Güneş enerjisi sistemlerinde hangi malzemeler kullanılır?

Jul 29, 2024 Mesaj bırakın

Fotovoltaik (PV) Malzemeler: Güneş Enerjisinin Kalbi

 

project case

1. Güneş Panelleri

Güneş panellerinin çoğunluğu ucuz ve çevrede bol miktarda bulunan silikondan yapılmıştır. Silokonun ışığı elektriğe dönüştürme özelliğinden yola çıkarak silokonla üretilen panellerin iki temel çeşidi vardır: mono ve çoklu polisilokon; bir de ince film paneller var. Bu ince film paneller, kadmiyum tellür, bakır indiyum galyum selenit, diğer amorf silikon ve tabii ki yine silokon gibi diğer elementleri içerebilir. Tipik olarak ince film paneller polikristallerden daha ucuzdur, ancak enerji dönüşüm oranı genellikle polisilokon panellerden daha düşüktür.

2. İnvertörler
İnvertörler ayrıca yarı iletkenlerden ve silikondan da yapılır. Çoğu kişi, invertör türü olarak merkezi bir invertör kullanır. En dayanıklı ve en güvenilir olanıdır.

 

3. Montaj sistemleri

Montaj sistemleri alüminyum, paslanmaz çelik ve galvanizli çelik gibi hava koşullarına dayanıklı malzemelerden yapılmıştır.

4. Kablolama ve elektrik bileşenleri
Bakır kabloların ana iletkeni olarak görev yapar. Kabloları hasardan ve çevreden korumak için bakır teller PVC veya polietilen gibi yalıtım malzemeleriyle kaplanmıştır.

5. Piller

Güneş enerjisinden yararlanan sistemler genellikle şu pilleri kullanır: kurşun asit, nikel kadmiyum ve lityum iyon. Uzun kadmiyum ve lityum iyonlu olanlar, fiyatları düştükçe ve kaliteleri ve verimlilikleri arttıkça popülerlik kazanıyor. Daha hafif ve daha küçüktürler; bu da sistem için ek bir verimlilik ve akıcılık avantajıdır.

30kw To 100kw Solar Energy System
 

İletken Malzemeler: Sinir Sistemi

 

Verimli enerji aktarımı şu kritik bileşenlere dayanır:

A. Gümüş Macunu

Gümüş elektrotlar hücrelerden elektron toplar. Her panel, küresel talebin %10'unu temsil eden ~20g gümüş kullanıyor. Bakır-bazlı macunlara yönelik araştırmalar maliyetleri azaltmayı amaçlıyor.

B. Bakır Kablolama

Bireysel güneş pillerinden gelen enerjiyi invertörlere aktarmak için inşa edilen genel bakır kabarcık çubukları. Bakır aynı zamanda son derece yüksek iletkenliğiyle de bilinir, bu da büyük sistemlerde son derece kritik olan enerji kaybını da sınırlayacağı anlamına gelir.

C. Silisyum Karbür (SiC) Yarı İletkenler

SiC invertörlerde kullanılır ve aşırı ısınmadan yüksek voltajları idare edebilir. Bu, sıradan silikonla karşılaştırıldığında verimliliği yaklaşık %1-2 oranında artırır.

 

 

Enerji Depolama: Güneş Açığının Kapatılması

 

Güneş enerjisinin kesintili çalışmasının üstesinden gelmek için bu malzemeler fazla enerjiyi depolar:
A. Lityum-İyon Piller

​Pazara hakim olan lityum-iyon piller %90–95 verimlilik​ ve 10000+ şarj döngüsü sunar. Evler ve ızgaralar için mükemmeldirler.
B. Sodyum iyonları kullanan piller

Sodyum-iyon teknolojisi, sodyum demir fosfat gibi kolaylıkla bulunabilen malzemeleri kullanır ve lityumdan %30 daha ucuzdur. ızgara ölçeğinde depolama için idealdir.
C. Vanadyum Redoks Akışına Sahip Piller

Bunlar enerjiyi sıvı elektrolitlerde depolayarak 100+ MWh depolama olanağı sunar. Ölçeklenebilirlikleri endüstriyel uygulamalara uygundur.

 

 

Sürdürülebilirlik: Önemli Bir Zorluk

 

Güneş enerjisi patlaması çevresel dengeleri-getiriyor:

A. Kaynak Kısıtlamaları

Silikonun rafine edilmesi işlemi sırasında boşa harcanan karbondioksit miktarı, rafine edilmiş silikonun tonu başına 1,5 ton olarak ölçülmüştür; ancak silikonun geri dönüştürülmesi, geri dönüşümün uygulanmasıyla bunu yalnızca 0,075 ton CO₂'ye düşürür.

B. Toksisite Riskleri

Beklenen gümüş kıtlığı, yeni bakır-bazlı ürünlerin geliştirilmesini teşvik ediyor, böylece bakırın fiyatını ve bulunabilirliğini saflık düzeyindeki değişikliklerden kurtarıyor ve onu hammadde olarak kullanmaya bırakıyor.