Sisteme Fotovoltaice Celule Solare
Cuprinsul lucrării
Capitolul 1. Introducere
Mediul înconjurător de astăzi
Energia geotermală
Energia eoliană
Energia solară
1.4.1. Radiația solară
1.4.2. Introducere în aplicațiile celulelor solare
Capitolul 2. Celule solare
2.1. Introducere în celule solare
2.2. Definiții
2.2.1. Banda de conducție
2.2.2. Banda de valență
2.2.3. Energia benzii de decalaj
2.3. Structura cristalină a atomului de siliciu
2.4. Anatomia unei celule solare
2.5 Structura de bază a unei celule de siliciu generice – PV
2.6. Celula fotovoltaică
2.6.1. Tensiune și Curent
2.6.2. Eficiența
Capitolul 3. Sisteme fotovoltaice
3.1. Tehnologia panourilor fotovoltaice
3.2. Modulele solare
3.3. Clasificarea sistemelor fotovoltaice
3.3.1. Sisteme fotovoltaice de tip insulă
3.3.2. Sisteme fotovoltaice conectate la rețea
3.4. Sisteme fotovoltaice
3.4.1. Componente uzuale pentru sisteme fotovoltaice dependente de rețea
3.4.2. Componente uzuale pentru sisteme fotovoltaice independete de rețea
3.5 Estimarea puterii generate de sistem
3.5.1 Condiții standard de test
3.5.2 Temperatura
3.5.3 Pierderi prin neadaptare și cablaj
3.5.4 Pierderi la conversia CC – CA
3.5.5 Estimarea energiei generate de sistem
3.5.5.1 Unghiul razelor solare și orientarea casei
3.6 . Aplicații ale sistemelor fotovoltaice
3.6.1 Electrificarea în mediul rural
3.6.2 Pomparea apei
3.6.3 Aprovizionarea casnică
3.6.4 Asistență medicală
3.7. Aplicații profesionale
3.7.1 Ajutoare în navigația oceanică
3.7.2 Sisteme de telecomunicații
3.7.3 Monitorizare și control de la distanță
3.7.4 Protecție catodică
3.7.5 Generarea energiei electrice în spațiu
3.7.6 Centrale fotovoltaice
Capitolul 4. Procesul de fabricație a unei celule solare
Capitolul 5. Experiment cu celule solare
5.1 Generalități
5.2 Lista cu instrumentele necesare experimentului
5.3 Circuitul electric echivalent
5.4 Curbele I-V și P-V
5.5 Concluzii
Capitolul 6. Concluzii
6.1. Motive pentru gradul de eficienta scăzut și îmbunătățiri
6.2 Scena de astăzi în Industrie
6.3. Costuri
6.4. Statistici solare de putere
Bibliografie
Lista de figuri
Figura 1.1: Radiația solară în cursul anului…………………………………………………………..15
Tabelul 1.1: Radiațiile solare pentru România………………………………………………………15
Tabelul 2.1: Banda de decalaj pentru diferite tipuri de semiconductori……………………15
Figura 2.1: Atomul de siliciu………………………………………………………………………………23
Figura 2.2: Strctura cristalină a siliciului………………………………………………………………24
Figura 2.3: Efectul câmpului electric în celula PV………………………………………………..26
Figura 2.4: Funcționarea unei celule PV………………………………………………………………27
Figura 2.5: Structura de bază a unei celule fotovoltaice………………………………………….28
Figura 2.6: Model de celule solare cristaline…………………………………………………………29
Figura 2.7: Puterea maximă………………………………………………………………………………..34
Figura 2.8: Curentul de iesire disponibil de la o celula solară este proportional cu energia luminii incidente……………………………………………………………………………………36
Fig. 3.1 Tipuri de celule solare……………………………………………………………………………38
Fig. 3.2 Randamentul sistemelor fotovoltaice……………………………………………………….39
Tabelul 3.1 Celule fabricate din diferite tipuri de materiale…………………………………….40
Fig. 3.2 Sisteme fotovoltaice de tip insulă…………………………………………………………….41
Figura. 3.3 Sisteme fotovoltaice conectate la rețea…………………………………………………42
Fig. 3.4 Celule fotovoltaice unice (1) conectate în serie formează un modul fotovoltaic (2). Mai multe module îmbinate împreună crează un sistem fotovoltaic (3)………………43
Figura 3.5 Unghiurile soarelui: declinația solară……………………………………………………46
Figura 3.6 Unghiurile soarelui: Azimutul solar……………………………………………………..47
Figura 4.1. A) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare……………………………………………………………………………………………………………52
Figura 4.1. B) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare……………………………………………………………………………………………………………52
Figura 4.1. C) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare……………………………………………………………………………………………………………53
Figura 4.1. D) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare……………………………………………………………………………………………………………53
Figura 4.1. F) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare……………………………………………………………………………………………………………54
Figura 4.2. A) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricare……………………………………………………………………………………………………………55
Figura 4.2. B) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație…………………………………………………………………………………………………………..55
Figura 4.2. C) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație………………………………………………………………………………………………………….56
Figura 4.2. D) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație………………………………………………………………………………………………………….56
Figura 4.2. E) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație………………………………………………………………………………………………………….57
Figura 4.2. G) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație………………………………………………………………………………………………………….57
Figura 4.2. H) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație…………………………………………………………………………………………………………58
Figura 5.1: Tipuri de conectare a celulelor solare în panouri solare………………………60
Figura 5.2: Celule solare conectate în serie………………………………………………………..62
Figura 5.3: Multimetrul digital………………………………………………………………………63
Tabelul 5.1: Intensitatea curentului în regim fotovoltaic…………………………………..63
Figura 5.4: Expansiunea razei laser folosind concentratorul………………………………63
Tabelul 5.2: Tensiunea în regim fotovoltaic……………………………………………………64
Figure 5.5 a) Asamblarea laser-multimeteru-ecran…………………………………………….65
Figura 5.5 b) Raza laser, 29 mm diametru……………………………………………………….66
Tabelul 5.3: Tensiunea în regim fotovoltaic în funcție de unghiul de incidență…….66
Figura 5.6: Asamblare laser-chopper-osciloscop-celulă solară……………………………68
Figura 5.7: Chopper controllerul……………………………………………………………………..69
Figura 5.8: Fasciculul singular cu frecvența de ciopârțire f………………………………..70
Figura 5.9 a): Outputul a două fascicule laser, una ciopârțită și alta liniară…………..71
Figura 5.9 b): Outputul tensiunii pentru doua fascicule laser, ambele liniare………..72
Figura 5.10: Circuitul electric echivalent………………………………………………………….73
Figura 5.11: Puterea vs Tensiunea P-V ale modulelor PV în lumină…………………….75
Figura 5.12: Caracteristicile I-V ale unui panou solar…………………………………………75
Figura 6.1: Suprafața de Si……………………………………………………………………………..80
Figura 6.3: În 2003, generarea de energie solara a fost, practic, zero, dar este de așteptat să crească în mod constant, pana în 2010 la 12 GW. Sursa OIE raportul din 2007, prin amabilitatea Displaybank Co Ltd……………………………………………………………………..84
Capitolul 1. Introducere
1.1. Mediul înconjurător de astăzi
Au fost momente în istorie in care națiunile umane au depins de tehnologie.
Acesta este un astefel de moment.
Avem nevoie de o creștere masivă de electricitate, generată din surse alternative, pentru a putea ține in viață civilizația umană.
Cercetătorii care au explorat cu submarinul Polul Nord au scos la suprafață informații îngrijorătoare: sunt șanse în proporție de 75% ca topirea totală a calotei polare să se realizeze, în lunile de vară ale următorilor 5 ani. Acest lucru preupune topirea a 20 de milioane de tone de gheață pe zi.
Clima se înrăutățește mai repede decăt s-a prevăzut și un tsunami energetic se așteaptă, generat de cantitatea de electricitate consumată.
Vremea devine din ce în ce mai ciudată..
O creștere de 1 grad Celsius duce la creștere a probabilitații de fulgerare cu 10%..
Consecințele acestei clime dereglate sunt mult mai mari decât soluțiile propuse până acum.
Această dereglare climaterică s-a produs din pricina combustibilului bazat pe carbon, cel mai periculos combustibil, dar singurul folosit la scară largă.
Toate soluțiile disponibile sunt menite să pună capăt dependenței actuale de combustibil bazat pe carbon. Aceste soluții nu sunt costisitoare , sunt disponibile din abundență și, cel mai important, nu poluează.
Cercetările recente spun că 4 minute de energie solară pot susține 100% din cererea de electricitate a Statelor Unite ale Americii.
În concluzie, putem spune că avem în jurul nostru forme variate de energie care așteaptă să fie descoperite și explorate în beneficiul salvării Pamântului.
Cele mai populare sunt: energia solară, energia eoliană și energia geotermală.
Câteva detalii referitoare la aceste alternative de energie verde sunt prezentate în continuare:
1.2. Energia geotermală
Energia geotermală este căldura din interiorul Pământului. Se pot folosi aburii și apa fierbinte produse în interiorul Pământului, pentru a încălzi clădirile sau pentru a genra electricitate. Acest tip de energie se regenerează datorită reumplerii cu apă prin ploaie și a căldurii ce se produce continuu în interiorul planetei.
Energia geotermală este produsă în centrul Pământului, la aproximativ 64378 de km adâncime. Temperaturi mai fiebinți decât cele de la suprafața Soarelui sunt produse neîncetat în centrul Pamântului, ca urmare a dezagregării particulelor radioactive, un proces ce se produce în toate rocile. Pământul are un numar de straturi diferite.
Unele aplicații ale energiei geotermale folosesc temperaturi de suprafață, în timp ce altele necesită forări kilometrice in scu submarinul Polul Nord au scos la suprafață informații îngrijorătoare: sunt șanse în proporție de 75% ca topirea totală a calotei polare să se realizeze, în lunile de vară ale următorilor 5 ani. Acest lucru preupune topirea a 20 de milioane de tone de gheață pe zi.
Clima se înrăutățește mai repede decăt s-a prevăzut și un tsunami energetic se așteaptă, generat de cantitatea de electricitate consumată.
Vremea devine din ce în ce mai ciudată..
O creștere de 1 grad Celsius duce la creștere a probabilitații de fulgerare cu 10%..
Consecințele acestei clime dereglate sunt mult mai mari decât soluțiile propuse până acum.
Această dereglare climaterică s-a produs din pricina combustibilului bazat pe carbon, cel mai periculos combustibil, dar singurul folosit la scară largă.
Toate soluțiile disponibile sunt menite să pună capăt dependenței actuale de combustibil bazat pe carbon. Aceste soluții nu sunt costisitoare , sunt disponibile din abundență și, cel mai important, nu poluează.
Cercetările recente spun că 4 minute de energie solară pot susține 100% din cererea de electricitate a Statelor Unite ale Americii.
În concluzie, putem spune că avem în jurul nostru forme variate de energie care așteaptă să fie descoperite și explorate în beneficiul salvării Pamântului.
Cele mai populare sunt: energia solară, energia eoliană și energia geotermală.
Câteva detalii referitoare la aceste alternative de energie verde sunt prezentate în continuare:
1.2. Energia geotermală
Energia geotermală este căldura din interiorul Pământului. Se pot folosi aburii și apa fierbinte produse în interiorul Pământului, pentru a încălzi clădirile sau pentru a genra electricitate. Acest tip de energie se regenerează datorită reumplerii cu apă prin ploaie și a căldurii ce se produce continuu în interiorul planetei.
Energia geotermală este produsă în centrul Pământului, la aproximativ 64378 de km adâncime. Temperaturi mai fiebinți decât cele de la suprafața Soarelui sunt produse neîncetat în centrul Pamântului, ca urmare a dezagregării particulelor radioactive, un proces ce se produce în toate rocile. Pământul are un numar de straturi diferite.
Unele aplicații ale energiei geotermale folosesc temperaturi de suprafață, în timp ce altele necesită forări kilometrice in scoarță. Cele 3 utilizări principale ale energiei geotermale sunt:
Uz direct și sisteme de încalzire a cartierelor, ce folosesc apă fierbinte din izvoare și rezervoare din apropierea suprafeței.
Generarea de electricitate intr-o centrală electrică, care impune apă sau aburi la temperaturi foarte ridicate (149 – 372 de grade Celsius). Centralele energetice sunt construite în general în locurile în care rezervoarele geotermale se află la 1,6 – 3,2 kilometri față de suprafață.
Pompe de căldură geotermale, ce folosesc stabilitatea scoarței sau temperaturile apei de la surpafața Pamântului pentru a furniza căldură cladirilor.
