Ce ingrediente sunt necesare pentru a face panouri solare? Cine produce panouri solare și cum? Cine ne furnizează panouri solare?

Original preluat din solar_front c Producția de energie electrică din module solare nu este deloc „verde”.

SF: Vorbăria despre pericolele mediului sau siguranța producției de panouri solare la nivel de „auzit” și „mi-a spus un expert” a fost suficientă, așa că m-am bucurat să citesc asta:

Foto: Imaginechina/Corbis.
Controlul calității la o întreprindere chineză.

Producerea de energie electrică din module solare nu este atât de „verde” pe cât cred mulți oameni.

Panourile solare care strălucesc în soare sunt o icoană pentru toți oamenii verzi. Dar este generarea de energie electrică cu ajutorul panourilor solare cu adevărat mai ecologică? mediu decât arderea combustibililor fosili? Mai multe incidente poluarea mediului asociat cu producerea acestor simboluri „verzi” strălucitoare. Și se dovedește că timpul necesar pentru a compensa energia și gaze cu efect de sera Cantitatea de timp petrecută și pierdută în producerea panourilor variază semnificativ în funcție de tehnologie și de geografie.

Aceasta a fost o veste proastă. Vestea bună este că industria poate elimina cu ușurință multe dintre ele efecte secundare care există. Acest lucru este posibil în parte pentru că, din 2008, producția fotovoltaică s-a mutat din Europa, Japonia și Statele Unite în China, Malaezia, Filipine și Taiwan. Astăzi, aproape jumătate din modulele solare din lume sunt produse în China. Drept urmare, deși istoricul general al industriei este bun, acele țări care produc cea mai mare parte astăzi tind să fie cel mai puțin preocupate de protecția mediului și a lucrătorilor din producție.

Pentru a înțelege exact care sunt problemele și cum pot fi rezolvate, trebuie să știți ceva despre modul în care sunt realizate panourile fotovoltaice. În timp ce energia solară poate fi produsă printr-o varietate de tehnologii, marea majoritate a celulelor solare de astăzi încep cu cuarț, cea mai comună formă de silice (dioxid de siliciu), care este procesată în siliciu. În acest moment, apare prima problemă: cuarțul este extras din mine, unde minerii sunt expuși riscului de a dezvolta silicoză pulmonară.

Când este procesat pentru prima dată, cuarțul este transformat în siliciu metalurgic, o substanță folosită în principal pentru a întări oțelul și alte metale. Acest lucru se întâmplă în cuptoarele gigantice și necesită multă energie pentru a le menține fierbinți (detalii mai jos). Din fericire, în această etapă emisiile, în principal dioxid de carbon și dioxid de sulf, nu pot dăuna persoanelor care lucrează în astfel de fabrici sau aflate în apropierea uzinelor.

Următorul pas este procesarea siliciului metalurgic în polisiliciu mai pur. Procesul produce tetraclorură de siliciu, un compus de siliciu foarte toxic. Procesul de purificare implică reacția acidului clorhidric cu siliciul metalurgic pentru a produce triclorosilan. Triclorosilanul reacționează apoi cu hidrogenul pentru a produce polisiliciu împreună cu tetraclorură de siliciu lichidă - trei sau patru tone de tetraclorură pentru fiecare tonă de polisiliciu.

Majoritatea producătorilor reciclează aceste deșeuri pentru a produce mai mult polisiliciu. Fabricarea siliciului din tetraclorură de siliciu necesită mai puțină energie decât fabricarea acestuia din dioxid de siliciu brut, astfel încât reciclarea acestor deșeuri ajută la economisirea banilor producătorilor. Dar un astfel de echipament poate costa zeci de milioane de dolari. Astfel, produsul secundar este adesea pur și simplu aruncat. Atunci când interacționează cu apa, iar acest lucru este dificil de prevenit, acidul clorhidric și vaporii nocivi sunt eliberați în mediu.

Când industria fotovoltaică era mai mică, producătorii de celule solare cumpărau siliciu de la producătorii de microelectronice, care au respins siliciul din cauza purității insuficiente. Dar boom-ul energiei solare a necesitat mai mult siliciu și număr mare Unitățile de producție de polisiliciu au fost construite în China. Puține țări aveau la acea vreme reglementări stricte care impuneau depozitarea și eliminarea tetraclorurii de siliciu, iar China nu făcea excepție, au descoperit reporterii Washington Post.

Rusia produce relativ puține panouri solare, iar ponderea producției de energie de la soare în Rusia este, de asemenea, mică. Cu toate acestea, producția de panouri există și probabil ar trebui să ne așteptăm să crească din cauza sancțiunilor.

Rusia își exportă produsele ( panouri solare) către Germania și Republica Cehă. Acest lucru este oarecum ciudat, deoarece Rusia importă și produse similare din următoarele țări: Germania, China, Taiwan, Thailanda. S-ar putea crede că majoritatea importurilor sunt din China, dar sursa susține că nu este așa, majoritatea importurilor sunt din Germania.

Să enumeram companiile rusești producătoare panouri solare(aceste informații sunt preluate din diverse surse, întreprinderile pot fi redenumite sau închise):

1. Moscova, Zelenograd: CJSC Telecom-STV.
2. Moscova, Zelenograd: SolarInnTech LLC.
3. Krasnodar: SRL „Vântul solar”
4. Moscova:Întreprinderea din Moscova OJSC Institutul de Cercetare Științifică All-Rusian pentru Electrificarea Economiei (JSC VIESKh).
5. Krasnodar: SA „Saturn”
6. Ryazan: SRL „Solex”
7. Ryazan: Uzina de produse metal-ceramice OJSC Ryazan.
8. Moscova: CNE „Kvant”

Producția de siliciu tehnic:

1. Usolye-Sibirskoye, regiunea Irkutsk: Nitol Solar (compania Nitol), proiect Siberian Silicon (RUSAL și RosNano).
2. Novoceboksarsk, Chuvahia: Khimprom.
3. Volgograd: Volgograd JSC Khimprom.
4. Abakan, Khakassia: Uzina de materiale semiconductoare Abakan (AZPM).
5. Jeleznogorsk, Regiunea Krasnoyarsk: Uzina de siliciu semiconductor din Zheleznogorsk pe baza Întreprinderii Unitare de Stat Federală "Combinarea minieră și chimică".
6. Regiunea Leningrad: POLISIL, proiect international Silicon Valley baltică.

S-a păstrat ceva în Ucraina și Kazahstan.

Firme producătoare

Baterie solară de la compania „Kvant”

„Kvant” (Moscova). Această companie produce panouri solare, inclusiv pentru spațiu.

Această companie produce panouri solare pe bază de siliciu amorf în trei etape. Produsele sale pot funcționa la temperaturi de la -40 la +75 grade Celsius.

Acesta este un indicator important deoarece pe măsură ce temperatura crește, performanța panourilor solare scade. Prin urmare, de obicei limita superioara Majoritatea producătorilor indică 60 de grade.

„Kvant” produce modele de baterii solare din seria: BSA (pliabil), EPS.

Puterea bateriei BSA: de la aproximativ 642 W, la o tensiune de 3,4 V la 15,408 W, la o tensiune de 20,4 V. Tensiune viteza de mers în gol ceva mai sus. În plus, cu cât panoul este mai puternic, cu atât produce mai mult curent.

Puterea panourilor EPS: 50 si 100 W la o tensiune de 12,5 V. Pe baza acestor baterii au fost create diverse dispozitive.

Eficiența panourilor acestei companii depășește nouăsprezece procente. Și pe unele modele a fost atinsă o eficiență de douăzeci și cinci până la treizeci de procente.

Costul este de aproximativ 90 de ruble per watt.

„Vântul solar” (Krasnodar). Compania produce celule solare pe baza de siliciu monocristalin.

Modulele sunt disponibile cu puteri de la 5 la 160 de wați, dar puteți comanda și un modul pentru 200 de wați. Eficiența acestor modele este scăzută - de la 12 la 20 la sută, în funcție de acoperire. Sunt produse și panouri cu două fețe.

Tensiunea de pe panouri pentru seria FEM (față dublă) este de 12, 20 și 24 de volți, dar aceasta nu este pentru orice putere. Seria TSM (fabricată în Zelenograd) produce tensiuni de 17, 19 și 34 de volți.

Bateria solară de la Saturn

Telecom-STV (Zelenograd). Compania produce panouri solare cu o putere de la 30 la 250 de wați din seria TSM (tensiuni: 16,6; 17; 19; 17,5; 30; 31; 34; 36; 38 volți). Eficiența lor variază de la 24 la 26 la sută, ceea ce nu este rău. Ele pot fi, de asemenea, flexibile și cu două fețe.

Bateriile solare din seria FSM pot avea o putere de 300 de wați. Tensiune maximă pentru astfel de panouri: 18; 19; 24; 30; 36; 37; 38 volți.

„Ryazan ZMKP” (Ryazan). Site-ul companiei prezintă două module cu factori de eficiență de la 12 la 70% (relativ scăzut). Putere de la 200 la 240 wați pentru tensiuni de 28-29 volți. Al doilea panou produce putere de la 105 la 145 wați și tensiune de la 20 la 22 volți.

