Eng Ru
Отправить письмо

Оборудование для производства солнечных батарей. Технология изготовления. Технология производства солнечных панелей

$direct1

Оборудование для производства солнечных батарей. Технология изготовления :: BusinessMan.ru

Если обратить внимание на крыши многих частных домов или небольших компаний, то там можно увидеть солнечные батареи. Подорожание энергоносителей приводит к тому, что люди начинают искать альтернативные источники. В этих условиях спрос на солнечные батареи растет день ото дня.

Потенциальные возможности

В условиях растущей популярности альтернативных источников энергии целесообразно вовремя занять нишу в рынке. Для этого необходимо для начала приобрести оборудование для производства солнечных батарей. Его можно купить как в странах Европы, США и СНГ, так и в Китае.

В зависимости от спроса на эти изделия в вашем регионе или в местах, куда вы сможете поставлять произведенный товар, необходимо определиться с тем, на что будет ориентировано ваше производство. В настоящее время на рынке можно найти панели, предназначенные для различных сфер использования.

Это могут быть как легкие переносные варианты, которые берут с собой в туристические походы, стационарные модули, подходящие для установки на крышах помещений и жилых домов, или мощные панели, которые используют в качестве небольших электростанций.

Рабочие линии

Если у вас есть помещение для изготовления, тогда можно задуматься и о том, чтобы купить оборудование для производства солнечных батарей. Также не стоит забывать, что при их изготовлении у вас должны всегда быть в достаточном количестве необходимые расходные комплектующие.

Так, в список необходимого оборудования попадают станки, которые нарезают лазером материал для панелей на квадраты, сортируют их, ламинируют, вставляют в рамы и соединяют их вместе. Помимо этого, для производства необходимы машины, которые занимаются замешиванием специального клея, обрезают пленку под панелью и их края. Не обойтись при изготовлении и без столов, на которых необходимо будет корректировать углы, вставлять в панели провода и формировать их, и тележек, предназначенных для их перемещения и прессования.

Каждый станок для производства солнечных батарей является незаменимым компонентом линии по их изготовлению. Поэтому, прежде чем начинать заказывать материалы для производства, подсчитайте общую стоимость оборудования и проанализируйте, можете ли вы позволить себе такие траты. Правда, при этом стоит учесть, что при наличии каналов сбыта, они достаточно быстро окупаются.

Процесс изготовления

Если вы видели солнечные батареи раньше только на картинках и плохо себе представляете, как идет их создание, тогда лучше найти человека, которому известна технология производства солнечных батарей. Если говорить о ней в общих чертах, то надо знать, что она состоит из ряда этапов.

Начинается изготовление с проверки и подготовки к работе поступивших в цех материалов. После нарезки и сортировки фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) они поступают на оборудование, на котором проходит процесс припайки к контактам панелей специальных луженных шинок из меди. Лишь после этого начинается процесс соединения всех ФЭП в цепочки необходимой длины.

Следующим этапом является создание сэндвича, который состоит из собранных в матрицу преобразователей, стекла, двух слоев герметизирующей пленки и тыльной стороны панели. Именно на этой стадии оборудование для производства солнечных батарей формирует схему модуля, тут же определяется его рабочее напряжение.

Собранную конструкцию проверяют и отправляют на ламинирование – герметизацию, которая проходит под давлением при высокой температуре. Лишь после этого на подготовленный полуфабрикат крепят раму и монтируют специальную коммутационную коробку.

Тестирование продукции

Встретить на рынке брак среди подобных товаров практически невозможно, ведь каждая панель после сборки попадает в специальный цех тестирования.

Именно там их проверяют на возможность пробоя напряжением. После этого они сортируются, пакуются и отправляются в продажу, в магазинах можно встреть как небольшие переносные варианты, так и солнечные батареи для дома.

Производство этих видов практически ничем не отличается.

Конечно, безукоснительно соблюдать все этапы может позволить себе только крупный производитель с большими объемами производства и достаточным количеством сотрудников. Новым мелким изготовителям тяжело конкурировать с гигантами, ведь единовременное создание больших партий позволяет уменьшить себестоимость продукции.

businessman.ru

Такое ли "зеленое" производство электроэнергии солнечными модулями?: engineering_ru

SF:Болтовня об экологической опасности или безопасности производства солнечных панелей на уровне «слышал» и «мне сказал эксперт» достала поэтому с радостью прочитал сие:

HRImaginechinaCorbis4230427566-1408396569396Photo: Imaginechina/Corbis.Контроль качества на китайском предприятии.

Производство электроэнергии солнечными модулями совсем не такое «зеленое» как многие думают.

Источник.

Солнечные панели мерцающие на солнце являются иконой для всех «зеленых». Но является ли генерация электроэнергии с помощью солнечных батарей действительно более щадящей для окружающей среды, чем сжигание ископаемого топлива? Несколько инцидентов загрязнения окружающей среды связаны с производством этих сияющих символов «зеленых». И оказывается, что время, необходимое для компенсации энергии и парниковых газов, затрачиваемой и выбрасываемых в производстве панелей существенно варьируется в зависимости от технологии и географии.

(SF: в статье (см. ссылку) указывается, что минимальная эмиссия у CdTe и главное, что по меньшей мере 89% вредных выбросов могут быть сокращены при производстве электроэнергии применением фотовольтаики.)

Это была плохая новость. Хорошей новостью является то, что промышленность может легко устранить многие из побочных эффектов, которые существуют. Это возможно отчасти потому, что, начиная с 2008 года, производство фотовольтаики переехало из Европы, Японии и Соединенных Штатов Америки в Китай, Малайзию, на Филиппины и Тайвань. Сегодня почти половина солнечных модулей в мире производится в Китае. В результате, хотя в целом послужной список в отрасли хорош, те страны которые сегодня производят основную массу, как правило, меньше всего заботятся о защите окружающей среды и рабочих на производстве.

Чтобы понять в чем именно проблемы, и как они могут быть решены, необходимо знать кое-что о том, как фотоэлектрические панели изготовлены. В то время как солнечная энергия может быть получена с помощью различных технологий, подавляющее большинство солнечных батарей сегодня берут начало с получения кварца, как наиболее распространенной формы кремнезема (диоксида кремния), которая перерабатывается в кремний. На этом этапе возникает первая проблема: кварц добывается из шахт, где шахтеры рискуют приобрести силикоз легких.

