Күн батареяларынын түрлөрү жана алардын мүнөздөмөлөрү

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Күн батареялары калк арасында популярдуу боло баштады. Алар үйлөрдүн, унаалардын чатырларына орнотулат. Алардын айрымдары электроникага, кол сааттарга ылайыкташтырылган. Учурда алар электр энергиясына толук кандуу альтернатива болуп калды же кошумча катары иштейт.

Алар кантип иштешет?

Күн модулдары фотоэлектрдик системанын эң маанилүү элементи. Алар кремнийден жасалган күн батареяларын камтыган панель.

Электр энергиясын өндүрүү үчүн бул компоненттердин баары блокторго чогултулат, алар кийинчерээк ламинатталган пленка менен капталат - бул пломбалоо үчүн зарыл. Андан кийин, баары кадрга жайгаштырылат. Аппарат абдан жөнөкөй, бирок аны үйдө чогултуу кыйынга турат. Фотоэлектрдик элементти өз алдынча чогултуу мүмкүн эмес, муну панель жөнүндө айтууга болбойт.

Көрүүлөр

Күн батареялары бир нече түргө бөлүнөт. Алардын үчөөнү бөлүүгө болот:

• Монокристаллдык. Аны өндүрүү процессинде таза кремний түрүндөгү материал колдонулат. Бул негиз жумуштан көбүрөөк эффект алууга мүмкүндүк берет. Бул учурда эффективдүүлүк 15тен 20%га чейин өзгөрөт.
• Аморфтук кремний. Өндүрүш учурунда система колдонулат - буулануу фазасы. Кремний коргоочу катмар менен капталган. Кремний күн батареяларынын бир катар артыкчылыктары өндүрүштө колдонулган жөнөкөй технологиянын эсебинен алынган алгылыктуу бааны камтыйт. Мындай системалар аянты чоң. Натыйжалуулук 5%дан 8%га чейин өзгөрөт.
• Поликристаллдык. Бул күн батареясы аморфтук кремний негизинде өндүрүлгөн. Ал өндүрүш процессинде сунулбайт. Төмөн наркы бар. Аны күнүмдүк турмушта гана эмес, өндүрүштө да колдонсо болот. Натыйжалуулугу 10 жана 14% ортосунда.

Күн батареяларынын жакшы жана жаман жактары

Күн панелдери иштөө учурунда күндүн энергиясын электр энергиясына айландыруучу фотоэлектрдик элементтерден турат.

Кээ бир артыкчылыктар төмөнкү пункттарды камтыйт:

1. Батареянын бүт дизайны абдан жөнөкөй, анда кыймылдуу бөлүктөрү жок. Жумуш туруктуу жана үзгүлтүксүз жүргүзүлүүдө, ишенимдүүлүк деңгээли жогору.
2. Орнотуу иши кыйын эмес. Системаны кымбат тейлөөнүн кереги жок.
3. Күн энергиясы дароо электр энергиясына айланат, кошумча убакыт талап кылынбайт.
4. Энергия күн барда күнү бою пайда болот. Кээ бир учурларда, булуттуу убакта электр энергиясын алуу мүмкүн, бирок иштин натыйжалуулугу төмөндөйт.
5. Кызмат мөөнөтү узун, ал жылдар менен эмес, ондогон жылдар менен өлчөнөт.
6. Өндүрүш процессинде экологиялык жактан таза материалдар колдонулат, бул азыркы коомдо абдан маанилүү деп эсептелинет, бул жерде айлана-чөйрө менен татаал чөйрө бар.

Бардык артыкчылыктарга карабастан, иште терс жактары болушу мүмкүн:

1. Кремний негизиндеги жарым өткөргүчтөр кымбат. Бул материал бүт системанын негизги элементи болуп саналат. Бул панелдин өздүк наркына да, алынган энергиянын баасына да таасирин тийгизет.
2. Натыйжалуулук төмөн. Бүгүнкү күнгө чейин, 1 чарчы үчүн батареянын кубаттуулугу болжол менен 120 ватт түзөт. Бул көрсөткүч өтө аз болгондуктан, алынган электр энергиясын кичинекей бөлмөдө жарыктандыруу үчүн колдонуу таптакыр мүмкүн эмес.
3. Электр энергиясын алуу күндүн узактыгына, аба ырайынын шарттарына жана мезгилдерге жараша болот. Мисалы, кыш мезгилинде алынган энергиянын деңгээли бир топ төмөндөйт. Буга булут каптап, туман жана күндүзгү кыска сааттар себеп болот.

