Energii Słonecznej

Podziel się tym artykułem ze znajomymi:

fotowoltaicznych

Szacuje się, że szerokościach geograficznych Francji około 45 ° potencjalnie użyteczną energię od Słońca wynosi rok 1500kwh / m².

Zobacz mapę francuskiej ensoillement iPromieniowanie słoneczne DNI Francji.

Z bieżących plony około 10 do 15% uzyskuje się 150 225kwh / m².an.


Tak zwane "niezintegrowane" panele słoneczne.

Zasada działania PV

Ogniwa fotoelektrycznego jest wykonane z materiałów półprzewodnikowych. Są one zdolne do przekształcania energii dostarczanej przez słońce na obciążenia elektrycznego tym samym energię, ponieważ światło pobudza elektrony tych materiałów. Krzywa absorpcji tych materiałów zaczyna niskie długości fali aż do granicznej długości fali, który jest 1,1 mikrometrów dla krzemu.

Krzem jest głównym składnikiem ogniwa fotowoltaicznego.

Fizyka na fotokomórkę (od strony CEA)


Schemat działania fotokomórki.

Krzemu został wybrany dla ogniw słonecznych fotowoltaicznych o jego właściwości elektronicznych, charakteryzujących się obecnością czterech elektronów na zewnętrznej powłoce (kolumnie IV tabeli Mendelejewa). W stałym krzem, każdy atom jest związany z czterema sąsiadami i wszystkie elektrony z najbardziej zewnętrznej powłoki udział w wiązań. Jeśli atom krzemu jest zastąpiony przez atom z kolumny V (fosforu, na przykład), jeden elektronów nie uczestniczą w wiązań; może zatem poruszać się w sieci. Nie przewodzenie elektronów, a mówi się półprzewodnik typu n domieszką. Jeżeli zamiast atom krzemu jest zastąpiony przez atom kolumnie III (boru na przykład), to brakuje elektronu do przeprowadzenia wszystkich linków i elektron może się wypełnić tę lukę. Mówimy, że nie ma przewodzenia przez otwór, a mówi się półprzewodnik typu p domieszką. Węgla, takie jak bor lub fosfor domieszkowanie krzemu.

Gdy półprzewodnikowe typu n styka się z półprzewodnika typu p, nadmiar elektronów n w materiale dyfundują w głąb materiału p. Obszar początkowo domieszką n zostaje naładowana dodatnio i początkowo domieszkowany obszar p zostaje naładowany ujemnie. W związku z tym tworzy się pole elektryczne pomiędzy strefami n i p, które ma tendencję do pchania elektronów w strefie oraz ustala się równowaga. Skrzyżowanie została utworzona, i przez dodanie metalowych styków w n i p jest dioda, która jest otrzymywana.
Gdy ta dioda LED fotony są absorbowane przez materiał i każdy fotonów powoduje elektrony i dziury (znany jako para elektron-dziura). Skrzyżowanie diody oddziela elektrony i dziury, tworząc różnicę potencjałów między nip styków, a prąd przepływa gdy rezystor jest umieszczony pomiędzy stykami diody (rysunek).

dostępne technologie.

Aktualne moduły różnią się w zależności od typu krzem ich używać:

  • krzemu monokrystalicznego: fotoogniwa są oparte na kryształów krzemu w kapsułkach z tworzywa sztucznego osłony.
  • polikrystaliczny krzem: Komórki fotoelektryczne są oparte na polikryształów krzemu, mniej kosztowne w wytwarzaniu niż monokrystalicznego krzemu, ale także nieco niższą wydajność. Te polikryształy uzyskuje się przez stopienie złomu elektronicznego gatunku krzemu.
  • bezpostaciowy krzem: panele "rozproszone" są wykonane z bezpostaciowego krzemu o wysokiej mocy energetycznej i prezentowane w elastycznych paskach umożliwiających doskonałą integrację architektoniczną.

Producenci komórek.

Pięć największych firm produkujących ogniwa fotowoltaiczne dzielić 60% udziału w światowym rynku. Te japońskie firmy Ostre i Kyocera, firmy BP Solar USA i Astropower i niemiecki RWE Schott Solar. Japonia produkuje prawie połowę z ogniw fotowoltaicznych na świecie.

Zastosowanie energii słonecznej

Obecnie główne obszary zastosowań to pojedyncze mieszkania, ale także dla urządzeń naukowych takich jak sejsmografy.

Pierwszy obszar aby korzystać z tej energii jest pole przestrzeni. Rzeczywiście, wszystkie elektryczne satelity quasiement energii jest dostarczone przez urządzenie fotowoltaiczne (niektóre satelity małych silników Stirling).

korzyści

  • Elektryczność czyste w użyciu i jest częścią zasadą zrównoważonego rozwoju,
  • źródła energii odnawialnej jako niewyczerpane w ludzkiej skali,
  • Być stosowany w krajach bez znaczącego rozwoju sieci kanałów lub w odległych miejscach takich jak w górach, gdzie nie jest możliwe podłączenie do sieci krajowej.


Przykład zasilania sieci, zasilany przez panel fotowoltaiczny sejsmograf wulkanu Soufriere na Gwadelupie.

wady

  • Koszt PV jest wysoka, ponieważ pochodzi z high-tech,
  • Koszt zależy od mocy szczytowej, aktualny koszt szczytowej wat jest około 3,5 550 około € € / m² ogniw słonecznych,
  • wydajność prądowa ogniw fotowoltaicznych pozostaje stosunkowo niski (około 10% dla ogółu społeczeństwa), a zatem dostarcza tylko niski pobór mocy,
  • bardzo ograniczony, ale rosnący rynek
  • produkcja energii elektrycznej odbywa się wyłącznie w dniu, gdy największy popyt jest noc
  • magazynowania energii elektrycznej jest coś bardzo trudnego przy dzisiejszej technologii (econological bardzo wysoki koszt baterii)
  • żywotność: od 20 do 25 lata, po tym jak krzem "krystalizuje" i czyni komórkę niezdatną do użycia,
  • produkcja zanieczyszczenia: niektóre badania twierdzą, że energia użyta do produkcji komórki nigdy się opłacalna w 20 latach produkcji,
  • To samo recykling po zakończeniu stosowania komórek stwarza problemy dla środowiska.

więcej:
- Bilans energetyczny fotowoltaicznych
- Francuski mapa dziedzinie energii słonecznej
- W zintegrowanym budowy systemów fotowoltaicznych (dokument CEA)

facebook komentarze

Zostaw komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *