Các loại pin mặt trời và đặc điểm của chúng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Pin năng lượng mặt trời đang bắt đầu phổ biến trong dân chúng. Chúng được lắp đặt trên nóc nhà, xe cộ. Một số trong số chúng thậm chí đã được điều chỉnh cho thiết bị điện tử, trong đồng hồ đeo tay. Hiện tại, chúng đã trở thành một giải pháp thay thế chính thức cho năng lượng điện hoặc hoạt động như một chất bổ sung.

Chúng hoạt động như thế nào?

Mô-đun năng lượng mặt trời là phần tử quan trọng nhất trong hệ thống quang điện. Chúng là một bảng điều khiển bao gồm các tế bào năng lượng mặt trời làm bằng silicon.

Để tạo ra điện, tất cả các thành phần này được lắp ráp thành khối, sau đó được bao phủ bởi một lớp màng nhiều lớp - điều này là cần thiết để niêm phong. Sau đó, mọi thứ được đặt vào khung. Thiết bị khá đơn giản nhưng nếu tự lắp ráp tại nhà sẽ có vấn đề. Không thể tự lắp ráp một tế bào quang điện, điều này không thể nói đến bảng điều khiển.

Lượt xem

Pin năng lượng mặt trời được chia thành nhiều loại. Ba trong số chúng có thể được phân biệt:

• Đơn tinh thể. Trong quá trình sản xuất nó, một vật liệu ở dạng silicon nguyên chất được sử dụng. Cơ sở này cho phép bạn đạt được hiệu quả cao hơn trong công việc. Hiệu quả trong trường hợp này thay đổi từ 15 đến 20%.
• Silicon vô định hình. Tại thời điểm sản xuất, một hệ thống được sử dụng - giai đoạn bay hơi. Silicon được bao phủ bởi một lớp bảo vệ. Một số lợi thế của pin mặt trời silicon bao gồm chi phí chấp nhận được, có được do công nghệ đơn giản được sử dụng trong sản xuất. Những hệ thống như vậy có diện tích lớn. Hiệu quả thay đổi từ 5% đến 8%.
• Đa tinh thể. Pin mặt trời này được sản xuất trên cơ sở silicon vô định hình. Nó không bị kéo căng trong quá trình sản xuất. Có chi phí thấp. Nó có thể được sử dụng không chỉ trong cuộc sống hàng ngày, mà còn được sử dụng trong công nghiệp. Hiệu suất từ 10 đến 14%.

Ưu và nhược điểm của tấm pin mặt trời

Tấm pin mặt trời được tạo thành từ các tế bào quang điện giúp chuyển đổi năng lượng từ mặt trời thành điện năng trong quá trình hoạt động.

Một số lợi ích bao gồm các điểm sau:

1. Toàn bộ thiết kế của pin khá đơn giản, không có bộ phận chuyển động nào trong đó. Công việc được tiến hành ổn định, không bị gián đoạn, mức độ tin cậy cao.
2. Công việc cài đặt không khó. Không yêu cầu bảo trì hệ thống tốn kém.
3. Năng lượng từ mặt trời ngay lập tức được chuyển hóa thành điện năng, không cần thêm thời gian.
4. Năng lượng được tạo ra suốt cả ngày miễn là có mặt trời. Trong một số trường hợp, có thể nhận điện vào những lúc trời nhiều mây nhưng hiệu quả công việc sẽ giảm sút.
5. Tuổi thọ dài, nó không được đo bằng năm mà bằng hàng chục năm.
6. Quy trình sản xuất sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường, được coi là rất quan trọng trong xã hội ngày nay, nơi có nhiều khó khăn về môi trường.