Мен аны кайда колдонсом болот?

Бул панелдер күнүмдүк турмушта, жашоо процессинде гана эмес, өнөр жайда жана өндүрүштө да кеңири колдонулат:

• алар тиричилик батареяларын заряддашатэлектр приборлору;
• электроунааны кубаттоо жүрүп жатат;
• алар бүт имараттарды электр энергиясы менен камсыз кылуу үчүн колдонулушу мүмкүн;
• кээ бир учурларда аны белгилүү бир жерлерде колдонууга болот;
• алардан космосто да энергия ала аласыз.

Күндүзгү жарыкта өндүрүлгөн энергиянын баары батарейкаларда сакталат, андан кийин түзмөктөр караңгыда да иштей алат.

Иштөө принциби жана түзүлүш кандай?

Күн батареялары алгач иштелип чыккандагыдай эле принцип боюнча иштешет. Бул принцип баарына белгилүү, анткени ал мектеп программасында физикалык эксперименттерди жүргүзүү менен изилденген. Үстүнкү капкагы жок транзистор жарыктын p жана n түйүндөрүнө кирүүгө мүмкүндүк берди.

Волтметр кошулгандан кийин күндүн нурлары тийген учурда аз өлчөмдөгү энергия бөлүнүп чыкканын көрүүгө болот. Буга чейин илимпоздор жумушта эксперимент жүргүзүп, өтүү аянтын көбөйтүшкөн. Натыйжада күн батареялары пайда болду.

Күн системасынын элементтеринин конструкциясы төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Бет тунук айнектен жасалган. Күндүн нурлары ага түшөт.
• Айнек панелдин катуу четтерине тагылат. Алар металлдан жасалган плиталар, ошол эле учурда оң электроддордун ролун аткарышат.
• Күн химиялык элементи. Кремний түрү б.
• Кремний түрү n.
• Төмөнкү субстратметаллдан жасалган, ал терс электроддордун ролун аткарууга арналган.

Күн энергиясы бир сутка бою алынбай турганын билүү керек. Батареялар түнкүсүн иштей албайт. Кышында күндүз жарык убактысы кыскарат. Мындай учурда негизги түзмөккө энергия сактоочу түзүлүш түрүндөгү кошумча керектелет.

Көпчүлүк учурларда электрдик батарейка колдонулат. Ал панелге туташып, иштелип чыккан энергияны сактайт, натыйжада кечинде иштейт.

Натыйжалуулуктун деңгээли толугу менен колдонулган материалдан көз каранды. Мисалы, монокристаллдуу кремнийди колдонууда ал дээрлик 20% ды түзөт, поликристалл кремний бул көрсөткүчтү 10% га азайтат. Натыйжалуулуктун деңгээлине беттин жылмакайлыгы, абанын температурасы, батарейкалардын күнгө карата жайгашкан жери таасир этиши мүмкүн.

Колдонуунун актуалдуулугу кандай?

Бүгүнкү күндө экологиялык таза материалдарды колдонуу эң актуалдуу болуп саналат. Электр станцияларында алынган электр энергиясы - атомдук, суу, жылуулук, тынымсыз кымбаттап жатат. Бул кымбат баалуу өндүрүшкө байланыштуу. Күн батареясы колдонулган учурда, адам электр энергиясын кымбаттатылган баада колдонууга сунуштаган мамлекеттен да өзүн көз карандысыз деп эсептей алат.

