Je hliník vhodný pre solárne panely?

Hliník (alebo hliník v americkej angličtine a kanadskej angličtine) je chemický prvok so symbolom Al a atómovým číslom 13. Hliník má hustotu nižšiu ako ostatné bežné kovy, približne tretinu hustoty ocele. Má veľkú afinitu ku kyslíku a pri vystavení vzduchu vytvára na povrchu ochrannú vrstvu oxidu. Hliník vizuálne pripomína striebro, ako svojou farbou, tak aj veľkou schopnosťou odrážať svetlo. Je mäkký, nemagnetický a tvárny. Má jeden stabilný izotop, 27Al; tento izotop je veľmi bežný, vďaka čomu je hliník dvanástym najbežnejším prvkom vo vesmíre. Rádioaktivita 26Al sa využíva pri rádiodatovaní.

Chemicky je hliník post-prechodným kovom v skupine bóru; ako je pre skupinu bežné, hliník tvorí zlúčeniny predovšetkým v oxidačnom stave +3. Hliníkový katión Al3+ je malý a vysoko nabitý; ako taký je polarizačný a väzby v hliníkových formách majú tendenciu ku kovalencii. Silná afinita ku kyslíku vedie k spoločnému spojeniu hliníka s kyslíkom v prírode vo forme oxidov; z tohto dôvodu sa hliník nachádza na Zemi predovšetkým v horninách v kôre, kde je tretím najrozšírenejším prvkom po kyslíku a kremíku, a nie v plášti, a prakticky nikdy nie ako voľný kov.

Objav hliníka oznámil v roku 1825 dánsky fyzik Hans Christian Ørsted. Prvú priemyselnú výrobu hliníka inicioval francúzsky chemik Henri Étienne Sainte-Claire Deville v roku 1856. Hliník sa stal oveľa dostupnejším pre verejnosť s Hall–Héroultovým procesom, ktorý nezávisle vyvinuli francúzsky inžinier Paul Héroult a americký inžinier Charles Martin Hall v roku 1886 a masová výroba hliníka viedla k jeho rozsiahlemu použitiu v priemysle a každodennom živote. V prvej a druhej svetovej vojne bol hliník kľúčovým strategickým zdrojom pre letectvo. V roku 1954 sa hliník stal najviac vyrábaným neželezným kovom, ktorý prekonal meď. V 21. storočí sa najviac hliníka spotrebovalo v doprave, strojárstve, stavebníctve a balení v USA, západnej Európe a Japonsku.

Napriek jeho prevalencii v životnom prostredí nie je známy žiadny živý organizmus, ktorý by metabolicky využíval soli hliníka, ale hliník je dobre znášaný rastlinami a zvieratami. Kvôli množstvu týchto solí je potenciál pre ich biologickú úlohu neustále predmetom záujmu a štúdie pokračujú.

Aplikácia

Pozri tiež: Zliatina hliníka

Celosvetová produkcia hliníka v roku 2016 bola 58,8 milióna metrických ton. Prevyšuje hodnotu akéhokoľvek iného kovu okrem železa (1 231 miliónov metrických ton).[138][139]

Hliník je takmer vždy legovaný, čo výrazne zlepšuje jeho mechanické vlastnosti, najmä pri temperovaní. Napríklad bežné hliníkové fólie a nápojové plechovky sú zliatiny z 92 % až 99 % hliníka.[140] Hlavnými legovacími činidlami sú meď, zinok, horčík, mangán a kremík (napr. dural), pričom obsah ostatných kovov je v niekoľkých percentách hmotnosti.[141] Hliník, spracovaný aj odlievaný, bol okrem iného legovaný: mangánom, kremíkom, horčíkom, meďou a zinkom.[142] Napríklad rodinu zliatin Kynal vyvinul britský výrobca chemikálií Imperial Chemical Industries.

