Jenis sel surya dan karakteristiknya

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Baterai surya mulai populer di kalangan masyarakat. Mereka dipasang di atap rumah, kendaraan. Beberapa dari mereka bahkan telah diadaptasi untuk elektronik, di jam tangan. Saat ini, mereka telah menjadi alternatif penuh energi listrik atau bertindak sebagai suplemen.

Bagaimana cara kerjanya?

Modul surya adalah elemen terpenting dalam sistem fotovoltaik. Mereka adalah panel yang mencakup sel surya yang terbuat dari silikon.

Untuk menghasilkan listrik, semua komponen ini dirakit menjadi blok, yang kemudian ditutup dengan film laminasi - ini diperlukan untuk penyegelan. Setelah itu, semuanya ditempatkan dalam bingkai. Perangkat ini cukup sederhana, tetapi akan bermasalah untuk merakitnya di rumah. Tidak mungkin merakit sel fotovoltaik sendiri, yang tidak dapat dikatakan tentang panel.

Tampilan

Baterai surya dibagi menjadi beberapa jenis. Tiga di antaranya dapat dibedakan:

• Monokristalin. Dalam proses pembuatannya digunakan bahan berupa silikon murni. Dasar ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan lebih banyak efisiensi dari pekerjaan. Efisiensi dalam hal ini bervariasi dari 15 hingga 20%.
• Silikon amorf. Pada saat produksi, sistem yang digunakan - fase penguapan. Silikon ditutupi dengan lapisan pelindung. Sejumlah keunggulan sel surya silikon termasuk biaya yang dapat diterima, yang diperoleh karena teknologi sederhana yang digunakan dalam produksi. Sistem seperti itu besar di area. Efisiensi bervariasi dari 5% hingga 8%.
• Polikristalin. Sel surya ini diproduksi atas dasar silikon amorf. Itu tidak meregang selama proses pembuatan. Memiliki biaya rendah. Ini dapat digunakan tidak hanya dalam kehidupan sehari-hari, tetapi juga dalam industri. Efisiensi antara 10 dan 14%.

Pro dan kontra dari panel surya

Panel surya terdiri dari sel fotovoltaik yang mengubah energi dari matahari menjadi listrik selama operasi.

Beberapa manfaatnya antara lain sebagai berikut:

1. Seluruh desain baterai cukup sederhana, tidak ada bagian yang bergerak di dalamnya. Pekerjaan dilakukan dengan stabil dan tanpa gangguan, tingkat keandalannya tinggi.
2. Pekerjaan instalasi tidak sulit. Tidak diperlukan perawatan sistem yang mahal.
3. Energi dari matahari langsung diubah menjadi listrik, tidak perlu waktu tambahan.
4. Energi dihasilkan sepanjang hari selama matahari masih ada. Dalam beberapa kasus, dimungkinkan untuk menerima listrik pada saat mendung, tetapi efisiensi kerja akan menurun.
5. Masa pakainya panjang, diukur bukan dalam tahun, tetapi dalam puluhan tahun.
6. Proses produksi menggunakan bahan yang ramah lingkungan, yang dianggap sangat penting dalam masyarakat saat ini, di mana ada lingkungan yang sulit dengan lingkungan.

Terlepas dari semua kelebihan, mungkin ada aspek negatif dalam pekerjaan:

1. Semikonduktor berbasis silikon mahal. Bahan ini dianggap sebagai elemen utama dalam keseluruhan sistem. Ini mempengaruhi biaya panel itu sendiri dan biaya energi yang diterima.
2. Efisiensi rendah. Sampai saat ini, daya baterai per 1 persegi adalah sekitar 120 watt. Indikator ini sangat kecil sehingga sama sekali tidak mungkin untuk menggunakan listrik yang diterima untuk perlengkapan penerangan di ruangan kecil.
3. Mendapatkan listrik tergantung pada lamanya siang hari, kondisi cuaca dan musim. Misalnya, di musim dingin, tingkat energi yang diterima berkurang secara signifikan. Hal ini disebabkan oleh cuaca mendung, kabut, dan siang hari yang pendek.

Di mana saya bisa menggunakannya?

Panel ini banyak digunakan tidak hanya dalam kehidupan sehari-hari, dalam proses kehidupan, tetapi juga dalam industri dan produksi:

• mereka mengisi baterai rumah tanggaperalatan listrik;
• pengisian mobil listrik sedang berlangsung;
• mereka dapat digunakan untuk menyediakan listrik ke seluruh bangunan;
• dalam beberapa kasus dimungkinkan untuk digunakan di lokasi tertentu;
• Anda bisa mendapatkan energi dari mereka bahkan di luar angkasa.

