Types de cellules solaires et leurs caractéristiques

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les batteries solaires commencent à gagner en popularité auprès de la population. Ils sont installés sur les toits des maisons, des véhicules. Certains d'entre eux ont même été adaptés pour l'électronique, dans les montres-bracelets. À l'heure actuelle, ils sont devenus une alternative à part entière à l'énergie électrique ou agissent comme un complément.

Comment ça marche ?

Les modules solaires sont l'élément le plus important d'un système photovoltaïque. Il s'agit d'un panneau qui comprend des cellules solaires en silicium.

Pour générer de l'électricité, tous ces composants sont assemblés en blocs, qui sont ensuite recouverts d'un film laminé - nécessaire à l'étanchéité. Après cela, tout est placé dans le cadre. L'appareil est assez simple, mais il sera problématique de l'assembler à la maison. Il est impossible d'assembler soi-même une cellule photovoltaïque, ce qui n'est pas le cas du panneau.

Vues

Les batteries solaires sont divisées en plusieurs types. Trois d'entre eux peuvent être distingués:

• Monocristallin. Lors de sa fabrication, un matériau sous forme de silicium pur est utilisé. Cette base vous permet d'obtenir plus d'efficacité du travail. L'efficacité dans ce cas varie de 15 à 20 %.
• Silicium amorphe. Au moment de la production, un système est utilisé - la phase d'évaporation. Le silicium est recouvert d'une couche protectrice. Un certain nombre d'avantages des cellules solaires au silicium incluent un coût acceptable, qui est obtenu grâce à la technologie simple utilisée dans la production. De tels systèmes ont une grande surface. L'efficacité varie de 5 % à 8 %.
• Polycristallin. Cette cellule solaire est réalisée à base de silicium amorphe. Il n'est pas étiré pendant le processus de fabrication. A un faible coût. Il peut être utilisé non seulement dans la vie quotidienne, mais aussi dans l'industrie. L'efficacité est comprise entre 10 et 14 %.

Avantages et inconvénients des panneaux solaires

Les panneaux solaires sont constitués de cellules photovoltaïques qui convertissent l'énergie du soleil en électricité pendant le fonctionnement.

Certains des avantages incluent les points suivants:

1. L'ensemble de la conception de la batterie est assez simple, il n'y a pas de pièces mobiles. Le travail est effectué de manière stable et sans interruption, le niveau de fiabilité est élevé.
2. Le travail d'installation n'est pas difficile. Aucune maintenance coûteuse du système n'est requise.
3. L'énergie du soleil est immédiatement convertie en électricité, aucun temps supplémentaire n'est nécessaire.
4. L'énergie est générée tout au long de la journée tant que le soleil est présent. Dans certains cas, il est possible de recevoir de l'électricité pendant les périodes nuageuses, mais l'efficacité du travail diminuera.
5. La durée de vie est longue, elle ne se mesure pas en années, mais en dizaines d'années.
6. Le processus de production utilise des matériaux respectueux de l'environnement, ce qui est considéré comme très important dans la société d'aujourd'hui, où il y a un environnement difficile avec l'environnement.

Malgré tous les avantages, il peut y avoir des aspects négatifs dans le travail:

1. Les semi-conducteurs à base de silicium sont chers. Ce matériau est considéré comme l'élément principal de l'ensemble du système. Cela affecte à la fois le coût du panneau lui-même et le coût de l'énergie reçue.
2. L'efficacité est faible. À ce jour, la puissance de la batterie pour 1 carré est d'environ 120 watts. Cet indicateur est si insignifiant qu'il est totalement impossible d'utiliser l'électricité reçue pour l'éclairage d'appareils d'éclairage dans une petite pièce.
3. L'électricité dépend de la durée du jour, des conditions météorologiques et des saisons. Par exemple, en hiver, le niveau d'énergie reçu est considérablement réduit. Cela est dû au ciel couvert, au brouillard et aux courtes heures de clarté.

Où puis-je l'utiliser ?

Ces panneaux sont largement utilisés non seulement dans la vie quotidienne, dans le processus de la vie, mais aussi dans l'industrie et la production:

• ils rechargent les batteries domestiquesappareils électriques;
• recharge de voiture électrique en cours;
• ils peuvent être utilisés pour fournir de l'électricité à des bâtiments entiers;
• dans certains cas, il est possible d'utiliser dans certaines localités;
• vous pouvez en tirer de l'énergie même dans l'espace.

