Сонячні панелі — наш найкращий шанс створити працездатний світ відновлювальна енергія. Незважаючи на величезні успіхи у відділі відновлюваної енергетики, багато хто з нас досі не знають, як вони працюють. Наприклад, вам може бути цікаво, як працюють сонячні панелі? Або з чого зроблені сонячні панелі?
Сонячні панелі виготовлені з видобутого та обробленого кремнію. Хоча не всі сонячні панелі використовують кремній однаково, кремній є основним компонентом у всіх з них сонячні панелі, які забезпечують що сонячна панель проводить електрику. Крім того, металеві каркаси, скляні листи та деякі стандартні дроти також використовуються для виготовлення сонячних панелей.
Ця стаття надасть короткий, але вичерпний вступ до виробництво сонячних панелей. Якщо вам цікаво майбутнє відновлюваної енергії та ви хочете дізнатися більше про те, як це зробити вони виготовляють сонячні панеліПродовжити читання →.
З чого виготовляють сонячні панелі?
Сонячні панелі вони виготовлені в основному з кремнію, який обробляється та використовується для створення фоточутливої пластини, яка може перетворювати сонячне світло на корисну електроенергію.
Процес виготовлення сонячні панелі є досить складним. Якби ми розглядали кожну деталь і крок, можна було б скласти довгий список елементів, необхідних для виготовлення сонячних панелей. Однак, щоб ця стаття була короткою та по суті, ось деякі з основних компонентів, необхідних для виготовлення сонячних панелей.
Кремній (сонячні елементи)
Сонячні батареї, виготовлені з кремнію, роблять сонячні панелі такими ефективними інструмент для відновлюваної енергії. Кремній – це, по суті, пісок. На щастя, пісок — це те, чого наша планета має в надлишку, що робить його екологічним матеріалом сонячні панелі. Поки що майже 95% сонячних панелей у світі використовують кремнієву основу. Інші 5% використовують експериментальний матеріал, такий як органічні фотоелектричні елементи.
Структура кристалічної решітки кремнієвих елементів робить їх чудовими напівпровідниками. Енергію сонця можна легко перетворити на електрика і проходять крізь кремнієві клітини, щоб освітлювати будинки, машини та багато іншого.
Крім того, що кремній доступний, він також є економічно ефективним і може служити приблизно 25 років. Це робить кремній найкращим матеріалом для напівпровідників не тільки для сонячні панеліа також для комп’ютерних мікросхем та інших гаджетів.
Листове скло
Кремній, безсумнівно, є головним гравцем у виробництві сонячна панель. Однак інші компоненти сонячних панелей дозволяють це зробити кремнієві сонячні елементи працюватимуть так само добре.
Одним із таких компонентів є лист скла поверх кристалічного кремнію. Скло на поверхні сонячні панелі захищає кремнієву пластину від прямих сонячних променів. Це запобігає поглинанню надмірного тепла та пошкодженню кремнію.
Ширина та структура скляного листа, що покриває кремнієву пластину, визначає її ефективність сонячна панель. Стандартна скляна панель товщина сонячних панелей близько 6-7 мм.
Якщо скло занадто товсте, силікон буде недостатньо триматися сонячна енергія перетворювати на електрику. Крім того, якщо скло занадто тонке, кремнієва пластина буде отримувати занадто багато сонячного світла і почне перегріватися.
Металевий каркас
Металевий каркас підтримує структуру сонячної панелі. Без металевого каркасу не було б чого утримувати разом різні компоненти сонячної панелі.
В ідеалі рама сонячні панелі він має бути достатньо міцним, щоб утримувати структуру панелі, але водночас достатньо гнучким, щоб у разі потреби змінити його форму. З цієї причини алюміній є найпоширенішим матеріалом для каркасів сонячних панелей.
Крім опори конструкції, металевий каркас сонячні панелі також захищають всю панель від погоди. Сонячні панелі зазвичай встановлюються на дахах, де вони вразливі до суворих погодних умов, таких як дощ, вітер і сніг.
