آیا برای تولید برق خورشیدی به آلومینیوم و مس نیاز داریم؟

بیایید واقعی شویم: چرا این فلزات مهم هستند

احتمالاً زیاد به آن فکر نکرده اید، اما آلومینیوم و مس در واقع برای پنل های خورشیدی بسیار مهم هستند. آنها مانند اسکلت و عروق خونی کل مجموعه انرژی خورشیدی هستند. بیایید بررسی کنیم که چرا آنها اینقدر اهمیت دارند زیرا تلاش برای ساخت پانل های خورشیدی بدون آنها یک شکست کامل است.

1. آلومینیوم: ستون فقرات زیرساخت خورشیدی

1.1 قاب های پنل خورشیدی: "زره".

چرا آلومینیوم؟

آلیاژهای آلومینیوم مانند 6063-T5 هم سبک و هم قوی هستند. آنها می توانند در برابر بادهای طوفانی شدید دیوانه و سال ها خورشید مقاومت کنند.

به عنوان مثال، در تگزاس، پانل‌هایی با فریم‌های آلومینیومی توانستند از یک گردباد با سرعت 150 مایل در ساعت عبور کنند که نمونه‌های فولادی کاملاً از بین رفتند.

صرفه جویی در هزینه:

قیمت آلومینیوم 1/3 فولاد است. برای یک مزرعه خورشیدی 1 مگاواتی، 500 هزار دلار صرفه جویی در قاب ها صرف می شود.

1.2 کابل ها و رابط ها: "رگ های خونی".

سیم های آلومینیومی ممکن است به اندازه مس جریان نداشته باشند، اما آنها عبارتند از:

50 درصد ارزان تر

40٪ سبک تر (برای نصب در پشت بام حیاتی است)

گیر: برای جلوگیری از خوردگی به عایق ضخیم تری نیاز دارند.

2. مس: "بزرگراه" برای برق

2.1 سلول های خورشیدی: "اعصاب".

نانوذرات مس (0.5 گرم در هر پانل) لایه‌های رسانای فوق‌العاده نازکی ایجاد می‌کنند.

واقعیت جالب: این کار راندمان را 3%-افزایش می‌دهد تا بتوان یک یخچال را برای 6 ساعت اضافی در ماه انرژی داد.

2.2 اینورترها و پیوندهای شبکه: "مغز".

سیم کشی مسی 80 درصد از جریان برق سیستم را اداره می کند.

چرا آلومینیوم نیست؟ مقاومت بالاتر آلومینیوم باعث از دست دادن 15 درصد انرژی در آب و هوای گرم می شود.

3. آلومینیوم در برابر مس: رویارویی

فاکتور	آلومینیوم	مس
هزینه	1.20 دلار در هر پوند	3.50 دلار / پوند
وزن	1.5 برابر سبکتر از مس	سنگین تر (ظرفیت سقف را محدود می کند)
خوردگی	زنگ زدگی در هوای شور (نیاز به پوشش دارد)	رطوبت را بهتر کنترل می کند
کارایی	در دماهای بالا 2% از دست می دهد	پایدار تا 85 درجه

4. بلایای واقعی{1}}جهانی (و نحوه اجتناب از آنها)

مورد 1: فلاپ قاب آلومینیومی

مشکل: یک نصاب کالیفرنیایی از قاب های آلومینیومی ارزان قیمت استفاده کرد. بعد از 3 سال 40 درصد زنگ زد و فرو ریخت.

رفع: از آلومینیوم آنودایز استفاده کنید (10 سال ضمانت خوردگی اضافه می کند).

مورد 2: بحران سرقت مس

مشکل: در هند، سرقت سیم‌کشی مسی، خروجی مزرعه خورشیدی را 25 درصد کاهش داد.

راه‌حل: مس روکش شده{0}}PVC ضد دستکاری-را نصب کنید (هزینه آن ۱۵٪ بیشتر است اما سرقت را متوقف می‌کند).

5. فناوری آینده: آیا می‌توانیم این فلزات را حذف کنیم؟

نقش جدید آلومینیوم: فناوری نانو در حال ایجاد کامپوزیت‌های{0}}گرافن آلومینیومی است که 3 برابر قوی‌تر و سبک‌تر هستند.

جایگزین های مس: سیم های پلاستیکی با روکش نقره-؟ آنها 50٪ ارزان تر هستند اما فقط در آب و هوای خشک کار می کنند.

چالش ها و راه حل ها

با وجود مزایای آنها، چالش ها همچنان ادامه دارد:

مشکل زنجیره تامین:

ممکن است مس کافی نداشته باشیم زیرا همه آن را می خواهند (مثلاً 2062.5 کیلوتن تا سال 2035!). رفع؟ چیزهایی را که داریم بازیافت کنیم و شاید چیزهای دیگری مانند گرافن را برای حمل الکتریسیته امتحان کنیم.

نگرانی در مورد محیط زیست:

حفر آلومینیوم آلودگی زیادی ایجاد می کند - حدود 1.2 تن CO2 برای هر تن آلومینیوم. اما شرکت‌های خورشیدی اکنون از انرژی سبز برای ساختن وسایل استفاده می‌کنند که آلودگی را تا حدود 40 درصد کاهش می‌دهد.

نتیجه گیری: چرا هر دو فلز ضروری هستند؟

آلومینیوم و مس فقط سنگ هایی نیستند که ما پیدا می کنیم. آنها برای کارکرد واقعی پنل های خورشیدی بسیار مهم هستند. آلومینیوم در محکم نگه داشتن چیزها و نه خیلی گرم نگه داشتن آن عالی است، در حالی که مس برای حرکت روان برق عالی است. و حتی با بازیافت بیشتر و دریافت مواد جدید، این دو همچنان بهترین انتخاب‌ها برای ساختن وسایل خورشیدی هستند که دوام زیادی دارند و ضرر نمی‌کنند.