Петр Барановский - Эксперт по энергосбережению:
- Поскольку солнечная энергия становится все более популярной для использования в жилых помещениях, у вас, вероятно, было несколько соседей, которые устанавливали солнечные панели, и, возможно, вы даже подумывали о приобретении такой системы для вашего собственного дома или думали использовать для освещения светодиодные лампы g13 или LED светодиодные прожекторы. Но прежде чем принять эту технологию, вы можете задаться вопросом: из чего сделаны солнечные панели и как они сделаны?
Многие люди просто признают, что солнечные панели работают, и это все, что нам нужно знать о них, но для тех, кто интересуется наукой и технологиями, каждая отдельная солнечная панель содержит целый мир интересных компонентов и материалов. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о том, из чего на самом деле состоит солнечная панель.
Из Чего Сделаны Солнечные Панели?
Когда вы сталкиваетесь с солнечной панелью, она может просто выглядеть как единый комплексный блок, но правда в том, что солнечные панели состоят из множества химических компонентов и материалов, каждый из которых имеет решающее значение для эффективного и эффективного преобразования солнечного света в полезную электроэнергию.
Начнем с того, что практически все солнечные фотоэлектрические (фотоэлектрические) панели используют кристаллические кремниевые пластины в качестве основного компонентного материала. Кремний используется для создания полупроводников примерно для 95% всех солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, а остальные 5% используют экспериментальные и разрабатываемые технологии, такие как органические фотоэлектрические элементы.
Полупроводники, созданные для солнечных панелей, создают электричество: при взаимодействии с солнечным светом электроны в этом материале высвобождаются, что является основой электричества. Этот процесс называется фотоэлектрическим эффектом, и именно так работают солнечные панели для выработки энергии.
Конечно, солнечные фотоэлементы не смогут питать ваш дом без остальных рабочих компонентов, включая стекло, пластик, металл и проводку. Солнечные панели, как правило, покрыты слоем стекла и антибликовым покрытием для защиты чувствительных кремниевых солнечных элементов, в то же время пропускающих свет. Вся конструкция поддерживается пластиковой/полимерной рамой для установки на крыше или в наземной солнечной системе.
Как и в случае любой современной и передовой технологии, особенно в энергетическом пространстве, солнечные панели бывают разных стилей, комплектующих и конструкций. Наиболее распространенными типами солнечных панелей являются монокристаллические солнечные панели, поликристаллические солнечные панели и тонкопленочные солнечные панели:
Монокристаллические кремниевые панели изготавливаются из монокристалла. Это самые эффективные солнечные панели, но они также и самые дорогие.
Поликристаллические кремниевые солнечные элементы изготавливаются из нескольких кристаллов кремния, соединенных вместе. Они не столь эффективны, как монокристаллические панели, но являются более экономичным вариантом солнечных батарей на крыше.
Тонкопленочные солнечные элементы изготовлены из аморфного кремния, что делает их наиболее гибкими солнечными панелями, но и наименее эффективными.
Полезная информация:
Почему солнечные панели сделаны из силикона?
Поскольку силикон является преобладающим материалом, используемым для создания солнечных панелей, естественным вопросом является: почему? Силикон использовался в качестве полупроводникового материала для солнечных фотоэлектрических панелей на протяжении большей части истории солнечной промышленности.
Исследуя все возможные материалы периодической таблицы, разработчики ранних и современных солнечных панелей обнаружили, что силикон на самом деле обладает рядом идеальных свойств, которые сделали его идеальным кандидатом в качестве полупроводникового материала:
Силикон в изобилии доступен и доступен по цене как элементарный материал, что делает его подходящим для крупномасштабных систем.
Химически и электронно говоря, силикон довольно легко оптимизировать для фотоэлектрического эффекта, который эффективно преобразует солнечный свет в электричество.
В качестве составного материала силикон признан обладающим длительным сроком службы, что делает инвестиции в солнечные панели еще более плодотворными.
Как изготавливаются солнечные панели?
Из-за того, сколько солнечных панелей необходимо для удовлетворения растущего глобального спроса на новые солнечные установки, производственный процесс стал довольно упрощенным и стандартизированным.
Производители солнечных батарей начинают с создания кремниевых элементов-процесса, который включает в себя расплавление силиконового материала и смешивание его с поддерживающими элементами. Затем они создают листы материала, которые можно разрезать и превратить в ячейки компонентов. Эта часть процесса обычно включает в себя массовое производство и лазерную резку для ускорения производства. Готовые ячейки затем защищаются слоем материала, такого как стекло или пластик.
Как только солнечные элементы будут созданы, их необходимо соединить вместе в нужном размере, форме и конфигурации. Для этого производители припаивают их к основанию солнечной панели, которая изготовлена из проводящего металла. База содержит ячейки, а также передает вырабатываемую ими электроэнергию в одно место, независимо от того, направляется ли она в здание, в местную электросеть или в другое место.