„Hevel” (Novoceboksarsk). Compania este angajată atât în ​​producția de panouri solare, cât și în construcții centrale solare. Puterea panourilor solare produse este de 120 de wați, iar tensiunea de ieșire este de 100 de volți.

„Saturn” (Krasnodar). Compania produce panouri solare, inclusiv pentru spatiu. Pentru orbita geostaționară sunt disponibile panouri cu eficiență de 15,5 și 28%. Densitatea de putere 180 și 310 wați per metru pătrat(respectiv).

„SolarInnTech” (Zelenograd). Această companie produce module solare marca Sunways pentru locuințe.

Panourile produc o putere de 30 de wați și o tensiune de 18 volți. Costă 2200 de ruble. Temperatura de funcționare de la minus patruzeci la plus optzeci și cinci de grade Celsius.

Cel mai scump panou costă douăzeci și trei de mii, produce o putere de o sută nouăzeci și cinci de wați și o tensiune de 33 de volți.

Coeficientul panourilor prezentate, în funcție de model, este de cincisprezece și douăzeci la sută.

Revizuirea bateriilor produse în Rusia

O gamă destul de largă de panouri solare este produsă în Rusia. Ele pot avea diverse scopuri, inclusiv să fie produse pentru spațiu.

Modulele produc o gamă destul de largă de tensiuni și puteri, ceea ce le permite să fie folosite pentru a alimenta multe aparate electrocasnice și lămpi. Dacă acest lucru nu este suficient, atunci acestea pot fi conectate în paralel și în serie, crescând astfel fie puterea, fie tensiunea.

Din punct de vedere structural, modulele pot fi cu o singură față, cu două fețe, flexibile, pliabile sau cu peliculă subțire.

Bateriile solare produse în Rusia au o eficiență relativ scăzută. De regulă, este sub douăzeci la sută, dar există companii care produc panouri solare cu mai multe randament ridicat. Trebuie remarcat, însă, că în versiune staționară Eficiența nu este un parametru atât de critic.

Dacă luăm cea mai slabă eficiență de 12% și eficiența record actuală de 46%, atunci dimensiunile liniare ale panourilor vor diferi de mai puțin de două ori. Într-o versiune industrială, ceea ce poate fi cumpărat la același preț, dimensiunile liniare vor diferi ușor dacă randamentul panoului solar este de cel puțin 17%.

Piața energiei solare

Potrivit statisticilor, piața energiei solare se dezvoltă foarte rapid. Din 1990, producția de celule solare a crescut de cinci sute de ori în douăzeci de ani. Conform previziunilor, peste zece ani, începând cu 2008, producția de celule solare va crește de două ori și jumătate, iar puterea totală utilizată energie solară va crește de cinci ori.

Cele mai puternice dintre ele și cele mai răspândite astăzi sunt centralele hidroelectrice. Pe lângă cele descrise, se dezvoltă metode fundamental diferite de producere a energiei regenerabile: generarea de energie folosind alge (în unele locuri lumina, iar în altele electricitate sau hidrogen), folosind diferențele de temperatură în apa sărată (și eventual salinitatea, sau în alte cazuri). ) și așa mai departe.

Panouri solare pe ISS

Panourile solare sunt folosite pe nave spațiale. Este dificil să obții energie în spațiu; panourile solare sunt la mare căutare acolo. Pe Pământ, panourile solare (și nu numai panourile) sunt folosite pentru a crea centrale electrice. De fiecare dată devin mai puternice.

După cum am menționat mai sus, există două abordări: transformarea energiei solare direct în electricitate și transformarea energiei solare mai întâi în căldură. Panourile solare sunt un element destul de comun în așa-numitele case ECO și doar în case. Acolo sunt așezate pe acoperișuri.

De asemenea, în astfel de case folosesc acumularea de căldură de la soare. Este suficient să spunem că, dacă temperatura de afară este aproximativ zero, atunci, datorită doar soarelui, temperatura în casă poate fi de optsprezece până la douăzeci de grade Celsius. Și asta se va întâmpla non-stop.

Recent, s-au răspândit corpuri de iluminat, încărcat de la soare (folosind panouri solare). Acest lucru a devenit posibil odată cu trecerea la (becuri). Astfel de instalații sunt folosite în orașe pentru a ilumina străzile. Dar astfel de dispozitive sunt folosite și în viața de zi cu zi. În mod tradițional, în viața de zi cu zi, celulele solare sunt folosite pentru a reîncărca calculatoarele.

În plus, panourile solare pot fi instalate pe avioane, mașini și iahturi pentru a genera energie electrică pentru motor, sau ca energie suplimentară.