В начале переработки кварц превращается в металлургический кремний, вещество используемое в основном для упрочнения стали и других металлов. Это происходит в гигантских печах, и держать их горячими требует большого количества энергии (подробности - ниже). К счастью, на этом этапе выбросы, в основном диоксида углерода и диоксида серы, не могу навредить людям, работающим на таких заводах или находящимся вблизи предприятий.

Следующим шагом является переработка металлургического кремния в более чистый – поликремний. В ходе процесса производится кремниевый тетрахлорид - очень токсичное соединение кремния. Процесс очистки включает реакцию соляной кислоты с металлургическим кремнием, чтобы получить трихлорсилан. Трихлорсилан затем реагирует с водородом, получая поликремний вместе с жидким кремниевым тетрахлоридом - три или четыре тонны тетрахлорида на каждую тонну поликремния.

Большинство производителей перерабатывают эти отходы, чтобы произвести больше поликремния. Получение кремния из тетрахлорида кремния требуется меньше энергии, чем его получение из сырого диоксида кремния, таким образом утилизация этих отходов помогает сэкономить деньги производителеям. Но такое оборудование может стоить десятки миллионов долларов. Таким образом, побочный продукт часто просто выбрасывается. При взаимодействии с водой, а это трудно предотвратить, в окружающей среде оказываются: соляная кислата и вредные испарения.

Когда промышленность фотовольтаики была меньше, производители солнечных элементов приобретали кремний у производителей микроэлектроники, которые отбраковывали этот кремний в связи с недостаточной чистотой. Но бум в солнечной энергетике потребовал болше кремния, и большое количество производства поликремния были построено в Китае. Немногие страны в то время имели строгое законодательство, требуещего хранения и утилизации тетрахлорида кремния, и Китай не стал исключением, как это обнаружили репортеры Washington Post.

Расследование газеты, опубликованное в марте 2008 года, о китайском производителе поликремния, принадлежащий High-Technology Co., и расположенный недалеко от реки Хуанхэ в провинции Хэнань. Этот объект поставляет поликремний в Suntech Power Holdings, крупнейшему в мире производителю солнечных элементов, а также ряда других громким компаниям в этом бизнесе.

После публикации в Washington Post, цены на акции компаний упали. Инвесторы опасались, что откровения подорвут доверие к отрасли. В конце концов, защита окружающей среды это то, что привлекает привлекает поддержку общественности и следовательно поощряется например такми документами как Residential Renewable Energy Tax Credit в Соединенных Штатах. Те, кто приобретает для дома солнечные системы могут сократить свои налоговые отчисления на 30 процентов до 2016 года.

Чтобы защитить репутацию отрасли, производители "солнечных" панелей начали "давить" в области природоохранной деятельности на поставщиков поликристаллического кремния. Следовательно, в настоящее время ситуация улучшается. В 2011 Китай устанавил стандарты требующие, чтобы компании перерабатывать по меньшей мере 98,5 процента выбросов кремниевого тетрахлорида. Новые правила легко осуществить если заводы установят соответствующее оборудование. Тем не менее, нам еще предстоит увидеть, насколько хорошо проводится в жизнь эти стандарты.

Проблема может полностью исчезнуть в будущем. Так, исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) в Голден, штат Колорадо ищут способы, чтобы получать поликремний при реакции с этанолом вместо применения химических веществ на основе хлора, что позволяет избежать создания кремния тетрахлорида в целом.

Борьба за превращение фотовольтаики в истинно «зеленую» отрасль на этом не заканчивается. Производители солнечных элементов формируют куски поликристаллического кремния для формирования квадратообразных слитков, а затем режут слитки на пластины. Затем они легируют кремниевые пластины, создавая необходимую архитектуру солнечной батареи.

Все эти шаги требуют участия опасных химических веществ. Например, производители используют HF (фтористоводородная или плавиковая кислота) для очистки пластин, удаления дефектов, полировки и текстуризации. Плавиковая кислота прекрасно подходит для всех этих вещей, но однако это весьма агрессивная жидкость которая при контакте с человеческим телом разрушает ткани и декальцифицирует кости. Работа с плавиковой кислотой требует крайней осторожности, и она должна быть утилизированы должным образом.

Но несчастные случаи случаются, и, чаще всего, в местах, которые имеют ограниченный опыт изготовления полупроводников или имеют не достаточно жесткие стандарты связанные с охраной окружающей среды. В августе 2011 года завод в китайской провинции Чжэцзян, принадлежащей Jinko Solar Holding Co., одиной из крупнейших компаний в мире, сбросил плавиковую кислоту в находящуюся рядом реку, погибла рыба. Фермеры, обрабатывающие соседние земли, использовали загрязненную воду - случайно погибли десятки свиней.

При исследовании мертвых животных, китайские власти обнаружили, что уровни фтористоводородной кислоты в реке в 10 раз превышали допустимый предел, и вероятно эти значения получены уже после того как основная масса фтористоводородной кислоты ушла вниз по течению. Сотни местных жителей, в бешенстве из-за инцидента, штурмовали и временно заняли производственные мощности. Опять же, инвесторы отреагировали негативно: когда СМИ сообщили о происшествии, акции Jinko упали более чем на 40 процентов.

Процессы на основе HF - это угроза для окружающей среды. Исследователи Rohm & Haas Electronic Materials, дочерняя компания Dow Chemical, предложили заменитель фтористоводородной кислоты, используемой в производстве солнечных элементов. Хорошим кандидатом является гидроксид натрия (NaOH). Хотя NaOH сам довольно едкий химикат, он легче при обработке и утилизации и персонал поджержен гораздо более низкому риску. Кроме того, сточные воды с NaOH гораздо легче в очистке.

Хотя более 90 процентов «солнечных» панелей, сделанных сегодня производятся из поликремния, давно существует новый подход: тонкопленочная технология солнечных элементов. Доля таких модулей, скорее всего, будет расти на рынке в течение следующего десятилетия, потому что они могут быть столь же эффективным, как на основе кремния, но дешевле в производстве, так как они потребляют меньше энергии и материалов.

Создатели тонкопленочных модулей осаждают слои полупроводникового материала непосредственно на подложку из стекла, металла или даже пластика вместо нарезки пластин из слитка кремния. Это означает меньше отходов и полностью исключает такие операции как плавка и нарезка кремния которые используются, чтобы сделать традиционные солнечные модули. В сущности, кусок стекла поступает на «вход» такого завода и полностью функционирующий модуль «выходит».