Mặc dù có tất cả những ưu điểm, nhưng có thể có những mặt tiêu cực trong công việc:

1. Chất bán dẫn làm từ silicon rất đắt. Vật liệu này được coi là yếu tố chính trong toàn bộ hệ thống. Nó ảnh hưởng đến cả chi phí của chính bảng điều khiển và chi phí năng lượng nhận được.
2. Hiệu quả thấp. Đến nay, năng lượng pin trên 1 ô vuông là khoảng 120 watt. Chỉ số này quá nhỏ nên hoàn toàn không thể sử dụng điện năng nhận được cho các thiết bị chiếu sáng trong một căn phòng nhỏ.
3. Việc lấy điện phụ thuộc vào độ dài ban ngày, điều kiện thời tiết và các mùa trong năm. Ví dụ, vào mùa đông, mức năng lượng nhận được giảm đi đáng kể. Điều này là do bầu trời u ám, sương mù và thời gian ban ngày ngắn.

Tôi có thể sử dụng nó ở đâu?

Những tấm này được sử dụng rộng rãi không chỉ trong cuộc sống hàng ngày, trong quá trình sống mà còn trong công nghiệp và sản xuất:

• họ sạc pin gia dụngđồ điện;
• xe điện đang sạc;
• chúng có thể được sử dụng để cung cấp điện cho toàn bộ tòa nhà;
• trong một số trường hợp có thể sử dụng ở một số địa phương nhất định;
• bạn có thể lấy năng lượng từ chúng ngay cả trong không gian.

Tất cả năng lượng được tạo ra vào ban ngày được lưu trữ trong pin, sau đó thiết bị có thể hoạt động ngay cả trong bóng tối.

Nguyên lý hoạt động và thiết bị là gì?

Pin mặt trời hoạt động theo nguyên tắc giống như khi chúng mới được phát triển. Nguyên tắc này quen thuộc với mọi người, vì nó đã được học trong chương trình giảng dạy ở trường, khi tiến hành các thí nghiệm vật lý. Bóng bán dẫn, không có nắp trên, cho phép ánh sáng đi vào các điểm nối p và n.

Sau khi mắc vôn kế, có thể thấy rằng một lượng nhỏ năng lượng được giải phóng tại thời điểm tia sáng mặt trời chiếu tới. Trước đó, các nhà khoa học đã tiến hành thí nghiệm tại nơi làm việc, tăng diện tích cho quá trình chuyển đổi. Kết quả là các tấm pin mặt trời đã xuất hiện.

Thiết kế của hệ mặt trời bao gồm:

• Bề mặt làm bằng thủy tinh trong suốt. Những tia nắng mặt trời rơi vào cô ấy.
• Kính được gắn vào các cạnh cứng của ốp. Chúng là các tấm làm bằng kim loại, đồng thời đóng vai trò như các điện cực dương.
• Nguyên tố hóa học mặt trời. Loại silicon p.
• Silicon loại n.
• Lớp nền dưới cùnglàm bằng kim loại, được thiết kế để hoạt động như điện cực âm.

Điều đáng biết rằng không thể nhận được năng lượng từ mặt trời trong suốt cả ngày. Pin không có khả năng hoạt động vào ban đêm. Vào mùa đông, số giờ chiếu sáng ban ngày được giảm bớt. Vào những thời điểm như vậy, thiết bị chính cần được bổ sung dưới dạng thiết bị lưu trữ năng lượng.

Trong hầu hết các trường hợp, pin điện được sử dụng. Nó được kết nối với bảng điều khiển và lưu trữ năng lượng được tạo ra, giúp bạn có thể làm việc vào buổi tối.

Mức độ hiệu quả phụ thuộc hoàn toàn vào chất liệu sử dụng. Ví dụ, khi sử dụng silicon đơn tinh thể là gần 20%, silicon đa tinh thể giảm con số này xuống 10%. Mức độ hiệu quả có thể bị ảnh hưởng bởi độ nhẵn của bề mặt, nhiệt độ của không khí, vị trí của pin với ánh nắng mặt trời.

Mức độ phù hợp của việc sử dụng là gì?

Ngày nay, việc sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường là phù hợp nhất. Điện, vốn thu được tại các nhà máy điện - hạt nhân, nước, nhiệt điện, liên tục trở nên đắt hơn. Điều này là do sản xuất đắt tiền. Thời điểm sử dụng pin năng lượng mặt trời, một người có thể tự coi mình là người độc lập một cách chính đáng, ngay cả khi ở trạng thái cung cấp điện để sử dụng với chi phí tăng cao.

Nếu bạn tiêu một lần số tiền nhất định, bạn hoàn toàn có thể quên đi các hóa đơn điện nước, công tơ, điện nước. Hiện tại khi các tấm này được lắp đặt, toàn bộ ngôi nhà đang được dịch. Điều này bao gồm khôngchỉ có ánh sáng, mà còn có hệ thống sưởi, hệ thống ống nước - nước nóng.

Ánh nắng mặt trời là một nguồn điện tuyệt vời. Và quan trọng nhất, nguồn này là miễn phí, thân thiện với môi trường và vô tận.

Các bước trong quá trình sản xuất các nguyên tố dựa trên một tinh thể đơn lẻ

Hầu hết các pin mặt trời được tạo ra từ silicon đa tinh thể và đơn tinh thể. Quá trình sản xuất đòi hỏi nhiều thời gian, công sức và tiền bạc.

Các bước sản xuất chính của silicon đơn tinh thể là:

1. Sản xuất silicon. Để thu được silic, người ta dùng cát thạch anh, loại cát này chứa một lượng lớn silic đioxit. Cát như vậy trải qua một số giai đoạn thanh lọc, cho phép bạn loại bỏ hoàn toàn oxy. Điều này là do sự nóng chảy ở nhiệt độ cao bằng cách sử dụng hóa chất.
2. Lấy tinh thể. Sau khi làm sạch, silicon trở nên trong suốt. Các tinh thể bắt đầu phát triển để sắp xếp hợp lý cấu trúc. Quá trình này diễn ra như sau: các miếng silicon được đặt trong một chén nung, nung nóng và nung chảy. Các mẫu tinh thể được thêm vào khối nóng chảy, chúng được phân bố đều trên toàn bộ bề mặt và bắt đầu phát triển thành từng lớp. Quá trình này diễn ra trong một thời gian dài, tạo ra một tinh thể lớn, đồng nhất.
3. Chế biến. Quá trình này bắt đầu bằng việc đo và xử lý thêm tinh thể để tạo ra hình dạng mong muốn. Khi thoát ratừ chén nung, pha lê có dạng hình tròn, gây bất tiện cho việc sử dụng sau này. Để sử dụng nó, nó phải có dạng hình vuông. Sau khi vật liệu hoàn thành đã được xử lý bằng các sợi thép, nó được cắt thành các tấm giống hệt nhau bằng cách sử dụng dây. Kích thước của các tấm thay đổi từ 0,25 đến 0,3 cm. Sau đó, chúng phải được làm sạch, kiểm tra các khuyết tật và mức năng lượng có thể tạo ra.
4. Sự phát triển của tế bào quang điện. Để silic có thể tạo ra năng lượng điện, người ta đã thêm boron với phốt pho vào nó. Sau khi xử lý, photpho là electron tự do loại n, bên có bo không chứa các electron này và có loại p. Do đó, một sự chuyển đổi xuất hiện giữa hai bên.
5. Quy trình lắp ráp. Ban đầu, các tấm được kết nối trong một chuỗi, và sau đó - trong một khối. Một bản có nguồn điện trung bình là 2 V và hiệu điện thế 0,6 W. Năng lượng của pin phụ thuộc hoàn toàn vào số lượng tế bào. Mức điện áp nhận được từ trình tự kết nối. Tất cả các phần tử và mô-đun được kết nối song song với nhau. Tất cả các ô đều được phủ một lớp phim đặc biệt, chuyển lên bề mặt kính và đặt trong một khung hình chữ nhật. Sau khi mô-đun đã sẵn sàng, nó sẽ được kiểm tra. Sau khi kiểm tra đầy đủ, nó đã sẵn sàng để sử dụng.

Các tấm pin mặt trời có thể được kết nối với nhau song song, nối tiếp hoặc mắc nối tiếp. Sự lựa chọn hoàn toàn phụ thuộc vào mức điện áp bạn cần nhận được trong quá trình này.