Politicile de stat merită și ele atenție. Nu se știe cum este acum, dar în două mii zece în Ucraina s-a propus introducerea de beneficii pentru acei consumatori de energie care folosesc panouri solare sau alte surse regenerabile. Politici similare sunt urmate în alte țări.

Țările lider în producția de energie solară sunt: ​​China, SUA, Franța, Italia, Germania, Japonia.

În Rusia, ponderea hidrocentralelor în producția de energie ajunge la cincisprezece procente. Dar ponderea altor surse regenerabile de energie în producția sa din Rusia este mai mică de unu la sută.

Producători mondiali de panouri solare

China a fost lider în producția de siliciu și celule solare în ultimul deceniu. Cu toate acestea, ponderea sa scade ușor, dacă în două mii șapte a reprezentat 68 la sută din producția mondială, atunci în două mii paisprezece ponderea sa a scăzut la cincizeci și opt la sută.

Dacă luăm în considerare producția de panouri solare, urmează China următoarele țări: Japonia, Taiwan, Germania.

Iată o listă cu companiile care conduc în producția de siliciu pentru celule solare:

1. Coreea de Sud: Dow Chemical Corporation (DCC).
2. STATELE UNITE ALE AMERICII: Glob Metalurgian.
3. Brazilia: Cia Brasileira Carbureto de Cal-cio (CBCC), Camargo Correa Metais SA.
4. Germania: Eckart Gmbh and Co.
5. Spania: Sdad Espanola de Carburos Metalicos SA.
6. Norvegia: Elkem A/S Divizia Siliciu Metal.

Dacă ești atent la acoperișurile multor case private sau companii mici, poți vedea acolo panouri solare. Creșterea prețurilor la resursele energetice face ca oamenii să înceapă să caute surse alternative. În aceste condiții, cererea de panouri solare crește pe zi ce trece.

Oportunități potențiale

Odată cu popularitatea tot mai mare a surselor alternative de energie, este recomandabil să ocupați o nișă pe piață în timp. Pentru a face acest lucru, mai întâi trebuie să achiziționați echipamente pentru producția de panouri solare. Poate fi cumpărat atât în ​​Europa, SUA și CSI, cât și în China.

În funcție de cererea pentru aceste produse în regiunea dvs. sau în locurile în care puteți furniza bunurile manufacturate, trebuie să decideți pe ce se va concentra producția dvs. In prezent pe piata gasesti panouri concepute pentru diverse aplicatii.

Acestea pot fi opțiuni portabile ușoare pe care le iei cu tine în drumeții, module staționare potrivite pentru instalarea pe acoperișurile clădirilor și clădirilor rezidențiale sau panouri puternice care sunt folosite ca centrale electrice mici.

Liniile de lucru

Dacă aveți o unitate de producție, atunci vă puteți gândi la cumpărarea de echipamente pentru producția de panouri solare. De asemenea, nu uitați că atunci când le faceți ar trebui să aveți întotdeauna cantități suficiente din componentele consumabile necesare.

Astfel, lista echipamentelor necesare include mașini care decupează cu laser materialul pentru panouri în pătrate, le sortează, le plasează, le introduc în rame și le conectează între ele. În plus, producția necesită mașini care amestecă lipici special, tăiați filmul sub panou și marginile acestora. În producție, este imposibil să faceți fără mese, pe care va fi necesar să corectați unghiurile, să introduceți fire în panouri și să le modelați și cărucioare concepute pentru a le muta și a le apăsa.

Fiecare mașină pentru producția de panouri solare este o componentă indispensabilă a liniei pentru producerea lor. Prin urmare, înainte de a începe să comandați materiale pentru producție, calculați costul total al echipamentului și analizați dacă vă puteți permite astfel de cheltuieli. Cu toate acestea, merită luat în considerare că, dacă există canale de vânzare, acestea se plătesc destul de repede.

Procesul de fabricație

Dacă ați văzut înainte doar panouri solare în imagini și nu aveți nicio idee despre cum sunt create, atunci este mai bine să găsiți o persoană care cunoaște tehnologia de producere a panourilor solare. Dacă vorbim despre el în termeni generali, atunci trebuie să știți că este format dintr-un număr de etape.

Fabricarea începe cu inspecția și pregătirea pentru lucru a materialelor primite în atelier. După tăierea și sortarea convertoarelor fotovoltaice (PVC), acestea sunt furnizate echipamentelor unde are loc procesul de lipire a barelor colectoare speciale din cupru cositorit la contactele panoului. Abia după aceasta începe procesul de conectare a tuturor celulelor solare în lanțuri de lungimea necesară.