Переход к тонкопленочным солнечным элементам устраняет многие риски связанные с традиционным производством, потому что нет необходимости в проблемных - химических веществах: нет плавиковой кислоты и нет соляной кислоты. Но это вовсе не означает, что вы можете автоматически маркировать тонкопленочные солнечные батареи, как «зеленые».

Сегодня доминирующие технологии в этой области -это на основе теллуридакадмия CdTe и более поздний конкурент на основе полупроводника из меди, индия иселенида галлия (CIGS). В первом случае один полупроводниковый слой изготовлен из теллурида кадмия, а второй из сульфида кадмия. В последнем случае основной полупроводниковый материал CIGS, но второй слой, как правило, это сульфид кадмия. Таким образом, в каждой из этих технологий используются соединения, содержащие тяжелый металл - кадмий, который является одновременно канцерогенным и может привести к наследуемым мутациям. У таких производителей как First Solar есть большой опыт защиты работников от воздействия кадмия в процессе производства. Но есть информация о риске для работников, занятых кадмием на ранних стадиях обработки, в частности на рудниках, откуда поступает бОльшая часть кадмия. Воздействие кадмия после утилизации солнечных панелей также вызывает беспокойство. Большая часть теллурида кадмия которую надо обезвредить из-за поломок или дефектов изготовления, утилизируются в безопасных, контролируемых условиях. Фирма активно обеспечивает сбор и переработку в Европе старых и сломаных панелей. Отдельные компании также разработали схожие программы утилизации. Но многое еще предстоит сделать - не каждый потребитель имеет доступ к бесплатной программе по возврату, да и многие потребители даже не знают о том, что утилизация таких панелей дело не простое.

the-solar-scorecard-graphf1b-1408461198302

Солнечные модули производятся благодаря энергии, которая в свою очередь ведет к выбросам СО2. Т.к. китайская энергетика больше полагается на производство энергии за счет угля  выбросы СО2 гораздо выше чем в Европе.

Лучший способ избежать риска отравления для работников и окружающей среды кадмием это минимизировать количество или не использовать кадмий вообще. Уже два основных CIGS производителей-Avancis и Solar Frontier заявили об использовании сульфида цинка, намного менее токсичного материала, вместо сульфида кадмия. Исследователи из University of Bristol и University of Bath, в Англии, Калифорнийский университет в Беркли и многие другие научные и государственные лаборатории пытаются разработать тонкопленочных элементы которые не требуют токсичных веществ, таких как кадмий или редких элементов, таких как теллур. First Solar тем временем неуклонно уменьшает количество кадмия, используемого в его солнечных батареях.

Но дело не только в токсичности. Создание солнечных батарей требует много энергии. К счастью, продукт вырабатывает электроэнергию которой он оплачивает обратно первоначальные инвестиции энергии. Большинство из модулей "расчитываются" уже после двух лет эксплуатации, а некоторые компании сообщают об "энергоокупаемости" (SF: EROI) в шесть месяцев.

Аналитики часто сравнивают затраты энергии, необходимой, чтобы произвести солнечную панель и количество углерода, образующихся в производстве этой энергии - величина которая может изменяться в широких пределах. Чтобы сделать это, нужно представить энергию как значение в виде килограммов выбросов CO2 полученого при генерации киловатт-часа. Страна, которая в значительной степени зависят от угля и имеет наибольший показатель СО2/кВтч- это Китай. В Китае этот показатель почти в два раза выше чем в США. Это согласуется с результатами исследователей в штате Иллинойс Аргоннской национальной лаборатории и Северо-западного университета. В докладе, опубликованном в июне этого года, они обнаружили, что СО2/кВтч фотоэлектрических панелей, сделанных в Китае вдвое выше, чем те, которые производятся в Европе.

Если фотоэлектрические панели, изготовленные в Китае были бы установлены в Китае, то из-за высокого СО2/кВтч, эффект компенсации выброса СО2 производством энергии солнечной панелью и энергоокупаемость совпадают по времени. Но это не то, что происходило в последнее время. Производства в основном расположены в Китае, а панели часто устанавливают в Европе или в Соединенных Штатах. В этом случае для компенсации высокого китайского СО2/кВтч требуется в два раза больше времени, чтобы компенсировать выбросы парниковых газов, чем для энергоокупаемости.

the-solar-scorecard-graphf2-620-1414762803876Source: Silicon Valley Toxics Coalition Silicon Valley Toxics Coalition оценила производителей солнечных панелей в области защиты персонала и защиты окружающей среды.

Конечно, если вы производите панели из энергии с низким СО2/кВтч (например, завод получающий энергию от солнечных панелей) и установаете их в области с высоким СО2/кВтч, время "окупаемости" парниковых газов будет меньше, чем "энергоокупаемость". Так что, возможно, когда-нибудь, питание таких заводов "зеленой" энергией снимет обеспокоенность выбросами СО2.

Расход воды является еще одним важным вопросом. Производители используют много воды: в том числе для охлаждения, как химический реагент и контроля загрязненности атмосферного воздуха (фильтруют). Самый большой расход воды приходится на очистку оборудования во время установки и в ходе производства. Для производство на 230- 550 МВт в год может потребоваться до 1,5 млрд литров воды для борьбы с пылью в процессе строительства и еще 26 миллионов литров в год для мытья панелей. Тем не менее, количество воды, используемой для получения, установки и эксплуатации фотоэлектрических панелей значительно ниже, чем требуется для охлаждения обычных электростанций и АЭС.

Выбор инвесторов и потребителей может, в принципе, иметь большое влияние на производителей солнечных модулей. Но чаще всего трудно сказать, насколько эти компании отличаются в экологичности. Солнечная энергетика не имеет формального экологического стандарта, как в случае этикеток на бытовую технику и электронику, которые помогают покупателям определить энергоэффективность продуктов. И большинство людей не покупают солнечные модули сами. Они делают это через фирмы сторонних инсталляторов. Таким образом, даже если бы схема таких наклеек была, многое будет зависеть от готовности монтажников.

В настоящее время, потребители могут заставить производителей улучшить их экологичность и безопасность, требуя от монтажников больше информации о модулях, которые они используют. Это, в свою очередь, заставит монтажников надавить на производителей для получения дополнительной информации.