Impactul asupra mediului, al energiei geotermale, depinde de modul de întrebuințare .
Folosirea directă a energiei și a aplicațiile de încălzire nu au un efect negativ asupra mediului înconjurător.
Centralele energetice geotermale nu folosesc combustibil pentru generarea de electricitate, astfel că nivelele de emisie sunt foarte scăzute. Acestea eliberează mai puțin de 1% din emisiile de dioxid de carbon produse de o centrală pe combustibil fosil. Centralele geotermale folosesc sisteme de purificare, pentru a curăța aerul de hidrogenul sulfurat, care se găsește în mod natural în aburi și în apa fierbinte. Aceste centrale produc mai puțin cu 97% ploi acide – ce cauzează compuși sulfurici suplimentari față de cei emiși de centralele pe combustibil fosil. Aburii și apa dintr-un rezervor geotermal, după utilizare, se reîntorc în pământ.
1.3. Energia eoliană
Soarele încălzește inegal Pământul, astfel că polii primesc mai puțină energie decât Ecuadorul; în consecință, țărmul uscat se încălzește și se răcește mai rapid decât marea. Încălzirea diferențiată conduce la un sistem global de convecție atmosferică, care se ridică de la suprafața Pământului, până în stratosferă. Majoritatea energiei stocate în aceste mișcări ale vântului, se găsește la altitudini înalte, unde viteza vântului se menține constant la valori de peste 160 de km/oră. Mai apoi, energia vântului este transformată prin frecare în căldură difuză, pe întreaga suprafață a Pământului și în atmosferă.
Energia ce se poate extrage din sursele eoliene este considerabil mai bogată decât cea utilizată astăzi din toate celelalte surse. O estimare de putere a energiei eoliene de 72 TW poate fi viabil exploatată, în comparație cu media globală de energie consumată de 15 TW, din toate sursele, în anul 2005. Nu toată energia obținută din vânt se poate recupera.
1.4. Energia solară
Soarele (latină: Sol), un pitic galben, este o stea la centrul Sistemului Solar. Pamantul si alte materii (inclusiv pe alte planete, asteroizi, comete, meteoriți și praf), orbiteaza în jurul Soarelui, care reprezintă aproximativ 98,6% din masa Sistemului Solar. Distanța medie a Soarelui de Pământ este de aproximativ 149.6 de milioane de km și lumina parcurge această distanță în 8 minute și 19 secunde. Energia de la Soare, în formă de lumină solară, susține mare parte din viața pe Pamant prin fotosinteză, influențând climatul și vremea Pământului.
Suprafața Soarelui se compune din hidrogen (aproximativ 74% din masa acestuia, sau 92% din volumul său), heliu (aproximativ 24% din masa, 7% din volum), și urme de alte elemente, inclusiv fier, nichel, oxigen, siliciu, magneziu sulf, carbon, neon, calciu și crom. Soarele are o clasă spectrală de G2V. G2 înseamnă că are o temperatură de suprafață de aproximativ 5780 K (5500 ° C), dându-i o culoare albă, care de multe ori, din cauza împrăștierii atmosferice, apare galben atunci când este privit de la suprafața Pământului. Acesta este un efect substractiv, împrăștierea lungimii de undă mai scurte, eliminând suficientă lumină violetă și albastră și lăsând o serie de frecvențe, care sunt percepute de ochiul uman ca fiind galben. Aceasta este împrăștierea de lumină de la capătul albastru al spectrului de frecvențe, care oferă culoare cerului. Când Soarele apune pe cer, lumina este împrăștiată chiar mai mult, astfel că Soarele apare portocaliu sau chiar roșu.
Spectrul Soarelui conține linii de metale ionizate și neutre precum și foarte slabe linii de hidrogen.V-ul (roman cinci) în clasa spectrală indică faptul că Soarele, la fel ca cele mai multe stele, este o stea principală. Acest lucru semnifică faptul că aceasta își generează energia prin fuziunea nucleară a nucleelor de hidrogen în heliu. Există mai mult de 100 de milioane de stele din clasa G2 în galaxia noastră. Cândva considerat o stea relativ mică și nesemnificativă, Soarele este acum cunoscut a fi mai luminos decât 85% dintre stelele din galaxie, din care majoritatea sunt pitici roșii.
• Căldura solară – caz în care vom utiliza căldura soarelui pentru a produce apă caldă pentru case sau bazine de înot, fiind de asemenea și sistem de încălzire.
• Energia fotovoltaică (PV) – folosește energia de la Soare pentru a crea energie electrică pentru furnizare și aparate de iluminat. Un sistem fotovoltaic are nevoie doar de lumină diurnă – nu direct lumina Soarelui – pentru a genera electricitate.
• Soarele poate furniza energie, dar și căldură. Putem clasifica beneficiile Soarelui, după cum urmează: căldura pasivă – aceasta este căldura pe care o primim de la Soare natural. Acest lucru poate fi luat în considerare la proiectarea clădirilor, astfel încât mai puțină încălzire suplimentară să fie necesară.
1.4.1. Radiația solară
Radiația solară este cantitatea de energie produsă de către lumina solară ce atinge Pământul și se măsoară în Wh / m2 / zi.
Pentru Bucuresti, variabilele sunt:
Locul de amplasare: 44 ° 20'49 "Nord, 26 ° 13'32" Est, Elevație: 74 m
Figura 1.1: Radiația solară în cursul anului
Tabelul 1.1: Radiațiile solare pentru România
Medie anuală este de 4245 Wh/m2/zi.
1.4.2. Introducere în aplicațiile celulelor solare
Alături de o varietate de produse de larg consum – ceasuri electronice, calculatoare, echipamente de putere pentru agrement și turism – există o gamă largă de aplicații în care celulele solare sunt deja privite ca cea mai bună opțiune pentru alimentare cu energie electrică. Aceste aplicații sunt de obicei autonome și exploatează următoarele avantaje ale energiei electrice fotovoltaice:
Nu există costuri de combustibil sau probleme de aprovizionare cu combustibil
Echipamentul poate funcționa, de obicei, nesupravegheat
Celulele solare sunt foarte fiabile și necesită puțină întreținere
La celălalt capăt al scalei sunt sistemele conectate la rețea, sisteme care sunt acum luate în considerare serios, pentru a suplimenta producerea de energie convențională în multe țări industrializate. Deși n+au devenit incă viabile din motive economice, participarea PV la generarea de energie electrică pe scară largă este privită cu proeminență ca un mijloc de stopare a efectelor negative asupra mediului a surselor convenționale de energie.
În următoarele capitole vom descoperi pas-cu-pas această oportunitate uimitoare pe care Soarele ne-o oferă.
Capitolul 2. Celule solare
2.1. Introducere în celule solare
Materialele, atât compuși cât și elemente, pot fi clasificate în funcție de cât de bine conduc energia electrică. Există materiale, cum ar fi metalele, care conduc electricitatea bine, și cele, care conduc energia electrică slab, numite izolatori. Universul fiind atât de complex, există câteva materiale, care se încadrează între aceste tipuri. Ele conduc foarte puțin energia electrică. Aceste materiale sunt numite semiconductori.
Odată cu dezvoltarea teoriei cuantice și a teoriei benzii a proprietăților (electrice) elementelor, a devenit posibil să înțelegem cât de diferențiate sunt conductoarele, izolatorii și semiconductorii într-o teorie comprehensibilă și testabilă. Principiul de excluziune al lui Pauli aplicat legăturii electronilor într un atom definește o serie de cochilii de energie distincte, pe care electronii le pot umple. Aceste cochilii sunt completate de la cel mai de jos nivel de energie, la nivelul superior. Tabelul periodic apare cu fiecare element, prin adăugarea unui proton și umplerea de fiecărei cochilii ocupă o "perioadă" a tabelului.
Elementele semiconductoare formează o bandă liberă în tabel; nu tocmai metale și nu tocmai izolatori. Compușii formați din amestecurile de diferite mixturi cristaline și amorfe sunt, de asemenea, semiconductoare.
Caracteristicile electrice ale semiconductorilor pot fi schimbate prin introducerea de alte elemente în proporții mici. Acest procedeu se numește dopaj și presupune modul în care semiconductorii de tip n și p sunt construiți.
Prin aplicarea unei tensiuni și a unor curenți, semiconductorii pot funcționa ca întrerupătoare, care formează baza tranzistorilor. Prin aplicarea de radiație luminoasă, semiconductorii pot funcționa ca dispozitive fotovoltaice.
Siliciul este semiconductorul cel mai frecvent utilizat în prezent, dar există și multe alte tipuri. Exemple:
galium, arsenium
germaniu
seleniu
oxid de cupru
telură de plumb
sulfurat de plumb
carbură de siliciu
telurură de cadmiu
nitrură de indiu, galium, arseniu
cupru, indiu, galiu, seleniu.
2.2. Definiții
Bandă:
O gamă de variabile fizice, cum ar fi lungima de undă sau de radiații de frecvență. O gamă de niveluri foarte atent dispuse de energie de electroni în solide, o distribuție și o natură care determină proprietățile electrice ale unui material.
Cunducție:
Transmisia sau transportul unui parametru fizic printr-un mediu sau un pasaj. Exemplu: sarcină electrică sau energie termică printr-un mediu, fără efectuarea de mișcare perceptibilă de mediu în sine.
Dopare:
O cantitate mică de substanță, cum ar fi fosfor, adaugată la o altă substanță, cum ar fi un semiconductor, pentru a modifica proprietățile acestuia din urmă.
Energie:
Proprietatea prin care un sistem fizic este capabil de a realiza trecerea de la starea sa actuală la o stare de referință specificată, totală, contribuțiile de energie potențială, energie cinetică și energie de repaus.
Decalaj(gol):
O suspendare de continuitate; o diferență vizibilă; disparitate.
Model:
O tentativă de descriere a unui sistem sau a unei teorii, care se reprezintă în toate proprietățile sale cunoscute.
Valență:
Capacitatea unui atom sau unui grup de atomi de a se combina în proporții specifice cu alți atomi sau grupuri de atomi. Un electron de valență este în exteriorul sau în apropierea exteriorului învelișului unui atom și poate participa la formarea legaturilor chimice cu alți atomi.
2.2.1. Banda de conducție
Banda de conducție este banda de sus a stărilor permise. Atunci când se trasează o linie etichetată de către Ec, aceasta reprezintă cel mai mic nivel de energie posibil în banda de conducție.
Această bandă este, de obicei, golă; conține puțini electroni sau deloc, deoarece este nevoie de energie pentru ca ei să ajungă acolo din banda de valență. Electronii din banda de conducție sunt liberi să se deplaseze în cristal, de aici denumirea de bandă de conducție.
În cazul în care un electron ajunge în banda de conducție, rămâne acolo pentru fracțiuni de secundă (o durată de viață medie). Atunci când pierde energie, cade înapoi în banda de valență și emite energie sub formă de căldură, de lumină sau transferând-o la un alt electron.
2.2.2. Banda de valență
Banda de valență este banda de jos a stărilor permise. În desene aceasta este reprezentată printr-o linie etichetată Ev, care reprezintă cea mai înaltă stare de energie, în banda de valență. Deoarece electronii au tendința de a umple cele mai mici stări de energie disponibile, banda de valență este întotdeauna aproape complet umplută de electroni, mai ales cu scăderea temperaturii spre 0 K. Pe măsură ce temperatura crește sau lumina este introdusă, electronii pot absorbi energia și părăsesc banda de valență pentru a ajunge în banda de conducție. Când un electron câștigă suficientă energie, mai mare decât banda de energie de decalaj, și ajunge în banda de sus, este liber să se miște, devenind un operator de transport și, prin urmare, crescând conductivitatea semiconductorului. Când electronii părăsesc banda de valență, aceștia lasă in urma o gaura, care se poate deplasa în cristal și care contribuie la conductivitate.
2.2.3. Energia benzii de decalaj
Banda de energie este energia necesară pentru a scinda o legătură în cristal.
Când o legătură este ruptă, electronul a absorbit suficientă energie pentru a părăsi banda de valență și pentru a "sări" în banda de conducție. Lățimea benzii determină tipul de material (conductor, semiconductor, izolator) cu care se lucrează. Acest lucru este vizibil cu ajutorul diagramei benzii.
Banda de decalaj a unui semiconductor, măsurată în electron-volți [eV], este diferența între banda de valență și banda de conducție.
Fiecare tip de semiconductor are o bandă unică, care de obicei se încadrează în intervalul 1.0 – 2.6 eV.