Următorul pas este crearea unui sandwich, care constă din traductoare asamblate într-o matrice, sticlă, două straturi de film de etanșare și partea din spate a panoului. În această etapă, echipamentul pentru producția de panouri solare formează schema de circuit a modulului, iar tensiunea de funcționare a acestuia este imediat determinată.

Structura asamblată este verificată și trimisă pentru laminare - etanșare, care are loc sub presiune la temperatură ridicată. Abia după aceasta rama este atașată la semifabricatul pregătit și se montează o cutie specială de conectare.

Testarea produsului

Este aproape imposibil de găsit defecte printre produsele similare de pe piață, deoarece după asamblare, fiecare panou merge la un atelier special de testare.

Acolo sunt verificați pentru posibilitatea defecțiunii tensiunii. După aceasta, acestea sunt sortate, ambalate și trimise spre vânzare În magazine puteți găsi atât mici opțiuni portabile, cât și panouri solare pentru casă.

Producția acestor specii nu este practic diferită.

Desigur, doar un mare producător cu volume mari de producție și un număr suficient de angajați își poate permite să urmeze cu strictețe toate etapele. Este dificil pentru noii producători mici să concureze cu giganții, deoarece crearea unică de loturi mari le permite să reducă costurile de producție.

Materia primă utilizată este nisipul de cuarț cu un conținut de masă ridicat de dioxid de siliciu (SiO2). Trece printr-o purificare în mai multe etape pentru a scăpa de oxigen. Apare prin topire la temperatură ridicată și prin sinteză cu adaos de substanțe chimice.

Cristale în creștere.

Siliciul purificat este pur și simplu bucăți împrăștiate. Pentru a ordona structura, cristalele sunt crescute folosind metoda Czochralski. Se întâmplă așa: bucăți de siliciu sunt puse într-un creuzet, unde se încălzesc și se topesc. O sămânță este coborâtă în topitură - ca să spunem așa, o probă din viitorul cristal. Atomii sunt aranjați într-o structură clară și cresc pe strat cu strat de sămânță. Procesul de creștere este lung, dar rezultatul este un cristal mare, frumos și, cel mai important, omogen.

Prelucrare.

Această etapă începe cu măsurarea, calibrarea și procesarea unui singur cristal în forma dorită. Faptul este că atunci când se lasă creuzetul înăuntru secţiune transversală are o formă rotundă, ceea ce nu este foarte convenabil pentru lucrări ulterioare. Prin urmare, i se dă o formă pseudo-pătrată. Apoi, monocristalul tratat cu fire de oțel într-o suspensie de carbură de siliciu sau sârmă impregnată cu diamant este tăiat în plăci cu grosimea de 250-300 microni. Sunt curățate, verificate pentru defecte și cantitatea de energie generată.

Crearea unei celule fotovoltaice.

Pentru a permite siliciului să producă energie, i se adaugă bor (B) și fosfor (P). Datorită acesteia, stratul de fosfor primește electroni liberi (partea de tip n), partea de bor primește absența electronilor, adică. orificii (partea tip p). Din această cauză, între fosfor și bor apare joncțiune p-n. Când lumina cade pe celulă, găurile și electronii vor fi scoși din rețeaua atomică, apărând în teritoriu câmp electric, se împrăștie în direcția încărcării lor. Dacă conectați un conductor extern, ei vor încerca să compenseze găurile de pe cealaltă parte a plăcii, vor apărea tensiunea și curentul. Pentru producția sa, conductorii sunt lipiți pe ambele părți ale plăcii.

Asamblarea modulelor.

Plăcile sunt conectate mai întâi în lanțuri, apoi în blocuri. De obicei, o placă are 2 W de putere și 0,6 V de tensiune. Cu cât sunt mai multe celule, cu atât bateria va fi mai puternică. Lor conexiune serială dă un anumit nivel de tensiune, paralel crește puterea curentului generat. Pentru a atinge parametrii electrici necesari întregului modul, sunt combinate elementele conectate în serie și paralel. Apoi, celulele sunt acoperite cu o peliculă de protecție, transferate pe sticlă și plasate într-un cadru dreptunghiular, asigurate. cutie de joncțiune. Modulul finit este supus testului final - măsurarea caracteristicilor curent-tensiune. Totul poate fi folosit!

Omenirea se străduiește să treacă la surse alternative de alimentare cu energie electrică, care vor ajuta la menținerea curat a mediului și la reducerea costurilor de producție a energiei. Producția este o metodă industrială modernă. include receptori lumina soarelui, baterii, dispozitive de control, invertoare și alte dispozitive concepute pentru funcții specifice.

