Soarele a intrat in fluxul principal ca cea mai ieftina sursa de energie din lume, facand multi oameni sa se intrebe cum panourile fotovoltaice pot fi atat de eficiente si sa ofere totodata energie verde. Raspunzand la aceasta intrebare inseamna sa intelegi modul in care functioneaza panourile solare, modul in care acestea sunt fabricate si din ce sunt facute.

Cele mai multe panouri solare disponibile pe piata sunt realizate din siliciu monocristalin, policristalin sau subtire (amorf). In acest articol, vom explica diferitele moduri in care sunt fabricate celulele solare si ce materiale sunt necesare pentru fabricarea unui panou solar.

Cum este produs un panou solar?

Un modul fotovoltaic solar este compus din celule solare, sticla, EVA, spate si cadru. Astfel, la nivel de structura celulara, exista diferite tipuri de material pentru fabricare, cum ar fi monosiliciul, polisiliciul sau siliciul amorf. Primele doua tipuri de celule au un proces de fabricare similar.

Etapele productiei – 6 pasi in productia panoului solar

Pasul 1 – Nisipul

Totul incepe cu materia prima, care in cazul nostru este nisipul. Cele mai multe panouri solare sunt realizate din silicon, care este componenta principala in nisipul natural de plaja. Siliconul este disponibil din abundenta, ceea ce il face al 2-lea cel mai disponibil element de pe Pamant. Cu toate acestea, transformarea nisipului in siliciu de inalta calitate vine la un cost ridicat si este un proces intensiv energetic. Siliciul de inalta puritate este produs din nisip de cuart intr-un cuptor cu arc la temperaturi foarte ridicate.

Pasul 2 – Lingoul

Siliconul este colectat, de obicei sub forma de roci solide. Sute de roci se topesc impreuna la temperaturi ridicate pentru a forma lingouri in forma cilindrica. Pentru a atinge forma dorita, se utilizeaza un cuptor din otel, cilindric. In procesul de topire, toti atomii trebuie sa fie perfect aliniati in structura si orientarea dorita. In acest proces se adauga borul, are va da polaritatea electrica pozitiva a siliconului.

Celulele cristaline mono sunt fabricate dintr-un singur cristal de siliciu. Monosiliciul are o eficienta mai mare in conversia energiei solare in electricitate. Prin urmare, pretul panourilor monocristaline este mai mare. Celulele policristaline sunt fabricate din topirea mai multor cristale de siliciu impreuna. Le poti recunoaste prin aspectul de sticla zdrobita dat de diferitele cristale de siliciu. Dupa ce lingoul s-a racit, se face slefuirea si lustruirea lasand lingoul cu laturile plate.

Pasul 3 – Plachetele

Constituirea plachetelor este urmatorul pas in procesul de fabricare. Lingoul de silicon este taiat in discuri subtiri, numite plachete. Pentru taierea precisa se utilizeaza fierastraul cu fir. Plachetele foarte subtiri, asemeni hartiei.

Deoarece siliciul pur este stralucitor, poate reflecta lumina soarelui. Pentru a reduce cantitatea de lumina solara pierduta, se aplica un strat antireflectorizant pe placheta de siliciu.

Celula fotovoltaica

Pasul 4 – Celula fotovoltaica

Urmatoarele procese vor transforma plachetele in celule solare capabile sa converteasca energia solara in energie electrica. Fiecare placheta este tratata si conductorii metalici sunt adaugati pe fiecare suprafata. Conductorii dau plachetei o matrice asemanatoare unui grilaj. Aceasta va asigura conversia energiei solare in energie electrica. Acoperirea va facilita absorbtia luminii solare, mai degraba decat reflectia acesteia.

Intr-o camera de tip cuptor, fosforul este difuzat intr-un strat subtire deasupra plachetelor. Aceasta va incarca suprafata cu o orientare electrica negativa. Combinatia dintre bor si fosfor va da jonctiunea pozitiva – negativa, care este importanta pentru functionarea optima a celulei fotovoltaice.

Pasul 5 – De la celula fotovoltaica la panoul solar

Celulele solare sunt lipite impreuna, folosind conectori metalici pentru a lega celulele. Panourile solare sunt fabricate din celule solare integrate intr-o structura asemanatoare matricei. Ofertele actuale standard de pe piata sunt:

• 48 de panouri celulare potrivite pentru acoperisuri rezidentiale mici
• Panouri cu 60 de celule – aceasta este dimensiunea standard
• Panouri de 72 de celule – utilizate penru instalatii de mari dimensiuni

Dupa ce celulele sunt asamblate, pe partea frontala se adauga un strat subtire (aproximativ 6-7 mm) de sticla, indreptat spre soare. Foaia din spate este fabricata din material durabil, pe baza de polimeri. Acest lucru impiedica patrunderea apei, solului si a altor elemente. Ulterior se adauga caseta de jonctiune, pentru a permite conectarea in interiorul modulului.

Totul se reuneste odata ce rama este asamblata. Cadrul va oferi, de asemenea, montarea panoului intr-o varietate de moduri. EVA (etilen vinil acetat) este adezivul care leaga totul impreuna. Acesta este foarte important sa fie de o calitate ridicata, astfel incat sa nu deterioreze celulele in conditii meteorologice dure.

Inainte de finalizarea panourilor solare

Pasul 6 – Testarea modulelor

Odata ce modulul este gata, se efectueaza testarea pentru a se asigura ca celulele functioneaza conform asteptarilor. Conditiile standard de testare STC sunt utilizate ca punct de referinta. Panoul este pus intr-un tester blit la unitatea de productie. Ratingul arata toleranta de captare, iesirea, eficienta, tensiunea, curentul, impactul si temperatura.

Cercetarea si dezvoltarea in industria energiei solare vizeaza reducerea costurilor cu celulele solare si sporirea eficientei. Industria de fabricare a panourilor solare devine din ce in ce mai competitiva si se preconizeaza ca va deveni mai populara decat sursele conventionale de energie, cum ar fi combustibilii fosili.