การผลิตแผงโซลาร์เซลล์คืออะไร?
การผลิตแผงโซลาร์เซลล์เป็นกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าที่ใช้งานได้
การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นผ่านเอฟเฟกต์เซลล์แสงอาทิตย์ที่ค้นพบในปี 1839 โดย Alexandre Edmond Becquerel ซึ่ง
ช่วยให้เซลล์แสงอาทิตย์สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกับแสง
ที่ กระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ เกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนที่สำคัญจากซิลิคอนดิบ
การสกัดไปยังการติดตั้งโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ขั้นสุดท้ายบนหลังคาหรือในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
7 ขั้นตอนพื้นฐานของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์
1. การสกัดซิลิคอนและการทำให้บริสุทธิ์
ครั้งแรก ขั้นตอนในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ เริ่มต้นด้วยการสกัดซิลิคอนจากผืนควอตซ์ (Sio₂)
ซิลิคอนคิดเป็นประมาณ 90% ของเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์ในปัจจุบัน
กระบวนการทำให้บริสุทธิ์:
- การลดลงของควอตซ์ในเตาอาร์คไฟฟ้าที่ 3,632°F (2,000°c)
- การผลิตซิลิคอนโลหะ (ความบริสุทธิ์ 98%)
- การทำให้บริสุทธิ์ทางเคมีผ่านกระบวนการซีเมนส์เพื่อให้ได้ความบริสุทธิ์ 99.9999%
- การผลิตซิลิคอนเกรดสุริยะ
ขั้นตอนนี้ใช้พลังงานจำนวนมหาศาลคิดเป็นประมาณ 45% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดของแผงโซลาร์เซลล์
2. การสร้างแท่งซิลิคอนผลึก
เมื่อบริสุทธิ์ซิลิกอนจะถูกละลายและตกผลึกเพื่อสร้างแท่งทรงกระบอก (monocrystalline) หรือบล็อกสี่เหลี่ยมจัตุรัส
(polycrystalline)
สองวิธีหลัก:
- วิธี Czochralski: ผลิตซิลิกอน monocrystalline ที่มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า (20-22%)
- วิธีการหล่อ: ผลิตซิลิกอน polycrystalline ราคาไม่แพง แต่มีประสิทธิภาพต่ำกว่า
(15-17%)
3. เวเฟอร์หั่น
Ingots จะถูกหั่นเป็นแผ่นบาง ๆ ที่เรียกว่า เวเฟอร์ ใช้เลื่อยลวดเพชร นี้
ขั้นตอนการผลิตที่สำคัญ กำหนดความหนาสุดท้ายของเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์
ลักษณะของเวเฟอร์:
- ความหนา: 180 ถึง 200 ไมโครเมตร
- การสูญเสียวัสดุ: ประมาณ 50% ในระหว่างการตัด
- พื้นผิวขัดและพื้นผิวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับแสง
4. การก่อตัวของเซลล์แสงอาทิตย์
ขั้นตอนนี้เปลี่ยนเวเฟอร์เป็นเซลล์ที่ใช้งานได้ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้
กระบวนการยาสลบ:
- ยาสลบ P-type: การเพิ่มโบรอนเพื่อสร้างค่าใช้จ่ายในเชิงบวก
- N-type doping: การรวมฟอสฟอรัสสำหรับค่าใช้จ่ายเชิงลบ
- การก่อตัวของทางแยก PN หัวใจของเอฟเฟกต์โซลาร์เซลล์
การเพิ่มหน้าสัมผัสไฟฟ้า:
- การพิมพ์หน้าจอของพาสเทสนำไฟฟ้า (เงินอลูมิเนียม)
- การยิงอุณหภูมิสูงเพื่อหลอมรวมการติดต่อ
- การทดสอบไฟฟ้าของแต่ละเซลล์
5. ชุดประกอบโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์
แต่ละเซลล์จะประกอบเป็นรูปแบบ แผงโซลาร์เซลล์ที่สมบูรณ์-
โครงสร้างโมดูล:
- แก้วต่อต้านแสงสะท้อน (หน้าด้านหน้า)
- EVA (เอทิลีนไวนิลอะซิเตท) encapsulant
- เซลล์แสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อถึงกัน
- แผ่นหลังป้องกัน (ใบหน้าด้านหลัง)
- กรอบอลูมิเนียมเพื่อความแข็งแกร่ง
ล่าสุด นวัตกรรมในแผง
การผลิต รวมถึงเทคโนโลยี TopCon และ Heterojunction ทำให้มีประสิทธิภาพเกิน 23%
6. การทดสอบคุณภาพและการรับรอง
แผงโซลาร์เซลล์แต่ละแผงผ่าน การทดสอบอย่างเข้มงวด เพื่อรับประกันประสิทธิภาพและความทนทาน:
- การทดสอบพลังงานภายใต้เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน (STC)
- การทดสอบฉนวนไฟฟ้า
- การทดสอบความต้านทานต่อสภาพอากาศ
- การรับรองระหว่างประเทศ (IEC 61215, IEC 61730)
7. การติดตั้งและการว่าจ้าง
ขั้นตอนสุดท้ายเกี่ยวข้องกับการติดตั้งแผงควบคุมที่ไซต์ปลายทางของพวกเขา:
การติดตั้งที่อยู่อาศัย:
- การศึกษาความเป็นไปได้โดยใช้เครื่องมือเช่นPVGIS24
- การติดตั้งหลังคาหรือพื้นดิน
- การเชื่อมต่อไฟฟ้าและการว่าจ้าง
การติดตั้งเชิงพาณิชย์:
- โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่
- การรวมกริด
- ระบบตรวจสอบขั้นสูง
เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์
เซลล์ Perovskite
เซลล์ Perovskite เป็นตัวแทนของอนาคตของการผลิตโซลาร์เซลล์ด้วยทฤษฎี
ประสิทธิภาพเกิน 40% ในการกำหนดค่าควบคู่
เซลล์ bifacial
เซลล์เหล่านี้จับแสงทั้งสองด้านเพิ่มการผลิตพลังงาน 10 ถึง 30% ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม
การผลิตฟิล์มบาง
อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับซิลิคอนผลึกเทคโนโลยีนี้ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์น้อยลงในขณะที่ยังคงรักษาความดี
ประสิทธิภาพ.
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน
การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สมัยใหม่รวมถึงความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น ที่ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแสงอาทิตย์
พลังงาน ลดลงอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการปรับปรุงทางเทคโนโลยี
เวลาคืนทุนพลังงาน: แผงโซลาร์เซลล์จะคืนพลังงานที่ใช้ในการผลิตภายใน 1 ถึง 4
ปีสำหรับอายุการใช้งาน 25 ถึง 30 ปี
การรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์
การแก้ปัญหา กำลังกลายเป็นสิ่งสำคัญด้วยโปรแกรมรีไซเคิลทำให้สามารถกู้คืนวัสดุได้ 95%
เพิ่มประสิทธิภาพโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณ
หากต้องการปรับขนาดการติดตั้งของคุณให้เหมาะสมให้ใช้ไฟล์ PVGIS เครื่องคิดเลขพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งคำนึงถึง:
- การฉายรังสีพลังงานแสงอาทิตย์ในภูมิภาคของคุณ
- การวางแนวที่ดีที่สุดและการเอียง
- การแรเงาและอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้น
- การผลิตพลังงานที่คาดการณ์ไว้
ที่ PVGIS เครื่องจำลองทางการเงิน ยังช่วยคุณด้วย
ประเมินผลกำไรของการลงทุนโซลาร์เซลล์ของคุณ
อนาคตของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์
ขั้นตอนการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ พัฒนาต่อไปด้วย:
- การเพิ่มระบบอัตโนมัติของสายการผลิต
- ลดต้นทุนการผลิต
- การปรับปรุงผลผลิตพลังงาน
- การบูรณาการปัญญาประดิษฐ์เพื่อการเพิ่มประสิทธิภาพ
เปรียบเทียบการผลิตที่แตกต่างกัน
วิธีการ แสดงให้เห็นว่าซิลิคอนผลึกยังคงโดดเด่น แต่เทคโนโลยีทางเลือกกำลังได้รับ
พื้น.
คำถามที่พบบ่อย - คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์
ใช้เวลานานแค่ไหนในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์?
การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ที่สมบูรณ์ตั้งแต่การสกัดซิลิคอนไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปใช้เวลาประมาณ 2 ถึง 4 สัปดาห์
อย่างไรก็ตามหากรวมการทำให้บริสุทธิ์ซิลิคอนกระบวนการสามารถขยายได้หลายเดือน
ความแตกต่างระหว่างเซลล์ monocrystalline และ polycrystalline คืออะไร?
เซลล์ Monocrystalline มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า (20-22%) และประสิทธิภาพต่ำที่ดีกว่า แต่มีราคาแพงกว่า
เซลล์ Polycrystalline มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าด้วยประสิทธิภาพ 15-17% แต่ต้องการพื้นที่มากขึ้นสำหรับการผลิตเดียวกัน
จำเป็นต้องใช้พลังงานมากแค่ไหนในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์?
การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 300W ต้องใช้พลังงานประมาณ 200-400 kWh ส่วนใหญ่สำหรับการทำให้บริสุทธิ์ซิลิคอน
พลังงานนี้ถูกชดเชยภายใน 1-4 ปีของการใช้งานขึ้นอยู่กับภูมิภาคการติดตั้ง
แผงโซลาร์เซลล์สามารถรีไซเคิลได้หรือไม่?
ใช่แผงโซลาร์เซลล์สามารถรีไซเคิลได้ 95% แก้วอลูมิเนียมและซิลิกอนสามารถกู้คืนและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ การรีไซเคิล
สิ่งอำนวยความสะดวกกำลังพัฒนาทั่วโลกเพื่อประมวลผลแผงรุ่นแรกที่มาถึงจุดสิ้นสุดของชีวิต
อายุการใช้งานของแผงโซลาร์เซลล์คืออะไร?
แผงโซลาร์เซลล์มีอายุการใช้งาน 25 ถึง 30 ปีโดยทั่วไปแล้วการรับประกันประสิทธิภาพจะรับประกันได้ว่า 80% ของเริ่มต้น
อำนาจหลังจาก 25 ปี บางแผงสามารถดำเนินการต่อไปได้นานกว่า 30 ปีด้วยการย่อยสลายอย่างค่อยเป็นค่อยไป
คุณภาพควบคุมได้อย่างไรในระหว่างการผลิต?
แต่ละขั้นตอนการผลิตรวมถึงการควบคุมคุณภาพ: การทดสอบไฟฟ้าของเซลล์, การตรวจสอบด้วยสายตา, เครื่องจักรกล,
การทดสอบความต้านทานการรับรองห้องปฏิบัติการอิสระและการทดสอบประสิทธิภาพภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน
ประเทศใดที่ครองการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลก
จีนคิดเป็นประมาณ 70% ของการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ทั่วโลกตามด้วยมาเลเซียเวียดนามและเยอรมนี
ยุโรปและสหรัฐอเมริกากำลังพัฒนากำลังการผลิตเพื่อลดการพึ่งพาอาศัยกัน
ประสิทธิภาพของแผงที่มีอยู่สามารถปรับปรุงได้หรือไม่?
เมื่อผลิตแล้วประสิทธิภาพของแผงจะไม่สามารถปรับปรุงได้ อย่างไรก็ตามการเพิ่มประสิทธิภาพการติดตั้ง (การวางแนว, เอียง,
ระบบทำความเย็น) สามารถเพิ่มการผลิตได้สูงสุด ตอนนี้คนรุ่นใหม่มีประสิทธิภาพมากกว่า 23%
หากต้องการความรู้โซลาร์เซลล์ของคุณให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณให้ปรึกษาของเรา สมบูรณ์ PVGIS แนะนำ และค้นพบของเรา มีรายละเอียด
เอกสาร สงวนไว้สำหรับสมาชิกระดับพรีเมี่ยม