Белгилүү бир суммадагы акчаны бир жолу коротсоңуз, коммуналдык төлөмдөрдү, эсептегичтерди, коммуналдык кызматтарды таптакыр унута аласыз. Бул панелдер орнотулуп жаткан учурда бүт үй которулуп жатат. Бул эмес камтыйтжарык гана, бирок ошондой эле жылытуу, сантехника - ысык суу.

Күн нуру - электр энергиясынын эң сонун булагы. Эң негизгиси, бул булак бекер, экологиялык жактан таза жана түгөнгүс.

Бир кристалга негизделген элементтерди өндүрүү кадамдары

Көбүнчө күн батареялары поликристаллдуу жана монокристалдуу кремнийди колдонуу менен жасалган. Өндүрүш процесси көп убакытты, күчтү жана акчаны талап кылат.

Монокристаллдуу кремнийди өндүрүүнүн негизги кадамдары:

1. Кремний өндүрүү. Кремнийди алуу үчүн кварц күмү колдонулат, анын курамында кремний диоксиди көп. Мындай кум кычкылтекти толугу менен жок кылууга мүмкүндүк берген тазалоонун бир нече этаптарынан өтөт. Бул химиялык заттарды колдонуу менен жогорку температурада эрүү менен шартталган.
2. Кристалл алынууда. Тазалангандан кийин кремний тунук болуп калат. Кристаллдар түзүмүн иретке келтирүү үчүн өсө баштайт. Процесс төмөнкүчө: кремний кесимдери тигельге салынып, ысытылат жана эритүүгө дуушар болот. Эриген массага кристалл үлгүлөрү кошулат, алар бүт бетине бирдей таралып, катмарлар менен өсө баштайт. Бул процесс көп убакытты талап кылат, натыйжада чоң, бирдей кристалл пайда болот.
3. Иштелип жатат. Бул процесс керектүү форманы берүү үчүн кристалды өлчөө жана андан ары иштетүү менен башталат. Чыгып жаткандатигельден кристалл тегерек формага ээ, бул андан ары колдонуу үчүн ыңгайсыз. Аны колдонуу үчүн ал чарчы формасында болушу керек. Даяр материал болот жиптери менен иштетилгенден кийин зым аркылуу бирдей плиталарга кесилет. Пластиналардын өлчөмү 0,25тен 0,3 сантиметрге чейин өзгөрөт. Андан кийин, алар тазаланууга, кемчиликтердин бар-жоктугун жана өндүрүлүшү мүмкүн болгон энергиянын деңгээлин текшерүүгө дуушар болушат.
4. Фотоэлектрдик клетканы иштеп чыгуу. Кремний электр энергиясын өндүрө алышы үчүн ага фосфор менен бор кошулат. Фосфор иштетилгенден кийин n тибиндеги эркин электрон болуп саналат, ал эми бор болгон тарапта бул электрондор жок жана p түрүнө ээ. Ошентип, эки тараптын ортосунда өтүү пайда болот.
5. Жыйноо процесси. Башында, плиталар бир чынжыр менен, андан кийин - блок менен байланышкан. Бир плитанын орточо кубаттуулугу 2 В жана чыңалуу 0,6 Вт. Батареянын кубаттуулугу толугу менен клеткалардын санына жараша болот. Чыңалуунун деңгээли кошулуу ырааттуулугунан алынат. Бардык элементтер жана модулдар бири-бирине параллелдүү туташтырылган. Бардык клеткалар атайын пленка менен жабылып, айнек бетине өткөрүлүп, тик бурчтуу рамкага салынат. Модуль даяр болгондон кийин, ал сыналат. Толук текшерүүдөн кийин, ал колдонууга даяр.

Күн панелдерин бири-бирине параллелдүү, катарлаш же параллелдүү катарлаш туташтырууга болот. Тандоо процессте кандай чыңалуу деңгээлине ээ болушуңузга жараша болот.