Toute l'énergie générée pendant la journée est stockée dans des batteries, après quoi les appareils peuvent fonctionner même dans l'obscurité.

Quel est le principe de fonctionnement et l'appareil ?

Les cellules solaires fonctionnent sur le même principe qu'au moment de leur développement. Ce principe est familier à tout le monde, car il a été étudié dans le programme scolaire, en réalisant des expériences physiques. Le transistor, qui n'avait pas de couvercle supérieur, permettait à la lumière d'entrer dans les jonctions p et n.

Une fois le voltmètre connecté, on a pu voir qu'une petite quantité d'énergie était libérée au moment où les rayons du soleil frappaient. Auparavant, les scientifiques menaient des expériences au travail et augmentaient la zone de transition. En conséquence, des panneaux solaires sont apparus.

La conception du système solaire des éléments contient:

• Surface en verre transparent. C'est sur elle que tombent les rayons du soleil.
• Les verres sont fixés aux bords rigides du panneau. Ce sont des plaques en métal, tout en agissant simultanément comme des électrodes positives.
• Élément chimique solaire. Type de silicium p.
• Type de silicium n.
• Substrat inférieuren métal, qui est conçu pour agir comme des électrodes négatives.

Il est bon de savoir que l'énergie du soleil ne peut pas être reçue tout au long de la journée. Les batteries ne sont pas capables de fonctionner la nuit. En hiver, les heures de clarté sont réduites. À de tels moments, l'appareil principal a besoin d'un ajout sous la forme d'un dispositif de stockage d'énergie.

Dans la plupart des cas, une batterie électrique est utilisée. Il est connecté au panneau et stocke l'énergie générée, ce qui permet de travailler le soir.

Le niveau d'efficacité dépend entièrement du matériau utilisé. Par exemple, lors de l'utilisation de silicium monocristallin, il est de près de 20%, le silicium polycristallin réduit ce chiffre de 10%. Le niveau d'efficacité peut être affecté par la douceur de la surface, la température de l'air, l'emplacement des batteries au soleil.

Quelle est la pertinence d'utilisation ?

Aujourd'hui, l'utilisation de matériaux respectueux de l'environnement est la plus pertinente. L'électricité, qui est obtenue dans les centrales électriques - nucléaire, hydraulique, thermique, devient de plus en plus chère. Cela est dû à une production coûteuse. Dès qu'une batterie solaire est utilisée, une personne peut à juste titre se considérer comme indépendante, même d'un État qui propose de l'électricité à un coût gonflé.

Si vous dépensez une certaine somme d'argent une fois, vous pouvez complètement oublier les factures de services publics, les compteurs, les services publics. Au moment où ces panneaux sont installés, toute la maison est en cours de traduction. Cela inclut nonseulement lumière, mais aussi chauffage, plomberie - eau chaude.

Le soleil est une excellente source d'électricité. Et surtout, cette source est gratuite, écologique et inépuisable.

Étapes de production d'éléments à base d'un monocristal

La plupart des cellules solaires sont fabriquées à partir de silicium polycristallin et monocristallin. Le processus de production demande beaucoup de temps, d'efforts et d'argent.

Les principales étapes de production du silicium monocristallin sont:

1. Production de silicium. Pour obtenir du silicium, on utilise du sable de quartz, qui contient une grande quantité de dioxyde de silicium. Ce sable passe par plusieurs étapes de purification, ce qui vous permet d'éliminer complètement l'oxygène. Cela est dû à la fonte à haute température à l'aide de produits chimiques.
2. Obtenir le cristal. Après nettoyage, le silicone devient transparent. Les cristaux commencent à se développer pour rationaliser la structure. Le processus est le suivant: des morceaux de silicium sont placés dans un creuset, chauffés et soumis à une fusion. Des échantillons de cristal sont ajoutés à la masse fondue, qui sont uniformément répartis sur toute la surface et commencent à se développer en couches. Ce processus prend beaucoup de temps, ce qui donne un gros cristal uniforme.
3. Traitement. Ce processus commence par la mesure et le traitement ultérieur du cristal pour lui donner la forme souhaitée. A la sortiedu creuset, le cristal a une forme ronde, ce qui n'est pas pratique pour une utilisation ultérieure. Pour l'utiliser, il doit avoir la forme d'un carré. Une fois que le matériau fini a été traité avec des fils d'acier, il est coupé en plaques identiques à l'aide d'un fil. La taille des plaques varie de 0,25 à 0,3 centimètres. Après cela, ils sont soumis à un nettoyage, à la vérification des défauts et du niveau d'énergie pouvant être généré.
4. Développement de cellule photovoltaïque. Pour que le silicium puisse générer de l'énergie électrique, du bore avec du phosphore y est ajouté. Après traitement, le phosphore est un électron libre de type n et le côté contenant du bore ne contient pas ces électrons et a le type p. Ainsi, une transition apparaît entre les deux côtés.
5. Processus d'assemblage. Initialement, les plaques sont connectées en chaîne, puis - en bloc. Une plaque a une puissance moyenne de 2 V et 0,6 W de tension. La puissance de la batterie dépend entièrement du nombre de cellules. Le niveau de tension est obtenu à partir de la séquence de connexion. Tous les éléments et modules sont connectés en parallèle les uns aux autres. Toutes les cellules sont recouvertes d'un film spécial, transférées sur la surface du verre et placées dans un cadre rectangulaire. Une fois le module prêt, il est testé. Après une vérification complète, il est prêt à l'emploi.

Les panneaux solaires peuvent être connectés les uns aux autres en parallèle, en série ou en parallèle en série. Le choix dépend entièrement du niveau de tension dont vous avez besoin pour obtenir le processus.

Procédé de production de silicium polycristallin

ProcessusLa réalisation d'un module à base de silicium polycristallin s'effectue de la même manière qu'avec du silicium monocristallin. La différence n'est présente que dans la croissance des cristaux. Il existe plusieurs méthodes pour cela, mais pour le moment, une seule a gagné en popularité - le processus Siemens. Toute l'essence de la méthode réside dans le fait que le silane est initialement réduit et que le silicium libre est précipité. Cela se fait en interagissant avec un mélange spécial qui contient les éléments d'hydrogène et de silane en utilisant un régime de température allant de 600 à 1350 degrés Celsius.

Voici comment fonctionne le processus de fabrication des cellules solaires.

Comment fabriquer un panneau solaire à la maison ?

Beaucoup ont tendance à supposer que les cellules solaires à faire soi-même sont assez difficiles à assembler, voire presque impossibles. En fait, tout est différent. Cela demandera beaucoup d'efforts, mais le processus lui-même n'est pas difficile, comme il semble au départ. La principale difficulté que vous pouvez rencontrer dans le processus de travail est la collecte d'une cellule solaire de vos propres mains. Si vous parvenez à créer vous-même un tel mécanisme, vous pouvez penser non seulement à refuser de payer les services publics, mais également à la mise en œuvre de votre propre entreprise. À l'heure actuelle, les panneaux solaires sont très pertinents pour la vente de l'énergie qu'ils reproduisent. Plus important encore, le paiement est effectué dans l'une des devises les plus stables - l'euro. La production de cellules solaires ne mérite-t-elle pas l'attention ?

Pour travailler avec des photocellules, vous devez avoircompétences et expérience dans ce domaine. Cela concerne tout d'abord la soudure, ainsi que le respect de tous les éléments. Pour travailler, il faut disposer d'un bon outil de soudure adapté aux travaux délicats. Cela ne fonctionnera pas pour créer des monocristaux et des polycristaux par vous-même. Pour cela, vous pouvez utiliser des blancs prêts à l'emploi.

Photocellules

La première étape du travail consiste à sélectionner les photocellules nécessaires. Pour le fonctionnement sur batterie, du silicium avec poly- et monocellules peut être utilisé. Le plus important est de prendre en compte le niveau de performance et de nuance lors du travail. Par exemple, dans les monocellules, l'efficacité est plus élevée, mais dans les polycellules, une énergie importante est perdue par temps nuageux.

Toutes les cellules sont divisées en classes. Il y en a quatre au total. Le grade A a la meilleure qualité sans défauts. Cette classe est utilisée dans le travail d'organisations solides et grandes, d'entreprises. Les performances sont élevées, mais le coût sera approprié.

Lorsque la batterie est autoproduite, il est possible de sélectionner la classe B. L'efficacité est inférieure à celle des cellules précédentes, tandis que le coût est sensiblement différent. Certaines organisations utilisent cette classe lors de la fabrication de batteries destinées à la vente, ce qui explique la faible efficacité.

Certaines personnes achètent tout ce dont elles ont besoin dans des boutiques en ligne. Si vous vous rendez dans un magasin spécialisé, vous pourrez acheter tous les composants en une seule fois. Ainsi, vous n'aurez pas à attendre la livraison.

Ensembles

Pour collecter une cellule solaire, les cellules seules ne suffiront pas, car elles doivent en quelque sortese connecter les uns aux autres selon le schéma. Cela nécessitera l'utilisation de conducteurs et de matériaux supplémentaires. C'est pourquoi certains fabricants proposent à l'achat un kit prêt à l'emploi, où tout le matériel nécessaire au travail est déjà présent.

Cet ensemble peut inclure jusqu'à 72 éléments, conducteurs, pneus, diodes pour le circuit, ainsi qu'un crayon, qui comprend un acide spécial pour la soudure.

Certains kits peuvent contenir des photocellules prêtes à l'emploi sur lesquelles des conducteurs sont soudés. Pour collecter, il suffira de tout collecter selon le schéma et de se connecter. Cette option est la plus optimale lorsque les cellules solaires pour l'assemblage des panneaux solaires sont connectées manuellement. Le matériau est très petit et fragile, ce qui pose un certain nombre de problèmes dans le processus.

Soudage

Dans le cas où tout le matériel - éléments et conducteurs - a été acheté séparément, l'ensemble du processus de soudure des cellules solaires ressemblera à ceci:

1. Les conducteurs sont coupés à la longueur souhaitée. Il est préférable de faire ce travail selon le modèle.
2. Les conducteurs sont soigneusement placés sur la photocellule.
3. L'acide et la soudure sont appliqués sur le lieu de soudure. Pour éviter tout déplacement, vous pouvez mettre un objet lourd à une extrémité.
4. Le conducteur doit être soigneusement soudé. Les cellules étant assez fragiles, il est déconseillé d'agir de force.

Ce travail est très minutieux, ce n'est pas un fait que tout fonctionnera bien du premier coup, vous devrez peut-être répéter l'ensemble du processus plusieurs fois. Si vous étudiez les règles, vous pouvez comprendreque le dépôt des conducteurs d'argent est conçu pour trois cycles de brasage. Il existe des cas où la soudure est pré-appliquée sur les conducteurs, ce que le fabricant met immédiatement en garde. Mais il est préférable de l'appliquer en plus. Pendant le fonctionnement, il est interdit d'empiler les cellules solaires les unes sur les autres, car elles peuvent être endommagées en raison de la haute pression.

Étanchéité

La dernière étape des travaux est le scellement de tous les éléments. Mais avant de procéder, vous devez faire attention à la fiabilité de la soudure. Pour cela, un multimètre est utilisé. Le contrôle peut être effectué après l'achèvement de tous les travaux ou pendant tout le processus, après avoir soudé chaque élément individuel.

Le mastic au silicone est souvent utilisé pour le processus d'étanchéité. Tout d'abord, il est appliqué sur les joints des éléments, puis sur toute la surface du panneau. Pour un tel travail, vous pouvez utiliser une brosse, mais vous ne devez l'utiliser que pour les joints, car il est possible de déplacer facilement les cellules de leur place. Une fois que tout est sec, vous pouvez fermer le couvercle.

Sélectionner une batterie dans la maison

Actuellement, vous pouvez trouver des batteries avec deux types de cellules solaires: monocristallines, polycristallines.

Chaque type a des avantages et des inconvénients, que vous devez connaître à l'avance, avant de faire un achat.

Les opportunités de marché et de production ne s'arrêtent pas, de nouveaux produits apparaissent régulièrement dans le processus de fabrication dont diverses technologies sont utilisées. Avant de faire un choix, il est recommandé de prêter attention aux caractéristiquescellules solaires: au niveau de l'efficacité, sur la présence d'une batterie capable d'accumuler de l'énergie pendant la journée et de la produire la nuit. Toutes ces données sont fournies au préalable par le constructeur, elles peuvent être trouvées dans un magasin spécialisé. Il est préférable de rechercher d'abord des informations sur Internet ou de discuter avec des spécialistes de l'option qui serait la meilleure.