Hliníková plechovka

Hlavné použitia kovového hliníka sú:

• Preprava (automobily, lietadlá, nákladné autá, železničné vagóny, námorné plavidlá, bicykle, kozmické lode atď.). Hliník sa používa kvôli jeho nízkej hustote;

• Balenie (plechovky, fólia, rám atď.). Hliník sa používa, pretože je netoxický (pozri nižšie), neadsorbuje a je odolný voči trieskam;

• Stavebníctvo a konštrukcia (okná, dvere, obklady, stavebné drôty, opláštenie, strešné krytiny atď.). Keďže oceľ je lacnejšia, hliník sa používa vtedy, keď je dôležitá ľahkosť, odolnosť proti korózii alebo technické vlastnosti;

• Použitie súvisiace s elektrickou energiou (zliatiny vodičov, motory a generátory, transformátory, kondenzátory atď.). Hliník sa používa, pretože je relatívne lacný, vysoko vodivý, má primeranú mechanickú pevnosť a nízku hustotu a odoláva korózii;

• Široký sortiment domácich potrieb, od kuchynského náčinia až po nábytok. Nízka hustota, dobrý vzhľad, jednoduchá výroba a odolnosť sú kľúčovými faktormi použitia hliníka;

• Stroje a zariadenia (zariadenia na spracovanie, rúry, nástroje). Hliník sa používa pre svoju odolnosť proti korózii, nepriepustnosť a mechanickú pevnosť.

• Prenosné počítačové skrinky. V súčasnosti sa zriedkavo používa bez legovania[144], ale hliník sa dá recyklovať a čistý hliník má zostatkovú trhovú hodnotu: napríklad použitý materiál plechovky na nápoje (UBC) sa použil na zapuzdrenie elektronických komponentov notebooku MacBook Air, smartfónu Pixel 5 alebo inteligentných hodiniek Summit Lite.

Aký je materiál pre solárny panel?

Materiál pre solárny rám je hliníková zliatina 6063.

AA 6063 je zliatina hliníka s horčíkom a kremíkom ako legovacími prvkami. Štandard kontrolujúci jeho zloženie dodržiava The Aluminium Association. Má všeobecne dobré mechanické vlastnosti a je tepelne spracovateľný a zvárateľný. Je podobný britskej hliníkovej zliatine HE9.

6063 je najbežnejšia zliatina používaná na vytláčanie hliníka. Umožňuje vytvárať zložité tvary s veľmi hladkými povrchmi vhodnými na eloxovanie, a preto je obľúbený pre viditeľné architektonické aplikácie, ako sú okenné rámy, rámy dverí, strechy a rámy značiek.

Chemické zloženie

Zloženie zliatiny 6063 je: Hliník aiioy 6063

Základný prvok	Minimum (% hmotnosti)	Maximum (% hmotnosti)
hliník (Al)	97,50 %	99,35 %
horčík (Mg)	0,45 %	0,90 %
kremík (Si)	0,20 %	0,60 %
Železo (Fe)	0	0,35 %
chróm (Cr)	0	0,10 %
meď (Cu)	0	0,10 %
mangán (Mn)	0	0,10 %
titán (Ti)	0	0,10 %
zinok (Sn)	0	0,10 %
Iní	0	0,15 % celkom (0,05 % každý)

Mechanické vlastnosti:

6063-T5

T5 temper 6063 má medzu pevnosti v ťahu najmenej 140 MPa (20 000 psi) v hrúbkach do 13 milimetrov (0,5 palca) a 130 MPa (19 000 psi) od hrúbky 13 mm (0,5 palca) a medzu klzu najmenej 97 MPa až 130 limetrov (10,5 mil). in) a 90 MPa (13 000 psi) od 13 do 25 mm (0,5 až 1 palec). Má predĺženie 8%.

6063-T6

T6 temper 6063 má medzu pevnosti v ťahu aspoň 190 MPa (28 000 psi) a medzu klzu aspoň 160 MPa (23 000 psi). V hrúbkach 3,15 milimetrov (0,124 palca) alebo menej má predĺženie 8 % alebo viac; v hrubších častiach má predĺženie 10 %.

Záver

6063 sa používa na architektonickú výrobu, okenné a dverové rámy, potrubia a rúrky a hliníkový nábytok. Preto je vhodný na použitie v solárnych paneloch.