Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

CATEGORII DOCUMENTE





loading...

AeronauticaComunicatiiElectronica electricitateMerceologieTehnica mecanica


Optimizarea constructurala a structurilor fotovoltaice

Electronica electricitate

+ Font mai mare | - Font mai mic







DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
APARATE DE COMUTATIE SI PROTECTIE
Relatii de conversie
CURS DE SPECIALIZARE GMDSS - INTRODUCERE IN RADIOTEHNICA
INTERFATA AGP - Principiul interfetei AGP
Simularea numerica a campului magnetic cvasistationar
PROIECT PROIECTAREA SCOOTERULUI ELECTRIC
Inductosinul liniar si cel rotativ
Proiect - instalatia de alimentare cu energie electrica a unui consumator industrial
Convertoare cu numarator
Pornirea motoarelor sincrone

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURESTI




Optimizarea constructurala a structurilor fotovoltaice

Introducere – celule fotovoltaice

Energia solara constitue cea mai importanta si certa resursa de energie regenerabila dintre toate resursele regenerabile exploatate de om la ora actuala, putand chiar afirma ca este o resursa inepuizabila de energie, dat fiind orizontul extrem de indepartat de viata al soarelui. Avand in vedere perspectiva din ce in ce mai ingrijoratoare a diminuarii continue a rezervelor de combustibili fosili ale Terrei ce reprezinta in continuare principala sursa de energie in viata de zi cu zi a societatii umane (rezervele aflate in exploatare, deci cele cunoscute pana in prezent, se estimeaza a fi epuizate intr-un interval de timp de ordinul zecilor de ani), energia solara tinde sa devina o preocupare majora a omenirii, chiar si in situatia in care costurile de valorificare energetica a radiatiei solare sunt deocamdata foarte ridicate (mai ales in cazul valorificarii energiei solare prin procedeul fotovoltaic).

Celulele fotovoltaice (FV) sunt dispozitive semiconductoare care convertesc lumina solara direct in energie electrica. O celula FV este alcatuita din doua straturi de material semiconductor intrinsec, unul de tip p si unul de tip n, care formeaza o jonctiune p-n. Aceasta jonctiune este sediul unui camp electric intrinsec, de “bariera”. “Particulele” de lumina – fotonii – absorbite de semiconductor genereaza sarcini electrice (electroni si goluri). Majoritatea acestor sarcini sunt antrenate prin jonctiunea p-n in directii opuse sub actiunea campului electric intrinsec. Aceasta separare genereaza o tensiune electrica la bornele jonctiunii, si poate intretine un curent electric intr-un circuit extern.

Rezistenta serie a celulei, RS, intalnita de curentul lateral (orizontal) in stratul superior al celulei este responsabila de reducerea puterii electrice furnizate de celula, in sarcina. Un design electric (structural) optim are in vedere minimizarea lui RS prin utilizarea unui material cat mai bun conductor in constructia stratului superior, cresterea grosimii sale, contacte galvanice bune, si o geometrie optima pentru gridul colector.

Obiectivul lucrarii

Obiectivul acestei lucrari este de a rezolva urmatoarea problema aplicand principiul “constructural”.

Dandu-se un volum finit care genereaza caldura (cu sursa de caldura in orice punct) si care este racit printr-un port de dimensiuni reduse, plasat pe frontiera, precum si o cantitate finita de material bun conducator ,sa se determine distributia materialului bun conductor astfel incat temperatura maxima sa fie cat mai mica (minimizata).

Rezolvare si concluzii

Celula elementara

H/L=f

à H=L*f à L=1/

H*L=1    H= à D=0.01*

D*L=0.001

Sau: H*L=1

D*L=0.01

H/L=0.1 à H=0.01*L

Pentru sp s

Se determina I, V si se calculeaa Rs pentru f=0.4, 0.5 2.

