Czy aluminium jest dobre dla paneli słonecznych?

Aluminium (lub aluminium w amerykańskim angielskim i kanadyjskim angielskim) to pierwiastek chemiczny o symbolu Al i liczbie atomowej 13. Aluminium ma gęstość mniejszą niż inne powszechnie stosowane metale, około jednej trzeciej gęstości stali. Ma duże powinowactwo do tlenu i tworzy ochronną warstwę tlenku na powierzchni pod wpływem powietrza. Aluminium wizualnie przypomina srebro zarówno pod względem koloru, jak i doskonałej zdolności odbijania światła. Jest miękki, niemagnetyczny i plastyczny. Ma jeden stabilny izotop, 27Al; ten izotop jest bardzo powszechny, co czyni aluminium dwunastym najczęściej występującym pierwiastkiem we Wszechświecie. Radioaktywność 26Al jest wykorzystywana w radiodatowaniu.

Z chemicznego punktu widzenia aluminium jest metalem po przejściu przejściowym z grupy boru; jak to zwykle bywa w tej grupie, aluminium tworzy związki głównie na stopniu utlenienia +3. Kation glinu Al3+ jest mały i silnie naładowany; jako taki jest polaryzujący i wiąże formy aluminium z tendencją do kowalencji. Silne powinowactwo do tlenu prowadzi do powszechnego łączenia aluminium z tlenem w przyrodzie w postaci tlenków; z tego powodu aluminium występuje na Ziemi przede wszystkim w skałach skorupy ziemskiej, gdzie jest trzecim najliczniejszym pierwiastkiem po tlenie i krzemie, a nie w płaszczu, i praktycznie nigdy nie występuje w postaci wolnego metalu.

Odkrycie aluminium ogłosił w 1825 roku duński fizyk Hans Christian Ørsted. Pierwszą przemysłową produkcję aluminium zapoczątkował francuski chemik Henri Étienne Sainte-Claire Deville w 1856 r. Aluminium stało się znacznie bardziej dostępne dla publiczności dzięki procesowi Hall-Héroult opracowanemu niezależnie przez francuskiego inżyniera Paula Héroulta i amerykańskiego inżyniera Charlesa Martina Halla w 1886 r., a masowa produkcja aluminium doprowadziła do jego szerokiego zastosowania w przemyśle i życiu codziennym. Podczas I i II wojny światowej aluminium było kluczowym zasobem strategicznym dla lotnictwa. W 1954 roku aluminium stało się najczęściej produkowanym metalem nieżelaznym, wyprzedzając miedź. W XXI wieku najwięcej aluminium zużywano w transporcie, inżynierii, budownictwie i opakowaniach w Stanach Zjednoczonych, Europie Zachodniej i Japonii.

Pomimo występowania w środowisku, żaden żywy organizm nie wykorzystuje metabolicznie soli glinu, ale glin jest dobrze tolerowany przez rośliny i zwierzęta. Ze względu na obfitość tych soli potencjał ich biologicznej roli jest przedmiotem ciągłego zainteresowania, a badania są kontynuowane.

Aplikacja

Zobacz także: Stop aluminium

Światowa produkcja aluminium w 2016 roku wyniosła 58,8 mln ton. Przewyższył poziom jakiegokolwiek innego metalu z wyjątkiem żelaza (1231 milionów ton metrycznych).

Aluminium prawie zawsze jest stopowe, co znacznie poprawia jego właściwości mechaniczne, zwłaszcza po odpuszczeniu. Na przykład powszechnie stosowane folie aluminiowe i puszki po napojach to stopy zawierające od 92% do 99% aluminium.[140] Głównymi środkami stopowymi są miedź, cynk, magnez, mangan i krzem (np. duraluminium), a zawartość innych metali wynosi kilka procent wagowych.[141] Aluminium, zarówno plastyczne, jak i odlewane, zostało dodawane stopowo m.in. z: manganem, krzemem, magnezem, miedzią i cynkiem.[142] Na przykład rodzina stopów Kynal została opracowana przez brytyjskiego producenta środków chemicznych Imperial Chemical Industries.