Tabelul 2.1: Banda de decalaj pentru diferite tipuri de semiconductori
2.3. Structura cristalină a atomului de siliciu
Silicon Solar oferă cele mai bune celule solare multi-cristaline. Înaltă eficiență și aplicabilitate la un cost accesibil. Celulele solare multi-cristaline sunt mai puțin costisitoare din punct de vedere al fabricării.
Siliciul cristalizeaza în același mod ca și diamantul, într-o structură pe care Ashcroft și Mermin o numesc "două fețe-centrate cubice interpenetrate" de latice primitive. Liniile dintre atomii de siliciu în ilustrația de latice indică legăturile celui mai apropiat vecin. Fața cubică a siliciului este de 0.543 nm.
Siliciul în formă cristalină este materialul cel mai frecvent folosit pentru a fabrica celule fotovoltaice, care au dimensiunile, de obicei, 12cm x 12cm. Celulele sunt asamblate împreună pentru a obține module fotovoltaice cu o suprafață de aproximativ o jumătate de metru pătrat.
Alte tipuri de celule sunt cele din siliciu policristalin si amorf, care nu sunt la fel de eficiente, iar cele cu mai mult de două joncțiuni, care sunt mai eficiente, dar mult mai scumpe. În momentul actual, eforturi considerabile sunt făcute pentru a dezvolta celule din plastic cu polimeri, care ar trebui să aibă costuri mai mici, dar de asemenea, eficiență redusă.
Fie pe un calculator alimentat cu energie solară sau pe o stație spațială internațională, panourile solare produc energie electrică prin utilizarea acelorași principii ale electronicii, ale bateriilor chimice sau ale prizelor standard. Când vine vorba de panouri solare, vorbim despre libera circulație a electronilor printr-un circuit.
Elementul de bază al panourilor solare este același element care a ajutat la crearea revoluției calculatorului – siliciu pur. Când siliciul este purificat de toate impuritățile, se creează o platformă ideală neutră, pentru transmiterea de electroni. Siliciul are unele proprietăți de nivel atomic , ceea ce îl face chiar mai atractiv pentru crearea de panouri solare.
Atomii de siliciu au o capacitate de opt electroni în benzile lor exterioare, dar pot transporta doar patru în starea lor naturală. Acest lucru semnifică faptul că există loc pentru mai mult de patru electroni. În cazul în care un atom de siliciu contactează un alt atom de siliciu, fiecare primește cei patru electroni ai celuilalt atom. Acest lucru creează o legătură puternică, dar nu există nici o încărcătură pozitivă sau negativă, deoarece cei opt electroni satisfac nevoile atomului. Atomii de siliciu se pot combina ani pentru a duce la o bucată mare de siliciu pur.
Figura 2.1: Atomul de siliciu
Electronii orbitează nucleul la distanțe diferite, în funcție de nivelul lor de energie; un electron cu energie mai puțină orbitează mai aproape de nucleu, în timp ce unul cu energie mai multă orbitează mai departe de acesta. Electronii cei mai îndepărtați de nucleu, interacționează cu cei vecini de atomi, pentru a determina modul în care structurile solide se formează.
Atomul de siliciu are 14 electroni, dar aranjamentul lor natural orbital permite doar patru dintre aceștia, exterioriori, să fie cedați, acceptați de la, sau puși în comun cu ai altor atomi. Acești patru electroni exteriori, numiți electroni de "valență", joacă un rol important în efectul fotovoltaic.
Un număr mare de atomi de siliciu, prin intermediul electronilor de valență, se pot lega împreună pentru a forma un cristal. Într-un solid cristalin, fiecare atom de siliciu împărtășește, în mod normal, unul dintre cei patru electroni de valență într-o legătură "covalentă" cu fiecare dintre cei patru atomi de siliciu vecini. Solidul, mai apoi, este format din unități de bază de cinci atomi de siliciu: atomul original, plus cei patru atomi cu care împărtășește electronii de valență. În unitatea de bază a unui solid de siliciu cristalin, un atom de siliciu împărtășește fiecare din cei patru electroni de valență cu fiecare din cei patru atomi vecini.
Figura 2.2: Strctura cristalină a siliciului
Siliciul are anumite proprietăți chimice speciale, în special în forma sa cristalină. Un atom de siliciu are 14 electroni, dispuși în trei straturi diferite. Primele două straturi, cele mai apropiate de centru, sunt complet ocupate. Învelișul exterior este doar pe jumătate plin, având numai patru electroni. Un atom de siliciu va căuta întotdeauna modalități de a completa ultimul său strat(care ar dori să aibă opt electroni). Pentru a face acest lucru, va împărți electroni cu patru dintre atomii de siliciu vecini. Este ca și cum fiecare atom are da mâna cu vecinii săi, cu excepția faptului că, în acest caz, fiecare atom are patru mâini unite cu patru ale vecinilor. Aceasta este ceea ce face structura cristalină, iar structura se dovedește a fi importantă pentru acest tip de celule PV.
Acum am descris siliciul pur, cristalin. Siliciu pur este un slab conductor de electricitate, deoarece nici unul dintre electronii săi nu sunt liberi să se deplaseze, precum sunt electronii în conductoare bune, cum ar fi cuprul. În schimb, electronii sunt blocați toți în structura cristalină. Siliciul, într-o celulă solară, este modificat ușor, astfel încât acesta va funcționa ca o celulă solară.
O celulă solară are siliciu cu impurități – alți atomi amestecați cu atomii de siliciu, schimbă puțin modul în care lucrurile funcționează. De obicei, privim impuritățile ca pe ceva nedorit, dar în cazul nostru, celula noastră nu ar funcționa fără ele. Aceste impurități sunt de fapt puse acolo cu un scop. Luând în considerare siliciul, cu un atom de fosfor aici și acolo, poate unul pentru fiecare milion de atomi de siliciu. Fosforul are cinci electroni în învelișul său exterior, și nu patru. Încă se leagă cu atomii de siliciu vecini, dar într-un sens, fosforul are un electron care nu are pe nimeni cu care să se lege. Acesta nu face parte dintr-o legătură, dar există un proton pozitiv în nucleul fosforului, ținându-l în loc.
Atunci când energia se adaugă siliciului pur, de exemplu în formă de căldură, aceasta poate provoca câțiva electroni să se scindeze din legături și să părăsească atomii. O gaură este lăsat în urmă, în fiecare caz. Acești electroni orbitează apoi aleatoriu în jurul structurii cristaline, în căutarea altei găuri pe care să o umple. Acești electroni sunt numiți de transport, putând transporta curentul electric. Sunt atât de puțini dintre ei în siliciul pur, astfel că aceștia nu sunt foarte utili. Siliciul impur, cu atomi de fosfor amestecați, este o altă discuție. Se pare că este nevoie de mult mai puțină energie pentru a pierde prin ciocnire electroni "suplimentari" de fosfor, deoarece aceștia nu sunt prinși într-o legătură . Ca urmare, cei mai mulți dintre acești electroni devin liberi, rezultând mult mai mulți transportatori decât ar exista în siliciul pur. Procesul de adăugare a impurităților este numit dopaj, iar atunci când se dopează cu fosfor, siliciul rezultat este numit de tip N ("n" pentru negativ) din cauza prevalenței de electroni liberi. Siliciul de tip N dopat este un conductor mult mai bun decât siliciul pur.
2.4 Anatomia unei celule solare
Până acum, siliciu nostru a fost, pe de-a întregul neutru, din punct de vedere electric. Electronii noștri suplimentare erau echilibrați de către un supliment de protoni în fosfor; electronii lipsă (găuri), au fost echilibrați de către protoni lipsă în bor. Cu toate acestea, când găurile și electronii se amesteca la joncțiunea dintre tip N și P-tip de siliciu, neutralitatea respectivă este perturbată. Nu toți electronii liberi ocupa gurile libere? Nu – dacă ar fi făcut-o, atunci întregul aranjament nu ar fi fost foarte util. Cu toate acestea, chiar la intersecție, ei se amestecă și formează o barieră, ceea ce îngreunează tot mai mult trecerea electronilor de pe partea N către partea P. În cele din urmă, se ajunge la echilibru, și avem un câmp electric care separă cele două părți.
Figura 2.3: Efectul câmpului electric în celula PV
Acest câmp electric acționează ca o diodă, care permite (și chiar împinge) electronii să curgă din partea P la partea N, dar nu invers. Este ca un înțelegere – electronii pot merge cu ușurință în jos pe deal (la partea de N), dar nu-l poate urca (la partea de P).
Deci, avem un câmp electric care acționează ca o diodă, în care electronii se pot deplasa într-o singură direcție.
Când lumina, în formă de fotoni, atinge celula noastră solară, energia eliberează perechi de electroni-gol. Fiecare foton cu o cantitate suficientă de energie va elibera, în mod normal, un singur electron și, totodată, va rezulta într-o gaură liberă. Dacă acest lucru se întâmplă destul de aproape de câmpul electric, sau în cazul în care un electron liber și gaura liberă se întâmplă să rătăcească în sfera sa de influență, câmpul va trimite electronul în partea N și gaura în partea P. Acest lucru provoacă perturbări suplimentare în cazul neutralității electrice și dacă vom oferi o cale de curent extern, electronii vor curge prin calea de partea lor originală (partea P) pentru a se uni cu găurile pe care câmpul electric le-a trimis acolo, cauzând inconveniente pentru noi. Fluxul de electroni asigură existența curentului, iar câmpul electric al celulei determină o tensiune. Având atât curent cât și tensiune, rezulta puterea, care este produsul celor două.
2.5 Structura de bază a unei celule de siliciu generice – PV
Pentru a ne folosi cu adevărat de celula noastră mai trebuie urmați o serie de pași. Siliciul se întâmplă să fie un material foarte strălucitor, ceea ce înseamnă că este puternic reflectorizant. Fotonii care sunt reflectați nu pot fi utilizați de către celule. Din acest motiv, un înveliș antireflecție se aplică pe partea superioară a celulei pentru a reduce pierderile prin reflecție la mai puțin de 5 la sută.
Ultimul pas îl reprezintă învelișul de sticlă, care protejează celula de elemente. Modulele fotovoltaice sunt realizate prin conectarea mai multor celule (de obicei 36), în serie și în paralel pentru a atinge niveluri utile de tensiune și curent, și punerea lor într-un cadru robust este completată de acest înveliș de sticlă și terminalele pozitive și negative poziționate pe spate.
Figura 2.5: Structura de bază a unei celule fotovoltaice
Cât de mult energia solară poate celula noastră PV să absoarbă? Din păcate, ce mai mare cantitate peb care celula noastră simplă o poate absorbi este de aproximativ 25 la sută, și mai probabil este de 15 la sută sau mai puțin. De ce atât de puțin? Cum funcționează o celulă solară?
Celulele solare sunt compuse din diverse materiale semiconductoare. Semiconductori sunt materiale, care devin conducătoare de electricitate, atunci când sunt alimentate cu lumină sau căldură, dar care funcționează ca izolatorii de la temperaturi scăzute.
Peste 95% din toate celulele solare produse la nivel mondial sunt compuse din siliciu material semiconductor (Și). Al doilea cel mai abundent element din scoarța Pământului, siliciu are avantajul de a fi disponibile în cantități suficiente și, în plus, prelucrarea materialului nu dăunează mediului înconjurător. Pentru a produce o celulă solară, semiconductorul este contaminat sau "dopat". "Dopajul" reprezintă introducerea intenționată a unor elemente chimice, cu care se poate obține un surplus de purtători de sarcină, fie pozitivi (p-efectuarea de strat semiconductor) sau purtători de sarcină negativă (n-efectuarea de strat semiconductor), din material semiconductor. În cazul în care două straturi diferit contaminate ale semiconductoarelor sunt combinate, rezulta așa-numita joncțiune p-n la marginile fiecărui strat.
Figura 2.6: Model de celule solare cristaline
La această intersecție, este construit un câmp electric interior, care duce la separarea purtătorilor de sarcină, care sunt eliberați de lumină. Prin contacte metalice, o sarcină electrică poate fi exploatată. Dacă circuitul exterior este închis, ceea ce înseamnă că un consumator este conectat, curentul curge în mod direct.
Celulele de siliciu sunt de aproximativ 10 cm pe 10 cm (recent, 15 cm x 15 cm). O membrană antireflecție protejează celulă și astfel scade pierderea de la suprafața celulelor.
Razele solare vin în mai multe culori, combinând fotoni infraroșu de mica energie cu fotoni de mare energie – ultraviolete și toate fasciculele de lumina dintre ele. Fiecare material fotovoltaic răspunde la o gamă restrânsă din aceste energii, corespunzând la decalajul de banda caracteristică.
