artificiellt solljus för att se om den kan generera elektricitet. Solfångare som klarar detta test tas sedan för inramning och beklädnad.

Steg 10: När solpanelen bedöms vara användbar går den igenom lamineringsprocessen. Denna process innebär att solpanelen omsluts mellan två glasplan. En stor laminator applicerar hög värme och tryck på arket för att försegla det inuti det yttre glaset. Detta glas skyddar kiselcellerna från ytterligare brott. Det ser också till att ledningarna i solpanelen inte rör sig.

Steg 11: Metallramen placeras runt den laminerade solpanelen. Metallramen består av ytterligare ledningar. Denna ledning ansluter solpanelens interna ledningar till den externa ledningen som ansluter till växelriktaren. Den färdiga produkten kontrolleras igen för sprickor genom att placera panelen framför en intensiv ljusskur.

Steg 12: Kopplingsdosan läggs till på baksidan av solpanelen. Denna kopplingsdosa lagrar el och ansluter solpanelen till eluttag. Dessutom fungerar kopplingsdosan även som en diod. Soldriven energi är oförutsägbar. Kopplingsdosan ser till att ström flyter i en riktning och hjälper den yttre ledningen att reglera hur mycket ström som går från panelen till uttaget.

Steg 13: Den sista solpanelen testas igen innan leverans. Först testas solpanelen för att säkerställa att den kan producera el. Den testas sedan för att se hur den kommer att hålla sig i tuffa väderförhållanden. Om solpanelerna klarar båda testerna skickas och installeras de för användning.

Hur hjälper solpaneler miljön?

Solpaneler hjälper miljön genom att minska beroendet av fossila bränslen för energi. Istället tillåter de oss att skörda solens rikliga energi.

För närvarande kommer det mesta av världens elektricitet från förbränning av fossila bränslen. Detta är farligt av två huvudsakliga skäl. För det första är fossila bränslen en begränsad resurs. Det betyder att efter att vi förbrukat allt fossilt bränsle som världen har att erbjuda kommer framtida generationer inte att ha något fossilt bränsle kvar för att generera el.

För det andra är förbränning av fossila bränslen mycket farligt för miljön. Förbränning av fossila bränslen släpper ut giftiga gaser och kemikalier i atmosfären. Dessa gaser består vanligtvis av koldioxid och växthusgaser. När dessa gaser blandas med atmosfären färdas de uppåt och orsakar ozonnedbrytning.

Ozonskiktet är viktigt för att skydda jorden från värme och solstrålning. När det är skadat passerar solljuset genom de trasiga delarna av ozonskiktet och direkt till jorden. Detta gör att den totala temperaturen på vår planet stiger och orsakar klimatproblem som global uppvärmning.

Solpaneler är det mest effektiva sättet att producera el från förnybara energikällor. Genom att absorbera solljus och omvandla det till elektricitet fungerar solpaneler som ett alternativ till fossila bränslen. Att använda solpaneler hjälper därför miljön genom att utrota de två ovan nämnda problemen.

Solpaneler använder en av de viktigaste källorna till global uppvärmning (solen) och förvandlar den till en energikälla. Genom att använda solpaneler kan vi inte bara spara fossila bränslen för framtida generationer. Men vi kan också förhindra ytterligare skador på ozonskiktet, vilket minskar effekterna av den globala uppvärmningen på vår planet.

Vad är framtiden för solpaneler?

Solpaneler är vår planets bästa chans att anpassa sig till ett miljövänligt elsystem.

Som du säkert kan säga vid det här laget är global uppvärmning och klimatförändringar allvarliga frågor som måste åtgärdas så snart som möjligt. Även om den nuvarande generationen inte drabbas av konsekvenserna kommer vår överdrivna användning av fossila bränslen säkerligen att förfölja framtida generationer.

Det största problemet med förnybara energikällor och solpaneler är inkonsekvensen och opålitligheten hos energikällan. Som du kan se från den omfattande processen som beskrivs i föregående avsnitt är solpaneler också komplicerade att tillverka. Även om kisel, glas och aluminium är lättillgängliga material, är tillverkningsprocessen mycket tråkig.

För framtiden för solpaneler försöker många forskningsprojekt ta reda på vilka andra material som kan fungera som ett alternativ till kisel för att bygga solceller. Forskare har märkt några positiva resultat i experiment med solpaneler gjorda med ett organiskt solcellssystem.

Forskningen är dock fortfarande i ett tidigt utvecklingsskede. Än så länge har ingen upptäckt ett alternativ till kiselsolceller för användning som halvledare i solpaneler.

Ett annat problem som hindrar solpanelernas framtid är bristen på forskningsfinansiering. Även om konceptet med förnybar energi genom solpaneler har funnits ett tag, har det inte funnits tillräckligt med finansiering för att möjliggöra ordentlig forskning eller storskaliga projekt.

Men när samtal om miljöförändringar blir mer populära finns det hopp om att forskare kommer att få mer ekonomiskt stöd för att främja tekniken bakom solpaneler.

Generellt sett är det orealistiskt att tro att världen kan drivas enbart på solenergi. Även om det kan finnas gott om energi under sommaren, kan det vara svårt att få el från solpaneler under vintern eller regn. Tills vidare kan vi sikta på ett hybridsystem där förnybara och icke-förnybara källor samverkar för att generera el.

Varför ska du vara en förespråkare för förnybar energi?

Många människor är skeptiska till förnybar energi på grund av dess beroende av opålitliga energikällor. Vissa människor är bekväma med det elektriska systemet vi använder genom att förbränna fossila bränslen och vill inte anpassa sig till nya förändringar. Motviljan mot förnybara energikällor är förståelig. Men att vägra att omfamna förändring kan bromsa tekniska framsteg och förhindra att vår planet räddas från klimatkatastrofer.

Global uppvärmning är ett allvarligt problem som sakta men säkert kommer att förstöra planeten. Den globala uppvärmningen kan leda till att jordens totala temperatur stiger. Dessutom garanterar den globala uppvärmningen höga risker för torka och översvämningar. För att inte tala om, utsläpp av koldioxid och växthusgaser från förbränning av fossila bränslen är också skadligt för vår hälsa.

Att förlita sig på fossila bränslen är farligt, inte bara för vår planet utan också för oss som individer. För att se till att världen blir en bättre plats för framtida generationer måste vi sträva efter att förstå begreppet förnybar energi. Förnybar energi är inget att vara rädd för. Så länge du gör rätt forskning kan du också hitta den inom dig själv för att stödja förnybar energi och göra världen till en bättre plats.

Slutsats

Om du är intresserad av vad solenergi är eller vad solpaneler är gjorda av? Jag hoppas att den här artikeln besvarade din fråga. Nu när du är bättre informerad om solpaneler hoppas jag att du kommer att stödja den globala rörelsen mot förnybar energi.