Sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời là gì?
Sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời là một quá trình công nghệ phức tạp chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện có thể sử dụng.
Sự chuyển đổi này xảy ra thông qua hiệu ứng quang điện, được phát hiện vào năm 1839 bởi Alexandre Edmond Becquerel, mà
Cho phép pin mặt trời tạo ra dòng điện khi tiếp xúc với ánh sáng.
Các Quy trình sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời liên quan đến một số giai đoạn quan trọng, từ silicon thô
Khai thác để cài đặt cuối cùng các mô -đun quang điện trên mái nhà hoặc trong các nhà máy năng lượng mặt trời.
7 bước cơ bản của sản xuất năng lượng mặt trời
1. Khai thác và thanh lọc silicon
Đầu tiên Bước vào sản xuất năng lượng mặt trời Bắt đầu với việc chiết xuất silicon từ cát thạch anh (SIO₂).
Silicon chiếm khoảng 90% các tế bào quang điện hiện tại.
Quá trình thanh lọc:
- Giảm thạch anh trong lò hồ quang điện ở mức 3.632°F (2.000°C)
- Sản xuất silicon luyện kim (độ tinh khiết 98%)
- Tinh chế hóa học thông qua quy trình Siemens để đạt được độ tinh khiết 99,9999%
- Sản xuất silicon cấp năng lượng mặt trời
Giai đoạn này tiêu thụ một lượng năng lượng khổng lồ, chiếm khoảng 45% tổng lượng khí thải carbon của bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
2. Tạo thỏi silicon tinh thể
Sau khi được tinh chế, silicon được tan chảy và kết tinh để tạo thành các thỏi hình trụ (hoàn toàn đơn tinh thể) hoặc khối vuông
(đa tinh thể).
Hai phương pháp chính:
- Phương pháp Czochralski: Sản xuất silicon đơn tinh thể với hiệu quả vượt trội (20-22%)
- Phương pháp đúc: Sản xuất silicon đa tinh thể, ít tốn kém hơn nhưng với hiệu quả thấp hơn
(15-17%)
3. Cắt lát wafer
Các thỏi sau đó được cắt thành các đĩa mỏng được gọi là vệt Sử dụng cưa dây kim cương. Cái này
Bước sản xuất quan trọng Xác định độ dày cuối cùng của các tế bào quang điện.
Đặc điểm wafer:
- Độ dày: 180 đến 200 micromet
- Mất chất liệu: khoảng 50% trong khi cắt
- Bề mặt được đánh bóng và kết cấu để tối ưu hóa sự hấp thụ ánh sáng
4. Sự hình thành pin mặt trời
Giai đoạn này biến đổi wafer thành các tế bào chức năng có khả năng sản xuất điện.
Quá trình doping:
- Doping loại p: Thêm boron để tạo ra các khoản phí tích cực
- Doping loại n: kết hợp phốt pho cho các điện tích âm
- Sự hình thành của ngã ba PN, trái tim của hiệu ứng quang điện
Thêm tiếp điểm điện:
- In màn hình bột nhão dẫn điện (bạc, nhôm)
- Bắn nhiệt độ cao để cầu chì tiếp xúc
- Kiểm tra điện của từng tế bào
5. Lắp ráp mô -đun năng lượng mặt trời
Các tế bào riêng lẻ được lắp ráp để hình thành Hoàn thành các tấm pin mặt trời.
Cấu trúc mô -đun:
- Kính chống phản chiếu (mặt trước)
- Eva (ethylene vinyl acetate) đóng gói
- Các tế bào quang điện liên kết
- Backective Back -Backed (mặt sau)
- Khung nhôm cho độ cứng
Gần đây đổi mới trong bảng điều khiển
chế tạo Bao gồm các công nghệ Topcon và Heterojunon, cho phép hiệu quả vượt quá 23%.
6. Kiểm tra và chứng nhận chất lượng
Mỗi bảng điều khiển năng lượng mặt trời đều trải qua Thử nghiệm nghiêm ngặt Để đảm bảo hiệu suất và độ bền:
- Kiểm tra điện trong điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn (STC)
- Thử nghiệm cách điện điện
- Kiểm tra sức cản thời tiết
- Chứng nhận quốc tế (IEC 61215, IEC 61730)
7. Cài đặt và vận hành
Bước cuối cùng liên quan đến việc cài đặt bảng tại trang web đích của họ:
Cài đặt dân cư:
- Nghiên cứu khả thi sử dụng các công cụ nhưPVGIS24
- Mái nhà hoặc mặt đất gắn
- Kết nối điện và vận hành
Cài đặt thương mại:
- Nhà máy điện mặt trời quy mô lớn
- Tích hợp lưới
- Hệ thống giám sát nâng cao
Các công nghệ mới nổi trong sản xuất năng lượng mặt trời
Các tế bào perovskite
Các tế bào perovskite đại diện cho tương lai của sản xuất quang điện với lý thuyết
Hiệu quả vượt quá 40% trong cấu hình song song.
Các tế bào hai chiều
Những tế bào này thu được ánh sáng ở cả hai bên, tăng sản lượng năng lượng từ 10 đến 30% tùy thuộc vào môi trường.
Sản xuất màng mỏng
Một giải pháp thay thế cho silicon tinh thể, công nghệ này sử dụng ít vật liệu bán dẫn hơn trong khi duy trì tốt
hiệu quả.
Tác động môi trường và tính bền vững
Sản xuất năng lượng mặt trời hiện đại kết hợp các mối quan tâm về môi trường ngày càng tăng. Các Tác động môi trường của năng lượng mặt trời
năng lượng tiếp tục giảm nhờ những cải tiến công nghệ.
Thời gian hoàn vốn năng lượng: Một bảng điều khiển năng lượng mặt trời hoàn trả năng lượng được sử dụng trong sản xuất của nó trong vòng 1 đến 4
năm, trong tuổi thọ từ 25 đến 30 năm.
Tái chế bảng điều khiển năng lượng mặt trời
giải pháp cũng đang trở nên quan trọng, với các chương trình tái chế cho phép thu hồi 95% vật liệu.
Tối ưu hóa dự án năng lượng mặt trời của bạn
Để kích thước đúng cách cài đặt của bạn, hãy sử dụng PVGIS Máy tính mặt trời có tính đến:
- Chiếu xạ mặt trời trong khu vực của bạn
- Định hướng tối ưu và độ nghiêng
- Phong tiềm năng và chướng ngại vật
- Sản xuất năng lượng dự kiến
Các PVGIS Mô phỏng tài chính cũng giúp bạn
Đánh giá lợi nhuận của đầu tư quang điện của bạn.
Tương lai của sản xuất năng lượng mặt trời
Các bước sản xuất quang điện Tiếp tục phát triển với:
- Tăng tự động hóa dây chuyền sản xuất
- Giảm chi phí sản xuất
- Cải thiện năng suất năng lượng
- Tích hợp trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa
So sánh sản xuất khác nhau
Phương pháp cho thấy rằng silicon tinh thể vẫn chiếm ưu thế, nhưng các công nghệ thay thế đang đạt được
đất.
Câu hỏi thường gặp - Câu hỏi thường gặp về sản xuất năng lượng mặt trời
Mất bao lâu để sản xuất một tấm pin mặt trời?
Hoàn thành sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời, từ khai thác silicon đến thành phẩm, mất khoảng 2 đến 4 tuần.
Tuy nhiên, nếu bao gồm tinh chế silicon, quá trình này có thể kéo dài trong vài tháng.
Sự khác biệt giữa các tế bào đơn tinh thể và đa tinh thể là gì?
Các tế bào đơn tinh thể cung cấp hiệu quả vượt trội (20-22%) và hiệu suất ánh sáng yếu tốt hơn nhưng đắt hơn.
Các tế bào đa tinh thể ít tốn kém hơn với hiệu suất 15-17% nhưng đòi hỏi nhiều không gian hơn cho cùng một sản xuất.
Cần bao nhiêu năng lượng để sản xuất một tấm pin mặt trời?
Sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời 300W cần khoảng 200-400 kWh năng lượng, chủ yếu để tinh chế silicon.
Năng lượng này được bù đắp trong vòng 1-4 năm kể từ khi sử dụng tùy thuộc vào vùng cài đặt.
Các tấm pin mặt trời có thể tái chế không?
Có, tấm pin mặt trời có thể tái chế 95%. Thủy tinh, nhôm và silicon có thể được phục hồi và tái sử dụng. Tái chế
Các cơ sở đang phát triển trên toàn thế giới để xử lý thế hệ bảng đầu tiên đạt đến cuối đời.
Tuổi thọ của bảng điều khiển năng lượng mặt trời là gì?
Một bảng điều khiển năng lượng mặt trời có tuổi thọ từ 25 đến 30 năm với bảo hành hiệu suất thường đảm bảo 80% ban đầu
Sức mạnh sau 25 năm. Một số bảng có thể tiếp tục hoạt động sau 30 năm với sự xuống cấp dần dần.
Chất lượng được kiểm soát trong quá trình sản xuất như thế nào?
Mỗi giai đoạn sản xuất bao gồm các điều khiển chất lượng: kiểm tra điện của các tế bào, kiểm tra trực quan, cơ học
Kiểm tra kháng thuốc, chứng nhận phòng thí nghiệm độc lập và kiểm tra hiệu suất trong các điều kiện tiêu chuẩn.
Những quốc gia nào thống trị sản xuất năng lượng mặt trời toàn cầu?
Trung Quốc chiếm khoảng 70% sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời toàn cầu, tiếp theo là Malaysia, Việt Nam và Đức.
Châu Âu và Hoa Kỳ cũng đang phát triển năng lực sản xuất của họ để giảm sự phụ thuộc.
Hiệu quả của các bảng hiện có có thể được cải thiện?
Sau khi được sản xuất, hiệu quả của một bảng điều khiển không thể được cải thiện. Tuy nhiên, tối ưu hóa cài đặt (định hướng, nghiêng,
hệ thống làm mát) có thể tối đa hóa sản xuất. Các thế hệ mới hiện đạt được hiệu quả hơn 23%.
Để làm sâu sắc thêm kiến thức quang điện của bạn và tối ưu hóa dự án năng lượng mặt trời của bạn, hãy tham khảo ý kiến của chúng tôi hoàn thành PVGIS hướng dẫn và khám phá của chúng tôi chi tiết
tài liệu Dành riêng cho người đăng ký cao cấp.