Исследователи из National Photovoltaics Environmental Research Center в Брукхейвенской национальной лаборатории в Аптон, Нью-Йорк, уже давно публикации исследования о возможных экологических проблемах при производстве фотовольтаики. Недавно, официальные рейтинги экологической эффективности для солнечной энергетики начали появляться.

Организации, как Center for International Earth Science Information Network, пытаются установить некоторые средства мониторинга окружающей среды, здоровья и техники безопасности у производителей в развивающихся странах. Эта группа, в которую входят ученые из Йельского и Колумбийского, предлагает такой параметр как китайский индекс экологической деятельности, который будет работать на провинциальном уровне, чтобы помочь Китаю отслеживать прогресс в достижении целей экологической политики.

Между тем, “Solar Energy Industries Association" и национальная торговая организация США предложили новые экологические "рамки" для промышленности в документе под названием "Solar Industry Environment & Social Responsibility Commitment», направленного на предотвращение профессиональных травм и заболеваний, предотвращение загрязнения, а также сокращения природных ресурсов используемых в производстве. Документ призывает компании требовать от поставщиков представить информацию о безопасности производства и о выбросах парниковых газов.

Кроме того, Silicon Valley Toxics Coalition, которая оценивает экологическую эффективность компании в области электроники, исследовала и оценила экологичность производства работающие в Китае, Германии, Малайзии, на Филиппинах и в Соединенных Штатах. Участие является добровольным и до сих пор включает в себя такие крупные производители, как First Solar, SolarWorld, SunPower, Suntech, Trina, и Yingli; Китайские производители Trina и Yingli последовательно входит в число трех ведущих мировых наиболее экологически ответственных компаний. Sharp, SolarWorld и SunPower тщательно отслеживают количество выбрасываемых парниковых газов, и химических веществ, используемых в производстве своих панелей в течение нескольких лет.

Такие инициативы не преждевременн. Многие люди сегодня видят солнечную энергетику как панацею от наших энергетических бед, учитывая то, какой грязной предстает сегодня традиционная энергетика. Но это не значит, что мы должны закрывать глаза на темную сторону этой новой технологии. В самом деле, мы должны рассматривать нововведения очень тщательно. И только, с постоянными усилиями со стороны потребителей, производителей, исследователей в один прекрасный день технология будет по-настоящему, а не символически, зеленой.

Статья оппубликована 12.11.2014 в Solar’s Green Dilemma.

Автор D. Mulvaney.

engineering-ru.livejournal.com

новая технология создания ультратонких солнечных батарей готова к применению

Сокращение объема кремния, который используется для производства фотоэлектрических панелей, было и остается главной целью многих перспективных стартапов. И вот теперь новый игрок выходит на ринг: встречайте Twin Creeks Technologies.

Компания запускает в продажу машину, которая позволит значительно сократить использование кремния в солнечных батареях. Машина, названная именем титана из древнегреческой мифологии — Гиперион (Hyperion), создает кремниевые пластины толщиной в 20 микрон, в то время как нынешние аналоги создают продукт толщиной 200 мкм. Об этом журналистам сказал Шива Сиварам, генеральный директор Twin Creeks Technologies.

Возможность использовать то же количество кремния, чтобы сделать больше фотоэлектрических ячеек означает сокращение капитальной стоимости оборудования, которая измеряется в долларах на ватт. Ввод Hyperion в эксплуатацию может снизить капитальные затраты на оборудование на 50 процентов для типичной вертикально-интегрированной компании, которая сама ответственна практически за всю технологическую цепочку: от подготовки кремния до создания солнечных панелей. Сиварам сказал, что использование Hyperion на большом заводе — годовой объем производства 100 МВт и более — приведет сокращению издержек на производство фотоэлектрических ячеек на 40 центов за ватт.

Напомним, плоские подложки из обработанных кусков кремния на данном этапе служат в качестве основного материала для солнечных батарей. Солнечные панели, которые вы сегодня можете увидеть на крыше, состоят из ряда фотоэлементов, находящихся бок о бок. Twin Creeks является одним из многих стартапов, которые ищут пути и технологические решения, которые позволили бы использовать меньше кремния, чтобы сделать солнечные батареи. Цены на подобную продукцию быстро снижались в последние годы благодаря проблеме избыточного предложения на рынке, но они должны упасть еще больше: только так солнечные батареи можно будет сделать экономически конкурентоспособными по сравнению с источниками электроэнергии на угле или природном газе.

К слову, Министерство энергетики США финансирует разработчиков перспективных технологий следующего поколения для того, чтобы достичь своей амбициозной цели: снижения стоимости строительства гелиоэнергетического проекта до 1 долл. за ватт — без государственных дотаций — к 2020 году. Сейчас масштабные проекты, строительство которых финансируют коммунальные предприятия, по-прежнему являются относительно дорогостоящими, а проектировка и ввод в эксплуатацию малых энергоблоков, таких как солнечные панели для крышах жилых домов, обойдется в несколько раз больше.

Другие стартапы работают над созданием тонких кремниевых пластин или более дешевых аналогов обычных фотоэлектрических ячеек. В списке этих фирм находятся 1366 Technologies и Astrowatt. Последняя как и Twin Creeks работает над созданием тонких подложек из монокристаллического кремния, который имеет кристаллическую структуру, что позволяет делать конечный продукт тоньше без ущерба для его производительности. 1366 Technolo, с другой стороны, стремится сделать пластины из поликристаллического кремния значительно дешевле за счет устранения нескольких технологических этапов (пластины поликристаллического кремния не могут быть очень тонкими, иначе они будут ломаться).

Продукция на основе монокристаллического кремния стоит дороже, чем поликристаллические аналоги, но из него делают солнечные батареи, которые могут преобразовать большее количество солнечного света в электричество. SunPower создает наиболее эффективные фотоэлектрические ячейки из монокристаллического кремния на данном этапе.

Как это работает?

Устройство Twin Creeks для своей работы нуждается в сырье из толстых блоков кремния. Hyperion бомбардирует кремний ионами водорода, которые проникают в материал на глубину в 20 микрон. Ионы создают слой пузырьков, и, когда пластина помещается в печь и нагревается, пузырьки расширяются и отделяют верхний слой толщиной в 20 микрон от остальной части блока кремния. Остатки кремния затем используются снова и снова. По словам Сиварама, только так мы можем получать больший эффект от одного и того же объема материалов, чтобы повысить продуктивность.