Puszka aluminiowa

Główne zastosowania aluminium metalicznego to:

• Transport (samochody, samoloty, ciężarówki, wagony kolejowe, statki morskie, rowery, statki kosmiczne itp.). Stosowane jest aluminium ze względu na jego niską gęstość;

• Opakowania (puszki, folia, ramka itp.). Aluminium jest stosowane, ponieważ jest nietoksyczne (patrz poniżej), nieadsorpcyjne i odporne na odpryski;

• Budownictwo i konstrukcja (okna, drzwi, siding, drut budowlany, poszycie, pokrycia dachowe itp.). Ponieważ stal jest tańsza, aluminium stosuje się, gdy ważna jest lekkość, odporność na korozję lub cechy konstrukcyjne;

• Zastosowania związane z energią elektryczną (stopy przewodzące, silniki i generatory, transformatory, kondensatory itp.). Aluminium stosuje się, ponieważ jest stosunkowo tanie, dobrze przewodzi, ma odpowiednią wytrzymałość mechaniczną i małą gęstość oraz jest odporne na korozję;

• Szeroka gama artykułów gospodarstwa domowego, od przyborów kuchennych po meble. Niska gęstość, dobry wygląd, łatwość produkcji i trwałość to kluczowe czynniki zastosowania aluminium;

• Maszyny i urządzenia (urządzenia do obróbki, rury, narzędzia). Aluminium jest stosowane ze względu na jego odporność na korozję, niepiroforyczność i wytrzymałość mechaniczną.

• Przenośne obudowy komputerowe. Obecnie rzadko używany bez dodatku stopów[144], ale aluminium można poddać recyklingowi, a czyste aluminium ma rezydualną wartość rynkową: na przykład materiał ze zużytych puszek po napojach (UBC) został użyty do obudowy elementów elektronicznych laptopa MacBook Air, smartfona Pixel 5 lub smartwatcha Summit Lite.

Jaki jest materiał na panel słoneczny?

Materiałem na ramę solarną jest stop aluminium 6063.

AA 6063 to stop aluminium zawierający magnez i krzem jako pierwiastki stopowe. Norma kontrolująca jego skład prowadzona jest przez The Aluminium Association. Ma ogólnie dobre właściwości mechaniczne, można go obrabiać cieplnie i spawać. Jest podobny do brytyjskiego stopu aluminium HE9.

6063 jest najpopularniejszym stopem stosowanym do wytłaczania aluminium. Umożliwia tworzenie skomplikowanych kształtów o bardzo gładkich powierzchniach nadających się do anodowania, dlatego jest popularny w widocznych zastosowaniach architektonicznych, takich jak ramy okienne, ościeżnice drzwi, dachy i ramy szyldów.

Skład chemiczny

Skład stopu 6063 to: Aluminium aiioy 6063

Element składowy	Minimalna (% wag.)	Maksymalnie (% wag.)
Aluminium (Al)	97,50%	99,35%
Magnez (Mg)	0,45%	0,90%
Krzem (Si)	0,20%	0,60%
Żelazo (Fe)	0	0,35%
Chrom (Cr)	0	0,10%
Miedź (Cu)	0	0,10%
Mangan (Mn)	0	0,10%
Tytan (Ti)	0	0,10%
Cynk (Sn)	0	0,10%
Inni	0	0,15% ogółem (0,05% każdy)

Właściwości mechaniczne:

6063-T5

T5 temper 6063 ma ostateczną wytrzymałość na rozciąganie co najmniej 140 MPa (20 000 psi) przy grubościach do 13 milimetrów (0,5 cala) i 130 MPa (19 000 psi) od 13 mm (0,5 cala) grubości i granicę plastyczności co najmniej 97 MPa (14 000 psi) do 13 milimetrów (0,5 cala) i 90 MPa (13 000 psi) od 13 do 25 mm (0,5 do 1 cala). Ma wydłużenie 8%.

6063-T6

Stan T6 6063 ma ostateczną wytrzymałość na rozciąganie co najmniej 190 MPa (28 000 psi) i granicę plastyczności co najmniej 160 MPa (23 000 psi). Przy grubościach 3,15 milimetra (0,124 cala) lub mniejszej ma wydłużenie 8% lub więcej; w grubszych odcinkach ma wydłużenie 10%.

Wniosek

6063 jest stosowany do produkcji architektonicznej, ram okiennych i drzwiowych, rur i rurek oraz mebli aluminiowych. Dlatego warto go stosować w panelach słonecznych.