Fotoni cu energie mai mică decât banda de evacuare rămân ne-absorbiți; fotoni de energie mai mare, sunt absorbiți, dar cea mai mare din energia lor este irosita sub formă de căldură. Siliciu cristalin, materialul principal în cazul celulelor solare, are o bandă de doar 1,1 eV; cei mai mulți dintre fotoni au o capacitate energetică mult mai mare. Celulele solare din siliciu cristalin sunt cu aproximativ 25 la sută mai eficiente.
Cu toate acestea, materiale diferite, cu goluri de bandă diferite pot fi aranjate pentru a capta fotonii cu o gamă mai largă de energii. Într-o mulți-intersectată celulă solară, intersecția de sus surprinde fotoni de energie înaltă, în timp ce alții trec prin intersecții mai mici prin banda-decalaj de mai jos. Dacă arseniu de galiu de aluminiu, care are o bandă de aproximativ 1,7 eV, ar putea fi învelita cu straturi de siliciu cristalin, celula rezultantă va fi de 50 la sută mai eficientă.
Din păcate, aceste materiale nu pot fi suprapuse; potrivirea materialelor cu rețele cristaline diferite, este dificilă și de multe ori imposibilă. Cele mai eficiente celule multi-joncțiune deja realizate sunt cele cu două celule de joncțiune având o eficiență de aproximativ 30 la sută. Avantajul folosirii de nitrura de indiu galiu, primul material propus de cercetătorii Berkeley Lab pentru o celulă solară full-spectru, este că rețeaua de cristal a tuturor straturilor diferite este aceeași.
Deoarece materialul este în mod inerent greu de radiații, cercetările continuă pe ÎnGâN pentru aplicațiile de sateliți, deși s-a dovedit a fi dificil de a face o versiune practică a materialului de tip p.
Banda este cantitatea de energie, exprimată în electron-volți (eV), necesară pentru a împinge un electron din banda de valenta a unui semiconductor care este plină până la refuz de electroni legați de atomi, în banda de conducție goală, unde electronii sunt liberi să se miște. (Benzile sunt reprezentări grafice, nu spații fizice.)
În cazul în care semiconductorul este dopat cu atomi impuri/impurități atomice, pentru a forma un n-tip, material electric negativ, acesta are deja o câțiva electroni în banda de conducție; invers, materialul de tip p (pozitiv), a fost dopat să lase electronii lipsă, sau găurile, banda de valenta. O joncțiune între tipul n și tipul p creează o prejudecată de tensiune, atunci când fotonii sunt absorbiți de intrare, electronii migrează spre partea pozitivă a joncțiunii și găurile spre partea negativă, formând un curent electric.
În materialul unei celule fotovoltaice, fotonii primiți eliberează electronii de de energia corespondența, care migrează spre partea pozitivă a joncțiunii, formând un curent electric.
Baza acestui proces îl reprezintă celula fotovoltaică.
2.6. Celula fotovoltaică
Fizica celulei PV este foarte similară cu cea a diodei clasice cu o joncțiune pn. Atunci când intersecția absoarbe lumina, energia absorbită a fotonilor este transferată la sistemul de electroni – protoni al materialului, realizând purtători de sarcină, care sunt separați la intersecția. Purtătorii de sarcină poate fi perechi de electroni-ion într-un electrolit lichid sau perechi de electroni gaură într-un material conductor semi-solid. Purtătorii de sarcină din zona de intersecție crează un potențial gradient, sunt accelerați sub influența câmpului electric și circulă precum curentul printr-un circuit electric. Pătratul curentului, multiplicat de rezistența de circuit reprezintă puterea transformată în energie electrică. Puterea rămasă a fotonului ridica temperatura (apelului) și se disipă în împrejurimi.
Originea potențialului PV este diferența în potențialul chimic, numit nivel Fermi, a electronilor în cele două materiale izolate. Atunci când acestea sunt unite, joncțiunea se apropie de un echilibru termodinamic nou. Un astfel de echilibru poate fi atins numai atunci când nivelul Fermi este egal în cele două materiale. Acest lucru se întâmplă prin fluxul de electroni de la un material la altul până ce diferența de tensiune este stabilit între ele, cu un potențial egal cu diferența inițială a nivelului Fermi. Acest potențial conduce fotocurentul în circuitul PV.
Ideea de bază a unei celule solare este de a converti energia luminii în energie electrică. Energia de lumina este transmisă de fotoni, pachete mici sau cuante de lumină. Energia electrică este stocată în câmpuri electromagnetice, care, în schimb, pot face un curent din flux de electroni. Astfel, o celulă solară convertește lumina, un flux de fotoni, la curent electric, un flux de electroni.
Atunci când materia din celulele solare absoarbe fotoni, energia lor excita electronii cu o densitate mai mare a energiei, unde electronii se pot mișca mai liber. De exemplu, probabil cel mai bine cunoscut în acest sens este efectul fotoelectric: fotoni transmit electronilor, în metal, suficientă energie pentru a ajunge la suprafață. Într-un material obișnuit, în cazul în care electronilor nu li s-au dat suficientă energie pentru a scăpa, mai degrabă se vor relaxa la solul statelor lor. Cu toate acestea, într-o celulă solară, modul de alcătuire împiedica realizarea celor descrise mai sus.
În schimb, electronii sunt forțați către una din părțile celulei solare, unde acumularea de sarcină negativă realizează un flux de curent printr-un circuit extern. Curentul ajunge de cealaltă parte (sau terminal) a celulei solare, unde, electronii intră din nou în starea de teren, întrucât și-au pierdut de energie în circuitul exterior.
2.6.1. Tensiune și Curent
Pentru a caracteriza o celulă solară, doua cantități importante sunt după cum urmează:
• Tensiune de circuit deschis (COV): tensiunea între borne, atunci când nu curentul este tras (înainte rezistența de sarcină)
• Curent de circuit scurt (Isc): curentul de la bornele interconectate (zero, rezistența de sarcină)
Curentul de circuit scurt crește, odată cu intensitatea luminii; cu cât intensitatea este mai mare înseamnă cu atât rezulta mai mulți fotoni care, la rândul său, înseamnă mai mulți electroni. Întrucât curentul de circuit scurt ISC este, în linii mari, proporțional la suprafața celulei solare, densitatea de curentului de circuit scurt, SĂ = Isc/A, este adesea folosit pentru a compara celule solare.
Atunci când o sarcină este conectată la celule solare, curentul scade și o tensiune se dezvoltă precum sarcina se acumulează la terminale. Curentul rezultat poate fi privit ca o suprapunere a curentului de scurtcircuit, cauzat de absorbția de fotoni, și un curent întunecat, care este cauzat de potențialul a construit de-a lungul sarcinii și a fluxurilor în direcția opusă. Cum o celulă solară conține o joncțiune PN, la fel ca o diodă, ea poate fi tratată ca o diodă. Pentru o diodă ideală, densitatea curentului întunecat este dat de:
J(V) (2.1)
Aici, J0 este o constantă, q este sarcina electronului și V este tensiunea la borne. Curentul rezultat poate fi asemănat cu o suprapunere a curentului de circuit scurt și a curentului întunecat:
J= (2.2)
Pentru a găsi o expresie pentru tensiunea de circuit deschis, COV, vom folosi (2.2) setarea J = 0. Aceasta înseamnă că cele două curente se anulează, astfel încât să existe scurgeri de curent, care este exact cazul într-un circuit deschis. Expresia care rezultă este:
Voc (2.3)
2.6.2. Eficiența
În general, puterea de livrat de la o sursă de energie este P = IV, adică produsul dintre tensiune și curent. Dacă vom folosi în schimb densitatea de current J, avem densitatea puterii:
Pd=JV (2.4)
Densitatea de putere maximă are loc undeva între V = 0 (scurt circuit) și V = COV (circuit deschis) la o tensiune Vm. Densitatea corespunzătoare curent este numit Jm și, astfel, densitatea de putere maximă este de:
Pd,m = Jm Vm.
Figura 2.7: Puterea maximă
Eficiența unei cellule solare este definite ca fiind puterea (densitatea) rezultată divizată de puterea rezultată (nu ar trebui să fie input și output??). Dacă lumina ce pătrunde areo densitate Ps , eficienta va fi:
(2.5)
Factorul de umplere, FF, este o altă cantitate, care este utilizat pentru a caracteriza o celulă solară. Acesta este definit ca:
(2.6)
Și dă o măsură despre cât de mult tensiunea circuitului deschis și a curentului de circuit scurt este "folosită" la putere maximă. Utilizând FF eficienta se poate exprima astfel:
(2.7)
Cele patru cantități – JSC, VOC, FF și η sunt frecvent utilizate pentru a caracteriza performanța unei celule solare. Ele sunt adesea măsurate în condiții de iluminare standard, ceea ce implică o masă de aer de 1.5 spectru, fluxul de lumina 1000W/m2 și temperatura de 25 ° C.
Curentul de ieșire pentru celulele solare din siliciu monocristalin tipice depinde direct de cantitatea de lumina incidenta (Figura 2.8). Rezistența internă determină o cădere de tensiune, în timp ce tragi curent de la celula; dar, cum energia luminii scade sub nivelul necesar pentru a sprijini sarcina de ieșire, celula curentă se limitează la o tensiune aproape constantă. Pentru un nivel de lumină al unui soare întreg (iradianta solar de 1 kW/m²), celula oferă un curent de circuit scurt tipic, de 0.3A.
Figura 2.8: Curentul de ieșire disponibil de la o celulă solară este proporțional cu energia luminii incidente
Putere de ieșire maximă apare la trecerea de la o tensiune constantă la curent constant, de obicei, 0.484V și de 0,25 la 0.275A la un plin soare. Acest 0.484V este prea mic pentru cele mai multe aplicații, astfel încât panourile solare conectează, de obicei, celulele în serie/paralel, combinație care oferă mai mulți amperi curentului, la aproximativ 12V. Astfel de ieșiri sunt utile pentru multe aplicații, presupunând că lumina soarelui este disponibilă ori de câte ori aplicația este activă. Din păcate, acest imperativ este greu de realizat în cele mai multe locuri.
Variația luminii solare are un efect mai puțin pe tensiunea de circuit deschis, dar are un efect direct asupra curentului maxim disponibil (Figura 2.8). Această caracteristică este esențială în proiectarea electronică, care optimizează utilizarea de puterea disponibilă la orice moment.
Cele mai multe aplicații includ un dispozitiv intermediar de stocarea a energiei, cum ar fi un plumb-acid reîncărcabil sau o baterie de nichel cadmium (NiCd), pentru a asigura o sursă mereu gata pregătită. Când lumină este suficientă, celula solară încarcă bateria, care oferă apoi o încărcătură cu aprovizionare stabilă. Încărcarea bateriei direct de la panoul solar (printr-o diodă în serie), este dificilă sau cel puțin ineficientă, deoarece tensiunea bateriei se schimba considerabil în timpul încărcării..
Mai mult, în aceste hârtii, vor fi analizate sistemele panourilor solare.
Capitolul 3. Sisteme fotovoltaice
3.1. Tehnologia panourilor fotovoltaice
Sistemul fotovoltaic este compus dintr-o serie de module solare și alte componente specifice.
Multe celule solare sunt construite din mai multe tipuri de materiale, materiale dezvoltate în ultimii ani. Materialul de bază pentru majoritatea celulelor solare este siliciu. Celulele solare pot fi împărțite în celule solare cristaline și celule solare cu strat subțire.
Celulele solare cristaline sunt ”felii tăiate” din cristalul de Siliciu iar cele cu strat subțire sunt fâșii subțiri de materiale mai ieftine precum sticlă, oțel, plastic.
Fig. 3.1 Tipuri de celule solare
Fig. 3.2 Randamentul sistemelor fotovoltaice
Randamentul celulelor și modulelor solare depind strict de tehnologia folosită la construcția lor și de materialele folosite. Multe tipuri de materiale și combinări ale acestora produc randamente diferite. Randamentul teoretic maxim este aproximativ 42% pentru tipuri de materiale deja cunoscute. Sunt unele materiale, ce nu vor fi prezentate în lucrare, ce sunt folosite în tehnologia aero-spațială.
Experiența arată ca materialele folosite în laborator au un randament mai bun decât cele folosite în comerț; diferența este de cel puțin 30%. În general sunt necesari între 5 și 10 ani ca materialele de test să devină materiale comerciale.