Hyperion является первым коммерческим предложением Twin Creeks Technologies, поскольку компания решила изменить свой бизнес-план и перешла от создания фотоэлектрических элементов и сборки их в панели к продаже оборудования для изготовления кремниевых пластин. Стартап из Сан-Хосе, США, основанный в 2008 году, смог привлечь 93 млн. долларов в форме капиталовложений инвесторов, среди которых присутствуют Crosslink Capital, Bechmark Capital Артис Capital Management и DAG Ventures.

Ранее инженеры Twin Creeks хотели построить завод по производству фотоэлектрических ячеек и панелей в Миссисипи, США. Для этих целей стартап получил 80 млн. долларов в форме кредита от государства. Компания построила завод, который сейчас служит в качестве лаборатории для ее клиентов. Там потенциальные покупатели могут испытать оборудование компании и выяснить, как оно будет вписываться в их заводы. Завод в Миссисипи способен производить фотоэлектрические ячейки совокупной мощностью 25 МВт в год. Стартап планирует расширить объем производства на 100 МВт. Компания начала строительство завода по производству ячеек и панелей мощностью 100 МВт в Малайзии в 2010 году, но с тех пор данный проект был приостановлен.

Фотографии: Twin Creeks Technologies

Источник

___________________________________________________________

Сэкономить расход электроэнергии, это еще один способ уменьшить свое влияние на окружающую среду. Один из способов это сделать — это правильный  монтаж наружного блока кондиционера , что позволит сэкономить до 30%, а то и больше энергии на его работу.

Читайте также:

www.ekopower.ru

Технологический процесс производства солнечных панелей |

Этап 1 — Тестирование и сортировка солнечных элементов:

  • На данном этапе производится измерение электрических параметров фотоэлектрических пластин. Контроль параметров осуществляется при воздействии световой вспышки ксеноновой лампы высокой мощности.
  • По результатам проведенных измерений пластины сортируются по подобию электрических характеристик.
  • На этапе сортировки также производится контроль пластин на наличие механических повреждений. Такие элементы выбраковываются и не используются в дальнейшем производстве.

Этап 2 — Пайка солнечных элементов в секции по 9 или 10 штук и сборка секций в блоки (4х9 или 6х10)

  • На этом этапе осуществляется процесс пайки фотоэлектрических пластин в секции и формирование секций в блоки на стекле.
  • Процесс пайки производится на стрингере с четким позиционированием элементов.
  • При переносе готовых секций на стекло используются вакуумные держатели, что исключает механическое воздействие на солнечные элементы.
  • Также происходит проверка спаянных секций на наличие дефектов, что исключает возможность появления брака.

Этап 3 — Сборка и ламинирование модуля с защитными покрытиями с лицевой и обратной стороны

  • На данном этапе происходит ламинирование модуля со спаянными в блоки секциями фотоэлектрических пластин с использованием этиленвинилацетатной пленки (EVA) и защитного покрытия (Tedlar).
  • Компьютерное управление позволяет контролировать уровень температуры, давления и вакуума в процессе ламинации, а также программировать условия процесса ламинирования при использовании различных материалов.

Этап 4 — Монтаж рамки и соединительной коробки

  • В ходе процесса герметизируются края модуля и закрепляется алюминиевая рама.
  • Монтаж соединительной коробки с тыльной стороны модуля осуществляется с помощью клея-герметика, который обеспечивает надежное соединение коробки с поверхностью модуля.

Этап 5 — Тестирование

  • На данном этапе осуществляется измерение электрических параметров модуля при воздействии на модуль мощного светового излучения, имитирующего излучение солнечного света.
  • Измеряемые параметры: напряжение холостого хода, ток короткого замыкания, напряжение точки максимальной мощности, ток точки максимальной мощности.
  • Измеренные параметры маркируются на тестируемой панели, после этого изготовленная панель поступает на упаковку.

Конструкция солнечной панели

 

 

1. Закаленное стекло

При производстве солнечных панелей используется закаленное стекло, которое обладает высокой прочностью.

Увеличение механической прочности обуславливает повышение термостойкости стекла в 3-4 раза (с 40 до 180°С).

У листового стекла термостойкость около 40°С, закаленного — до 180°С,что препятствует разрушению закаленного стекла при перегреве или перепаде температур.

Это особенно важно при использовании в солнечных панелях где имеет место сильный разогрев поверхности при ярком солнце, когда стекло может разогреться до температуры 90°С.

Компания РеалСолар для производства солнечных панелей использует специальное стекло с низким содержанием железа компании Pilkington.

2. и 4. Пленка Eva высочайшего качества.

Благодаря ламинированию солнечной панели материалами EVA, стекло, солнечные элементы, и защитный слой Tedlar оказываютсядолговечно связаны, обеспечивая тем самым единую систему с отличной защитой.На протяжении всего срока эксплуатации солнечные панели получают отличную защитуот влаги, мороза и тепла. Это приводит к исключительно долгому сроку службы.

Компания Реалсолар в производстве солнечных модулей использует специализированную плену EVA производства  BRIDGESTONE, Япония.

 

3. Высокое качество солнечных элементов.

Солнечные панели RealSolar демонстрируют высокую и стабильную эффективность преобразования.Это обеспечивает высокую эфективность солнечный панелей в целом.

5. Защитная пленка Tedlar высочайшего качества.

Напомним, что ПВФ пленки DuPont Tedlar используются в качестве подложек для фотогальванических устройств на протяжении более 25 лет.Материалы Tedlar признанны промышленным стандартом благодаря своей превосходной прочности, устойчивости к непогоде, ультрафиолетуи влагостойкости. Компания Реалсолар в производстве солнечных модулей использует материал Tedlar производства

 

 

 6. Клеммная коробка.

На производимые солнечные панели РеалСолар устанавливаетвысокотехнологичные клемные коробки. Мы предлагаем клиенту установленные коробки с антипылевым, анти-УФ, анти-старение характеристикамисоответствущими TUV, UL и RoHS стандартам.

