تعد الألواح الشمسية حيوية في تحول اليوم نحو الطاقة المتجددة ، حيث تقدم حلولًا مستدامة للمنازل والشركات والصناعات الواسعة النطاق في جميع أنحاء العالم. إن فهم كيفية صنعهم ليس فقط لإبلاغ المشترين ولكن أيضًا يقدم نظرة ثاقبة على عمليات التصنيع المتقدمة التي تضمن الكفاءة والمتانة. توضح هذه المقالة الخطوات والمعدات وطرق مراقبة الجودة المشاركة في خط إنتاج اللوحة الشمسية ، مما يعرض العمليات الدقيقة التي تدخل في إنشاء كل لوحة.
ينطوي إنتاج الألواح الشمسية على خطوات دقيقة بما في ذلك إنتاج الخلايا الشمسية ، مجموعة الوحدة النمطية ، اختبار الجودة ، والتعبئة. يتم تنفيذ هذه العمليات في منشآت متخصصة تلتزم بمعايير الجودة الصارمة لضمان أقصى قدر من الكفاءة وعمر. في هذه المقالة ، سنقوم بالتجنب في تفاصيل كل خطوة إنتاج ، واستكشاف المواد والمعدات والتقنيات التي تجلب لوحة شمسية من مفهوم إلى واقع.
من المواد الخام إلى الخلايا الشمسية: جوهر إنتاج الألواح الشمسية
إن إنتاج الخلايا الشمسية هو الخطوة الأولى والأكثر أهمية في تصنيع الألواح الشمسية. يبدأ بالسيليكون ، المادة الأولية بسبب خصائص تحويل الضوء إلى طاقة فعالة. يتم استخراج السيليكون وتنقيته وتشكيله في سبائك ، وهي كتل أسطواني تستخدم لإنشاء الخلايا الشمسية. إليك كيفية تطور العملية:
تنقية السيليكون وخلق سبائك : يتم تنقية السيليكون الخام من خلال عملية تقضي على الشوائب ، وتحقيق مستوى نقاء يصل إلى 99.999 ٪. ثم يتم ذوبان هذا السيليكون النقي وتشكله في سبائك باستخدام عملية التشيزكرالكي ، حيث يتم رسم بلورة البذور ببطء من السيليكون المذاب ، وتشكل كتلة أسطواني.
قطع الرقاقة : يتم بعد ذلك تقطيع هذه السبائك إلى رقائق رقيقة ، من حوالي 160 إلى 200 ميكرومتر ، مع أدوات قطع عالية الدقة. يكون سمك الرقاقة أمرًا حيويًا لأن رقائق الأرق يمكن أن تؤدي إلى كسر الخلايا ، في حين أن السميكة قد تؤدي إلى تسوية تغلغل الضوء وكفاءة تحويل الطاقة.
تعاطي المنشطات والنصوص : يتم مخدر الرققات مع عناصر مثل الفوسفور أو البورون لإنشاء تقاطع إيجابي سلبي (PN) ، ضروري لتدفق التيار الكهربائي. تساعد ترسيخ السطح بالأهرامات الصغيرة على زيادة امتصاص الضوء عن طريق تقليل الانعكاس ، مما يتيح المزيد من تحويل الطاقة.
طلاء مضاد للعكس : بعد النص ، يتم طلاء الرقاقات بمواد مضادة للانعكاس ، وعادة ما تكون نيتريد السيليكون. هذا الطلاء يعزز الامتصاص عن طريق تقليل انعكاس الضوء ، وتحسين الكفاءة الكلية.
تشكيل مسارات موصلة : تتم إضافة خطوط معدنية موصلة إلى سطح الرقاقة لجمع وتوجيه الكهرباء ، وتحويل الويفر بشكل فعال إلى خلية شمسية تعمل.
مجموعة الوحدة الشمسية: الجمع بين الخلايا لتشكيل لوحة شمسية
بمجرد الانتهاء من الخلايا الفردية ، تتضمن المرحلة التالية تجميعها في وحدات الطاقة الشمسية. تجمع هذه الخطوة بين خلايا متعددة في سلسلة أو تكوينات متوازية لتشكيل لوحة قادرة على توليد طاقة كهربائية قابلة للاستخدام.
توتر الخلايا : يتم توصيل الخلايا الشمسية بالسلاسل باستخدام أشرطة رقيقة تقوم بحام كل خلية إلى جيرانها. يزيد تخطيط الاتصال إلى الحد الأقصى من إخراج الطاقة ويوفر تدفقًا ثابتًا للكهرباء.
طبقات التصفيح : يتم ترتيب الخلايا بين صفحتين من المواد المغطاة وورقة خلفية واقية ، مما يعزز متانة اللوحة. ثم يتم وضع هذا الهيكل بين طبقة من الزجاج المقسى وإطار الألومنيوم ، والذي يوفر مقاومة الطقس والاستقرار الهيكلي.
تغليف EVA : يتضمن تغليف أسيتات الإيثيلين فينيل (EVA) ختم الفراغ الخلايا بين طبقات EVA لحمايتها من العوامل البيئية مثل الرطوبة والإجهاد الميكانيكي ، مما يزيد من عمر اللوحة.
استخدام آلة LARATOR : تخضع اللوحة المغلقة مع معالجة الحرارة والضغط لربط المكونات بشكل آمن. تتم هذه العملية في آلة Laminator ، مما يضمن التصاق السليم لجميع المواد.
إضافة مربع الوصلات : يتم إرفاق مربع الوصلات ، الذي يحتوي على أسلاك اللوحة والاتصالات الكهربائية ، بالظهر. هذه الخطوة أمر بالغ الأهمية لأنها تمنع فقدان الطاقة وتمكّن تدفق الطاقة الآمن والفعال من اللوحة.
الاختبار ومراقبة الجودة: ضمان أداء موثوق به
يعد مراقبة الجودة أمرًا حيويًا في تصنيع الألواح الشمسية لتلبية معايير الصناعة والحفاظ على الكفاءة. تخضع كل لوحة لسلسلة من الاختبارات الصارمة التي تقيّم عوامل مثل القوة والكفاءة والمرونة البيئية.
اختبار التألق الكهربائي : يستخدم هذا الاختبار الضوء بالأشعة تحت الحمراء للكشف عن الشقوق والعيوب والشذوذ في الخلايا ويضمن أن كل خلية خالية من نقاط الضعف الهيكلية التي قد تعيق الأداء.
اختبار الفلاش : تتعرض الألواح لأشعة الشمس المحاكاة في بيئات اختبار الفلاش التي يتم التحكم فيها لقياس إخراج الطاقة والكفاءة والجهد. يوفر اختبار الفلاش خطًا أساسيًا للأداء المتوقع في ظل ظروف العالم الحقيقي.
اختبارات الدراجات الحرارية وتجميد الرطوبة : تتعرض الألواح لدرجات حرارة قصوى ، من التجمد إلى ارتفاع الحرارة ، ومستويات الرطوبة لاختبار مرونةها في المناخات المتنوعة. تقوم هذه العملية بالتحقق من المتانة والقدرة على تحمل الإجهاد البيئي.
اختبار الحمل الميكانيكي : لضمان أن تتمكن اللوحات من تحمل الرياح والثلوج والبرد ، فإنها تتعرض لاختبار الحمل الميكانيكي ، مما يحاكي الضغوط التي واجهتها في المنشآت الخارجية.
التفتيش البصري النهائي : يفحص المفتشون المدربون كل لوحة بصريًا عن عيوب طفيفة أو تناقضات في التجميع. فقط اللوحات التي تجتاز كل اختبار وفحص تنتقل إلى العبوة.
التغليف والتوزيع: توصيل الألواح الشمسية بأمان
بعد اجتياز جميع اختبارات الجودة ، يتم تعبئة الألواح بعناية وإعدادها للشحن لمنع الأضرار أثناء النقل.
مواد التغليف الواقية : يتم وضع الألواح في مواد تغليف آمنة ، وغالبًا ما تكون صناديق أو صناديق مبطنة بالرغوة ، والتي تضعفها وتثبيتها ضد الصدمات والتأثيرات.
وضع العلامات والتعريف : تتلقى كل لوحة تسمية تحتوي على معلومات مهمة ، بما في ذلك رقم الطراز ، وتصنيف الطاقة ، وعلامات التصديق ، مما يسهل على المثبتات والعملاء تحديدها واستخدامها.
التحميل والشحن : أخيرًا ، يتم تحميل الألواح المعبأة على مركبات النقل ، إما بشكل فردي أو على دفعات ، للشحن للموردين أو مواقع التثبيت أو المستودعات. تدير فرق اللوجستية عملية التوزيع لضمان التوصيل في الوقت المناسب وفعالة.
التعليمات
س 1: ما هي المدة التي يستغرقها إنتاج لوحة شمسية؟ عادةً ما يستغرق إنتاج لوحة شمسية واحدة من المواد الخام إلى المنتج النهائي بضع ساعات ، اعتمادًا على خط الإنتاج . كفاءة
س 2: ما هي المواد المستخدمة في الألواح الشمسية؟ تتكون الألواح الشمسية في المقام الأول من السيليكون والزجاج المقسى والألمنيوم و EVA للتغليف ، من بين مواد أخرى.
س 3: هل يمكن إعادة تدوير الألواح الشمسية؟ نعم ، يمكن إعادة تدوير الألواح الشمسية ، حيث يمكن استرداد السيليكون والزجاج والمعادن لإعادة الاستخدام في التطبيقات الأخرى.