! Obs. Rs se calculeaza di legea lui Ohm: R=U/I

unde I=0.97 (A/m) (s-a obtinut integrand densitatea de curent pe frontiera).

f

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

2

V

0.736

0.618

0.542

0.489

0.452

0.426

0.406

0.392

0.382

0.377

0.373

0.372

0.373

0.387

f

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

2

Rs

0.758

0.882

0.558

0.504

0.465

0.439

0.418

0.404

0.393

0.388

0.384

0.383



0.384

0.398

Pentru sp s

Se determina V si se calculeaa Rs. ‘I’ si ‘f’ au aceleasi valori ca la subpunctul anterior (I=0.97, f=0.4, 0.5 2), iar reletiile de calcul sunt aceleasi.

f

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

V

0.159

0.148

0.114

0.145

0.148

0.154

0.161

0.169

0.178

0.187

f

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

Rs

0.41

0.515

0.618

0.721

0.824

0.92

1.03

1.134

0.23

0.134

2. Ansamblul de ordinul I

Problema de optimizare este acum determinarea factorului de forma optim H1xL1, sau cate celule FV elementare trebuiesc conectate astfel incat tensiunea maxima pe ansamblu sa fie minimizata.

unde

are un minimum in raport cu (H1/L1).

,

astfel numarul optim de celule elememtare FV este:

Ansamblul prezinta un al doilea grad de libertate, in rapor cu care se poate efectua o a doua optimizare: D1. Cantitatea totala de material bun conducator, σp, este Ap =D1L1,opt+n1,optD0L0,opt, sau

Pentru sp=1000; Qj=0

Se determina potentialul electric si valoarea curentului pentru o celula si se calculeaza rezistenta serie Rs.

Potentialul electric V=0.180429 V;

Valoarea curentului I=1.96812 A;

Rezistenta serie Rs=V/I=0.0916 Ω;

Se mai adauga cate o celule pana cand valoaea lui Rs incepe sa scada.

Pentru 2 celule (se determina potentialul V si curentul I, apoi se calculeaza Rs).

Potentialul electric V=0.306334 V;

Valoarea curentului I=3.93624 A;

Rezistenta serie Rs=V/I=0.0770 Ω;

Rs2<0.0916 => mai adauga o celula, pentru care se calculeaza V, I si Rs.

Potentialul electric V=0.522261 V;

Valoarea curentului I=5.90436 A;

Rezistenta serie Rs=V/I=0.0884 Ω;

Rs3<0.0916 => mai adauga o celula, pentru care se calculeaza V, I si Rs.

Potentialul electric V=0.522261 V;

Valoarea curentului I=5.90436 A;

Rezistenta serie Rs=V/I=0.0884 Ω;

Rs4 > 0.0916 => R= 0.0884

Ansamblul de ordinul II si III

Ansamblul de ordinul II si III este reprezentat in figura:

Strategia de constructie se schimba, in sensul ca fiecare ansamblu rezulta prin cuplarea a soua ansambluri de nivel inferior.

Pentru sp s

Se determina Vmax, I si se calculeaa Rs.

Potentialul electric Vmax=0.298809 V;

Valoarea curentului I=3.89648 A;

Rezistenta serie Rs=Vmax/I=0.07668 Ω;




ANEXA

Energie solara – Structuri fotovoltaice

Energia solara constitue cea mai importanta si certa resursa de energie regenerabila dintre toate resursele regenerabile exploatate de om la ora actuala, putand chiar afirma ca este o resursa inepuizabila de energie, dat fiind orizontul extrem de indepartat de viata al soarelui. Avand in vedere perspectiva din ce in ce mai ingrijoratoare a diminuarii continue a rezervelor de combustibili fosili ale Terrei ce reprezinta in continuare principala sursa de energie in viata de zi cu zi a societatii umane (rezervele aflate in exploatare, deci cele cunoscute pana in prezent, se estimeaza a fi epuizate intr-un interval de timp de ordinul zecilor de ani), energia solara tinde sa devina o preocupare majora a omenirii, chiar si in situatia in care costurile de valorificare energetica a radiatiei solare sunt deocamdata foarte ridicate (mai ales in cazul valorificarii energiei solare prin procedeul fotovoltaic).

