Este aluminiul bun pentru panourile solare?

Aluminiul (sau aluminiul în engleza americană și engleza canadiană) este un element chimic cu simbolul Al și numărul atomic 13. Aluminiul are o densitate mai mică decât cea a altor metale comune, la aproximativ o treime din cea a oțelului. Are o mare afinitate față de oxigen și formează un strat protector de oxid la suprafață atunci când este expus la aer. Aluminiul seamănă vizual cu argintul, atât prin culoare, cât și prin marea sa capacitate de a reflecta lumina. Este moale, nemagnetic și ductil. Are un izotop stabil, 27Al; acest izotop este foarte comun, ceea ce face din aluminiu al doisprezecelea cel mai comun element din Univers. Radioactivitatea 26Al este utilizată în radiodatare.

Din punct de vedere chimic, aluminiul este un metal post-tranziție din grupul borului; așa cum este obișnuit pentru grup, aluminiul formează compuși în principal în starea de oxidare +3. Cationul de aluminiu Al3+ este mic și foarte încărcat; ca atare, este polarizant, iar formele de legături de aluminiu tind spre covalență. Afinitatea puternică față de oxigen duce la asocierea comună a aluminiului cu oxigenul din natură sub formă de oxizi; din acest motiv, aluminiul se găsește pe Pământ în primul rând în rocile din scoarță, unde este al treilea element cel mai abundent după oxigen și siliciu, mai degrabă decât în ​​manta, și practic niciodată ca metal liber.

Descoperirea aluminiului a fost anunțată în 1825 de către fizicianul danez Hans Christian Ørsted. Prima producție industrială de aluminiu a fost inițiată de chimistul francez Henri Étienne Sainte-Claire Deville în 1856. Aluminiul a devenit mult mai disponibil publicului odată cu procesul Hall–Héroult dezvoltat independent de inginerul francez Paul Héroult și inginerul american Charles Martin Hall în 1886, iar producția de masă a aluminiului a dus la utilizarea pe scară largă în industrie. În primul și al doilea război mondial, aluminiul a fost o resursă strategică crucială pentru aviație. În 1954, aluminiul a devenit cel mai produs metal neferos, depășind cuprul. În secolul 21, cea mai mare parte a aluminiului a fost consumată în transport, inginerie, construcții și ambalare în Statele Unite, Europa de Vest și Japonia.

În ciuda prevalenței sale în mediul înconjurător, niciun organism viu nu este cunoscut să folosească sărurile de aluminiu metabolic, dar aluminiul este bine tolerat de plante și animale. Din cauza abundenței acestor săruri, potențialul pentru un rol biologic pentru ele este de interes continuu, iar studiile continuă.

Aplicație

Vezi și: Aliaj de aluminiu

Producția globală de aluminiu în 2016 a fost de 58,8 milioane de tone metrice. A depășit-o pe cea a oricărui alt metal, cu excepția fierului (1.231 milioane de tone metrice).[138][139]

Aluminiul este aproape întotdeauna aliat, ceea ce îi îmbunătățește considerabil proprietățile mecanice, mai ales când este temperat. De exemplu, foliile obișnuite de aluminiu și cutiile de băuturi sunt aliaje de 92% până la 99% aluminiu.[140] Principalii agenți de aliere sunt cuprul, zincul, magneziul, manganul și siliciul (de exemplu, duraluminiu), cu nivelurile altor metale în câteva procente din greutate.[141] Aluminiul, atât forjat, cât și turnat, a fost aliat cu: mangan, siliciu, magneziu, cupru și zinc, printre altele.[142] De exemplu, familia de aliaje Kynal a fost dezvoltată de producătorul britanic de produse chimice Imperial Chemical Industries.