В этот момент все, что осталось, - это подключить солнечный модуль к внешней полимерной раме, которая удерживает панель и изолирует электрические компоненты, покрывая все защитным слоем стекла. Наконец, производители упаковывают панели в коробки и отправляют их монтажникам.
Являются ли солнечные панели экологически чистыми для изготовления?
В то время как солнечная энергия часто рассматривается как маяк чистой энергии в мире, быстро подверженном изменению климата, недоброжелатели будут указывать на то, что производство солнечных панелей имеет свои собственные экологические соображения.
Поскольку технология солнечных панелей улучшилась за последние несколько десятилетий, производственный процесс продолжал становиться менее загрязняющим, как показано в научном исследовании, которое выявило "сильные тенденции к снижению воздействия на окружающую среду" от производства солнечных панелей в период с 1975 по 2015 год.
Эти темпы улучшения не замедлились в последние годы, и выявление наиболее экологически чистых материалов и производственных процессов остается главным приоритетом всех крупных производителей солнечной энергии. Более того, соображения, касающиеся срока службы солнечных панелей, активно включаются в жизненный цикл солнечных панелей, и производители разрабатывают способы утилизации панелей и их материальных компонентов для дальнейшей минимизации их воздействия.
С учетом сказанного, такой вещи, как бесплатный обед, не существует. Производство любого продукта требует энергии и ресурсов, а это означает, что процесс по своей сути добавляет углекислый газ в атмосферу — именно то, что эта возобновляемая энергия стремится свести к минимуму.
Хотя это правда, что солнечные панели имеют экологические издержки для их производства, так же как и строительство электростанций и ветряных турбин; добыча и сжигание ископаемого топлива; и любой другой метод создания полезной энергии. Но поскольку срок службы солнечных панелей составляет 25 и более лет, это воздействие на окружающую среду распространяется на длительный период, в то время как фактическое производство электроэнергии требует нулевого расхода топлива.
В расчете на киловатт-час в течение срока службы солнечной панели чистое воздействие намного ниже, чем практически от любого другого источника энергии, и это влияние становится еще меньше с дальнейшим совершенствованием технологий, цепочек поставок и программ утилизации.
Подходит ли вам солнечная энергия?
Поскольку энергетические компании стремятся решить проблему изменения климата, а экологически сознательные потребители энергии признают преимущества производства собственной электроэнергии, солнечная энергия становится гораздо более распространенным источником электроэнергии.
После того, как совсем недавно, в 2010 году, солнечная энергетическая мощность США выросла в 50 раз за последнее десятилетие и достигла почти 76 гигаватт, производя достаточно энергии для питания 19 миллионов средних домохозяйств.
Большинство людей наблюдали эту тенденцию к чистой энергии, видя, как соседи покупают солнечные батареи, сталкиваясь с солнечными установками на вершине местного бизнеса или даже проезжая мимо полноразмерной солнечной фермы. Но является ли солнечная энергия хорошим выбором для вашего дома?
Часто задаваемые вопросы
Из чего сделаны солнечные панели?
Из каких продуктов изготавливаются солнечные панели? Солнечные панели состоят из множества солнечных элементов, набора проводов для подключения этих солнечных элементов к основе из проводящего материала, стеклянного или пластикового защитного кожуха как для отдельных элементов, так и для всей панели, а также каркаса, используемого для размещения всех этих компонентов. Компоненты материала обычно включают силикон или другой полупроводниковый материал, металл, пластик или стекло, а также электрические устройства.
Опасно ли жить рядом с солнечной фермой?
Солнечные фермы не производят никаких выбросов, шума, загрязнения или других внешних опасностей. Они также не повлияют на уровень солнечного света, который испытывают те, кто живет рядом с ними. Опасные материалы, которые иногда обсуждаются в отношении солнечных панелей, безопасно содержатся внутри самих панелей и вызывают озабоченность только при определении того, как утилизировать или утилизировать эти панели, поэтому они не представляют опасности для тех, кто живет поблизости.
Какие токсичные материалы содержатся в солнечных панелях?
Некоторые металлические и химические материалы в солнечных панелях могут быть токсичными и опасными при воздействии на людей, в том числе панели, которые могут иметь покрытия из теллурида кадмия, мышьяка, шестивалентного хрома, меди или селена. Однако при обычной эксплуатации эти материалы надежно хранятся и не представляют никакого прямого риска.
Из чего сделана задняя часть солнечной панели?
Задняя часть солнечной панели, известная как задняя панель, изготовлена из комбинации полимера или пластика. Он обеспечивает изоляцию от электрических компонентов панели.