Технические данные:

* Для размер провода: 1.5-6.0mm2 (AWG16/14/12/10)

* Номинальное напряжение: 1000 В постоянного тока

* Номинальный ток: 30 А при 70 ° C / 25 А при 85 ° C

* Температурный диапазон: -40 ~ +90 ° C

* Контактный материал: медь, луженая

* Материал корпуса: PPO

* Класс защиты: IP65

* TUV сертификация: 2PfG 1162/09.03

* RoHS совместимый

Все клемные коробки имеют соединительные провода длинной 0,9 метрас установленными коннекторами типа MC4.

7. Совместимый MC4 коннектор

 

Преимущества использования специальных солнечных разъемов:

• Простота, скорость монтажа и безопасность при сборке.

• Высокая механическая прочность

• Работа с высокими токами и напряжением: 30A, 1000DC

• Низкое сопротивление перехода

• Герметичные, водонепроницаемые, а также пыле-защищенный дизайн: совокупность требований по IP67

• Широкий диапазон рабочих температур: от -40 ° C до 90 ° С,

• Устойчивость к непогоде и ультрафиолетовому излучению для длительного наружного применения

 

8. Красивый, прочный и легкий каркас

Анодированный алюминий применяемый в конструкции рамы солнечных панелей РеалСоларобеспечивает модуль отличными механическими качествами, простотой установки изащиты — рама солнечной панели должна быть обязательно заземлена.

Обеспечивает долгосрочную защиту модуля от коррозии даже в самых суровых климатических условиях.

9. Силиконовое уплотнение и цементирование

Солнечные панели РеалСолар обязательно герметизируются защитным силиконовым герметиком,который обеспечивает еще большую долговечность и прочной всей конструкции в целом.

realsolar.ru

Технологический процесс производства солнечных панелей

  • На данном этапе производится измерение электрических параметров фотоэлектрических пластин. Контроль параметров осуществляется при воздействии световой вспышки ксеноновой лампы высокой мощности.
  • По результатам проведенных измерений пластины сортируются по подобию электрических характеристик.
  • На этапе сортировки также производится контроль пластин на наличие механических повреждений. Такие элементы выбраковываются и не используются в дальнейшем производстве.

Этап 2 — Пайка солнечных элементов в секции по 9 или 10 штук и сборка секций в блоки (4х9 или 6х10)

  • На этом этапе осуществляется процесс пайки фотоэлектрических пластин в секции и формирование секций в блоки на стекле.
  • Процесс пайки производится на стрингере с четким позиционированием элементов.
  • При переносе готовых секций на стекло используются вакуумные держатели, что исключает механическое воздействие на солнечные элементы.
  • Также происходит проверка спаянных секций на наличие дефектов, что исключает возможность появления брака.

Этап 3 — Сборка и ламинирование модуля с защитными покрытиями с лицевой и обратной стороны

  • На данном этапе происходит ламинирование модуля со спаянными в блоки секциями фотоэлектрических пластин с использованием этиленвинилацетатной пленки (EVA) и защитного покрытия (Tedlar).
  • Компьютерное управление позволяет контролировать уровень температуры, давления и вакуума в процессе ламинации, а также программировать условия процесса ламинирования при использовании различных материалов.

Этап 4 — Монтаж рамки и соединительной коробки

  • В ходе процесса герметизируются края модуля и закрепляется алюминиевая рама.
  • Монтаж соединительной коробки с тыльной стороны модуля осуществляется с помощью клея-герметика, который обеспечивает надежное соединение коробки с поверхностью модуля.

Этап 5 — Тестирование

  • На данном этапе осуществляется измерение электрических параметров модуля при воздействии на модуль мощного светового излучения, имитирующего излучение солнечного света.
  • Измеряемые параметры: напряжение холостого хода, ток короткого замыкания, напряжение точки максимальной мощности, ток точки максимальной мощности.
  • Измеренные параметры маркируются на тестируемой панели, после этого изготовленная панель поступает на упаковку.

Конструкция солнечной панели

 

 

1. Закаленное стекло

При производстве солнечных панелей используется закаленное стекло, которое обладает высокой прочностью.

Увеличение механической прочности обуславливает повышение термостойкости стекла в 3-4 раза (с 40 до 180°С).

У листового стекла термостойкость около 40°С, закаленного — до 180°С,что препятствует разрушению закаленного стекла при перегреве или перепаде температур.

Это особенно важно при использовании в солнечных панелях где имеет место сильный разогрев поверхности при ярком солнце, когда стекло может разогреться до температуры 90°С.

Компания РеалСолар для производства солнечных панелей использует специальное стекло с низким содержанием железа компании Pilkington.

2. и 4. Пленка Eva высочайшего качества.

Благодаря ламинированию солнечной панели материалами EVA, стекло, солнечные элементы, и защитный слой Tedlar оказываютсядолговечно связаны, обеспечивая тем самым единую систему с отличной защитой.На протяжении всего срока эксплуатации солнечные панели получают отличную защитуот влаги, мороза и тепла. Это приводит к исключительно долгому сроку службы.

Компания Реалсолар в производстве солнечных модулей использует специализированную плену EVA производства  BRIDGESTONE, Япония.

 

3. Высокое качество солнечных элементов.

Солнечные панели RealSolar демонстрируют высокую и стабильную эффективность преобразования.Это обеспечивает высокую эфективность солнечный панелей в целом.

5. Защитная пленка Tedlar высочайшего качества.

Напомним, что ПВФ пленки DuPont Tedlar используются в качестве подложек для фотогальванических устройств на протяжении более 25 лет.Материалы Tedlar признанны промышленным стандартом благодаря своей превосходной прочности, устойчивости к непогоде, ультрафиолетуи влагостойкости. Компания Реалсолар в производстве солнечных модулей использует материал Tedlar производства

 

 

 6. Клеммная коробка.

На производимые солнечные панели РеалСолар устанавливаетвысокотехнологичные клемные коробки. Мы предлагаем клиенту установленные коробки с антипылевым, анти-УФ, анти-старение характеристикамисоответствущими TUV, UL и RoHS стандартам.

Технические данные:

* Для размер провода: 1.5-6.0mm2 (AWG16/14/12/10)

* Номинальное напряжение: 1000 В постоянного тока

* Номинальный ток: 30 А при 70 ° C / 25 А при 85 ° C

* Температурный диапазон: -40 ~ +90 ° C

* Контактный материал: медь, луженая

* Материал корпуса: PPO

* Класс защиты: IP65

* TUV сертификация: 2PfG 1162/09.03

* RoHS совместимый

Все клемные коробки имеют соединительные провода длинной 0,9 метрас установленными коннекторами типа MC4.