3.2. Modulele solare
Celulele foto-voltaice sunt interconectate pentru a forma module solare; acestea sunt așezate între două straturi (unul transparent și unul de protecție) pentru a forma un panou solar.Puterea electrică a acestor module variază între 5 și 200 W, și uneori pot atinge și 300 W.
Tabelul 3.1 Celule fabricate din diferite tipuri de materiale
3.3. Clasificarea sistemelor fotovoltaice
Sistemele fotovoltaice pot fi împărțite în două tipuri de sisteme: sisteme foto-voltaice de tip insulă și sisteme fotovoltaice conectate la rețea.
3.3.1. Sisteme fotovoltaice de tip insulă
Aceste sisteme pot fi folosite în regiuni ce nu sunt conectate la rețeaua de energie electrică. În principiu, energia electrică produsă de sistemul solar este înmagazinată în baterii, urmând ca de aici să fie convertită pentru a fi folosită de consumatorii casnici.
Fig. 3.2 Sisteme fotovoltaice de tip insulă
Legendă fig. 3.2:
1 – generator foto-voltaic
2 – regulator de încărcare
3 – baterii
4 – invertor CC/CA
5 – sarcină
3.3.2. Sisteme fotovoltaice conectate la rețea
Aceste sisteme în locații conectate la rețeaua de energie electrică. În principiu, energia produsă de aceste tipuri de panouri solare este livrată în rețea, și în același timp folosită de consumatorii casnici.
Figura. 3.3 Sisteme fotovoltaice conectate la rețea
Legendă pentru fig. 3.3:
1 – generator foto-voltaic
2 – invertor CC/CA
3 – conexiunea la rețea
4 – rețeaua de energie electrică
5 – sarcină
Aceste tipuri de sisteme permit reducerea costurilor pe energia electrică consumată. Au un preț mai ridicat dar este amortizat foarte repede.
3.4. Sisteme fotovoltaice
Sistemele fotovoltaice sunt făcute din mai multe panouri conectate în serie și în paralel; această modularitate permite ca sistemele să fie foarte flexibile. Un sistem fotovoltaic poate fi de tip insulă sau conectat la rețea. În ambele cazuri este necesar conversia curentului continuu oferit de celule în curent alternativ printr-un invertor.
Fig. 3.4 Celule fotovoltaice unice (1) conectate în serie formează un modul fotovoltaic (2). Mai multe module îmbinate împreună crează un sistem fotovoltaic (3)
3.4.1. Componente uzuale pentru sisteme fotovoltaice dependente de rețea
1. Un aranjament fotovoltaic: Un aranjament fotovoltaic este compus din module foto-voltaice (PV), care sunt o colecție de celule PV separate – dispozitivele ce transformă lumina solară în electricitate. Cel mai uzual modul FV ocupă o suprafață cuprinsă între 0.5 – 2.5 m2 cu o greutate de aproximativ 4 – 6 kg/m2. De obicei, seturi de câte 4 module sunt încadrate sau ansamblate împreună pentru a forma un panou. Acest panou este de o arie de 2 – 3,5 m2 pentru a fi manevrate cu ușurință pe acoperișuri. Astfel, dacă este necesar, realizarea altor operațiuni de ansamblare sau cablare se poate realiza și la nivelul solului.
2. Echipament de echilibru al sistemului (EES): EES include sisteme de prindere și cablare folosite pentru a integrat modulele solare în sistemele structurale și electrice ale casei. Sistemul de cablare include deconectări atât pentru partea de CC cât și de CA a invertorului, protecție la împământare și protecție pentru supracurent pentru modulele solare.
3. Invertor CC-CA: Acesta este dispozitivul care ia CC din aranjamentul FV și îl transformă în CA pentru a putea fi utilizat de aparatele electro-casnice.
4. Măsurători: Aceasta implică diverse aparate de măsură și contoare pentru a urmări performanțele sistemului.
3.4.2. Componente uzuale pentru sisteme fotovoltaice independete de rețea
În plus față de componente enunțate la 3.4.1, un sistem de rezervă pe baterii poate include unele sau toate din următoarele:
1. baterii
2. regulator de încărcare
3. sub-panouri separate pentru circuite critice de sarcină
3.5 Estimarea puterii generate de sistem
Sistemele fotovoltaice produc putere proporțional cu intensitatea luminii solare incidente pe suprafața aranjamentului solar. Intensitatea luminii pe o suprafață variază de-a lungul unei zile, a zilelor, așadar puterea la ieșirea sistemului poate varia substanțial. Sunt și alți factori care afectează performanțele sistemului solar.
Acești factori trebuie înțeleși astfel încât clientul să aibă așteptări realistice asupra întregii performanțe a sistemului și asupra beneficiilor economice sub condiții meteorologice variabile în timp.
3.5.1 Condiții standard de test
Modulele solare produc electricitate caracterizată prin curent continuu. Ieșirea de CC a modulului solar este catalogată de producători sub Condiții Standard de Test (CST). Aceste condiții sunt recreate cu ușurință în laborator sau fabrică, și permit o comparație consistentă între produse, dar trebuie modificate pentru a estima puterea la funcționarea în aer liber. CST sunt: temperatura celulei solare 25 0C; intensitatea de vârf a luminii solare 1000 W/m2, și spectrul solar așa cum ar fi filtrat printr-un strat gros de 1.5 de atmosferă. Un producător poate marca un anume modul solar cu o putere de ieșire de 100 wați în condiții standard de test și îl poate numi ”un modul solar de 100 W”. Acest modul va avea o toleranță de producție de +/- 5% din marcaj, ceea ce înseamnă că produsul poate produce 95 W dar poate fi numit în continuare ”un modul de 100 W”.
3.5.2 Temperatura
Puterea de ieșire a modulului scade pe măsură ce temperatura modulului crește. Atunci când functionează pe un acoperiș, un modul solar se va încălzi substanțial, atingând temperaturi interne de 50-70 0C. Pentru module cristaline, un factor de reducere a temperaturii tipic este de 89% sau 0.89 potrivit CEC. Așadar ”modulul de 100 W” va funcționa la aproximativ 85 W (95 W x 0,89 = 85 W) într-o zi de primăvară sau toamnă, în condiții de deplină luminozitate solară.
3.5.3 Pierderi prin neadaptare și cablaj
Puterea maximă a întregului aranjament fotovoltaic va fi întotdeauna mai mică decât suma puterilor maxime a modulelor constituente. Diferența este un rezultat al unei mici neconcordanțe de performanță de la un modul la următorul; este numită neadaptare modulară și este responsabilă pentru o pierdere a puterii de 2% din puterea maximă. Puterea mai este pierdută prin rezistența cablurilor. Aceste pierderi trebuie ținute la valori minime dar este dificil de ținut sub 3% din puterea întregului sistem. Un factor de reducere pentru aceste pierderi este 85% sau 0,95.
3.5.4 Pierderi la conversia CC – CA
Curentul continuu generat de modulul solar trebuie tranformat în curent alternativ prin folosirea unui invertor. O parte din putere este pierdută în aceast proces, și sunt alte pierderi cauzate de cablurile ce vin de la aranjamentul solar către invertor și de la invertor la panoul electric al casei. Invertoarele moderne folosite în sistemele FV rezidențiale au randamente de vârf de 92-94% după cum specifică producătorii lor, dar aceste valori sub obținute în condiții de laborator. În condiții de lucru normale, condiții de teren, rezultă un randament al conversiei de 88-92% având în 90% un compromis rezonabil.
Așadar ”modulul de 100 W”, luând în considerare toleranța de producție, căldura, praful, cablajul, conversia CA și alte pierderi se va transforma într-o putere a curentului alternativ livrat panoului electric casnic, în mijlocul unei zile însorite, de 68 W (100 W x 0,95 x 0,89 x 0,93 x 0,95 x 0,9 = 67 W).
3.5.5 Estimarea energiei generate de sistem
3.5.5.1 Unghiul razelor solare și orientarea casei
În timpul unei zile, unghiul sub care razele solare ating modulul solar variază, fapt ce va determina puterea la ieșirea sistemului să varieze și ea. La ”modulul de 100W” ea va crește gradual de la 0 pe măsură ce unghiul se deschide și va atinge maximul la prânz, apoi tot gradual va scădea pe parcursul după-amiezii, ajungând la 0 în timpul nopții. Această variație se datorează în mare măsură schimbării intensității luminii solare, dar modificarea unghiului de incidență are și ea importanță.
Dacă se vrea ca modulul foto-voltaic să fie ținut perpendicular pe mișcarea zilnică a soarelui de la est la vest (azimut), atunci un dispozitiv numit tracker este folosit. Acest tracker urmărește mișcarea zilnică a soarelui și furnizează mai multă putere, de la 25 % până la 35%. Dacă poziția panoului FV este stabilită conform mișcării nord-sud a soarelui, atunci puterea sistemului poate crește doar cu 10%. Calculul unghiului panoului (A) se bazează pe supoziția că panoul va fi perpendicular pe razele solare la amiaza solară. Amiaza solară este timpul când soarele este la poziția cea mai înaltă pe cer; este timpul când unghiul dintre planul orizontului și o linie trasă de la locație către soare este cel mai mare. Acest calcul implică doi parametri. Acești parametri sunt latitudinea locației (L) și declinația soarelui (D). Declinația soarelui este latitudinea la care soarele este direct deasupra la amiază. Aceasta variază între 23,50 latitudine nordică la solstițiu de vară (21 iunie) și 23,50 latitudine sudică la solstițiu de iarnă (21 decembrie).
Aceste latitudini sunt cunoscute ca Tropicul Racului și Tropicul Capricornului. În timpul echinopțiilor (21 martie și 21 septembrie), declinația soarelui este 00, așadar aceasta este la amiază chiar deasupra Ecuatorului.
Figura 3.5 Unghiurile soarelui: declinația solară
Figura 3.6 Unghiurile soarelui: Azimutul solar
3.6 Aplicații ale sistemelor fotovoltaice
3.6.1 Electrificarea în mediul rural
Alimentarea cu electricitate în mediul rural aduce cu sine importante beneficii sociale și economice comunităților izolate din întreaga lume. Doar câteva dintre ele vor fi menționate și anume: alimentarea caselor sau satelor izolate, a unităților de îngrijire a sănătății, irigații sau alimentarea cu apă.
Potențialul aplicațiilor sistemelor PV în zonele rurale este enorm. Națiunile Unite estimează ca 2 milioane de sate, din 20, din zona ecuatorului nu au rețele de electricitate și nici acces faci la combustibil fosil. Deasemeni este estimat că 80% din populația globului nu au electricitate, din care foarte mulți ce trăiesc în zone potrivite pentru sisteme foto-voltaice. Chiar și în Europa, câteva sute de mii de locuințe permanente sau de vacanță nu au acces la rețeaua de electricitate.
Partea financiară a sistemelor PV este comparabilă cu cele mai uzuale forme de aprovizionare cu energie electrică, extensii ale rețelei publice și generatoare pe bază de motorină. Extensia și mentenanța liniilor de transmisie pe distanțe mari și cel mai adesea pe arii cu acces dificil sunt scumpe, în special dacă consumul de energie va fi mic. Aprovizionarea regulată cu combustibil pentru generatoarele diesel, în plus față de mentenanța aparatului, prezintă deseori probleme în zonele rurale.
3.6.2 Pomparea apei
Mai mult de 10.000 de pompe de apă ce funcționează cu sisteme fotovoltaice sunt folosite cu succes în întreg mapamondul. Pompele solare sunt folosit în principiu pentru două aplicații: alimentarea cu apă a satelor și irigații. Având în vedere că satele au nevoie constantă de alimentare cu apă, provizii trebuie făcute pentru depozitarea apei pe perioadele de secetă. De cealaltă parte, culturile agricole au cerințe variate de apă pe parcursul unui an și pot fi îndeplinite direct prin folosirea apei disponibile, fără a fi nevoie de bazine cu apă.
3.6.3 Aprovizionarea casnică
Sisteme casnice foto-voltaice de tip insulă sunt deseori întâlnite în țările în curs de dezvoltare și în zonele izolate în țările industrializate. Mărimea sistemelor variază de la 50 Wp la 5 kWp, depinzând de standardul de viață existent. De obicei sistemele mai mari sunt folosite în locații izolate sau comunități de insule a țărilor dezvoltate, acolo unde aparatele electro-casnice sunt frigidere, mașini de spălat, televizoare sau iluminare. În regiunile în curs de dezvoltare sistemele mari (5 kWp) se folosesc de obicei pentru alimentarea satelor în timp ce sistemele de putere mică (20 – 200 Wp) sunt folosite pentru iluminare, televizoare și radio în locuințele individuale.
3.6.4 Asistență medicală
Referitor la numărul de instalații, iluminarea reprezintă cea mai amplă utilizare a sistemelor foto-voltaice, cu zeci de mii de unități instalate în întreaga lume. Sunt folosite în principal pentru iluminarea casnică sau a clădirilor comunității, precum școli sau spitale. Sisteme foto-voltaice sunt din ce in ce mai mult folosite pentru iluminarea străzilor și tunelelor precum și iluminarea de securitate.
3.7 Aplicații profesionale
De ceva timp, modulele FV s-au dovedit a fi o bună sursă de putere pentru folosirea industrială în zonele izolate, sau acolo unde cantitatea mică de energie necesară este mai economic de obținut din modulele foto-voltaice. Exemple pentru aceste aplicații înclud:
3.7.1 Ajutoare în navigația oceanică: multe dintre farurile de semnalizare sunt acum alimentate de celule solare.
3.7.2 Sisteme de telecomunicații: transmițătoare aflate pe versanți muntoși sau cutii telefonice izolate pot fi alimentate folosind celulele solare
3.7.3 Monitorizare și control de la distanță: stații de cercetare știintifice, înregistrarea activității seismice, stații de apă etc. folosesc puțină putere electrică și împreună cu un sistem de înmagazinare precum bateriile primesc sigur energia necesară de la un mic modul foto-voltaic.
3.7.4 Protecție catodică: aceasta este o metodă pentru protecția împotriva coroziunii a unei structuri metalice, de exemplu o rețea de conducte de metal. Un sistem FV este potrivit pentru această utilizare având în vedere că o sursă de curent continuu este necesară în diverse puncte izolate de-a lungul conductei.
3.7.5 Generarea energiei electrice în spațiu: Generatoarele solare fotovoltaice sunt și vor rămâne cea mai bună alegere pentru alimentarea cu energie electrică a sateliților de pe orbita din jurul Pământului. Într-adevăr, folosirea celulelor solare pe satelitul american Vanguard I în 1958 a demostrat, fără nici un dubiu, prima utilizare practică a celulor foto-voltaice. De atunci, puterea necesară sateliților a crescut de la câțiva wați până la aranjamente ce se apropie de 100 kW, așa cum este planificat pentru o stație spațială viitoare.
Un aranjament solar trebuie să fie foarte sigur în condițiile potrivnice ale spațiului cosmic. Având în vedere că este foarte scump să trimiți fiecare kilogram în spațiu, sistemul trebuie să aibă un raport foarte ridicat de putere/greutate.
3.7.6 Centrale fotovoltaice
O centrală fotovoltaică trimite instant energia generată către rețeaua de distribuție prin intermediului unuia sau a mai multor invertoare și transformatoare. Primele aranjamente FV montate pe acoperișuri și fațade oferă posibilitatea de generare a unei cantități mari de energie în rețele de distribuție descentralizate și de mărime medie. Studii din Germania, Elveția și Marea Britanie au arătat că aceperișurile și fațadele sunt potrivite pentru instalarea sistemelor foto-voltaice la scară mare pentru a furniza întreaga cerere de energie electrică a unei țări. Capacitatea dorită pentru fiecare sistem FV rezidențial este în jur de 1 – 5 kW, existând și sisteme de mii de kW potrivite pentru clădiri industriale sau comerciale. O astfel de centrala a fost construită în Hysperia, sudul Californiei, în 1982 cu o putere nominală de 1 MW folosind module de cristale de siliciu montate pe un sistem cu tracking pe două axe.
Centralele fotovoltaice pot atinge fiabilitate economică în locații unde se dorește suplinirea rețelei de distribuție atunci când cererea este foarte mare și nu se dorește construirea unei alte centrale electrice. Poate fi mai ieftin să se ampleseze mici centrale PV de-a lungul rețelei de distribuție decât mărirea capacității centralei electrice deja în lucru.
Capitolul 4. Procesul de fabricație a unei celule solare
Siliciul metal de calitate este topit și se solidifică într-o matriță pentru a forma un strat de siliciu aplatizat și apoi este topit un strat de siliciu cristalin, oferind astfel o celulă solară ieftină, eliminând procesul de feliere.
Figurile: 1A, 1B, 1C, 1D, 1E și 1F sunt schematice, reprezentând o vizualizare transversală pentru a explica un exemplu de etape ale procesului de fabricare a celulelor solare.
Figurile: 2A, 2B, 2C, 2, D, 2E, 2F, 2G și 2H sunt schematice, reprezentând o vizualizare transversală, pentru a explica un exemplu de un altfel de proces de fabricație a unei celule solare.
În cifre, fiecare din 101, 103, 201 și 203 desemnează o matriță, fiecare din 102 și 202- metal grad de siliciu, fiecare din 104 și 204 desemnează o placă/disc de siliciu (aici și după, de asemenea, se face referire la o "foaie de siliciu”); 105, 205, și 210- o” barcă” de carbon; 106 și 211- indiu, fiecare din 106 și 206 un metal solvent, 207- re-precipitat de siliciu, fiecare din 107 și 208 un strat de siliciu (activ); fiecare din 108 și 209 un strat n.
În primul rând, microparticulele de siliciu metal de calitate sunt încărcate într-o matriță cu o canelură laterală în formă de placă (figura 1A). Siliciu poate fi sub formă de particule granulate, praf sau ceva asemănător.
Figura 4.1. A) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare.
Acest mucegai este pus într-un cuptor electric și se păstrează la o temperatură mai mare decât punctul de topire al siliciului (aproximativ 1415º C), pentru o anumită perioadă de timp, topind astfel siliciul metal de calitate. Apoi, temperatura este redusă pentru a solidifica siliciu în vederea obținerii unui substrat în formă de placă (figurile 1B și 1C).
Figura 4.1. B) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare.
Figura 4.1. C) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare.
Substratul astfel obținut este plasat într-o barcă din grafit sau carbon (carbon grafit) sau ceva asemănător; un strat de siliciu este depozitat pe aceasta, aflat într-un raport de scădere, datorat etapei de creștere a lichefierii, folosind indiu într-o atmosferă de hidrogen (figura 1D).
Figura 4.1. D) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare
O intersecție se formează pe suprafața stratului de siliciu, fabricând astfel celulele solare (Figura 1F).
Figura 4.1. F) Secțiune transversală a unei celule solare în primul proces de fabricare.
Un alt proces de fabricație se realizează după cum urmează:
Particule de siliciu metal de calitate sunt încărcate în matrița, având în canelura laterală în formă de placă (Figura 2A).
Figura 4.2. A) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricare
Acesta matrița este pusă în cuptorul electric și este păstrată la o temperatură mai mare decât punctul de topire al siliciului (aproximativ 1415 º C), pentru o anumită perioadă de timp, topind astfel siliciul metal. Apoi, temperatura este redusă în vederea solidificării, pentru a obține un substrat în formă de placă (figurile 2B și 2C).
Figura 4.2. B) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație.
Figura 4.2. C) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație.
Substratul de siliciu metal astfel obținut este plasat într-o barcă de grafit carbon sau ceva asemănător și barca se pune în cuptor electric cu un metal solvent, de exemplu indiu, fiind pe și în contact cu substratul, dizolvând, prin urmare, un strat de la suprafața siliciului, în solvent. Apoi, temperatura este redus pentru a face siliciu săturat sau suprasaturat în solvent și siliciu este încă odată precipitat din nou la suprafața substratului de siliciu metal de calitate. Siliciu precipitat în acest moment este de tip-p (p); figurile 2D și 2E.
Figura 4.2. D) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație.
Figura 4.2. E) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație
Substratul de siliciu metal astfel obținut este plasat în barca de grafit carbon sau ceva asemănător și, în continuare, un strat de siliciu este depus pe acest substrat de metoda de creștere a gradului de lichefiere, folosindu-se indiu într-o atmosferă de hidrogen (Figurile 2F și 2G).
Figura 4.2. G) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație
La suprafața acestui strat de siliciu se formează o joncțiune, rezultând astfel o celulă solară (Figura 2H).
Figura 4.2. H) Secțiune transversală a unei celule solare în al doilea proces de fabricație.
Potrivit acestor metode, stratul de siliciu cu un amestec de impurități mai mic, potrivit pentru celula solară, pot fi format prin efectuarea etapei de creștere a gradului de lichefiere cu indiu în contact cu suprafața siliciului metal de calitate. Întrucât utilizarea matriței realizează în mod direct un substrat de siliciu plat, procesul greoi și îndelungat de feliere utilizat prin metodele convenționale este exclus. Mai mult, înainte implementarea etapei cu ajutorul indiului, învelișul de la suprafață a substratului este dizolvat în solventul de metal și, ulterior, siliciul este reprecipitat metodă, prin care cele mai multe impurități pot fi îndepărtate din învelișul de suprafață prin efectul de segregare. Având în vedere acest lucru, stratul de siliciu poate fi format cu o calitate înaltă de creștere a gradului de lichefiere pe învelișul precipitat. Astfel, stratul reprecipitated devine de tip p (p). Acest tip p (p), strat poate fi utilizat ca un BSF (back surface field), strat provenit din fabricarea de celule solare.
Efectuând în mod constant mai multe experimente, s-a constatat că membrană subțire a celulei solare cristaline, cu caracteristici bune, a fost realizată prin depunerea unui înveliș de siliciu pe suprafața unui substrat de siliciu, cu grad scăzut de puritate, asemănător siliciului metal de calitate, prin metoda creșterii gradului de lichefiere folosind indiu. De asemenea, s-a constatat că membrană subțire a celulei solare cristaline, cu caracteristici bune s-a format prin depunerea unui înveliș de siliciu pe suprafața siliciului metal modelat în formă de placa, care a fost obținut prin topirea și solidificarea acestuia în matrița cu ajutorul etapei de creștere a gradului lichefiere pe bază de indiu. În plus, să constatat că depunerea unui strat de siliciu formează celule solare mai bune, folosind aceasta metodă de creștere pe un înveliș obținut după ce stratul de suprafață al siliciului metal, modelat în formă de placa, topit și solidificat în matrița a fost dizolvat și re-precipitat în solvent de metal. Procesul de fabricare a celulelor solare în conformitate cu prezența invenție va fi descris în detaliu.
Indiul utilizat în procesul de fabricație actual este unul care are puritate mare, în intervalul de 99,9% la 99,9999%.
Siliciul, metal de calitate, gradul utilizat pentru celulele solare din prezenta invenție este unul dintre cele cu un grad de puritate scăzut, mai specific, cu un conținut de 0,1% la 2% din elemente de impurități, ceea ce îl face ieftin și ușor de utilizat. De asemenea, este posibil de a reduce o cantitate de impurități prin formarea siliciu metal în particule, granule sau pulbere și, ulterior, efectuând un tratament cu un acid precum acidul clorhidric cu necesitate înainte de topire.
Capitolul 5. Experiment cu celule solare
5.1 Generalități
Lumina incidentă a soarelui poate fi transformată în energie electrică prin conversie fotovoltaică cu ajutorul unui panou solar. Un panou solar este format din celule individuale, care sunt diode semiconductoare de arie-mare, construite astfel încât lumina poate pătrunde în regiunea joncțiunii p-n. Joncțiunea formată din placheta de siliciu de tip n și stratul de suprafață de tip p reglementează caracteristicile diode, precum și efectul fotovoltaic. Lumina este absorbită în siliciu, generând găuri și electroni în exces. Aceste sarcini suplimentare pot circula printr-un circuit extern pentru a produce energie.
O celulă solară de dimensiuni medii cu lumină suficientă, produce o valoare a tensiunii de 0.3V. Celulele solare sunt, în general, așezate împreună în serie sau în paralel, și vândute ca panouri solare. Un panou solar se poate compune din 300 sau mai multe celule solare. Dacă aceste celule sunt aranjate în serie, acestea duc la o tensiune mai mare (suma de tensiuni ale celulelor). În cazul în care sunt aranjate în paralel, se obține un curent mai mare (suma curenților celulelor).
În panoul de conexiuni prezentate, partea de sus a celulelor (reprezentate prin cercuri), este marcată ca fiind pozitivă, iar partea de jos este marcată ca fiind negativă. În conexiune serie, în cazul în care o singură celulă poate genera volți V, atunci tensiunea nominală totală sau disponibilă la terminale este V x n volți, unde n reprezintă numărul de celule.
În conexiune paralelă, în cazul în care o singură celulă poate furniza I amperi în circuitul exterior, atunci curentul total sau nominal, care poate fi furnizat este I x n amperi; unde n reprezintă numărul de celule.
5.2 Lista cu instrumentele necesare experimentului
• Celulele solare policristaline
• Multimetru digital – 6.1 / 2 precizie HM 8112-3
• Laseri (He-Ne)
• Concetrator de lumină
• Chopper controller SR 540
• Osciloscop GOS 635G
• Ecran pentru proiecție
Am folosit panouri de test de mici dimensiuni: 101,5 mm x 56,5 mm x 2,6 mm.
Am plasat celulele solare de pe diferite locații, astfel încât intensitatea luminii incidente să fie diferită de fiecare dată. Toate măsurătorile au fost făcute în interiorul laboratorului de Optoelectronică, A 210, lângă fereastră, lumina electrică folosind comutator on / off, două tipuri de raze laser pe partea de sus a unei celule solare, cu fascicul laser împărțit de către un chopper controller.
1. Fixați clemele crocodil de cele două părți expuse ale celulei solare pentru a realiza contactul electric la dispozitivul definit.
2. Măsurați tensiunea (setat la mV), prin aplicarea de condiții de iluminare menționate mai sus.
3. Se măsoară intensitatea (setat la mA), prin aplicarea de condiții de iluminare menționate mai sus.
Experimentele au fost făcute într-o zi noroasă, astfel încât celulele solare să nu fie testate în lumina directă a soarelui. Ele au fost testate cu ajutorul luminii electrice din laborator și ale celor două tipuri de lasere din A210.
Am folosit conexiunea în serie pentru conectarea celulelor solare:
Figura 5.2 Celule solare conectate în serie.
Conectăm ieșirea din seria solară la multimetrul digital și măsurând tensiunile rezultate în urma aplicării luminii pe celulele solare.
Figura 5.3: Multimetrul digital.
Tabelul 5.1: Intensitatea curentului în regim fotovoltaic
C este concentratorul; Concentratorul este un dispozitiv, ce crește cantitatea de lumină ce cade pe un modul fotovoltaic, iar în cazul nostru, duce la amplificarea razei laser.C are 10 cm diametru și 15 cm lungime focală.
Figura 5.4: Expansiunea razei laser folosind concentratorul.
Laserul 1 are o putere de 30mW pentru flux continuu; lungimea de undă a razei laser este de λ=532nm.
Laserul 2 este un laser He-Ne, a un laser standard roșu cu He-Ne. Lungimea de undă pentru acest laser este de 633 de nanometri, P=30mW, divergență de 1 radian.
Tabelul 5.2: Tensiunea în regim fotovoltaic
Figure 5.5.a)Asamblarea laser-multimeteru-ecran
Figura 5.5b): Raza laser, 29 mm diametru.
O nouă întrebare se pune:
Care unghi al luminii incidente pe o celula solară produce cea mai bună electricitate?
Pentru a răspunde, s-au ales diferite unghiuri, iar cantitatea de mW rezultată a fost măsurată și înregistrată cu ajutorul multimetrului.
Tabelul 5.3: Tensiunea în regim fotovoltaic în funcție de unghiul de incidență
După cum se poate observa, tensiunea de ieșire mai mare se obține atunci când lumina are 90 ° unghiul de incidență pe celula solară.
Pentru aplicații reale, aceasta este o caracteristică importantă, și de localizarea Soarelui rezolvă problema pentru un unghi de incidentă optim.
Panoul solar va urmări Soarele folosind un sistem de localizare solară.
Un sistem de localizare solară este un dispozitiv, care poziționează panoul solar direct către Soare, pentru a maximiza energia de ieșire. Mecanismul folosit pentru obținerea acestui lucru poate varia în funcție de ingeniozitatea umană.
Pentru a putea vizualiza tensiunea de ieșire în domeniul timp, am folosit un chopper controller . Chopperele optice sunt o metodă mecanică de comutare repetată a fasciculelor de lumină on/off. Ele constau dintr-un disc cu fante de rotație prin care fasciculul de lumină trece producând acțiunea de “ciopârțire”.
Chopperul va porționa raza laser cu o frecvență de 511 Hz.
Figura 5.6: Asamblare laser-chopper-osciloscop-celulă solară
Modelul de chopper optic SR540 este folosit pentru modularea pătratică a intensității semnalelor optice.Acesta poate tăia sursele de lumină, la frecvențe de la 4 Hz la 3,7 kHz. Variații joase de referință asigură semnale de sincronizare necesare pentru mai multe moduri de operare: fascicul simplu sau dublu; suma și diferența de frecvență și ciopârțirea sintetizată la 20 kHz.
Figura 5.7: Chopper controllerul
Figura 5.8: Fasciculul singular cu frecvența de ciopârțire f
Outputul acestui experiment se poate vizualiza în imaginea de mai jos:
Figura 5.9 a): Outputul a două fascicule laser, una ciopârțită și alta liniară.
Figura 5.9 b): Outputul tensiunii pentru două fascicule laser, ambele liniare.
5.3 Circuitul electric echivalent
Circuitul electric echivalent prezentat în figură poate reprezenta fizica complexă ale celulei PV. Parametrii de circuit sunt după cum urmează. Curentul la bornele de ieșire este egal cu IL-curentul generat de lumină, mai puțin curentul prin diodă Id și curentul-șunt de scurgere Iș. Rezistența Rs reprezintă rezistența internă a fluxului de curent și depinde de adâncimea joncțiunii pn, de impurități și de rezistența de contact. Rsh este invers proporțională cu curentul de scurgere la pământ. Într-o celulă ideală PV, L = 0 (nici o pierdere serie), și Rsh = ∞ (nici o scurgere la pământ). Într-o celulă tipică de siliciu de înaltă calitate, R variază între 0.05 – 0.10 Ω și Rsh de la 200 la 300 Ω.Eficiență de conversie a PV este sensibilă la variații mici ale Rs, dar este sensibilă și la variațiile Rsh. O creștere mică în Rs poate reduce în mod semnificativ ieșirea celulei PV.
În circuitul echivalent, curentul livrat la încărcarea externă este egal cu IL-curentul generat de iluminare, mai puțin Id- curent prin diodă și curentul șunt de scurgere Iș. Tensiunea circuitului deschis VOC a celulei este obținută atunci când curentul de ăncărcare este zero, de exemplu, atunci când I = 0 și este dat de următoarea relație:
VOC=V+IRsh
Circuitul electric echivalent al unei celule solare este reprezentat mai jos:
Figura 5.10: Circuitul electric echivalent
Curentul prin diodă este dat de expresia clasică a curentului prin diodă:
(1)
unde:
ID=curentul de saturație al diodei
Q= sarcina electronului=1,6x10C
A= constanta de fixare a curbei
K= constanta lui Boltzmann=J / ۫ K
T=temperatura pe scara absolută în ۫ K.
Curentul de încărcare este dat de expresia:
(2)
Ultimul termen este curentul de scurgere la pământ. In celulele practice, acesta este neglijabil în comparație cu IL și ID și este, în general, ignorat. Curentul de saturare prin diodă, prin urmare, poate fi determinat experimental, prin aplicarea unei tensiuni VOC celulei la întuneric și măsurând curentul care intră în celulă. Acest curent este adesea numit curent de întuneric sau curentul de saturație invers al diodei.
5.4 Curbele I-V și P-V
Caracteristică electrică a celulei PV este, în general, reprezentată de curent vs tensiune ( curba I-V). Figura arată caracteristica I-V a unui modul PV în două condiții, în lumina soarelui și în întuneric. În primul cadran, partea din stânga sus a curbei I-V, de la zero a tensiunii este curentul de scurt-circuit. Aceast este curentul pe care l-am măsura cu terminale de iesire scurtcircuitate (zero tensiune). Partea din dreapta jos a curbei la curent zero, se numește tensiune de circuit deschis. Aceasta este tensiunea pe care o măsurăm cu terminalele deschise (curent zero). În regiunea din stânga-umbrită, celula funcționează ca o sursă de curent constant, generând o tensiune pentru a se potrivi cu rezistența de sarcină. În regiunea umbrită din dreapta, curentul scade rapid, cu o creștere mică în tensiune. În această regiune, celula funcționează ca o sursă de tensiune constantă cu o rezistență internă.
Undeva, în mijlocul celor două regiuni umbrite, curba are un punct de cot.
Figura 5.11: Puterea vs Tensiunea P-V ale modulelor PV în lumină
Figura 5.12: Caracteristicile I-V ale unui panou solar
Figura 11 ilustrează curba I-V și puterea unui panou solar. Dacă nicio sarcină nu este conectată la panoul solar, care se află în soare, o tensiune Voc circuit deschis va fi produsă, dar nici un curent nu o urmează. În cazul în care terminalele panoului solar sunt scurtcircuitate împreună, curentul ISC de scurt-circuit va curge, dar tensiunea de ieșire va fi zero. În ambele cazuri, nici o putere nu este generată de panoul solar. Atunci când o sarcină este conectată, trebuie să luăm în considerare curba I-V a panoului și curba I-V a sarcinii pentru a afla cât de multă putere pot fi livrată.
Punctul de putere maximă (MPP) este locul în apropierea cotului curbei I-V, iar tensiunea și curentul la MPP sunt notate ca Vm și Im. Pentru o încărcare particulară, punctul de maxim se schimbă pe măsură ce curba I-V variază cu temperatura, izolarea și umbrirea. Întrucît energia solară este relativ scumpă, este important ca panourile să funcționeze în condiții de putere maxime.
5.5 Concluzii
Folosind concentratoarele
Există mai multe tipuri de probleme, care pot apărea cu un concentrator. Pe scurt acestea sunt:
I. O scădere în eficiență a celulelor solare cu creșterea temperaturii.
II.Posibilitatea de deteriorare a celulelor solare cu creșterea temperaturii.
III.Posibilitatea de deteriorare a cleiurilor modulelor, epoxidice si cadre cu creșterea temperaturii.
IV. În scopul de a fi cel mai eficient, un concentrator trebuie să utilizeze o formă de urmărire.
Soluțiile generice pentru aceste cavități sunt de a proiecta fie o celulă sau un modul PV, care pot rezista la temperaturi ridicate sau care pot rezista la temperaturi ridicate prin oricare din multele tehnici de răcire. Metodele utilizate în mod obișnuit, sunt de răcire cu apă a substratului sau de rezervoare pentru căldură.
Efectele adverse ale căldurii
Contrar a ceea ce vă puteți aștepta, atunci când panourile solare fotovoltaice devin fierbinți, puterea lor este redusă. Prin urmare, este recomandabil să se instaleze panourile la o oarecare distanță față de acoperișurile fierbinți din tablă. Acest lucru permite ventilația în jurul panourilor, care ajută la reducerea temperaturii. Spre deosebire de colectoarele solare (de exemplu, pentru a încălzi apa), panourile fotovoltaice depind de lumină (lumina vizibila mai ales) pentru a produce energie electrică și nu de căldură. Efectul asupra curentului, din cauza temperaturii crescute a unui panou solar, nu este la fel de drastic ca efectul asupra tensiunii (presupunând că tensiunea este încă destul de mare pentru a încărca bateria).
Responsivitatea
Responsivitate măsoară câștigul de intrare-ieșire a unui sistem de detecție. Pentru un sistem care răspunde liniar la intrarea sa, există o responsivitate unică. Pentru sistemele neliniare, responsivitatea este panta locală (derivata). Responsivitatea spectrală a unei celule fotovoltaice (PV), descrie capacitatea sa de a converti lumina de diferite lungimi de undă în energie electrică. Acesta este adesea cunoscut ca fiind raportul dintre curentul de dispozitiv, împărțit la puterea fasciculul incident (de exemplu, un W /) sau curentul de dispozitiv împărțit la fluxul de fotoni incident (de exemplu, eficiența cuantică).
R = (3)
Utilizând fasciculul laser având lungimea de undă =532 nm, puterea de ieșire este de P=30mW, tensiunea de ieșire este de U=3,60V , iar rezistența celulei solare este de R=1k.
I==3.60mA (4)
R== =1,2 mA/mW (5)
Responsivitatea reprezintă curentul electric generat de o fotodiodă excitată de fasciculul laser, având puterea radiantă de 30 mW.
Capitolul 6. Concluzii
6.1. Motive pentru gradul de eficienta scăzut și îmbunătățiri
Celula solară are un grad foarte redus de eficientă (circa 30-40%). Un foton deține totuși o cantitate mare de energie, însă are un impuls mic.
