Нарны зайн төрөл, тэдгээрийн шинж чанар

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Нарны батерейнууд хүн амын дунд түгээмэл болж эхэлж байна. Эдгээрийг байшин, тээврийн хэрэгслийн дээвэр дээр суурилуулсан. Тэдгээрийн заримыг бүр электроникийн хэрэгсэлд, бугуйн цаганд тохируулсан байдаг. Одоогийн байдлаар тэдгээр нь цахилгаан эрчим хүчний бүрэн хувилбар болсон эсвэл нэмэлт хэрэгсэл болж байна.

Тэд яаж ажилладаг вэ?

Нарны модуль нь фотоволтайк системийн хамгийн чухал элемент юм. Эдгээр нь цахиураар хийсэн нарны зайг агуулсан хавтан юм.

Цахилгаан үүсгэхийн тулд эдгээр бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг блок болгон угсарч, дараа нь давхарласан хальсаар хучдаг - энэ нь битүүмжлэхэд шаардлагатай. Үүний дараа бүх зүйлийг хүрээ дотор байрлуулна. Төхөөрөмж нь маш энгийн боловч гэртээ угсрах нь асуудалтай байх болно. Фотоволтайк элементийг өөрөө угсрах боломжгүй бөгөөд үүнийг самбарын талаар хэлэх боломжгүй.

Үзсэн тоо

Нарны зайг хэд хэдэн төрөлд хуваадаг. Эдгээрээс гурвыг нь ялгаж болно:

• Монокристалл. Үүнийг үйлдвэрлэх явцад цэвэр цахиур хэлбэртэй материалыг ашигладаг. Энэ үндэслэл нь ажлаас илүү үр ашгийг авах боломжийг олгодог. Энэ тохиолдолд үр ашиг нь 15-20% хооронд хэлбэлздэг.
• Аморф цахиур. Үйлдвэрлэлийн үед системийг ашигладаг - ууршилтын үе шат. Цахиур нь хамгаалалтын давхаргаар хучигдсан байдаг. Цахиурын нарны зайн хэд хэдэн давуу тал нь үйлдвэрлэлд ашигладаг энгийн технологийн ачаар хүлээн зөвшөөрөгдөх өртөгтэй байдаг. Ийм систем нь том талбайтай. Үр ашиг нь 5%-8% хооронд хэлбэлздэг.
• Поликристалл. Энэхүү нарны зайг аморф цахиурын үндсэн дээр үйлдвэрлэдэг. Энэ нь үйлдвэрлэлийн явцад сунадаггүй. Бага зардалтай. Үүнийг зөвхөн өдөр тутмын амьдралд төдийгүй үйлдвэрлэлд ашиглах боломжтой. Үр ашиг нь 10-14% байна.

Нарны хавтангийн давуу болон сул талууд

Нарны хавтан нь ашиглалтын явцад нарны энергийг цахилгаан болгон хувиргадаг фотоволтайк эсүүдээс тогтдог.

Ашиг тусын зарим нь дараах зүйлсийг агуулна:

1. Батерейны бүх загвар нь маш энгийн, ямар ч хөдөлгөөнт хэсэг байхгүй. Ажил нь тогтвортой, тасалдалгүй, найдвартай байдлын түвшин өндөр байна.
2. Суулгах ажил хэцүү биш. Үнэтэй системийн засвар үйлчилгээ шаардлагагүй.
3. Нарны энерги шууд цахилгаан болж хувирдаг тул нэмэлт хугацаа шаардагдахгүй.
4. Нар байхад л өдрийн турш энерги үүсдэг. Зарим тохиолдолд үүлэрхэг үед цахилгаан авах боломжтой ч ажлын бүтээмж буурна.
5. Үйлчилгээний хугацаа урт, жилээр биш хэдэн арван жилээр хэмжигддэг.
6. Үйлдвэрлэлийн процесс нь байгаль орчинд ээлтэй материалыг ашигладаг бөгөөд энэ нь орчин үеийн нийгэмд нэн чухал гэж үздэг бөгөөд хүрээлэн буй орчинтой холбоотой хэцүү орчин байдаг.

Бүх давуу талыг үл харгалзан ажилд сөрөг талууд байж болно:

1. Цахиурт суурилсан хагас дамжуулагчид үнэтэй байдаг. Энэ материалыг бүхэл бүтэн системийн гол элемент гэж үздэг. Энэ нь самбарын өөрийн өртөг болон хүлээн авсан эрчим хүчний зардалд нөлөөлдөг.
2. Үр ашиг бага байна. Өнөөдрийг хүртэл 1 квадрат тутамд зайны хүч ойролцоогоор 120 ватт байна. Энэ үзүүлэлт нь маш бага тул хүлээн авсан цахилгааныг жижиг өрөөнд гэрэлтүүлгийн хэрэгсэлд ашиглах боломжгүй юм.
3. Цахилгаан авах нь өдрийн гэрлийн үргэлжлэх хугацаа, цаг агаарын нөхцөл, улирлаас хамаарна. Жишээлбэл, өвлийн улиралд хүлээн авсан эрчим хүчний түвшин мэдэгдэхүйц буурдаг. Энэ нь үүлэрхэг тэнгэр, манан, өдрийн богино цагтай холбоотой.

Би үүнийг хаана ашиглаж болох вэ?

Эдгээр хавтангууд нь өдөр тутмын амьдрал, амьдралын үйл явцад төдийгүй үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг:

• тэд гэр ахуйн батерейг цэнэглэдэгцахилгаан хэрэгсэл;
• цахилгаан автомашиныг цэнэглэж байна;
• тэдгээрийг бүхэл бүтэн барилгуудыг цахилгаанаар хангахад ашиглаж болно;
• зарим тохиолдолд тодорхой орон нутагт ашиглах боломжтой;
• Та тэднээс сансарт ч эрчим хүч авч болно.

Өдрийн цагаар үүссэн бүх энергийг батерейнд хуримтлуулдаг бөгөөд үүний дараа төхөөрөмжүүд харанхуйд ч ажиллах боломжтой.

Ашиглалтын зарчим, төхөөрөмж юу вэ?

Нарны зай анх үүссэн үеийнхтэй ижил зарчмаар ажилладаг. Энэ зарчмыг сургуулийн сургалтын хөтөлбөрт физик туршилт хийх замаар судалж байсан тул хүн бүр мэддэг. Дээд бүрхэвчгүй транзистор нь p болон n уулзварт гэрэл нэвтрэх боломжийг олгосон.

Волтметрийг холбосны дараа нарны туяа тусах агшинд бага хэмжээний энерги ялгарсан нь харагдаж байлаа. Өмнө нь эрдэмтэд ажил дээрээ туршилт хийж, шилжилтийн талбайг нэмэгдүүлсэн. Үүний үр дүнд нарны хавтан гарч ирэв.

Нарны аймгийн элементүүдийн дизайн нь:

• Тунгалаг шилээр хийсэн гадаргуу. Нарны туяа түүний дээр тусдаг.
• Шил нь самбарын хатуу ирмэг дээр бэхлэгдсэн байна. Эдгээр нь металлаар хийгдсэн хавтан бөгөөд нэгэн зэрэг эерэг электродын үүрэг гүйцэтгэдэг.
• Нарны химийн элемент. Цахиурын төрөл х.
• Цахиурын төрөл n.
• Доод талын субстратсөрөг электродын үүрэг гүйцэтгэх зориулалттай металлаар хийгдсэн.

Нарны энергийг өдрийн турш хүлээн авах боломжгүй гэдгийг мэдэх нь зүйтэй. Батерей нь шөнийн цагаар ажиллах чадваргүй байдаг. Өвлийн улиралд өдрийн гэрлийн цаг багасдаг. Ийм үед үндсэн төхөөрөмжид эрчим хүч хадгалах төхөөрөмж хэлбэрээр нэмэлт төхөөрөмж шаардлагатай.

Ихэнх тохиолдолд цахилгаан батерейг ашигладаг. Энэ нь самбарт холбогдож, үүссэн эрчим хүчийг хуримтлуулж, оройн цагаар ажиллана.

Үр ашгийн түвшин нь ашигласан материалаас бүрэн хамаарна. Жишээлбэл, нэг талст цахиур ашиглах үед энэ нь бараг 20%, поликристалл цахиур энэ үзүүлэлтийг 10% -иар бууруулдаг. Гадаргуугийн гөлгөр байдал, агаарын температур, батерейны наранд байрлах байршил зэрэг нь бүтээмжийн түвшинд нөлөөлж болно.

Хэрэглэх нь ямар хамааралтай вэ?

Өнөөдөр байгаль орчинд ээлтэй материалыг ашиглах нь хамгийн их хамааралтай. Цөмийн, ус, дулааны цахилгаан станцуудаас олж авдаг цахилгаан эрчим хүч байнга үнэтэй болж байна. Энэ нь үйлдвэрлэлийн өндөр өртөгтэй холбоотой юм. Нарны зайг ашиглах тэр мөчид хүн цахилгаан эрчим хүчийг өндөр үнээр ашиглах боломжтой улсаас ч өөрийгөө хараат бус гэж үзэж болно.

Хэрэв та нэг удаа тодорхой хэмжээний мөнгө зарцуулсан бол хэрэглээний төлбөр, тоолуур, инженерийн шугам сүлжээний төлбөрийг бүрэн мартаж болно. Эдгээр хавтанг суурилуулах үед байшинг бүхэлд нь орчуулж байна. Үүнд үгүйзөвхөн гэрэл, гэхдээ бас халаалт, сантехник - халуун ус.

Нарны туяа бол цахилгаан эрчим хүчний маш сайн эх үүсвэр юм. Хамгийн гол нь энэ эх сурвалж үнэ төлбөргүй, байгаль орчинд ээлтэй, шавхагдашгүй юм.

Ганц талст дээр суурилсан элемент үйлдвэрлэх үе шатууд

Ихэнх нарны зайг поликристал болон монокристалл цахиур ашиглан хийдэг. Үйлдвэрлэлийн процесс нь маш их цаг хугацаа, хүчин чармайлт, мөнгө шаарддаг.

Мон талст цахиурыг үйлдвэрлэх үндсэн үе шатууд нь:

1. Цахиурын үйлдвэрлэл. Цахиур авахын тулд цахиурын давхар ислийг их хэмжээгээр агуулсан кварцын элсийг ашигладаг. Ийм элс нь цэвэршүүлэх хэд хэдэн үе шатыг дамждаг бөгөөд энэ нь хүчилтөрөгчийг бүрэн арилгах боломжийг олгодог. Энэ нь химийн бодис ашиглан өндөр температурт хайлсантай холбоотой.
2. Болор авч байна. Цэвэрлэсний дараа цахиур нь ил тод болно. Бүтцийг оновчтой болгохын тулд талстууд ургаж эхэлдэг. Үйл явц нь дараах байдалтай байна: цахиурын хэсгүүдийг тигелд хийж, халааж, хайлуулна. Болор дээжийг хайлсан масс руу нэмж, бүх гадаргуу дээр жигд тархаж, давхаргад ургаж эхэлдэг. Энэ процесс удаан хугацаа шаардагддаг бөгөөд үүний үр дүнд том, жигд болор үүсдэг.
3. Боловсруулж байна. Энэ процесс нь хүссэн хэлбэрийг өгөхийн тулд болорыг хэмжиж, цаашдын боловсруулалтаас эхэлдэг. Гарах үедтигельээс болор нь дугуй хэлбэртэй бөгөөд цаашид ашиглахад тохиромжгүй байдаг. Үүнийг ашиглахын тулд дөрвөлжин хэлбэртэй байх ёстой. Бэлэн материалыг ган утсаар боловсруулсны дараа утсаар ижил хавтан болгон хуваасан байна. Хавтангийн хэмжээ нь 0.25-0.3 сантиметр хооронд хэлбэлздэг. Үүний дараа тэдгээрийг цэвэрлэж, согог, үүсгэж болох эрчим хүчний түвшинг шалгана.
4. Фотоволтайк эсийн хөгжил. Цахиурыг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх чадвартай болгохын тулд түүнд фосфортой бор нэмдэг. Боловсруулсны дараа фосфор нь n төрлийн чөлөөт электрон бөгөөд бортой тал нь эдгээр электронуудыг агуулдаггүй бөгөөд p төрлийн байдаг. Ийнхүү хоёр талын хооронд шилжилт гарч ирнэ.
5. Угсрах үйл явц. Эхлээд ялтсууд нь гинжээр, дараа нь блокоор холбогддог. Нэг хавтан нь дунджаар 2 В, 0.6 Вт хүчдэлтэй байдаг. Батерейны хүч нь эсийн тооноос бүрэн хамаардаг. Хүчдэлийн түвшинг холболтын дарааллаар олж авна. Бүх элементүүд болон модулиуд нь хоорондоо зэрэгцээ холбогдсон байна. Бүх эсүүд нь тусгай хальсаар хучигдсан, шилэн гадаргуу руу шилжиж, тэгш өнцөгт хүрээтэй байна. Модуль бэлэн болсны дараа үүнийг шалгана. Бүрэн шалгасны дараа ашиглахад бэлэн болно.

Нарны зайг хооронд нь зэрэгцээ, цуваа эсвэл зэрэгцээ цуваа холбож болно. Сонголт нь процессын явцад ямар хүчдэл авах шаардлагатай байгаагаас бүрэн хамаарна.

Поликристал цахиурын үйлдвэрлэлийн процесс

Үйл явцПоликристалл цахиур дээр суурилсан модулийг үйлдвэрлэх нь нэг талст цахиуртай ижил аргаар явагддаг. Энэ ялгаа нь зөвхөн талстуудын өсөлтөд л байдаг. Үүний хэд хэдэн арга байдаг, гэхдээ одоогоор зөвхөн нэг нь алдартай болсон - Siemens процесс. Аргын бүх мөн чанар нь эхлээд силаныг багасгаж, чөлөөт цахиурыг тунадасжуулахад оршино. Үүнийг 600-аас 1350 хэмийн температурын горим ашиглан устөрөгч болон силаны элементүүдийг агуулсан тусгай хольцтой харилцан үйлчилнэ.

Нарны зайг үйлдвэрлэх процесс ингэж явагддаг.

Гэрийн нөхцөлд нарны хавтанг хэрхэн хийх вэ?

Өөрийнхөө гараар нарны зайг угсрах нь нэлээд хэцүү, бүр бараг боломжгүй гэж олон хүн таамаглах хандлагатай байдаг. Үнэндээ бүх зүйл өөр байдаг. Энэ нь маш их хүчин чармайлт гаргах болно, гэхдээ процесс нь өөрөө анх харахад тийм ч хэцүү биш юм. Ажлын явцад тулгарч болох гол бэрхшээл бол нарны зайг өөрийн гараар цуглуулах явдал юм. Хэрэв та ийм механизмыг өөрөө бий болгож чадвал нийтийн үйлчилгээний төлбөрийг төлөхөөс татгалзахаас гадна өөрийн бизнесээ хэрэгжүүлэх талаар бодож болно. Одоогийн байдлаар нарны хавтангууд нь тэдгээрийн үйлдвэрлэсэн эрчим хүчийг борлуулахад маш их хамааралтай юм. Хамгийн гол нь төлбөрийг хамгийн тогтвортой валютуудын нэг болох еврогоор хийдэг. Нарны зай үйлдвэрлэхэд анхаарал хандуулах хэрэггүй гэж үү?

Фотоцеллатай ажиллахын тулд танд байх шаардлагатайэнэ чиглэлээр ур чадвар, туршлага. Юуны өмнө энэ нь гагнах, түүнчлэн бүх элементүүдийг хүндэтгэхтэй холбоотой юм. Ажиллахын тулд нарийн ширхэгтэй ажилд тохирсон сайн гагнуурын хэрэгсэлтэй байх шаардлагатай. Ганц болон олон талстыг бие даан бүтээх нь ажиллахгүй болно. Үүний тулд та бэлэн хоосон зайг ашиглаж болно.

Фотоцеллер

Ажлын эхний алхам бол шаардлагатай фотоэлементүүдийг сонгох явдал юм. Батерейг ажиллуулахын тулд поли- ба моноселлер бүхий цахиурыг ашиглаж болно. Хамгийн гол нь ажиллахдаа гүйцэтгэлийн түвшин, нюансыг харгалзан үзэх явдал юм. Жишээлбэл, моноэлелүүдийн үр ашиг өндөр байдаг бол полиэлелүүдийн хувьд үүлэрхэг цаг агаарт их хэмжээний энерги алдагддаг.

Бүх нүдийг ангид хуваасан. Тэдгээрийн нийт дөрөв нь байдаг. А зэрэг нь ямар ч согоггүй хамгийн сайн чанартай. Энэ анги нь хатуу, том байгууллага, компаниудын ажилд ашиглагддаг. Гүйцэтгэл өндөр боловч зардал нь тохиромжтой байх болно.

Батерейг өөрөө үйлдвэрлэсэн тохиолдолд В ангиллыг сонгох боломжтой. Үр ашиг нь өмнөх үүрнээсээ бага, харин өртөг нь мэдэгдэхүйц ялгаатай. Зарим байгууллага худалдаанд зориулж батерей үйлдвэрлэхдээ энэ ангиллыг ашигладаг бөгөөд энэ нь үр ашиг багатайг тайлбарлаж байна.

Зарим хүмүүс хэрэгцээт бүхнээ онлайн дэлгүүрээр дамжуулан худалдаж авдаг. Хэрэв та төрөлжсөн дэлгүүрт очвол бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэг дор худалдаж авах боломжтой. Тэгвэл та хүргэлтийг хүлээх шаардлагагүй болно.

Багцууд

Нарны зайг цуглуулахад дан ганц эс хангалтгүй, учир нь тэд ямар нэг байдлаар байх ёстой.схемийн дагуу бие биетэйгээ холбогдох. Энэ нь дамжуулагч болон нэмэлт материалыг ашиглах шаардлагатай болно. Тийм ч учраас зарим үйлдвэрлэгчид бэлэн иж бүрдэл худалдаж авахыг санал болгодог бөгөөд үүнд ажиллахад шаардлагатай бүх материал аль хэдийн бэлэн байдаг.

Энэ багцад 72 хүртэлх элемент, дамжуулагч, дугуй, хэлхээний диод, түүнчлэн гагнуурын тусгай хүчил агуулсан харандаа багтаж болно.

Зарим иж бүрдэл нь дамжуулагчийг гагнах бэлэн фотоэлелүүдийг агуулж болно. Цуглуулахын тулд бүх зүйлийг схемийн дагуу цуглуулж, холбоход л хангалттай. Нарны хавтанг угсрах нарны зайг гараар холбосон тохиолдолд энэ сонголт хамгийн оновчтой байдаг. Материал нь маш жижиг бөгөөд хэврэг тул үйл явцад хэд хэдэн асуудал үүсгэдэг.

Гагнах

Бүх материалыг - элемент ба дамжуулагчийг тусад нь худалдаж авсан тохиолдолд нарны зайг гагнах бүх үйл явц иймэрхүү харагдах болно:

1. Дамжуулагчийг хүссэн уртаар таслав. Загварын дагуу энэ ажлыг хийх нь хамгийн сайн арга юм.
2. Дамжуулагчийг фотоэлел дээр цэвэрхэн байрлуулсан.
3. Хүчил ба гагнуурыг гагнаж байгаа газарт хэрэглэнэ. Шилжихээс зайлсхийхийн тулд та хүнд зүйлийг нэг үзүүрт нь тавьж болно.
4. Дамжуулагчийг болгоомжтой гагнах хэрэгтэй. Эсүүд нэлээд хэврэг байдаг тул тэдгээрт хүчээр үйлчлэхийг зөвлөдөггүй.

Энэ ажил нь маш хэцүү ажил бөгөөд эхний удаад бүх зүйл сайхан болно гэдэг нь үнэн биш, та бүх үйл явцыг хэд хэдэн удаа давтах шаардлагатай байж магадгүй юм. Дүрмийг нь судалбал ойлгоноМөнгө дамжуулагчийн тунадас нь гурван гагнуурын мөчлөгт зориулагдсан. Дамжуулагч дээр гагнуурыг урьдчилан түрхэх тохиолдол байдаг бөгөөд үйлдвэрлэгч үүнийг даруй анхааруулдаг. Гэхдээ үүнийг нэмэлтээр хэрэглэх нь дээр. Ашиглалтын явцад өндөр даралтаас болж эвдэрч гэмтэх боломжтой тул нарны зайг давхарлан байрлуулахыг хориглоно.

Битүүмжлэх

Ажлын эцсийн шат бол бүх элементүүдийг битүүмжлэх явдал юм. Гэхдээ үүнийг үргэлжлүүлэхээсээ өмнө гагнуурын найдвартай байдалд анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй. Үүний тулд мультиметр ашигладаг. Шалгалтыг бүх ажил дууссаны дараа эсвэл бүхэл бүтэн процессын явцад элемент бүрийг гагнахын дараа хийж болно.

Силикон чигжээсийг битүүмжлэх процесст ихэвчлэн ашигладаг. Юуны өмнө энэ нь элементүүдийн холбоос дээр, дараа нь хавтангийн бүх гадаргуу дээр хэрэглэнэ. Ийм ажилд та сойз ашиглаж болно, гэхдээ та эсийг байрнаасаа хялбархан хөдөлгөх боломжтой тул зөвхөн үе мөчний зориулалтаар ашиглах хэрэгтэй. Бүх зүйл хатсаны дараа тагийг нь хааж болно.

Гэрт батарей сонгох

Одоогоор та монокристал, поликристал гэсэн хоёр төрлийн нарны зайтай батерейг олох боломжтой.

Төрөл бүр давуу болон сул талуудтай бөгөөд та худалдан авалт хийхээсээ өмнө урьдчилан мэдэж байх хэрэгтэй.

Зах зээл, үйлдвэрлэлийн боломжууд зогсохгүй, үйлдвэрлэлийн явцад янз бүрийн технологи ашигладаг шинэ бүтээгдэхүүнүүд байнга гарч ирдэг. Сонголт хийхээсээ өмнө шинж чанарт анхаарлаа хандуулахыг зөвлөж байнанарны зай: үр ашгийн түвшинд, өдрийн цагаар эрчим хүч хуримтлуулж, шөнийн цагаар үйлдвэрлэх чадвартай батерей байгаа эсэх. Эдгээр бүх өгөгдлийг үйлдвэрлэгчээс урьдчилан өгсөн бөгөөд тэдгээрийг төрөлжсөн дэлгүүрээс олж болно. Эхлээд интернетээс мэдээлэл олж авах эсвэл аль сонголт нь хамгийн сайн болохыг мэргэжилтнүүдтэй ярилцах нь дээр.