Panouri solare

Daca luam in considerare faptul ca, intr-un interval de timp de cca 19 minute, soarele radiaza pe suprafata Pamantului o cantitate de energie capabila sa acopere consumul energetic anual al omenirii, ne putem da seama de dimensiunile uriase ale potentialului solar in termeni de sursa regenerabila de energie. In Romania se poate realiza receptionarea pe o suprafata orizontala plana de 1m2, perpendiculara pe directia de incidenta a razelor soarelui, a unei cantitati de energie cuprinsa intre 900 si 1450 kWh (774.000 1.247.000 kcal) pe parcursul unui an, in functie de anotimp, altitudine si localizare geografica. Radiatia solara medie zilnica poate sa fie de pana la 5 ori mai intensa vara decat iarna. Exista situatii cand, pe timp de iarna, in conditii favorabile (cer senin, altitudine joasa etc.), se pot atinge valori de aproximativ 4-5 kWh/m2/zi energie solara receptionata, radiatia solara fiind practic independenta de temperatura aerului din mediului inconjurator (principiul transferului de caldura prin radiatie). Cuantificand aceasta valoare in raport cu necesitatile energetice anuale ale Romaniei, situate in jurul valorii de 22.438.000 tep (tone echivalent petrol - la nivelul anului 2001), obtinem o cantitate de energie de cca 285.000.000.000 MWh (24.510.000.000 tep) radiata anual de soare pe teritoriul tarii, ceea ce reprezinta consumul total de energie al Romaniei (considerand constant consumul anual) pe o perioada de 1092 ani!

Se poate vorbi de doua metode de valorificare energiei solare: „solar termic”, prin intermediul careia se realizeaza inmagazinarea energiei solare radiante sub forma de caldura prin intermediul unui agent termic purtator (de cele mai multe ori, in practicile uzuale, se utilizeaza apa) si „solar fotovoltaic”, prin care se realizeaza conversia radiatiei solare in energie electrica prin intermediul panourilor solare echipate cu celule fotovoltaice. Panourile termice solare moderne permit folosirea radiatiei solare intr-o gama foarte variata de aplicatii practice: preparare apa calda menajera, incalzirea apei din piscinele de agrement sau balneoclimaterice, incalzirea cladirilor (prin utilizarea radiatiei solare ca aport de caldura pentru cresterea gradului de confort termic din incinte), caldura pentru procese chimice, tehnologice etc. Un sistem solar termic bine dimensionat si exploatat corespunzator poate sa acopere 50 pana la 65% din necesarul anual de apa calda de consum (asa numita „rata de acoperire solara“), vara rata de acoperire solara fiind de cele mai multe ori de 100%. Sistemele solare termice moderne au o durata de viata estimata de peste 20 ani, sunt foarte usor de implementat si necesita o intretinere minima, fiind astfel o completare ideala in tehnica moderna de incalzire.

Conversia de energie

Sistemele fotovoltaice realizeaza conversia directa a energiei radiatiei solare in energie electrica, fara o poluare sonora si fara emisia unor gaze poluante in mediul ambiant. Sistemele fotovoltaice au fost folosite la inceput pentru a echipa satelitii, dupa aceea pe scara mai larga la echiparea ceasurilor electronice precum si a unor calculatoare. In ultimii 20 de ani sute de mii de sisteme fotovoltaice au fost instalate in toata lumea. Ele sunt folosite in orase mici, precum si in sate in care implementarea unui astfel de sistem este mai rentabila decat conectarea la reteaua electrica sau folosirea de baterii / minigeneratoare de curent. Astfel de sisteme au functionat perioade lungi de timp in domenii ca pomparea apei, electrificarea unor localitati sau case izolate, gestionarea unor rezerve de apa, aparate de taxat pentru parcari, telecomunicatii sau protectie catodica.
Totusi, in ciuda succesului acestor sisteme in toata lumea piata lor reprezinta numai un procent mic din ceea ce ar putea reprezenta piata de sisteme independente. Motivul principal nu este atat unul care tine de tehnologie cat lipsa de informatie. Existenta sistemelor fotovoltaice si rentabilitatea implementarii lor, atat la nivel urban cat si rural nu este cunoscuta de potentialii utilizatori. Deasemenea, exista conceptii gresite privind tehnologia fotovoltaica, ca de exemplu ideea ca sistemele fotovoltaice functioneaza numai in lumina solara intensa, tehnologia este prea sofisticata sau ideea ca ar fi prea scumpa comparativ cu extinderea retelei electrice.

Prezentarea generala a conversiei de energie

Antoine Becquerel a descoperit posibilitatea generarii unui curent electric in circuit sub actiunea luminii (in 1839).

Fenomenul generarii unui curent electric intr-un circuit sub actiunea luminii prin efect fotovoltaic a fost descoperit de fizicianul francez Becquerel in anul 1839. Acesta a observat ca, daca unul dintre electrozii circuitului electric este cufundat intr-o solutie de electrolit iluminat in circuit apare un curent electric.