Поликристалл кремнийди өндүрүү процесси

ПроцессПоликристаллдуу кремнийге негизделген модулду өндүрүү монокристалл кремнийдегидей эле ишке ашырылат. Айырмачылык кристаллдардын өсүшүндө гана болот. Бул үчүн бир нече ыкмалары бар, бирок учурда бир гана популярдуулукка ээ болду - Siemens процесси. Методдун буткул мацызы силандын адегенде азайгандыгында жана эркин кремний тундурулгандыгында турат. Бул 600дөн 1350 градус Цельсийге чейинки температура режимин колдонуу менен суутек жана силан элементтерин камтыган атайын аралашма менен өз ара аракеттенүү аркылуу ишке ашырылат.

Күн батареяларын өндүрүү процесси ушундай иштейт.

Үй шартында күн батареясын кантип жасоо керек?

Көптөр өз колуңардан жасалган күн батареяларын чогултуу абдан кыйын, атүгүл дээрлик мүмкүн эмес деп ойлошот. Чынында, баары башкача. Бул көп күч-аракетти талап кылат, бирок процесстин өзү башында көрүнгөндөй кыйын эмес. Жумуш процессинде туш болушу мүмкүн болгон негизги кыйынчылык - бул өз колу менен күн батареясын чогултуу. Эгер сиз мындай механизмди өз алдынча түзө алсаңыз, анда сиз коммуналдык кызматтарды төлөөдөн баш тартуу жөнүндө гана эмес, өзүңүздүн бизнесиңизди ишке ашыруу жөнүндө да ойлонсоңуз болот. Учурда күн панелдери алар тарабынан өндүрүлгөн энергияны сатуу үчүн абдан актуалдуу болуп саналат. Эң негизгиси, төлөм эң туруктуу валюталардын бири – евродо жүргүзүлөт. Күн батареяларын өндүрүү көңүл бурууга татыктуу эмеспи?

Фотоэлемент менен иштөө үчүн сизде болушу керекбул жаатта тажрыйба жана жөндөм. Биринчиден, бул ширетүү, ошондой эле бардык элементтерди урматтоого тиешелүү. Иштеш үчүн сизде назик жумушка ылайыктуу жакшы ширетүү куралы болушу керек. Жалгыз жана поликристаллдарды өз алдынча түзүү иштебейт. Бул үчүн сиз даяр бланктарды колдонсоңуз болот.

Фотоклеткалар

Иште биринчи кадам зарыл фотоэлементтерди тандоо. Батареяны иштетүү үчүн поли- жана моноэлементтүү кремний колдонсо болот. Эң негизгиси иштөөдө аткаруунун деңгээлин жана нюансты эске алуу. Мисалы, моноклеткаларда эффективдүүлүк жогору, ал эми поликлеткаларда булуттуу аба ырайында олуттуу энергия жоголот.

Бардык клеткалар класстарга бөлүнгөн. Алардын жалпысынан төртөө бар. А классы эч кандай кемчилиги жок эң жакшы сапатка ээ. Бул класс катуу жана ири уюмдардын, ишканалардын ишинде колдонулат. Иштин майнаптуулугу жогору, бирок баасы ылайыктуу болот.

Батарея өзү өндүрүлгөндө, В классын тандаса болот. Натыйжалуулугу мурунку клеткаларга караганда төмөн, ал эми баасы бир топ айырмаланат. Кээ бир уюмдар бул классты сатуу үчүн батарейкаларды өндүрүүдө колдонушат, бул төмөн натыйжалуулугун түшүндүрөт.

Кээ бир адамдар керектүү нерселердин баарын интернет-дүкөндөр аркылуу сатып алышат. Эгер адистештирилген дүкөнгө барсаңыз, бир эле учурда бардык компоненттерди сатып алууга болот. Анда жеткирүүнү күтпөйсүз.

Топтоо

Күн батареясын чогултуу үчүн жалгыз клеткалар жетишсиз, анткени алар кандайдыр бир жол менен керексхема боюнча бири-бири менен байланыш. Бул өткөргүчтөрдү жана кошумча материалдарды колдонууну талап кылат. Ошондуктан кээ бир өндүрүүчүлөр сатып алуу үчүн даяр комплектти сунушташат, анда иштөөдө керек болгон бардык материалдар бар.

Бул топтом 72ге чейин элементтерди, өткөргүчтөрдү, шиналарды, схема үчүн диоддорду, ошондой эле ширетүүчү атайын кислотаны камтыган карандашты камтышы мүмкүн.

Кээ бир комплекттерде өткөргүчтөр ширетилген даяр фотоэлементтер болушу мүмкүн. чогултуу үчүн, ал схемага ылайык баарын чогултуу жана туташуу үчүн жетиштүү болот. Бул параметр күн батареяларын чогултуу үчүн күн батареялары кол менен туташтырылганда эң оптималдуу болуп саналат. Материал абдан кичинекей жана морт, бул процессте бир катар көйгөйлөрдү жаратат.

Паряты

Бардык материал - элементтер жана өткөргүчтөр өзүнчө сатылып алынган болсо, анда күн батареяларын ширетүүнүн бүт процесси мындай болот:

1. Өткөргүчтөр каалаган узундукта кесилет. Бул ишти шаблонго ылайык жасаганыңыз жакшы.
2. Өткүчтөр фотоэлементке тыкан жайгаштырылат.
3. Кислота жана ширетүү ширетүүчү жерге колдонулат. Жылдыруудан качуу үчүн, бир учуна оор нерсени коюп койсоңуз болот.
4. Кондукторду кылдаттык менен ширетүү керек. Клеткалар өтө морт болгондуктан, аларга күч колдонуу сунушталбайт.

Бул иш абдан түйшүктүү, биринчи жолу баары ойдогудай болору чындык эмес, сиз бүт процессти бир нече жолу кайталашыңыз керек болушу мүмкүн. Эрежелерди изилдеп көрсөңүз, түшүнө аласызкүмүш өткөргүчтөрдү коюу үч ширетүү цикл үчүн арналган деп. Өндүрүүчү дароо эскерткен өткөргүчтөргө ширетүү алдын ала колдонулган учурлар бар. Бирок аны кошумча колдонуу жакшы. Иштөө учурунда күн батареяларын үстү-үстүнө коюуга тыюу салынат, анткени алар жогорку басымдан улам бузулушу мүмкүн.

Пломбалоо

Иштин акыркы этабы - бардык элементтерди жабуу. Бирок муну улантуудан мурун, ширетүүнүн ишенимдүүлүгүнө көңүл буруу керек. Бул үчүн, бир мультиметр колдонулат. Текшерүү бардык жумуштар аяктагандан кийин же бүт процесстин жүрүшүндө, ар бир өзүнчө элементти ширетүүдөн кийин жүргүзүлүшү мүмкүн.

Силикон герметик көп учурда мөөр процесси үчүн колдонулат. Биринчиден, ал элементтердин бириктирилген жерлерине, андан кийин бүт панелдин бетине колдонулат. Мындай иштер үчүн щетканы колдонсоңуз болот, бирок аны муундар үчүн гана колдонуу керек, анткени клеткаларды ордунан оңой жылдырууга болот. Баары кургагандан кийин, капкагын жапсаңыз болот.

Үйдө батареяны тандоо

Учурда күн батареяларынын эки түрү бар батарейкаларды таба аласыз: монокристаллдуу, поликристалдуу.

Ар бир түрдүн жакшы жана жаман жактары бар, аларды сатып алардан мурун алдын ала билишиңиз керек.

Рынок жана өндүрүш мүмкүнчүлүктөрү токтобойт, өндүрүш процессинде ар кандай технологиялар колдонулган жаңы продукциялар үзгүлтүксүз пайда болот. Тандоодон мурун, өзгөчөлүктөргө көңүл буруу сунушталаткүн батареялары: натыйжалуулуктун деңгээли боюнча, күндүз энергияны топтоп, түнкүсүн аны өндүрүүгө жөндөмдүү батареянын болушу боюнча. Бардык бул маалыматтар даярдоочу тарабынан алдын ала берилген, алар адистештирилген дүкөндөн тапса болот. Адегенде Интернеттен маалымат таап же адистер менен кайсы вариант жакшыраак болорун талкуулаганыңыз жакшы.