Bateria solară este principalul element de la care începe acumularea razelor. ÎN lumea modernă Există multe capcane pentru consumator atunci când alege un panou, deoarece industria oferă număr mare produse unite sub un singur nume.

Celule solare din siliciu

Aceste produse sunt populare în rândul consumatorilor moderni. Baza pentru producerea lor este siliciul. Rezervele sale în adâncuri sunt larg răspândite, iar producția este relativ ieftină. Celulele din silicon se compară favorabil cu nivelul lor de performanță în comparație cu alte baterii solare.

Tipuri de elemente

Sunt produse următoarele tipuri de siliciu:

• monocristalin;
• policristalin;
• amorf.

Formele de mai sus de dispozitive diferă în modul în care atomii de siliciu sunt aranjați în cristal. Principala diferență dintre elemente este rata diferită de conversie a energiei luminoase, care pentru primele două tipuri este aproximativ la același nivel și depășește valorile pentru dispozitivele din siliciu amorf.

Industria de astăzi oferă mai multe modele de captatoare de lumină solară. Diferența dintre ele este ce echipament este folosit pentru producția de panouri solare. Tehnologia de fabricație și tipul de materie primă joacă un rol important.

Tipul monocristalin

Aceste elemente constau din celule de silicon legate între ele. Conform metodei omului de știință Czochralski, se produce siliciu absolut pur, din care sunt făcute cristale simple. Următorul proces este tăierea semifabricatului congelat și întărit în plăci cu o grosime de 250 până la 300 de microni. Straturile subțiri sunt saturate cu o plasă metalică de electrozi. În ciuda costului ridicat de producție, astfel de elemente sunt utilizate destul de larg datorită ratei ridicate de conversie (17-22%).

Fabricarea elementelor policristaline

Celulele solare policristaline constau în faptul că masa de siliciu topit este răcită treptat. Producția nu necesită echipamente scumpe, prin urmare, costul de obținere a siliciului este redus. Dispozitivele de stocare solară policristaline au un factor de eficiență mai mic (11-18%), spre deosebire de cele monocristaline. Acest lucru se explică prin faptul că, în timpul procesului de răcire, masa de siliciu este saturată cu bule granulare mici, ceea ce duce la refracția suplimentară a razelor.

Elemente din siliciu amorf

Produsele sunt clasificate ca tip special, deoarece apartenența lor la tipul de siliciu provine de la denumirea materialului utilizat, iar producția de celule solare se realizează folosind tehnologia dispozitivelor cu film. În timpul procesului de fabricație, cristalul lasă loc siliciului hidrogen sau siliconului, al cărui strat subțire acoperă substratul. Bateriile au cea mai mică valoare de eficiență, până la doar 6%. Elementele, în ciuda dezavantajelor lor semnificative, au o serie de avantaje incontestabile care le oferă dreptul de a fi alături de tipurile menționate mai sus:

• valoarea de absorbție a opticii este de două duzini de ori mai mare decât cea a dispozitivelor de stocare monocristaline și policristaline;
• are grosimea minima strat, doar 1 micron;
• vremea înnorată nu afectează munca de transformare a luminii, spre deosebire de alte tipuri;
• Datorită rezistenței sale mari la încovoiere, poate fi folosit fără probleme în locuri dificile.

Cele trei tipuri de convertoare solare descrise mai sus sunt completate de produse hibride realizate din materiale cu proprietăți duble. Astfel de caracteristici sunt atinse dacă oligoelemente sau nanoparticule sunt incluse în siliciul amorf. Materialul rezultat este similar cu siliciul policristalin, dar diferă favorabil de acesta prin noi indicatori tehnici.

Materii prime pentru producerea celulelor solare de tip film din CdTe

Alegerea materialului este dictată de necesitatea de a reduce costurile de producție și de a crește performanța tehnică. Cel mai frecvent utilizat material care absoarbe lumina este telurura de cadmiu. În anii 70 ai secolului trecut, CdTe a fost considerat principalul concurent pentru utilizarea spațiului în industria modernă și-a găsit o largă aplicație în energia solară.

Acest material este clasificat ca o otravă cumulativă, așa că dezbaterea continuă cu privire la problema nocității sale. Cercetările oamenilor de știință au stabilit faptul că nivelul de substanțe nocive care intră în atmosferă este acceptabil și nu dăunează mediului. Nivelul de eficiență este de doar 11%, dar costul energiei electrice convertite din astfel de elemente este cu 20-30% mai mic decât al dispozitivelor de tip siliciu.

Acumulatoare de raze din seleniu, cupru și indiu

Semiconductorii din dispozitiv sunt cupru, seleniu și indiu, uneori, acesta din urmă este posibil să fie înlocuit cu galiu. Acest lucru se explică prin cererea mare de indiu pentru producția de monitoare cu ecran plat. Prin urmare, a fost aleasă această opțiune de înlocuire, deoarece materialele au proprietăți similare. Dar pentru indicatorul de eficiență, înlocuirea joacă un rol semnificativ producerea unei baterii solare fără galiu crește eficiența dispozitivului cu 14%.

Colectori solari pe baza de polimeri

Aceste elemente sunt clasificate drept tehnologii tinere, deoarece au apărut recent pe piață. Semiconductori organici absorb lumina pentru a o transforma în energie electrica. Pentru producere se folosesc fulerene din grupa carbonului, polifenilenă, ftalocianina de cupru etc. Ca urmare, se obțin pelicule subțiri (100 nm) și flexibile, care în funcționare dau un coeficient de eficiență de 5-7%. Valoarea este mică, dar producția de panouri solare flexibile are mai multe aspecte pozitive:

• sume mari de bani nu sunt cheltuite pe producție;
• capacitatea de a instala baterii flexibile în coturi unde elasticitatea este de importanță primordială;
• ușurință și accesibilitate comparativă a instalării;
• bateriile flexibile nu oferă efecte nocive asupra mediului.

Gravare chimică în timpul producției

Cea mai scumpă celulă solară este o placă de siliciu multicristalină sau monocristalină. Pentru o eficiență maximă, formele pseudo-pătrate sunt tăiate cu aceeași formă, permite ca plăcile să fie strânse în modul viitor. După procesul de tăiere, pe suprafață rămân straturi microscopice de suprafață deteriorată, care sunt îndepărtate folosind gravarea și texturarea pentru a îmbunătăți recepția razelor incidente.

Suprafața prelucrată în acest fel este o micropiramidă situată haotic, care se reflectă de pe marginea căreia lumina lovește suprafețele laterale ale altor proeminențe. Procedura de slăbire a texturii reduce reflectivitatea materialului cu aproximativ 25%. În timpul procesului de gravare, se folosesc o serie de tratamente acide și alcaline, dar este inacceptabil să se reducă foarte mult grosimea stratului, deoarece placa nu poate rezista la următoarele tratamente.

Semiconductori în celulele solare

Tehnologia de fabricare a celulelor solare presupune că conceptul de bază al electronicii cu stare solidă este joncțiunea p-n. Dacă combinați conductivitatea electronică de tip n și conductibilitatea orificiului de tip p într-o singură placă, atunci apare o joncțiune p-n în punctul de contact. Principal proprietate fizică Cu această definiție, devine posibil să se servească drept barieră și să permită trecerea electricității într-o singură direcție. Acest efect permite funcționarea corectă a celulelor solare.

Ca urmare a difuziei fosforului, la capetele plăcii se formează un strat de tip n, care este situat la suprafața elementului la o adâncime de numai 0,5 microni. Producerea unei baterii solare implică pătrunderea superficială a purtătorilor de semne opuse, care apar sub influența luminii. Calea lor către zona de influență a joncțiunii pn trebuie să fie scurtă, altfel se pot anula reciproc atunci când se întâlnesc, fără a genera nicio cantitate de energie electrică.

Utilizarea gravării chimice cu plasmă

Designul bateriei solare include o suprafață frontală cu o rețea instalată pentru colectarea curentului și o parte din spate care este un contact continuu. În timpul fenomenului de difuzie se produce un scurtcircuit electric între două planuri și se transmite până la capăt.

Pentru a elimina scurtcircuitul se folosesc echipamente pentru panouri solare, care permit acest lucru cu ajutorul plasma-chimic, gravare chimica sau mecanic, laser. Metoda expunerii plasma-chimice este adesea folosită. Gravarea se realizează simultan pe o stivă de plachete de siliciu stivuite împreună. Rezultatul procesului depinde de durata tratamentului, de compoziția produsului, de dimensiunea pătratelor de material, de direcția jeturilor de flux ionic și de alți factori.

Aplicarea stratului antireflex

Prin aplicarea texturii pe suprafața elementului, reflexia este redusă la 11%. Aceasta înseamnă că o zecime din raze sunt pur și simplu reflectate de la suprafață și nu participă la formarea electricității. Pentru a reduce astfel de pierderi, pe partea frontală a elementului se aplică un strat cu penetrare profundă a impulsurilor de lumină, care nu le reflectă înapoi. Oamenii de știință, ținând cont de legile opticii, determină compoziția și grosimea stratului, astfel încât producția și instalarea panourilor solare cu o astfel de acoperire reduce reflexia la 2%.

Metalizare de contact pe partea din față

Suprafața elementului este proiectată pentru a absorbi cel mai mare număr radiația, această cerință este cea care determină dimensionala și specificatii tehnice plasă metalică aplicată. Alegerea unui design partea din față, inginerii rezolvă două probleme opuse. Reducerea pierderilor optice are loc la mai mult linii fineși amplasarea lor la mare distanță unul de celălalt. Producția unei baterii solare cu dimensiuni mari ale rețelei duce la faptul că unele dintre încărcături nu au timp să ajungă în contact și se pierd.

Prin urmare, oamenii de știință au standardizat valoarea distanței și grosimii liniei pentru fiecare metal. Benzi care sunt prea subțiri spațiu deschis pe suprafața elementului pentru a absorbi razele, dar nu conduc un curent puternic. Metode moderne Aplicațiile de metalizare constau în serigrafie. Ca material, pasta care conține argint este cea mai justificată. Datorită utilizării sale, eficiența elementului crește cu 15-17%.

Metalizare pe spatele dispozitivului

Metalul este aplicat pe partea din spate a dispozitivului conform a două scheme, fiecare dintre ele efectuând propria activitate. Aluminiul este pulverizat într-un strat subțire continuu pe toată suprafața, cu excepția găurilor individuale, iar găurile sunt umplute cu pastă care conține argint, care joacă un rol de contact. Stratul solid de aluminiu servește ca un fel de dispozitiv de oglindă pe partea din spate pentru încărcături gratuite care se pot pierde în legăturile rețelei cristaline rupte. Cu această acoperire, panourile solare funcționează cu 2% mai puternic. Recenziile consumatorilor spun că astfel de elemente sunt mai durabile și nu depind atât de vremea înnorată.

Realizarea panourilor solare cu propriile mâini

Nu toată lumea poate comanda și instala surse de energie solară acasă, deoarece costul acestora este astăzi destul de mare. Prin urmare, mulți meșteri și meșteri stăpânesc producția de panouri solare acasă.

Achizitioneaza seturi de fotocelule pt auto-asamblare pot fi găsite pe internet pe diverse site-uri. Costul acestora depinde de numărul de plăci folosite și de putere. De exemplu, kiturile de putere redusă, de la 63 la 76 W cu 36 de plăci, costă 2350-2560 de ruble. respectiv. Aici cumpără și articole de lucru respinse de pe liniile de producție din anumite motive.

Atunci când alegeți tipul de convertor fotoelectric, țineți cont de faptul că elementele policristaline sunt mai rezistente la vreme înnorată și funcționează mai eficient pe vreme înnorată decât cele monocristaline, dar au o durată de viață mai scurtă. Cele monocristaline au o eficiență mai mare pe vreme însorită și vor rezista mult mai mult.

Pentru a organiza producția de panouri solare acasă, trebuie să calculați sarcina totală a tuturor dispozitivelor care vor fi alimentate de viitorul convertor și să determinați puterea dispozitivului. Aceasta determină numărul de fotocelule, ținând cont de unghiul de înclinare al panoului. Unii meșteri prevăd posibilitatea de a schimba poziția planului de acumulare în funcție de înălțimea solstițiului, iar iarna - de grosimea zăpezii căzute.

Pentru fabricarea corpului ei folosesc diverse materiale. Cel mai adesea, se instalează colțuri din aluminiu sau oțel inoxidabil, se folosesc placaj, PAL etc. Partea transparentă este din sticlă organică sau obișnuită. Sunt la vânzare fotocelule cu conductori deja lipiți este de preferat să le cumpărați, deoarece sarcina de asamblare este simplificată. Plăcile nu se stivuiesc una peste alta - cele de jos pot dezvolta microfisuri. Lipirea și fluxul sunt pre-aplicate. Este mai convenabil să lipiți elementele plasându-le direct pe partea de lucru. La sfârșit, plăcile exterioare sunt sudate pe barele colectoare (conductoare mai late), după care ies „minus” și „plus”.

După terminarea lucrărilor, panoul este testat și sigilat. Meșterii străini folosesc compuși pentru asta, dar pentru meșterii noștri sunt destul de scumpi. Convertizoarele de casă sunt sigilate cu silicon, iar partea din spate este acoperită cu lac pe bază de acrilic.

În concluzie, trebuie spus că recenziile de la maeștrii care au făcut acest lucru sunt întotdeauna pozitive. Odată ce a cheltuit bani pentru fabricarea și instalarea unui convertor, familia plătește foarte repede pentru acesta și începe să economisească bani folosind energia gratuită.