Фотоэлектрические солнечной энергии

Установить ссылку на эту статью с друзьями:

Солнечная фотоэлектрическая

По оценкам, широты Франции около 45 ° потенциально полезной энергии от солнца в год 1500kwh / м².

Смотрите карту французского ensoillement исолнечной радиации DNI Франции.

При текущей доходности приблизительно 10 до 15% получается при 150 225kwh / m².an.


сказал солнечные панели "неинтегрированных".

PV Принцип работы

Фотоэлемента состоит из полупроводниковых материалов. Они способны к трансформации энергии, подаваемой от солнца в электрическую нагрузку, таким образом, электричество, потому что солнечный свет возбуждает электроны этих материалов. Кривая поглощения этих материалов начинается низкие длины волн до граничной длины волны, которая 1,1 микрометров для силикона.

Кремний является основным компонентом фотоэлектрического элемента.

Физика в фотоэлементом (с сайта CEA)


Функциональная схема из фотоэлемента.

Кремний был выбран для фотоэлектрических солнечных элементов для ее электронных свойств, которые характеризуются наличием четырех электронов в своей внешней оболочке (столбец ХВ таблицы Менделеева). В твердом кремнии, каждый атом связан с четырьмя соседями, и все электроны внешней оболочки участвуют в облигации. Если атом кремния замещен атомом из колонки V (фосфора, например), один из электронов не участвует в облигации; таким образом, он может перемещаться в сети. Там электронов проводимости, и полупроводник называется легированным п-типа. Если вместо того, чтобы атом кремния заменен атомом колонке III (например, бора), ему не хватает электрона выполнять все ссылки, и электрон может прийти восполнить этот пробел. Будем говорить, что есть проводимость через отверстие, и полупроводник называется р-типа, легированный. Атомы, такие как бор или фосфор легирования кремния.

При п-типа полупроводник вводят в контакт с полупроводника р-типа, избыточные электроны в п материала диффундируют в р материала. Область изначально легированного п становится положительно заряженной и первоначально легированного р площадь становится отрицательно заряженной. Поэтому создает электрическое поле между зонами п и р, который имеет тенденцию толкать электронов в зоне и устанавливается равновесие. Сочленение был создан, и путем добавления металлических контактов на п и р является диод, который получается.
Когда этот индикатор горит, фотоны поглощаются материалом и каждый фотон приводит к появлению электрона и дырки (известный как электронно-дырочной пары). Диод узел разделяет электроны и дырки, создавая разность потенциалов между n- и р-контактов, и протекает ток, если резистор помещен между контактами диода (рисунок).

доступные технологии.

Текущие модули различаются в зависимости от типа кремния они используют:



  • монокристалл кремния: фотоэлектрические элементы основаны на кристаллах кремния, инкапсулированных в пластиковом конверте.
  • поликристаллический кремний: Фотоэлектрические элементы основаны на кремниевых поликристаллов, менее дорогим в изготовлении, чем монокристаллического кремния, но также имеют несколько более низкий выход. Эти поликристаллов получают путем плавления лома электронного чистого кремния.
  • Аморфный кремний: "распространение" панели выполнены с аморфным кремнием сильным возбуждающий и представлены в гибких полос для совершенной архитектурной интеграции.

производители клеток.

Пять крупнейших компаний по производству фотоэлементов разделяют 60% мирового рынка. Эти японские компании Sharp и Kyocera, BP Solar американские компании и Astropower, и немецкая RWE Schott Solar. Япония производит почти половину фотоэлементов в мире.

Применение солнечной энергии

В настоящее время основными областями применения являются изолированные жилые помещения, но и для научных приборов, таких как сейсмографов.

Первая область, использовали эту энергию это поле пространство. Действительно, все электрические спутники энергии quasiement обеспечивается фотоэлектрической (некоторые спутники имеют небольшие двигатели Стирлинга).

льготы

  • Электричество в чистоте, чтобы использовать и является частью принципа устойчивого развития,
  • возобновляемых источников энергии, как неисчерпаема в человеческом масштабе,
  • Использования в странах без значительного развития сетки каналов или в удаленных местах, таких как в гору, где это не возможно быть подключен к национальной сети.


Пример силовой сети, питание от сейсмограф фотоэлектрической панели вулкана Суфриер в Гваделупе.

недостатки

  • стоимость PV высока, поскольку она исходит от высоких технологий,
  • Стоимость зависит от пиковой мощности, текущая стоимость пиковой ватт составляет около 3,5 550 около € € / м² солнечных батарей,
  • текущая эффективность фотоэлементов остается довольно низким (около 10% для широкой публики) и, следовательно, обеспечивает только низкое энергопотребление,
  • очень ограничены, но растущий рынок
  • производство электроэнергии осуществляется только в тот день, когда наибольшим спросом ночь
  • хранение электричества что-то очень трудно с современными технологиями (econological весьма высокая стоимость аккумуляторных батарей)
  • Продолжительность жизни: 20 25 до нескольких лет после того, как кремний "кристаллизуется" и делает непригодным для использования в клетку,
  • Производство загрязнения: некоторые исследования утверждают, что энергия используется для производства клеток никогда не сделали прибыльным в течение 20 лет производства,
  • В тот же конец вторичной переработки жизни клеток создает экологические проблемы.

Подробнее:
Энергетический баланс солнечных фотоэлектрических
Французская карта поля Солнца
В построения интегрированных фотоэлектрических систем (CEA документ)


Facebook комментарии

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные для заполнения поля помечены *