Những vật liệu nào được sử dụng trong hệ thống năng lượng mặt trời? - Kiến thức

Vật liệu quang điện (PV): Trái tim của năng lượng mặt trời

1. Tấm pin mặt trời

Phần lớn các tấm pin mặt trời được làm từ silicon, loại vật liệu rẻ tiền và có nhiều trong môi trường. Dựa vào đặc tính của silocon là chuyển đổi ánh sáng thành điện năng, tấm do silocon sản xuất có hai loại cơ bản: mono và multi polysilocon; sau đó có những tấm màng mỏng. Những tấm màng mỏng này có thể bao gồm các nguyên tố khác như: cadmium Telluride, đồng indium gallium selenide, silicon vô định hình khác và tất nhiên là cả silocon nữa. Thông thường, các tấm màng mỏng cũng rẻ hơn so với tấm đa tinh thể, tuy nhiên tỷ lệ chuyển đổi năng lượng thường thấp hơn tấm polysilocon.

2. Biến tần
Biến tần cũng được chế tạo bằng chất bán dẫn và silicon. Hầu hết mọi người sử dụng biến tần trung tâm làm loại biến tần của họ. Nó bền nhất và đáng tin cậy nhất.

3. Hệ thống lắp đặt

Hệ thống lắp đặt được làm bằng vật liệu chịu được thời tiết như nhôm, thép không gỉ và thép mạ kẽm.

4. Dây và linh kiện điện
Đồng đóng vai trò là dây dẫn chính của hệ thống dây điện. Để bảo vệ hệ thống dây điện khỏi bị hư hại và môi trường, dây đồng được che chắn bằng vật liệu cách điện như PVC hoặc polyetylen.

5. Pin

Các hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời thường sử dụng các loại pin sau: axit chì, niken cadmium và ion lithium. Các loại cadmium và lithium ion có chiều dài lớn đang trở nên phổ biến khi giá của chúng giảm và chất lượng cũng như hiệu quả của chúng được cải thiện. Chúng nhẹ hơn và nhỏ hơn, đây là một phần thưởng bổ sung về hiệu quả và hợp lý hóa cho hệ thống.

Vật liệu dẫn điện: Hệ thần kinh

Truyền năng lượng hiệu quả phụ thuộc vào các thành phần quan trọng sau:

Một. Dán bạc

Điện cực bạc thu thập các electron từ tế bào. Mỗi tấm sử dụng ~20g bạc, chiếm 10% nhu cầu toàn cầu. Nghiên cứu về bột nhão làm từ đồng-nhằm mục đích giảm chi phí.

b. Dây đồng

Các thanh bong bóng đồng tổng thể được chế tạo để truyền năng lượng từ các pin mặt trời riêng lẻ đến bộ biến tần. Đồng còn được biết đến với tính dẫn điện cực cao, nghĩa là nó cũng sẽ hạn chế thất thoát năng lượng, một điều cực kỳ quan trọng trong các hệ thống lớn.

c. Chất bán dẫn silicon cacbua (SiC)

SiC được sử dụng trong các bộ biến tần và có thể xử lý điện áp cao mà không quá nóng. Điều này tăng hiệu suất lên khoảng 1–2% khi bạn so sánh nó với silicon thông thường.

Lưu trữ năng lượng: Thu hẹp khoảng cách năng lượng mặt trời

Để khắc phục tình trạng không liên tục của năng lượng mặt trời, những vật liệu này lưu trữ năng lượng dư thừa:
A. Pin lithium{1}}ion

Thống lĩnh thị trường, pin lithium{0}}ion mang lại hiệu suất 90–95% và chu kỳ sạc 10,000+. Đối với nhà và lưới điện, chúng là hoàn hảo.
B. Pin sử dụng ion natri

Công nghệ ion natri-sử dụng các vật liệu sẵn có như natri sắt photphat và rẻ hơn 30% so với lithium. lý tưởng cho việc lưu trữ ở quy mô lưới.
C. Pin có dòng oxi hóa khử Vanadi

Những thiết bị này lưu trữ năng lượng trong chất điện phân lỏng, cung cấp dung lượng lưu trữ 100+ MWh. Khả năng mở rộng của chúng phù hợp với các ứng dụng công nghiệp.

Tính bền vững: Một thách thức vật chất

Sự bùng nổ năng lượng mặt trời mang lại-sự đánh đổi về môi trường:

Một. Hạn chế về nguồn lực

Lượng carbon dioxide lãng phí trong quá trình tinh chế silicon được đo ở mức 1,5 tấn/tấn silicon tinh chế; tuy nhiên, tái chế silicon làm giảm lượng này xuống chỉ còn 0,075 tấn CO₂ thông qua việc thực hiện tái chế.

b. Rủi ro độc tính

Tình trạng thiếu bạc dự kiến sắp xảy ra đang thúc đẩy sự phát triển các sản phẩm-làm từ đồng mới, do đó giúp tiết kiệm giá cả và tính sẵn có của đồng khỏi việc phải trải qua những thay đổi về mức độ tinh khiết và để nó được sử dụng làm nguyên liệu thô.