Quy trình sản xuất silicon đa tinh thể

Quy trìnhViệc sản xuất mô-đun dựa trên silicon đa tinh thể được thực hiện theo cách tương tự như với silicon đơn tinh thể. Sự khác biệt chỉ hiện diện trong sự phát triển của các tinh thể. Có một số phương pháp cho việc này, nhưng hiện tại chỉ có một phương pháp đã trở nên phổ biến - quy trình của Siemens. Toàn bộ bản chất của phương pháp nằm ở chỗ silan ban đầu bị khử và silic tự do được kết tủa. Điều này được thực hiện bằng cách tương tác với một hỗn hợp đặc biệt có chứa các nguyên tố hydro và silan sử dụng chế độ nhiệt độ từ 600 đến 1350 độ C.

Đây là quy trình sản xuất pin mặt trời hoạt động như thế nào.

Cách làm bảng điều khiển năng lượng mặt trời tại nhà?

Nhiều người có xu hướng cho rằng pin mặt trời tự chế khá khó lắp ráp, thậm chí gần như không thể. Trong thực tế, mọi thứ là khác nhau. Nó sẽ mất rất nhiều nỗ lực, nhưng bản thân quá trình này không khó, như nó có vẻ ban đầu. Khó khăn chính mà bạn có thể gặp phải trong quá trình làm việc là việc tự tay mình thu thập pin mặt trời. Nếu bạn tự quản lý để tạo ra một cơ chế như vậy, thì bạn có thể không chỉ nghĩ đến việc từ chối trả tiền cho các tiện ích mà còn cho việc thực hiện công việc kinh doanh của chính bạn. Hiện tại, các tấm pin mặt trời rất phù hợp để bán năng lượng do chúng tái tạo. Quan trọng nhất, thanh toán được thực hiện bằng một trong những loại tiền tệ ổn định nhất - đồng euro. Việc sản xuất pin mặt trời không đáng quan tâm sao?

Để làm việc với tế bào quang điện, bạn cần cókỹ năng và kinh nghiệm trong lĩnh vực này. Trước hết, điều này liên quan đến tính hàn, cũng như sự tôn trọng đối với tất cả các yếu tố. Để làm việc, bạn cần phải có một công cụ hàn tốt phù hợp với công việc tinh vi. Nó sẽ không hoạt động để tạo ra các tinh thể đơn và đa tinh thể của riêng bạn. Đối với điều này, bạn có thể sử dụng khoảng trống làm sẵn.

Tế bào quang

Bước đầu tiên của công việc là chọn các tế bào quang cần thiết. Đối với hoạt động của pin, có thể sử dụng silicon với poly- và monocell. Điều quan trọng nhất là phải tính đến mức độ hiệu quả và sắc thái khi làm việc. Ví dụ: trong monocells, hiệu suất cao hơn, nhưng trong polycells, năng lượng đáng kể bị mất khi thời tiết nhiều mây.

Tất cả các ô được chia thành các lớp. Tổng cộng có bốn người trong số họ. Hạng A có chất lượng tốt nhất, không có khuyết tật. Lớp này được sử dụng trong công việc của các tổ chức, công ty lớn và có quy mô lớn. Hiệu suất cao nhưng chi phí sẽ phù hợp.

Khi pin tự sản xuất, có thể chọn loại B. Hiệu suất thấp hơn các ô trước đó, trong khi giá thành lại chênh lệch đáng kể. Một số tổ chức sử dụng lớp này khi sản xuất pin để bán, điều này giải thích cho việc hiệu suất thấp.

Một số người mua mọi thứ họ cần thông qua các cửa hàng trực tuyến. Nếu bạn đi đến một cửa hàng chuyên dụng, bạn có thể mua tất cả các thành phần cùng một lúc. Sau đó, bạn sẽ không phải đợi giao hàng.

Bộ

Để thu thập một tế bào năng lượng mặt trời, một mình tế bào sẽ không đủ, vì chúng phải bằng cách nào đókết nối với nhau theo sơ đồ. Điều này sẽ yêu cầu sử dụng dây dẫn và vật liệu bổ sung. Đó là lý do tại sao một số nhà sản xuất cung cấp một bộ dụng cụ làm sẵn để mua, nơi tất cả các vật liệu cần thiết khi làm việc đều đã có sẵn.

Bộ này có thể bao gồm tối đa 72 phần tử, dây dẫn, lốp xe, điốt cho mạch điện, cũng như bút chì, bao gồm một loại axit đặc biệt để hàn.

Một số bộ dụng cụ có thể chứa tế bào quang làm sẵn để hàn các dây dẫn. Để thu thập, chỉ cần thu thập mọi thứ theo kế hoạch và kết nối là đủ. Phương án này là tối ưu nhất khi các pin mặt trời để lắp ráp tấm pin mặt trời được kết nối thủ công. Vật liệu rất nhỏ và dễ vỡ, điều này gây ra một số vấn đề trong quá trình này.

Hàn

Trong trường hợp tất cả vật liệu - các phần tử và dây dẫn - được mua riêng, thì toàn bộ quá trình hàn pin mặt trời sẽ giống như sau:

1. Dây dẫn được cắt theo độ dài mong muốn. Tốt nhất là thực hiện công việc này theo mẫu.
2. Các dây dẫn được đặt ngay ngắn trên tế bào quang điện.
3. Axit và thuốc hàn được bôi vào chỗ cần hàn. Để tránh dịch chuyển, bạn có thể đặt một vật nặng ở một đầu.
4. Dây dẫn cần được hàn cẩn thận. Vì các tế bào khá mỏng manh, không nên dùng lực tác động lên chúng.

Công việc này rất tốn công sức, thực tế không phải là mọi thứ sẽ suôn sẻ ngay lần đầu tiên, bạn có thể phải lặp lại toàn bộ quy trình vài lần. Nếu bạn nghiên cứu các quy tắc, bạn có thể hiểurằng sự lắng đọng của bạc dẫn được thiết kế cho ba chu kỳ hàn. Có những trường hợp khi chất hàn được phủ sẵn trên ruột dẫn, nhà sản xuất cảnh báo ngay lập tức. Nhưng tốt nhất là áp dụng nó bổ sung. Trong quá trình vận hành, không được để các pin mặt trời chồng lên nhau vì chúng có thể bị hỏng do áp suất cao.

Niêm

Giai đoạn cuối cùng của công việc là niêm phong tất cả các yếu tố. Nhưng trước khi tiến hành điều này, bạn cần chú ý đến độ tin cậy của vật hàn. Đối với điều này, một đồng hồ vạn năng được sử dụng. Việc kiểm tra có thể được thực hiện sau khi hoàn thành tất cả công việc hoặc trong toàn bộ quá trình, sau khi hàn từng phần tử riêng lẻ.

Keo dán silicon thường được sử dụng cho quá trình làm kín. Trước hết, nó được áp dụng cho các khớp của các phần tử, sau đó là toàn bộ bề mặt bảng điều khiển. Đối với công việc như vậy, bạn có thể sử dụng bàn chải, nhưng bạn chỉ cần sử dụng nó cho các khớp vì có thể dễ dàng di chuyển các ô khỏi vị trí của chúng. Sau khi mọi thứ khô, bạn có thể đóng nắp lại.

Lựa chọn pin trong nhà

Hiện tại, bạn có thể tìm thấy pin có hai loại pin mặt trời: đơn tinh thể, đa tinh thể.

Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm khi vận hành mà bạn cần biết trước, trước khi mua hàng.

Cơ hội sản xuất và thị trường không đứng yên, các sản phẩm mới thường xuyên xuất hiện trong quá trình sản xuất sử dụng nhiều công nghệ khác nhau. Trước khi đưa ra lựa chọn, nên chú ý đến các đặc điểmpin mặt trời: về mức độ hiệu quả, với sự hiện diện của pin có thể tích lũy năng lượng vào ban ngày và sản xuất vào ban đêm. Tất cả những dữ liệu này đều được nhà sản xuất cung cấp trước, bạn có thể tìm thấy chúng trong một cửa hàng chuyên dụng. Tốt nhất là trước tiên bạn nên tìm thông tin trên Internet hoặc thảo luận với các chuyên gia về lựa chọn nào phù hợp nhất.