Un motiv major pentru eficiența scăzută a unei celule solare îl reprezintă faptul că fiecare foton, fără a ține seama de energia să mare, generează o pereche de electroni-gaura (gol). Electronul și golul se încălzesc rapid sau se reîntorc la marginile benzilor de transport respective, emițând “Fotoni” – o particular fundamental, care, spre deosebire de un foton (?), ere o capacitate energetic redusă, dar un impuls relative ridicat.
Energia astfel pierdută este disipată sub formă de căldură. Recombinarea excesivă a operatorilor de transport (purtătorilor) (electron și gol) în semiconductorul compact (vrac) și la suprafețe, reduce energia.
Doar perechea de electroni-gaură, generate lângă joncțiunea P-N contribuie la generarea curentului într-o celulă solara – fenomen cunoscut sub numele de “light-generated current”. Purtătorii, generați suficient de departe de aceasta intersecție, manifestă o tendință de recombinare înainte de încheierea drumului/parcursului de la punctul de generare până la terminalul celulei solare. De asemenea, pierderea apare ca urmare a reflecției luminii incidente; un chip de siliciu gol este îndeajuns (de) reflectorizant.
Cu toate acestea, învelișul antireflecție reduce pierderea de la 30 la 10%. Este necesar că chipul să fie prevăzut cu un terminal metalic pentru a se realiza contactul electric. Acest lucru reduce suprafața active a semiconductorului expus la lumina soarelui și blochează de la 5-15% din fluxul de lumină (ce intra).
Dacă celula nu este suficient de groasă, o parte a luminii incidente nu va fi absorbită și va fi repartizată către spate. Puterea de ieșire și eficientă se afla în scădere odată cu creșterea temperaturii de operare – puterea de ieșire a unei celule solare de siliciu se micșorează cu 0,4 la 0,5 la sută pentru fiecare grad Celsius.
Materialul semiconductor, contactele electrice metalice și interconexiunile au o rezistență în serie (circuit?). Scurgerile de-a lungul joncțiunii P-N provoacă, de asemenea, rezistența de șuntare.
Toate aceste rezistente cheltuie energie, reducând astfel eficiența. Performanța celulelor solare a fost, de asemenea, îmbunătățită prin reducerea gradului de reflecție a luminii incidente de la suprafață. Acest lucru a fost realizat prin texturarea suprafeței utilizând gravuri chimicale. Unele gravuri lente sunt folosite în mod selectiv pentru a gravă suprafața Și și pentru a produce un tetraedric piramidal de mare densitate, care sunt distribuite uniform pe suprafața.
Texturarea suprafeței are două avantaje: în primul rând, reflecțiile multiple reduc cantitatea de lumină reflectată de la suprafață. În al doilea rând, lumina devine refractata pe măsură ce intră Și și călătorește oblic prin celulă, cauzând absorbția ei mai aproape de intersecție.
Figura 6.1: Suprafața de Si
6.2 Scena de astăzi în Industrie
Se fac eforturi pentru a reduce costurile energiei electrice produsă folosind panourilor solare, prin reducerea risipei și prin realizarea de celule mai eficiente. De asemenea, există mai multe abordări în ceea ce privește transformarea energiei solare într-o putere mai economică, în comparație cu alte surse de energie.
Abordări:
Prin folosirea concentratoarelor solare, o cantitate mai mare de lumina poate fi focalizată pe o celulă, contribuind astfel la creșterea producției (output-ului). (Rețineți că această abordare este deja folosită pentru încălzire solară.)
Prin folosirea sistemului de urmărire, ce monitorizează mișcarea relativă a soarelui fata de pământ și înclinarea modulelor solare (panourilor solare?) fata de acesta.
Fasciculul de lumină (solar) este împărțit în două sau mai multe părți de lungimi de undă diferite (de exemplu, de culori diferite). Fiecare dintre aceste spectre de lumina este apoi să axat pe o celulă solară separată, respectiv cea mai sensibilă la aceasta.
Se permite razelor solare să treacă prin celule subțiri, realizate din diferite materiale, așezate unul deasupra celuilalt. Celula cea mai de sus absoarbe și este activată de fotoni de energie mai mare. Următoarea celulă este activat de fotoni de energie mai mică, iar ultima celulă absoarbe razele de lumina de lungime de undă mai mare.
Energia solară concentrată este folosită pentru a încălzi o suprafață radiatorului la o temperatură foarte ridicată de 18000C; la această temperatură suprafața fierbinte a radiatorului emite fotoni la o scală în care/unde cei mai mulți dintre aceștia sunt aproape de pragul de excitație minim al celulei de siliciu. Vă rugăm să rețineți că, pana la dată când veți citi aceste rânduri, abordările de mai sus este posibil să fi fost modificate, îmbunătățite și întrebuințate utilizării comerciale.
6.3. Costuri
Folosirea celulelor solare a devenit mult mai fezabila datorită dezvoltării majore a industriei electronice. Este de așteptat ca, peste câțiva ani, energia solară să aibă un cost mai mic decât sursele convenționale de energie.
6.4. Statistici solare de putere
Producția mondială totală de celule solare în 1993 a fost de 60 MW. Din aceasta, aproape 16 MW, este produsă de către companiile din California (aproximativ 26,5% din toată producția de celule PV).
California are în prezent mai mult de 350 de megawați (MW) capacitate de generare a energiei solare. Aceste celule fotovoltaice sunt folosite atât pentru uzul comercial – dar majoritatea nu sunt conectate la rețelele electrice obișnuite (firele de rulare de la centralele electrice la case/afaceri). Un total de 15% din toate celulele fotovoltaice făcute în lume se folosește pentru alimentarea calculatoarelor bazate pe energie solară.
Costul celulelor solare a scăzut dramatic de la inventarea lor de către Laboratoarele Bell, cu aproximativ 40 de ani în urmă (în timp ce efectul fotovoltaic a fost observat pentru prima dată de Edmund Becquerel, celulele solare au fost inventate doar în Laboratoarele Bell.)
Piața celulelor fotovoltaice a cunoscut un boom de-a lungul ultimilor ani și este prognozată să confirme această tendință în anii următori. Până la sfârșitul anului 2007, capacitatea globală cumulativa a depășit 9 GW. Uniunea Europeană contribuie cu aproximativ 50% din capacitatea cumulată la nivel mondial. Estimăm că în prezent, aproximativ 1,5 milioane de gospodării din Europa se folosesc de electricitatea produsă din energia electrică fotovoltaică (solară).
Pe termen lung, se estimează că energia solară ar putea contribui la creșterea unei părți din consumul total de energie.
Având politici adecvate, atât în țările dezvoltate cât și în cele în curs de dezvoltare, EPIA și Greenpeace au elaborat într-un scenariu comun, conform căruia în 2030, fotovoltaicele ar putea produce suficientă energie pentru alimenta cu electricitate 3,7 milioane de oameni, la nivel global. Majoritatea acestora vor fi situate în zone îndepărtate, unde nu există acces la rețeaua de energie electrică. Cu toate acestea, eforturile depuse în realizarea acestui potențial trebuie începute din timp – prin trecerea la” energia verde” cât mai curând, se poate contribui la această schimbare.
Concluzia a fost prezentat lumii luni, de către Consiliul European al Energiei Regenerabile (EREC) și Organizația Greenpeace, care a propus 2090 ca ținta ultimă pentru renunțarea completă la utilizarea combustibililor fosili, inclusiv petrol, gaze naturale și cărbune. Studiul estimează o economie de circa 18 bilioane de dolari de costurile viitoare ale combustibililor fosili până la acel moment și câștiguri de $ 360 de miliarde obținute prin dezvoltarea și reînnoirea industriei de resurse regenerabile.
Potrivit studiului, resursele regenerabile, incluzând soarele, vântul, apa și căldura geotermală, ar putea acoperi toate cerințele ale rețelei electrice internaționale, până în 2090 cel târziu. Alte scenarii, mai optimiste plasează acest termen în 2050, dar convingerea cea mai larg răspândită afirma că până la implementarea următoarei generații de centrale electrice, trebuie parcurs un drum mult mai lung.
În cazul în care, până în 2030, producția de energie din resurse regenerabile va fi la nivelul așteptat, economiștii din domeniu considera că termenul 2090 este viabil. Cursa este acum între resursele alternative de energie. Indiferent de cea care prezintă cele mai multe” promisiuni”, va beneficia de o bună parte din investițiile făcute în acest domeniu. Până acum doar fermele eoliene și centralele solare au dat dovadă de cel mai mare potențial, dar instalațiile geotermale și facilitățile submarine au început să prindă din urmă.
Principalele avantaje ale acestor sisteme distribuite peste instalațiile mari de PV sunt după cum urmează:
Nu există costuri în cumpărarea de terenuri și pregătirea site-ului (terenului).
Pierderile de transport sunt mult mai mici, întrucât sarcina este pe același site ca și aprovizionară.
Valoarea energiei electrice PV este, de asemenea, mai mare, deoarece este egal cu prețul de vânzare al rețelei de electricitate care a fost înlocuit, în comparație cu costul de generare.
Figura 6.3: În 2003, generarea de energie solară a fost, practic, zero, dar este de așteptat să crească în mod constant, pana în 2010 la 12 GW. Sursa OIE raportul din 2007, prin amabilitatea Displaybank Co Ltd.
Cu toate acestea, ar trebui, de asemenea, remarcat faptul că prețul plătit de către companiile de furnizare a energiei electrice exportate de la o sursă descentralizată este o fracțiune din utilitatea prețului de vânzare. Beneficiu economic optim este, prin urmare, derivat prin consumarea întregii producții de energie PV, cu reducerea directă a energiei importate din utilitate. Astfel, grila sistemelor conectate PV sunt ideale pentru sarcinile care variază în funcție de iradiere; sarcini tipice sunt: aer condiționat, refrigerare și de pompare. Alte sarcini importante pot fi programate să funcționeze atunci când puterea PV are toate șansele să fie disponibilă. Exemplele includ mașini de spălat și uscătoare de haine, care pot funcționa pe ceasuri de sincronizare.
În prezent, producția de tip solar nu include altceva decât generarea energiei electrice, la nivel mondial. De fapt, un raport recent, "Tendințe fotovoltaice tehnologie", de la display Bank Co Ltd. Din Gyeonggi-do, Coreea de Sud, cataloghează puterea generată de soare la doar 0.03 la sută. Dar, cum guvernele își intensifică eforturile de a facilita renunțarea la combustibilii fosili, producerea de energie solară este de așteptat să crească de la 4 GW (2008) la 12 GW până în 2010.
Raportul compară costurile de producere a energiei electrice din combustibili fosili cu cele din folosirea alternativelor. Topul graficului solar, de la 21 la 30 de cenți pe kilowatt/oră, în comparație cu doar 1 la 4 cenți pentru cărbune. Dar comparați datele respective cu emisiile de carbon, de gaze naturale, cărbune sau petrol, care aproape că s-au dublat în secolul trecut.
Detalii tehnice de proiectare a celulelor solare sunt incluse, precum și următoarea generație de tehnologii. Celule solare Dye, de exemplu, promit randamentele mari pe care cercetătorii le-au căutat. De asemenea, pentru cele abordate mai sus este nevoie de o puritate ridicată a siliciului policristalin – al cărui deficit de manufacturare nu a făcut decât să tragă de timp.
Bibliografie
[1] Optoelectronic Devices, Paul Șchiopu
[2] Science Fair Projects, www.makeitsolar.com
[3] Solar Atlas, www.solaratlas.com
[4] Photovoltaic systems engineering, Roger A. Messenger, Jerry Ventre
[5] Surface Meteorology and Solar Energy, NASA, 2003
[6] ‘Photovoltaic Power Systems’, John Wiles
[7] Homo Ludens, http://ludens.cl/
[8] Science @ Nasa http://science.nasa.gov/headlines/y2002/solarcells.htm
[9] http://www.rpc.com.au
[10] “Energia Solară”, Știința tehnică, 2005.
=== bibliografia ===
Bibliografie
[1] Optoelectronic Devices, Paul Șchiopu
[2] Science Fair Projects, www.makeitsolar.com
[3] Solar Atlas, www.solaratlas.com
[4] Photovoltaic systems engineering, Roger A. Messenger, Jerry Ventre
[5] Surface Meteorology and Solar Energy, NASA, 2003
[6] ‘Photovoltaic Power Systems’, John Wiles
[7] Homo Ludens, http://ludens.cl/
[8] Science @ Nasa http://science.nasa.gov/headlines/y2002/solarcells.htm
[9] http://www.rpc.com.au
[10] “Energia Solară”, Știința tehnică, 2005.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Sisteme Fotovoltaice Celule Solare (ID: 163631)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.