Bidon din aluminiu

Principalele utilizări ale aluminiului metalic sunt în:

• Transport (automobile, avioane, camioane, vagoane de cale ferată, nave maritime, biciclete, nave spațiale etc.). Aluminiul este utilizat din cauza densității sale scăzute;

• Ambalaj (cutii, folie, rama etc.). Aluminiul este utilizat deoarece este netoxic (vezi mai jos), neadsorbtiv și rezistent la așchii;

• Construcții și construcții (ferestre, uși, siding, sârmă de construcție, învelișuri, acoperișuri etc.). Deoarece oțelul este mai ieftin, aluminiul este utilizat atunci când ușurința, rezistența la coroziune sau caracteristicile de inginerie sunt importante;

• Utilizări legate de electricitate (aliaje de conductoare, motoare și generatoare, transformatoare, condensatoare etc.). Aluminiul este folosit deoarece este relativ ieftin, foarte conductiv, are o rezistență mecanică adecvată și o densitate scăzută și rezistă la coroziune;

• O gamă largă de articole de uz casnic, de la ustensile de gătit până la mobilier. Densitatea scăzută, aspectul bun, ușurința de fabricare și durabilitatea sunt factorii cheie ai utilizării aluminiului;

• Mașini și echipamente (echipamente de prelucrare, țevi, unelte). Aluminiul este utilizat datorită rezistenței sale la coroziune, non-piroforicității și rezistenței mecanice.

• Carcase pentru computere portabile. În prezent, este rar folosit fără aliere,[144], dar aluminiul poate fi reciclat, iar aluminiul curat are o valoare reziduală de piață: de exemplu, materialul pentru doza de băutură uzată (UBC) a fost folosit pentru a acoperi componentele electronice ale laptopului MacBook Air, smartphone-ului Pixel 5 sau smartwatch Summit Lite.

Care este materialul pentru panoul solar?

Materialul pentru cadrul solar este aliaj de aluminiu 6063.

AA 6063 este un aliaj de aluminiu, cu magneziu și siliciu ca elemente de aliere. Standardul care controlează compoziția acestuia este menținut de Asociația Aluminiului. Are în general proprietăți mecanice bune și este tratabil termic și sudabil. Este similar cu aliajul britanic de aluminiu HE9.

6063 este cel mai comun aliaj folosit pentru extrudarea aluminiului. Permite formarea de forme complexe cu suprafețe foarte netede potrivite pentru anodizare și, prin urmare, este popular pentru aplicații arhitecturale vizibile, cum ar fi rame de ferestre, tocuri de uși, acoperișuri și rame de semne.

Compoziția chimică

Compoziția aliajului 6063 este: Aluminiu aiioy 6063

Element constitutiv	Minimum (% din greutate)	Maxim (% din greutate)
Aluminiu (Al)	97,50%	99,35%
magneziu (Mg)	0,45%	0,90%
Siliciu (Si)	0,20%	0,60%
Fier (Fe)	0	0,35%
Crom (Cr)	0	0,10%
Cupru (Cu)	0	0,10%
Mangan (Mn)	0	0,10%
Titan (Ti)	0	0,10%
Zinc (Sn)	0	0,10%
Alţii	0	0,15% total (0,05% fiecare)

Proprietăți mecanice:

6063-T5

T5 temper 6063 are o rezistență maximă la tracțiune de cel puțin 140 MPa (20.000 psi) în grosimi de până la 13 milimetri (0,5 inchi) și 130 MPa (19.000 psi) de la 13 mm (0.5 inchi) grosime și rezistență la curgere de cel puțin 97 MPa (1500 psi) până la 130 MPa (0,5 inchi), până la 130 MPa (0,5 inchi) în grosime. și 90 MPa (13.000 psi) de la 13 la 25 mm (0,5 la 1 inch). Are o alungire de 8%.

6063-T6

T6 temper 6063 are o rezistență maximă la tracțiune de cel puțin 190 MPa (28.000 psi) și o rezistență la curgere de cel puțin 160 MPa (23.000 psi). În grosimi de 3,15 milimetri (0,124 in) sau mai puțin, are o alungire de 8% sau mai mult; in sectiuni mai groase are o alungire de 10%.

Concluzie

6063 este folosit pentru confecții arhitecturale, tocuri de ferestre și uși, țevi și țevi și mobilier din aluminiu. Deci este bun pentru utilizarea în panouri solare.