Металевий каркас захищає внутрішній простір сонячні панелі під час несприятливих погодних умов. Без відповідного каркаса сонячних батарейхоч і ефективні, але не будуть такими довговічними, як зараз.
Провід (12В і шина)
Сонячні панелі обійдуться без них сумніви були б неповними без проводів, які допомагають електриці проходити від панелі до вашого будинку. Сонячні панелі складаються з внутрішньої та зовнішньої проводки, яка допомагає їм проводити електрику.
Дроти шини використовуються для з’єднання рядів кремнієвих сонячних елементів. Це з’єднує клітинні лінії кремнію, щоб вони могли стати однією великою кремнієвою пластиною. Комірки шини також допомагають кровообігу електрика в сонячній панелі.
Для зовнішньої проводки сонячні панелі можна використовувати багато різних рядків. Однак стандартний дріт на 12 вольт є найпоширенішим типом дроту.
Провід 12 В з’єднує сонячну панель з інвертором, який передає електроенергію до вашого будинку. Дроти 12 В регулюють кількість електроенергії, що передається від сонячної панелі до інвертора. Електроенергія, вироблена з сонячної енергії, може бути непостійною.
Як виготовляються сонячні панелі?
На початку йде процес виробництва сонячні панелі був дуже експериментальним і мав багато варіацій. Однак через зростання попиту на сонячні панелі професіонали встановили стандартизований процес виробництва.
Технічні аспекти виробництва сонячні панелі складно пояснити без використання технічного жаргону. Однак основна передумова того, як збираються сонячні панелі, відносно проста. Щоб полегшити розуміння виробничого процесу, ось крок за кроком описано, як виготовляються сонячні панелі.
Крок 1: Кремнезем добувають із кремнеземного піску. Цей кремній потім варять при високих температурах (близько 2000 градусів Цельсія) з джерелом вуглецю для вилучення сировини. Коли необроблений кремній витягується, його повторно нагрівають, щоб видалити будь-які домішки.
Крок 2: Чистий кремній після охолодження розплавляється до рідкої консистенції та змішується з деякою кількістю бору та фосфору. Цю рідину виливають у велику квадратну форму. Після того як кремній знову охолоне, їх виймають з форми, нарізають тонкими пластинами і покривають шаром нітриду кремнію.
Крок 3: кремнієві пластини потім злегка торкаються, щоб додати текстуру. Це запобігає відбиванню світла від поверхні кремнію. Додавання текстури кремнієвим пластинам дозволяє їм поглинати більше світла та генерувати більше електроенергії. Після цього на верхню частину вафлі наноситься сріблясте покриття. Готовий продукт – це те, що ми називаємо сонячна панель.
Крок 4: Готові сонячні батареї потім проходять ретельний візуальний огляд. Кожна сонячна батарея перевіряється кілька разів, щоб переконатися у відсутності розривів або тріщин. Клітини, які пройшли візуальний огляд, відправляються на подальше дослідження. Клітини, які не пройшли тест, розрізають і перепрофільовують для використання в менших пристроях, таких як іграшки або калькулятори.
Крок 5: клітини, які пройшли візуальний огляд, потім перевіряють, чи здатні вони проводити електрику. Клітини розміщують під великими джерелами штучного сонячного світла. Ті, що можуть поглинати світло і виробляти електрику енергія далі перетворюється на сонячні панелі.
Крок 6: Клітини, які пройшли другий раунд скринінгу, потім розміщують плитковим малюнком на тонкому аркуші загартованого скла. Сонячні елементи покриті етиленвінілацетатом (EVA) і розміщені поруч на скляній пластині. Ряди сонячних елементів також з’єднані за допомогою проводу Bus, щоб закріпити їх на місці.
Крок 7: Виробники уважно розглядають сонячну панель і за бажанням додають додаткові металеві пальці або шини. Ці дроти та стрижні допомагають передавати електроенергію від сонячних панелей до зовнішньої проводки, яка переносить струм до розетки. Коли все встановлено та закріплено, до сонячних елементів додається додатковий шар EVA та скла. Розташування таке, що сонячні батареї затиснуті між двома шарами EVA та скла.
Крок 8: Сонячна панель перед ламінуванням проходить процес, який називається електролюмінесценцією. Під час цього процесу сонячна панель розміщується перед інтенсивним променем світла. Виробники повторно перевіряють сонячну панель на наявність тріщин. Сонячні батареї, як правило, крихкі. Тому перед затвердженням їх потрібно кілька разів перевірити.
Крок 9: якщо є серйозні пошкодження сонячна панель, він повертається на завод для повторної обробки. Менші тріщини або ігнорують, або ремонтують на місці. Продукт знову перевіряють на штучному сонячному світлі, щоб перевірити, чи може він генерувати електроенергію. Сонячні панелі, які пройшли цей тест, потім беруться для каркасу та обшивки.
Крок 10: Після цього сонячна панель вважається придатним для використання, він проходить процес ламінування. Цей процес передбачає розміщення сонячної панелі між двома площинами скла. Великий ламінатор застосовує до дошки високу температуру та тиск, щоб ущільнити її всередині зовнішнього скла. Це скло захищає кремнієві елементи від подальшого пошкодження. Це також гарантує, що дроти в сонячній панелі не рухаються.
Крок 11: Металевий каркас розміщується навколо ламінованої сонячної панелі. Металевий каркас складається з додаткової проводки. Ця проводка з’єднує внутрішню проводку сонячної панелі із зовнішнім проводом, який під’єднується до інвертора. Готовий виріб ще раз перевіряють на наявність тріщин, виставляючи панель на яскраве світло.
Крок 12: Ззаду додається розподільна коробка сонячні панелі. Ця розподільна коробка накопичує електроенергію і підключає сонячну панель до електричних розеток. Крім того, розподільна коробка також діє як діод. Сонячна енергія непередбачувана. Розподільна коробка забезпечує течію струму в одному напрямку та допомагає зовнішньому дроту регулювати, скільки струму йде від панелі до розетки.
Крок 13: Остаточна сонячна панель знову тестується перед відправкою. Спочатку сонячну панель перевіряють, щоб переконатися, що вона може виробляти електроенергію. Потім його перевіряють, щоб побачити, як він витримає суворі погодні умови.
Як сонячні панелі допомагають навколишньому середовищу?
Сонячні панелі допомагають навколишньому середовищу, зменшуючи залежність від викопного палива для отримання енергії. Натомість вони дозволяють нам збирати рясну енергію сонця.
На даний момент більша частина світу електрика воно походить від спалювання викопного палива. Це небезпечно з двох основних причин. По-перше, викопне паливо є обмеженим ресурсом. Це означає, що після того, як ми використаємо все викопне паливо, яке може запропонувати світ, у майбутніх поколінь не залишиться викопного палива для виробництва електроенергії.
По-друге, спалювання викопного палива дуже небезпечно для навколишнього середовища. Спалювання викопного палива виділяє в атмосферу токсичні гази та хімікати. Ці гази зазвичай складаються з вуглекислого газу та парникових газів. Коли ці гази змішуються з атмосферою, вони піднімаються вгору та викликають виснаження озонового шару.
Озоновий шар має важливе значення для захисту Землі від тепла та сонячної радіації. Коли він пошкоджений, сонячне світло проходить через розірвані частини озонового шару і прямо на Землю. Це спричиняє підвищення загальної температури нашої планети та спричиняє такі кліматичні проблеми, як глобальне потепління.
Найефективнішими є сонячні панелі спосіб виробництва електроенергії з відновлюваних джерел енергії. Поглинаючи сонячне світло та перетворюючи його на електрику, сонячні панелі є альтернативою викопному паливу. Таким чином, використання сонячних панелей допомагає навколишньому середовищу, усуваючи дві проблеми, згадані вище.
Сонячні панелі використовують одне з основних джерел глобального потепління (сонце) і перетворити його на джерело енергії. Використовуючи сонячні панелі, ми можемо не лише зберегти викопне паливо для майбутніх поколінь. Але ми також можемо запобігти подальшому пошкодженню озонового шару, зменшивши вплив глобального потепління на нашу планету.
Яке майбутнє сонячних панелей?
Сонячні панелі вони є найкращим шансом нашої планети адаптуватися до екологічно чистої електричної системи.
Як ви, напевно, вже могли зробити висновок, глобальне потепління та зміни клімату це серйозні проблеми, які потрібно вирішити якнайшвидше. Навіть якщо нинішнє покоління не постраждає від наслідків, наше надмірне використання викопного палива, безумовно, переслідуватиме майбутні покоління.
Основною проблемою відновлюваних джерел енергії та сонячних панелей є суперечливість і ненадійність джерела енергії. Як ви можете бачити з великого процесу, описаного в попередньому розділі, сонячні панелі також складні у виготовленні. Хоча кремній, скло та алюміній є легкодоступними матеріалами, процес виробництва дуже виснажливий.
Що стосується майбутнього сонячних панелей, багато дослідницьких проектів намагаються з’ясувати, які інші матеріали можуть служити альтернативою кремнію для створення сонячних елементів. Вчені помітили деякі позитивні результати в експериментах із сонячними батареями, виготовленими з органічної фотоелектричної системи.
Однак дослідження все ще перебуває на ранніх стадіях розробки. Альтернативи силікону поки ніхто не знайшов сонячні батареї для використання в якості напівпровідників у сонячних панелях.
Іншою проблемою, яка заважає майбутньому сонячних панелей, є відсутність фінансування досліджень. Хоча це поняття відновлювальна енергія через сонячні батареї була присутня протягом деякого часу, не було достатньо фінансування для належних досліджень або великомасштабних проектів.
Однак, оскільки розмови про зміни в навколишньому середовищі стають все більш популярними, є надія, що вчені отримають більше фінансової підтримки для розвитку технології сонячних панелей.
Взагалі, нереально думати, що світ може працювати тільки далі сонячна енергія. Хоча влітку енергії може бути багато, отримати електроенергію від сонячних панелей під час зими чи дощу може бути важко. Наразі ми можемо прагнути до гібридної системи, де відновлювані та невідновлювані джерела працюють разом для виробництва електроенергії.
Чому ви повинні бути прихильником відновлюваної енергії?
Багато людей скептично ставляться до відновлюваної енергії через її залежність від ненадійних джерел енергії. Деяким людям подобається електрична система, яку ми використовуємо, спалюючи викопне паливо, і не хочемо адаптуватися до нових змін. Відраза до відновлюваних джерел енергії зрозуміла. Однак відмова сприйняти зміни може уповільнити технологічний прогрес і запобігти порятунку нашої планети від кліматичних катастроф.
Глобальне потепління є серйозною проблемою, яка повільно, але вірно знищить планету. Глобальне потепління може призвести до підвищення загальної температури Землі. Крім того, глобальне потепління також гарантує високі ризики посух і повеней. Не кажучи вже про те, що виділення вуглекислого газу та парникових газів від спалювання викопного палива також шкідливе для нашого здоров’я.
Покладатися на викопне паливо небезпечно не лише для нашої планети, але й для нас самих. Щоб переконатися, що світ стане кращим місцем для майбутніх поколінь, ми повинні прагнути зрозуміти концепцію відновлюваної енергії. Відновлювана енергетика – це не те, чого варто боятися. Поки ви проводите правильні дослідження, ви також можете знайти в собі можливість підтримати відновлювані джерела енергії та зробити світ кращим.
Висновок
Якщо вас цікавить, що таке сонячна енергія або з чого складаються сонячні панелі? Сподіваюся, ця стаття відповіла на ваше запитання. Тепер, коли ви краще поінформовані про сонячні панелі, я сподіваюся, що ви підтримаєте глобальний рух до відновлюваної енергії.