Ulterior Frenkel (1935), Landau(1936) si alti fizicieni au descoperit ca, prin iluminarea unei sectiuni din suprafata unui semiconductor (cealalta sectiune din suprafata semiconductorului ramane neluminata), intre capetele semiconductorului apare o diferenta de potential. Acest fenomen a fost pus in evidenta cu ajutorul unui semiconductor prevazut cu doi electrozi metalici, conectati la un galvanometru: daca iluminam o regiune din suprafata semiconductorului, iar cealalta regiune ramane neluminata, acul indicator al galvanometrului va indica prezenta unui curent electric in semiconductor.

Se cunoaste ca, lumina este alcatuita din particule, fotoni. Fiecare foton are o anumita energie caracteristica nivelului energetic al invelisului electronic al atomului de unde provin sau sunt emisi.

Acesti fotonii sunt fotoni electronici termici:

- infrarosii

- vizibili

- ultravioleti.

La interactiunea fotonilor electronici cu substanta-materia se produc urmatoarele procese:

- un foton electronic poate fi absorbit de un electron situat pe o orbita energetica fundamentala inferioara din invelisul electronic al atomului, electronul va trece pe o orbita superioara; aici electronul nu are o situatie stabila datorita fotonului si energiei absorbite, va reveni pe orbita fundamentala inferioara de unde a plecat initial, emitand fotonul si energia absorbita

- un foton electronic smulge un electron din invelisul electronic al atomului consumandu-si complet energia; electronul eliberat se numeste fotoelectron

- un foton electronic se ciocneste cu un electron din invelisul electronic al atomului pe care il smulge din atom, caruia ii transmite numai o parte din energia sa; fotonul este deviat de la directia sa initiala si are o frecventa mai mica decat cea pe care a avut-o inaintea ciocnirii cu electronul; electronul smuls din invelisul electronic al atomului se numeste electron Compton.

Daca un astfel de foton intra in sectiunea p a semiconductorului, el poate fi absorbit aici.

Intr-un corp solid atomii au o configuratie caracteristica fiecarui material.

O configuratie care se repeta periodic in volumul materialului formeaza o retea cristalina In nodurile retelei cristaline se afla atomii, iar legaturile dintre acestia sunt realizate cu ajutorul electronilor care au sarcina electrica negativa si graviteaza in jurul nucleelor incarcate pozitiv. Daca electronii se deplaseaza liberi in reteaua cristalina, corpurile sunt bune conductoare de electricitate. Altfel, corpurile nu sunt bune conductoare de electricitate.

Metalele sunt bune conductoare de electricitate, pe cand izolatorii nu sunt buni conductori de electricitate. Semiconductorii se situeaza din punct de vedere al conductantei electrice intre metale si izolatori.

Semiconductorii sunt buni conductori de electricitate in momentul in care materialului i se comunica energie din exterior. Energia de activare a electronilor este produsa prin iluminare sau incalzire.

Sub interactiunea energiei primite din exterior, electronii ies din starea in care se afla initial in reteaua cristalina si se deplaseaza liberi in retea.

In semiconductori exista doua tipuri de purtatori de sarcini: electroni -purtatori de sarcini negative si ioni pozitivi sau goluri -purtatori de sarcini pozitive. Un gol sau o sarcina pozitiva ia nastere in momentul in care unui electron i s-a comunicat energia de activare si paraseste atomul care devine ion pozitiv.

Daca un camp electric exterior obliga electronii sa se deplaseze ordonat, locurile ramase goale se deplaseaza in sens contrar miscarii electronilor. Semiconductorul in care numarul sarcinilor negative- electronii este egal cu numarul sarcinilor pozitive-goluri se numeste semiconductor intrinsec.

Odata cu comunicarea energiei de activare, in material va creste numarul purtatorilor de sarcini negative si pozitive in mod egal, deoarece la smulgerea unui electron din legatura sa atomica apare simultan si un gol, generandu-se o pereche electron-gol.

In felul acesta creste conductibilitatea electrica a semiconductorilor.

Pentru a avea un dispozitiv este nevoie de un surplus de goluri sau de electroni

Conductibilitatea semiconductorilor creste foarte mult cand acestia contin impuritati. Daca in reteaua cristalina a siliciului care este tetravalent (are patru electroni pe ultimul strat), introducem un atom de arsen de exemplu -care are cinci electroni de valenta,

unul din electronii de valenta ai arsenului este in plus fata de numarul de electroni de valenta ai siliciului.

Pentru satisfacerea legaturilor de valenta siliciu-arsen, electronul in plus este slab legat de atomul de arsen si devine liber. In acest caz atomul de arsen devine ion pozitiv.

Siliciul impurificat cu arsen (electroni) este un semiconductor de tip n, iar arsenul este o impuritate care doneaza electroni. Daca in reteaua cristalina a siliciului care are patru electroni de valenta, introducem un atom de galiu care are trei electroni de valenta,

electronii de valenta ai galiului au in minus un electron fata de numarul de electroni de valenta ai siliciului. Pentru satisfacerea legaturilor de valenta siliciu-galiu, apare un gol legat de atomul de galiu.

In plus, daca iluminam semiconductorul siliciu-galiu, un electron de valenta din retea va completa electronul lipsa, iar atomul de galiu devine ion negativ.

Siliciul impurificat cu galiu (goluri) este un semiconductor de tip p, iar galiu este o impuritate acceptoare de electroni.

Semiconductoarele impurificate controlat sunt semiconductoare extrinseci.

Semiconductoarele de tip n care au un exces de sarcini negative, electroni, se numesc purtatori majoritari. In aceste semiconductoare de tip n exista si purtatori de sarcini pozitive (goluri), dar in numar foarte mic – ele se numesc purtatori minoritari.

Prin iluminare semicondutoarelor de tip n se comunica o energie de activare care duce la aparitia de perechi electron-gol, dar fiindca in semicondutorul de tip n exista deja foarte multi electroni liberi, numarul electronilor nou creati va fi foarte mic fata de numarul initial de electroni.

Semiconductoarele de tip p care au un exces de sarcini pozitive (goluri) se numesc purtatori majoritari. In aceste semiconductoare de tip p exista si purtatori de sarcini negative (electroni), dar in numar foarte mic –ei se numesc purtatori minoritari.

Prin iluminare semicondutoarelor de tip p se comunica o energie de activare care duce la aparitia de perechi electron-gol, dar fiindca in semicondutorul de tip p exista deja foarte multe goluri libere, numarul electronilor nou creati va fi foarte mic fata de numarul initial de goluri.

De aici, putem trage concluzia ca, prin iluminarea semiconductoarelor extrinseci se afecteaza doar numarul purtatorilor de sarcini minoritare, iar numarul purtatorilor de sarcini majoritare ramane aproape neschimbat.

In prezent, se utilizeaza semiconductori in care fenomenul conversiei fotovoltaice are loc la contactul intim dintre doi semiconductori, unul de tip n si altul de tip p, adica o jonctiune p-n. Semiconductorii de acest tip se pot realiza din doi semiconductori realizati din bucati de materiale diferite sau din acelasi material.

In ambele cazuri contactul lor se realizeaza mecanic.

In cazul utilizarii unor bucati diferite de material pentru realizarea semiconductoarelor, de exemplu semiconductor din siliciu de tip n si semiconductor din germaniu de tip p, sau invers, jonctiunea dintre cei doi semiconductori se numeste heterojonctiune.

In cadrul aceluiasi semiconductor putem realiza doua sectiuni, una de tip n si cealalta de tip p. Astfel, in semiconductoarele de siliciu in care avem doua sectiuni interiore adiacente, una de tip n si alta de tip p, jonctiunea obtinuta se numeste homojonctiune.

In cazul sectiunii n a semiconductorului se afla mai multi electroni (majoritari) si foarte putine goluri (minoritari), iar in sectiunea p se afla mai multe goluri (majoritari) si foarte putini electroni (minoritari).

Electronii majoritari din sectiunea n sunt foarte inghesuiti si tind sa paraseasca sectiunea n si sa treaca in sectiunea p.

Electronii liberi din sectiunea n constransi sa stea intr-un domeniu finit, trec in sectiunea p in mod liber. Datorita acestor treceri dintr-o regiune in alta ia nastere un curent de difuzie. Daca nu intervine nici o alta cauza din exterior asupra acestei difuzii, ea continua pana ce numarul de particule se egaleaza intre cele doua sectiuni care reflecta principiul de energie minima si sileste atomii din material sa ocupe pozitii bine determinate in reteaua cristalina.

In urma deplasarii electronilor din sectiunea n in p, in zona I raman ionii pozitivi, golurile, iar datorita deplasarii golurilor din sectiunea p in regiunea n, in zona II raman ionii negativi, electronii. O trecere ulterioara a electronilor din zona I in zona II va fi franata de prezenta sarcinilor negative, caci electronii ,care au aceeasi sarcina electrica, se resping reciproc.

Analog, trecerea golurilor din zona I in zona II va fi franata de prezenta sarcinilor pozitive, golurile.

Concentratiile de electroni si goluri nu vor putea sa se uniformizeze in cele doua sectiuni n si p, ci se va stabili o situatie de echilibru pentru deplasarea electronilor si separat o situatie de echilibru pentru deplasare golurilor din aceleasi zone. In cazul acesta rezulta, sarcini pozitive +, necompensate in zona I si sarcini negative -, necompensate in zona II. In prezenta jonctiunii n-p si a fenomenului de difuzie s-au separat sarcinile pozitive de cele negative din sectiunile cu care ele se compensau initial. Ca atare, va aparea un camp electric E intern si corespunzator o tensiune U interna in zonele I si II.

Pe ansamblul celor doua sectiuni n si p sarcina negativa va echilibra sarcina pozitiva, pe ansamblu semiconductorul isi pastrandu-si neutralitatea electrica. Aceasta a fost comportarea unei jonctiuni p-n in echilibru termic fara actiuni perturbatoare exterioare. Daca supunem aceasta structura echilibrata intern actiunii luminii va avea loc o perturbatie externa.

Daca lumina-fotonii- va cadea pe sectiunea p a semiconductorului, ei sunt absorbiti aici. Daca energia fotonilor este mai mare decat energia de activare, va genera perechi electroni-goluri, iar daca energia fotonului este mica, el va trece prin semiconductor cedandu-si energia partial sau total retelei cristaline care se va incalzi fara a putea insa produce perechi de purtatori.

Electronii si golurile nou create se misca liber in interiorul sectiunii p prin fenomenul de difuzie. Electronii ajung la jonctiune unde vor fi atrasi de sarcina pozitiva a zonei I si vor trece jonctiunea. Golurile vor fi respinse de zona I si sunt nevoite sa ramana in sectiunea p.

Daca lumina-fotonii- va cadea pe sectiunea n a semiconductorului, ei sunt absorbiti aici. Daca energia fotonilor este mai mare decat energia de activare, va genera perechi electroni-goluri. Electronii si golurile nou create se misca liber in interiorul sectiunii p prin fenomenul de difuzie. Golurile fiind in exces ajung la jonctiune unde vor fi atrasi de sarcina negativa a zonei II si vor trece jonctiunea. Electronii vor fi respinsi de zona I si sunt nevoite sa ramana in sectiunea n, ca atare in aceasta sectiune n apare o sarcina necompensata negativa.



Deci, in urma interactiunii fotonilor cu semiconductorul, in interiorul acestuia apar sarcini electrice pozitive in sectiunea p si sarcini electrice negative in sectiunea n si un camp electric E foto cu sensul opus campului E intern.

Daca numarul de fotoni este suficient cele doua campuri se anuleaza reciproc si nu mai poate exista camp intern care sa separe purtatorii de sarcina. Aceasta este conditia ce determina tensiunea in gol a homojonctiunii -U intern.

Daca inchidem circuitul pe o rezistenta de sarcina E prin acesta va trece un curent, deci se consuma o energie electrica ce reprezinta o fractiune din energia fotonilor incidenti.

Fractiunea de energie a fotonilor incidenti se numeste randament n si caracterizeaza un anumit tip de fotoconvertor.

Pana in prezent s-au realizat celule fotovoltaice cu un randament de aproximativ 11%.

O celula fotovoltaica din siliciu se compune dintr-o placuta de siliciu de tip n, pe care se obtine o sectiune de tip p prin difuzia unei impuritati acceptoare, realizandu-se o jonctiune p-n formata din electrodul superior -care in unele cazuri este acoperit cu un strat de protectie transparent- si un electrod inferior.

In prezent se utilizeaza baterii fotovoltaice confectionate din astfel de celule fotovoltaice pentru conversia energiei solare in energie electrica. Satelitii si navele cosmice sunt echipate si functioneaza cu ajutorul unor baterii fotovoltaice.

Clasificarea celulelor solare:

- dupa natura neomogenitatii

– homojonctiune

– heterojonctiune

- celule cu:

- semiconductoare monocristaline

- straturi subtiri

- policristaline sau amorfe

- pe baza de Si cele cu GaAs: dau eficienta de conversie ridicata 18-25%

- CdS policristalin, Si amorf hidrogenat: au randamente mai scazute: 5-12%

c) Aplicatii in care intervin celule solare ca generatoare electrice

- generatoare izolate de mica putere (calculatoare de buzunar, radioreceptoare portabile)

- generatoare locale de putere medie (pompe de irigatii, aparate electrocasnice, vehicule electrice)

- generatoare de mare putere (pentru alimentarea retelei de curent alternativ)

In continuare sun t prezentate peste 40 de exemple de aplicatii fotovoltaice eficiente si fiabile care functioneaza atat in Europa cat si in alte tari ale globului. Se demonstreaza astfel urmatoarele caracteristici ale sistemelor fotovoltaice:
- exista locuri unde sistemele fotovoltaice reprezinta cea mai simpla si ieftina optiune pentru alimentarea cu energie electrica;
- larga varietate de produse care au fost dezvoltate pentru utilizarea sistemelor fotovoltaice;
- zonele unde energia electrica fotovoltaica este atat fiabila cat si testata experimental;
- exemple de produse care au un potential ridicat de piata.
Aceste exemple pot fi deosebit de valoroase pentru persoanele a caror activitate se desfasoara in zone indepartate de surse coventionale de energie, pentru experti in domeniul surselor de energie regenerabila, precum si pentru toti cei interesati in vastul potential ala acestei tehnologii deosebit de flexibile, care este energia fotovoltaica.
Exemplele au fost selectionate dintr-un program al Agentiei Internationale de Energie (IEA).

Sisteme fotovoltaice automate

Pompare:

Statie de pompare in Africa

Statie de pompare apa pentru o ferma de vite

Statie de pompare apa pentru sate

Fantana solara si moara de apa

Comunicatii:

Sisteme de repetare a semnalului in telecomunicatii

Statii de amplificare a semnalului TV in zone izolate

Turn de supraveghere a padurilor pentru detectarea incendiilor

Telefoane de avarie

Statii de repetare a semnalului in zone izolate

Statii de repetare a semnalului telefonic de urgenta in zone montane de agrement

Telefoane pentru urgente in zone montane de agrement

Control:

Monitorizarea debitului de gaz

Aparat de taxat in parcari

Sistem de protectie impotriva coroziunii

Lubrificanti pentru calea ferate

Masurarea nivelului apei la lacurile de acumulare

Iluminare:

Sisteme pentru iluminatul stradal

Sisteme pentru iluminatul tunelelor

Sisteme autonome pentru iluminat

Sisteme pentru iluminatul stradal

Iluminarea statiilor de autobuz

Transport

Incarcarea acumulatorilor de masina

Propulsie electrica pentru barci de vacanta

Semnalizare

Geamanduri

Faruri maritime

Racire

Frigider medical

Instalatii pentru case izolate

Case mobile

Case de vacanta

Vile pentru vacanta

Case izolate in Franta

Case izolate in Germania

Case izolate in Italia

Oaza WWF

Electrificare rurala cu sisteme fotovoltaice

Electrificare rurala cu sisteme fotovoltaice in insule

Generatoare de energie izolate

Generatoare izolate de energie

Stocarea energiei electrice prin utilizarea hidrogenului pentru sisteme fotovoltaice

Ferme in Polinezia Franceza

Insulele Cook - proiect de electrificare

Refugiu alpin - Les Evettes

Mic generator de energie electrica pentru sate

Sisteme container

Proiectul Valoren

Sisteme fotovoltaice pentru altitudine mare

Sistem fotovoltaic portabil

Sistem hibrid Diesel/fotovoltaic pe o insula mica

Electrificarea insulelor izolate



loading...







Politica de confidentialitate

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 1444
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2019 . All rights reserved

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site