Semua energi yang dihasilkan selama siang hari disimpan dalam baterai, setelah itu perangkat dapat bekerja bahkan dalam gelap.

Apa prinsip operasi dan perangkat?

Sel surya bekerja dengan prinsip yang sama seperti saat pertama kali dikembangkan. Prinsip ini akrab bagi semua orang, seperti yang dipelajari dalam kurikulum sekolah, melakukan eksperimen fisik. Transistor, yang tidak memiliki penutup atas, memungkinkan cahaya masuk ke sambungan p dan n.

Setelah voltmeter dihubungkan, terlihat bahwa sejumlah kecil energi dilepaskan pada saat sinar matahari mengenainya. Sebelumnya, para ilmuwan melakukan eksperimen di tempat kerja, meningkatkan area untuk transisi. Hasilnya, panel surya muncul.

Desain tata surya terdiri dari unsur-unsur:

• Permukaan terbuat dari kaca transparan. Pada dialah sinar matahari jatuh.
• Kacamata dipasang pada tepi panel yang kaku. Mereka adalah pelat yang terbuat dari logam, sekaligus bertindak sebagai elektroda positif.
• Elemen kimia matahari. Jenis silikon p.
• Jenis silikon n.
• Substrat bawahterbuat dari logam, yang dirancang untuk bertindak sebagai elektroda negatif.

Perlu diketahui bahwa energi dari matahari tidak dapat diterima sepanjang hari. Baterai tidak mampu berfungsi di malam hari. Di musim dingin, jam siang hari berkurang. Pada saat-saat seperti itu, perangkat utama membutuhkan tambahan berupa perangkat penyimpan energi.

Dalam kebanyakan kasus, baterai listrik digunakan. Itu terhubung ke panel dan menyimpan energi yang dihasilkan, menghasilkan pekerjaan di malam hari.

Tingkat efisiensi tergantung sepenuhnya pada bahan yang digunakan. Misalnya, ketika menggunakan silikon kristal tunggal, hampir 20%, silikon polikristalin mengurangi angka ini sebesar 10%. Tingkat efisiensi dapat dipengaruhi oleh kehalusan permukaan, suhu udara, letak baterai hingga matahari.

Apa relevansi penggunaan?

Saat ini, penggunaan bahan ramah lingkungan adalah yang paling relevan. Listrik, yang diperoleh di pembangkit listrik - nuklir, air, termal, terus-menerus menjadi lebih mahal. Ini karena produksi yang mahal. Saat baterai surya digunakan, seseorang berhak menganggap dirinya mandiri, bahkan dari negara yang menawarkan listrik untuk digunakan dengan biaya yang meningkat.

Jika Anda menghabiskan sejumlah uang sekali, Anda benar-benar dapat melupakan tagihan listrik, meteran, utilitas. Pada saat panel-panel ini dipasang, seluruh rumah sedang diterjemahkan. Ini termasuk tidakhanya cahaya, tetapi juga pemanas, pipa ledeng - air panas.

Sinar matahari adalah sumber listrik yang sangat baik. Dan yang terpenting, sumber ini gratis, ramah lingkungan dan tidak ada habisnya.

Langkah-langkah dalam produksi elemen berdasarkan kristal tunggal

Sebagian besar sel surya dibuat menggunakan silikon polikristalin dan monokristalin. Proses produksi membutuhkan banyak waktu, tenaga dan uang.

Langkah produksi utama untuk silikon monokristalin adalah:

1. Produksi silikon. Untuk mendapatkan silikon, pasir kuarsa digunakan, yang mengandung banyak silikon dioksida. Pasir seperti itu melewati beberapa tahap pemurnian, yang memungkinkan Anda menghilangkan oksigen sepenuhnya. Hal ini disebabkan oleh pencairan pada suhu tinggi menggunakan bahan kimia.
2. Mendapatkan kristal. Setelah dibersihkan, silikon menjadi transparan. Kristal mulai tumbuh untuk merampingkan struktur. Prosesnya adalah sebagai berikut: potongan silikon ditempatkan dalam wadah, dipanaskan dan dilebur. Sampel kristal ditambahkan ke massa cair, yang didistribusikan secara merata ke seluruh permukaan dan mulai tumbuh berlapis-lapis. Proses ini memakan waktu lama, menghasilkan kristal yang besar dan seragam.
3. Pemrosesan. Proses ini dimulai dengan pengukuran dan pengolahan lebih lanjut dari kristal untuk memberikan bentuk yang diinginkan. Saat keluardari wadah, kristal memiliki bentuk bulat, yang tidak nyaman untuk digunakan lebih lanjut. Untuk menggunakannya harus berbentuk persegi. Setelah bahan jadi diproses dengan benang baja, dipotong menjadi pelat yang identik menggunakan kawat. Ukuran pelat bervariasi dari 0,25 hingga 0,3 sentimeter. Setelah itu, mereka akan dibersihkan, memeriksa cacat dan tingkat energi yang dapat dihasilkan.
4. Pengembangan sel fotovoltaik. Agar silikon dapat menghasilkan energi listrik, boron dengan fosfor ditambahkan ke dalamnya. Setelah diproses, fosfor adalah elektron bebas tipe n, dan sisi dengan boron tidak mengandung elektron ini dan memiliki tipe p. Dengan demikian, transisi muncul di antara kedua sisi.
5. Proses perakitan. Awalnya, pelat dihubungkan dalam rantai, dan kemudian - di blok. Satu pelat memiliki daya rata-rata 2 V dan tegangan 0,6 W. Daya baterai tergantung sepenuhnya pada jumlah sel. Level tegangan diperoleh dari urutan koneksi. Semua elemen dan modul terhubung secara paralel satu sama lain. Semua sel ditutupi dengan film khusus, dipindahkan ke permukaan kaca dan ditempatkan dalam bingkai persegi panjang. Setelah modul siap, maka dilakukan pengujian. Setelah pemeriksaan penuh, siap digunakan.

Panel surya dapat dihubungkan satu sama lain secara paralel, seri atau paralel secara seri. Pilihannya tergantung sepenuhnya pada level voltase yang Anda butuhkan dalam proses.

Proses produksi silikon polikristalin

ProsesProduksi modul berdasarkan silikon polikristalin dilakukan dengan cara yang sama seperti dengan silikon kristal tunggal. Perbedaannya hanya ada pada pertumbuhan kristal. Ada beberapa metode untuk ini, tetapi saat ini hanya satu yang mendapatkan popularitas - proses Siemens. Seluruh inti dari metode ini terletak pada kenyataan bahwa silan pada awalnya direduksi dan silikon bebas diendapkan. Hal ini dilakukan dengan berinteraksi dengan campuran khusus yang mengandung unsur hidrogen dan silan menggunakan rezim suhu mulai dari 600 hingga 1350 derajat Celcius.

Beginilah cara kerja proses pembuatan sel surya.

Bagaimana cara membuat panel surya di rumah?

Banyak yang cenderung menganggap bahwa sel surya do-it-yourself cukup sulit untuk dirakit, bahkan hampir mustahil. Faktanya, semuanya berbeda. Ini akan membutuhkan banyak usaha, tetapi prosesnya sendiri tidak sulit, seperti yang terlihat pada awalnya. Kesulitan utama yang mungkin Anda temui dalam proses kerja adalah pengumpulan sel surya dengan tangan Anda sendiri. Jika Anda berhasil membuat mekanisme seperti itu sendiri, maka Anda tidak hanya dapat berpikir tentang menolak membayar utilitas, tetapi juga untuk implementasi bisnis Anda sendiri. Saat ini, panel surya sangat relevan untuk penjualan energi yang direproduksi oleh mereka. Yang terpenting, pembayaran dilakukan dalam salah satu mata uang paling stabil - euro. Apakah produksi sel surya tidak diperhatikan?

Untuk bekerja dengan fotosel, Anda harus memilikiketerampilan dan pengalaman di bidang ini. Pertama-tama, ini menyangkut penyolderan, serta menghormati semua elemen. Untuk bekerja, Anda harus memiliki alat solder yang baik yang cocok untuk pekerjaan yang rumit. Tidak akan berhasil untuk membuat single- dan polycrystals sendiri. Untuk ini, Anda dapat menggunakan blanko yang sudah jadi.

Photocells

Langkah pertama dalam pekerjaan ini adalah memilih fotosel yang diperlukan. Untuk pengoperasian baterai, silikon dengan poli- dan monosel dapat digunakan. Yang paling penting adalah memperhitungkan tingkat kinerja dan nuansa saat bekerja. Misalnya, dalam sel mono, efisiensinya lebih tinggi, tetapi dalam sel poli, energi yang signifikan hilang dalam cuaca mendung.

Semua sel dibagi menjadi beberapa kelas. Ada empat dari mereka secara total. Grade A memiliki kualitas terbaik tanpa cacat. Kelas ini digunakan dalam pekerjaan organisasi yang solid dan besar, perusahaan. Performanya tinggi, tetapi biayanya akan sesuai.

Bila baterai diproduksi sendiri, kelas B dapat dipilih. Efisiensi lebih rendah dari sel sebelumnya, sementara biayanya sangat berbeda. Beberapa organisasi menggunakan kelas ini saat memproduksi baterai untuk dijual, yang menjelaskan efisiensi yang rendah.

Beberapa orang membeli semua yang mereka butuhkan melalui toko online. Jika Anda pergi ke toko khusus, Anda dapat membeli semua komponen sekaligus. Maka Anda tidak perlu menunggu pengiriman.

Set

Untuk mengumpulkan sel surya, sel saja tidak akan cukup, karena mereka harus entah bagaimanaterhubung satu sama lain sesuai dengan skema. Ini akan membutuhkan penggunaan konduktor dan bahan tambahan. Itulah sebabnya beberapa produsen menawarkan kit yang sudah jadi untuk dibeli, di mana semua bahan yang akan dibutuhkan saat bekerja sudah ada.

Set ini dapat mencakup hingga 72 elemen, konduktor, ban, dioda untuk rangkaian, serta pensil, yang mencakup asam khusus untuk menyolder.

Beberapa kit mungkin berisi fotosel siap pakai yang konduktornya disolder. Untuk mengumpulkan, itu akan cukup hanya dengan mengumpulkan semuanya sesuai dengan skema dan terhubung. Opsi ini paling optimal ketika sel surya untuk merakit panel surya dihubungkan secara manual. Bahannya sangat kecil dan rapuh, yang menyebabkan sejumlah masalah dalam prosesnya.

Solder

Jika semua bahan - elemen dan konduktor - dibeli secara terpisah, maka seluruh proses penyolderan sel surya akan terlihat seperti ini:

1. Konduktor dipotong sesuai panjang yang diinginkan. Yang terbaik adalah melakukan pekerjaan ini sesuai dengan template.
2. Konduktor ditempatkan dengan rapi pada fotosel.
3. Asam dan solder diterapkan ke tempat penyolderan. Untuk menghindari perpindahan, Anda dapat meletakkan benda berat di salah satu ujungnya.
4. Konduktor harus disolder dengan hati-hati. Karena selnya cukup rapuh, tidak disarankan untuk bertindak secara paksa.

Pekerjaan ini sangat melelahkan, ini bukan fakta bahwa semuanya akan berjalan dengan baik pertama kali, Anda mungkin perlu mengulangi seluruh proses beberapa kali. Jika Anda mempelajari aturannya, Anda bisa mengertibahwa pengendapan konduktor perak dirancang untuk tiga siklus penyolderan. Ada beberapa kasus ketika solder diterapkan sebelumnya pada konduktor, yang segera diperingatkan oleh pabrikan. Tetapi yang terbaik adalah menerapkannya sebagai tambahan. Selama operasi, sel surya dilarang menumpuk satu sama lain, karena dapat rusak karena tekanan tinggi.

Penyegelan

Tahap akhir pekerjaan adalah penyegelan semua elemen. Tetapi sebelum melanjutkan dengan ini, Anda perlu memperhatikan keandalan penyolderan. Untuk ini, multimeter digunakan. Pemeriksaan dapat dilakukan setelah selesainya semua pekerjaan atau selama seluruh proses, setelah menyolder setiap elemen individu.

Silicon sealant sering digunakan untuk proses sealing. Pertama-tama, itu diterapkan pada sambungan elemen, dan kemudian ke seluruh permukaan panel. Untuk pekerjaan seperti itu, Anda dapat menggunakan kuas, tetapi Anda hanya perlu menggunakannya untuk sambungan, karena Anda dapat dengan mudah memindahkan sel dari tempatnya. Setelah semuanya kering, Anda bisa menutupnya.

Memilih baterai di rumah

Saat ini, Anda dapat menemukan baterai dengan dua jenis sel surya: monokristalin, polikristalin.

Setiap jenis memiliki kelebihan dan kekurangan dalam pengoperasiannya, yang perlu Anda ketahui terlebih dahulu, sebelum melakukan pembelian.

Peluang pasar dan produksi tidak berhenti, produk baru secara teratur muncul dalam proses manufaktur yang menggunakan berbagai teknologi. Sebelum menentukan pilihan, disarankan untuk memperhatikan karakteristiknyasel surya: pada tingkat efisiensi, pada keberadaan baterai yang mampu mengakumulasi energi pada siang hari dan memproduksinya pada malam hari. Semua data ini disediakan terlebih dahulu oleh pabrikan, mereka dapat ditemukan di toko khusus. Yang terbaik adalah mencari informasi terlebih dahulu di Internet atau berdiskusi dengan para ahli tentang pilihan mana yang terbaik.