7. Совместимый MC4 коннектор

 

Преимущества использования специальных солнечных разъемов:

• Простота, скорость монтажа и безопасность при сборке.

• Высокая механическая прочность

• Работа с высокими токами и напряжением: 30A, 1000DC

• Низкое сопротивление перехода

• Герметичные, водонепроницаемые, а также пыле-защищенный дизайн: совокупность требований по IP67

• Широкий диапазон рабочих температур: от -40 ° C до 90 ° С,

• Устойчивость к непогоде и ультрафиолетовому излучению для длительного наружного применения

 

8. Красивый, прочный и легкий каркас

Анодированный алюминий применяемый в конструкции рамы солнечных панелей РеалСоларобеспечивает модуль отличными механическими качествами, простотой установки изащиты — рама солнечной панели должна быть обязательно заземлена.

Обеспечивает долгосрочную защиту модуля от коррозии даже в самых суровых климатических условиях.

9. Силиконовое уплотнение и цементирование

Солнечные панели РеалСолар обязательно герметизируются защитным силиконовым герметиком,который обеспечивает еще большую долговечность и прочной всей конструкции в целом.

realsolar.ru

Производство солнечных батарей

Технологиям, использующим солнечные элементы, уже более 60 лет. Солнечные модули, обычно называемые фотоэлектрическими панелями, использовались для выработки электричества из света с тех пор, как были изобретены полупроводники на основе кремния. Не являясь более лабораторной диковиной, солнечные батареи сами по себе стали отраслью промышленности и таким же обыденным источником энергии, как прочие традиционные способы получения электроэнергии - паровая турбина, вращающая генератор, или атомная электростанция. На сегодняшний день известно много методов использования солнечной энергии. Мы рассмотрим наиболее распространенные устройства, производящие электричество из солнечной энергии: фотоэлектрические элементы и фотоэлектрические модули.

В производстве солнечных батарей, дающих чистую энергию, используется те же технологии, что и в производстве компьютеров.

Каким образом фотоэлектрический модуль производит электроэнергию из света?

Солнечная батарея

Элементы солнечных батарей сделаны из материалов, активируемых попаданием солнечного света на их поверхность. В них нет движущихся частей, они не подвержены износу. Соедините между собой большое количество этих элементов, и вы получите солнечную батарею или фотоэлектрический модуль. Чем больше элементов, тем выше мощность, отдаваемая модулем.

Слои, из которых состоит элемент

Верхний слой солнечного элемента содержит тонкую силиконовую пластину, в которой есть свободные электроны, являющиеся отрицательно заряженными частицами. Нижний слой, легированный бором, содержит "дырки", в которые могут перескочить электроны. Рабочий процесс создает дисбаланс между этими двумя слоями внутри полупроводникового материала. Этот дисбаланс и заставляет работать солнечные элементы, которые вырабатывают электрический ток и напряжение.

Солнце бомбардирует фотоэлемент

Солнечные фотоны врезаются в поверхность фотоэлектрического элемента. Эта активность возбуждает свободные электроны в обоих слоях кремния. Некоторые электроны с нижнего уровня переходят на верхний. Поток электронов проходит через металлические контакты, расположенные спереди и сзади солнечного элемента, что и создает электричество. Электроны текут по замкнутой электрической цепи. Объединение множества солнечных ячеек дает значительный выигрыш по току или напряжению в зависимости от того, каким способом они соединены между собой. Рассматривайте каждый элемент как батарейку. Последовательное соединение элементов (минус к плюсу) складывает напряжение, сохраняя ток таким же, как у одной ячейки. Параллельное соединение складывает токи всех элементов, не изменяя напряжения.

Питание от солнечных батарей

Солнечные батареи производят электрический ток, который подается на инвертор. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный, соответствующий тому электричеству, которое производит ваша компания. Приборы и силовое оборудование работает на переменном токе. В Соединенных Штатах Америки частота переменного тока составляет 60 герц, в Европе нормой является частота 50 герц.

Солнечная электроэнергия поступает в электросеть дома, производства или электростанции, чтобы затем влиться в общую электросеть. Система, работающая самостоятельно, должна работать, как небольшая электростанция. Эта автономная система должна использовать аккумуляторы, накапливающие энергию, если солнечные батареи производят ее больше, чем требует нагрузка, и отдающие энергию, когда солнечные модули не получают от солнца достаточно энергии, чтобы покрыть энергозатраты на производстве или дома.

Получение фотоэлектрических элементов из кремниевых пластин.

Индустрия производства компьютерных чипов сделала возможным производство недорогих солнечных элементов. Успехи в производительности, обработке и качестве сделали процесс производства фотоэлектрических элементов ультрасовременным и масштабируемым. Пока не научились производить элементы из кремниевых пластин, производственный процесс требовал много времени и усилий для достижений нужного результата. Кремниевую пластину получают из кремниевого слитка, распиливая на характерные круглые пластины, которые мы можем видеть в модулях солнечных батарей.

Травление пластины

Эта часть процесса производства солнечных элементов, требующая чистого помещения, включает в себя химическую и термическую обработку, которая превращает сероватые пластины в ярко-синие переливающиеся ячейки. Химическое травление снимает тонкий слой кремния. Обнажая подложку, травление выявляет кристаллическую структуру пирамидальной формы, в результате поверхность может поглощать больше света.

Диффузия

Далее кремниевые пластины помещают в гермокамеру, где фосфор проникает в поверхность пластины. На этом этапе осаждается покрытие молекулярного размера - поверхность пластины подвергается воздействию фосфорного газа при высокой температуре. Этот шаг придает поверхностному слою отрицательный электрический потенциал. Этот слой и легированная бором подложка создают положительно-отрицательный, или p-n переход, который и является основой фотоэлектрического элемента. По такой же технологии делают полупроводниковые чипы.

Просветление и нанесение проводников

Элементы помещаются в вакуумную камеру, где производится напыление нитрида кремния на ту сторону пластины, которую будет освещать солнце, чтобы уменьшить отражение. Это покрытие придает ячейкам темно-синий цвет. Элемент готов производить электричество, но все еще нуждается в сборе и передачи энергии на нагрузку. С двух сторон элемента наносятся металлические дорожки, чтобы можно было собирать электрический заряд и создать контактные площадки для присоединения проводов. По завершении этих процедур, элемент полностью готов к работе.

Сборка элементов в солнечные батареи

Элементы располагаются так, чтобы создать нужные характеристики по току и напряжению готовой солнечной батареи. Если посмотреть на разные типы солнечных батарей, представленных на рынке, то очевидно, что расположение солнечных элементов определяется обоими атрибутами как для домашних, так и для промышленных солнечных батарей. Следовательно, физический размер рамки фотоэлектрического модуля определяется расположением солнечных элементов.

Пайка солнечных батарей

Чтобы сформировать модуль солнечных батарей, элементы объединяются в последовательные цепочки, в том числе и электрически. Несколько цепочек образуют прямоугольную матрицу элементов. Каждая матрица защищается стеклом, приклеиваемым надежным способом, обеспечивая окончательно собранной солнечной батареи живучесть в условиях нормальной нагрузки.

Изготовление каркаса солнечных батарей

Внешний каркас солнечного модуля защищает его от непогоды и ударных нагрузок, а также обеспечивает электрическое соединение в виде монтажной коробки или стандартного разъема электрического кабеля, которые обычно используются в подобных устройствах.

Местоположение и монтаж солнечных батарей

Располагать солнечные модули нужно так, чтобы они могли собрать как можно больше солнечного света, особенно во время сезонных изменений яркости солнца.

Системы солнечных батарей, устанавливаемые на крышу, представляют собой готовую конструкцию, тем более что поверхность крыши часто имеет наклон в сторону солнца и не подходит ни подо что другое.

Наземные системы солнечных батарей - неплохой выход, если крыша недоступна или мала по площади. Модули монтируются на стеллажах, закрепленных прямо на земле, что делает их доступными для обслуживания или добавления дополнительных модулей.

Тентообразные системы солнечных батарей неплохо работают на крышах сооружений типа парковок и эллингов.

Системы солнечных батарей промышленного масштаба обычно представляют собой мощные энергоблоки, размер которых зависит от нагрузки и которые не стеснены по площади.

Следящие системы солнечных батарей оптимизируют выработку электроэнергии, поворачиваясь вслед за солнцем.

Итоги обсуждения солнечных батарей

Солнечные модули появились благодаря объединению солнечных элементов и технологий, которые сделали компьютерные чипы дешевле, чем всего десять лет назад. Надежность, присущая солнечным модулям, используемым в домашних солнечных батареях, достигается благодаря отсутствию движущихся частей и высокой надежности деталей и процессов, образующих солнечный модуль. Нет практически никаких ограничений на типы солнечных электрических систем, которые могут быть разработаны, и очень мало ограничений на расположение до тех пор, пока щедро светит солнце.

www.todbot.ru

Как производят солнечные панели

Солнечные батареи являются одним из крупнейших источников возобновляемой "зеленой" энергии в мире. В отличие от других источников, они не выделяют никаких загрязняющих атмосферу веществ, независимо от того будет энергия производится или потребляется. Все чаще люди переходят на возобновляемую энергию не только потому, что это экологически чистый источник энергии, но и потому, что он становится дешевым и эффективным способом. Благодаря технологическим разработкам солнечную энергию стало возможным преобразовывать в тепловую или электрическую. Идеальным выбором в качестве источника энергообеспечения зданий являются солнечные батареи.

Солнечные панели:

  • долговечны (срок службы составляет 25-30 лет)
  • просты в монтаже
  • просты в обслуживании
  • надежны и эффективны

Производство модулей основано на применении кремния. Кремний — второй элемент после кислорода по распространенности в земной коре. В природе в чистом виде кремний найти трудно, чаще всего он встречается в соединении с кислородом – кремнезем (Si02). Этот химический элемент обладает высокой реактивностью, и является в чистом виде важнейшим полупроводником в современной радиоэлектроники, вычислительной технике, альтернативной энергетике. В зависимости от технологий изготовления существуют несколько видов панелей, которые постоянно совершенствуются. Наиболее распространенными видами модулей являются кристаллические и тонкопленочные или аморфные панели.  Кристаллические фотоэлектрические элементы бывают монокристаллические или поликристаллические

монокристаллические и поликристаллические панели

Монокристаллические панели

Монокремниевая пластина представляет собой один кристалл в виде цилиндрических максимально чистых кремниевых слитков, из которых путем резки получают прямоугольные кремневые диски по методу Чохральского. Монокристаллические элементы ― это квадраты с закругленными или срезанными углами,однородные по структуре, толщиной 0,2 — 0,3 мм, темно-синего или черного цвета с антиотражающим покрытием. Монокристаллические солнечные модули отличаются высокой эффективностью, компактностью, обладают наибольшим сроком службы.

Технология изготовления солнечных батарей из монокристаллических элементов достаточно дорогая. Это связано с использованием кремния высокой степени очистки.

Поликристаллические панели

Солнечные пластины из поликремния производятся путем постепенного охлаждения кремневой субстанции. Такая технология производства требует меньше энергозатрат и кремния не самой высокой степени очистки. Обрабатываются блоки поликристаллов так же, как и монокристаллическая заготовка. Поликристаллические панели представляют собой блок кристаллов разного направления, на срезе некоторые кристаллы четко видны, это правильные квадраты синего цвета с антиотражающим покрытием или серебристо-серые без покрытия, толщиной 0,2 – 0,3мм. КПД таких батарей более низкий (от 13% до 18%).

Тонкопленочные (аморфные) солнечных панелей

Основное отличие тонкопленочных или аморфных панелей состоит в напылении тонкого слоя аморфного кремния на подложку. Подкладочным материалом может служить либо гибкая (пластик) либо жесткая (стекло или металл) основа. Аморфные панели от других видов можно отличить по их темно-серому цвету, они гибкие, компактные и легкие. Стоимость ниже  традиционных кремниевых. Такие батареи прекрасно работают при большой запыленности воздуха, им достаточно рассеянного света.  Последние инновации в разработке кремниевой пленки привели к производству эффективных многопереходных солнечных батарей, которые содержат несколько слоев кремния. Разные полупроводниковые материалы поглощают солнечный свет по-разному, таким образом, захватив весь спектр излучений.

Как производят солнечные панели? was last modified: Апрель 10th, 2017 by JenniferThompson

teplo-klimat.com


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта