های خورشیدی فتوولتائیک

تخمین زده می شود که در عرض های جغرافیایی در فرانسه ، حدود 45 درجه ، انرژی قابل استفاده خورشید 1500kwh / m² در سال است.

نقشه آفتاب فرانسه را ببینید وDNI تابش خورشیدی فرانسه.

با بازده فعلی حدود 10 به 15٪ است که در 150 225kwh / m².an دست آمده است.

صفحات خورشیدی موسوم به "غیر یکپارچه".

PV اصل عامل

یک سلول فتوولتائیک از مواد نیمه هادی ساخته شده است. اینها قادرند انرژی تأمین شده توسط خورشید را به یک بار الکتریکی و در نتیجه به برق تبدیل کنند زیرا نور خورشید الکترون های این مواد را تحریک می کند. منحنی جذب این مواد از طول موج کم تا یک طول موج محدود که 1,1 سی میکرومتر برای سیلیسیم است شروع می شود.

سیلیکون جز component اصلی سلول فتوولتائیک است.

فیزیک یک سلول فوتوالکتریک (برگرفته از وب سایت CEA)

نمودار عملکردی یک سلول فوتوالکتریک.

سیلیکون برای ساخت سلولهای خورشیدی فتوولتائیک به دلیل ویژگیهای الکترونیکی آن انتخاب شده است ، که با وجود چهار الکترون در لایه محیطی آن مشخص می شود (ستون IV جدول مندلیف). در سیلیکون جامد ، هر اتم به چهار همسایه پیوند داده می شود و همه الکترونهای لایه محیطی در پیوندها شرکت می کنند. اگر یک اتم سیلیکون با اتمی از ستون V جایگزین شود (به عنوان مثال فسفر) ، یکی از الکترون ها در پیوندها شرکت نمی کند. بنابراین می تواند در اطراف شبکه حرکت کند. هدایت توسط الکترون وجود دارد و گفته می شود نیمه هادی از نوع n دوپ شده است. اگر برعکس ، یک اتم سیلیکون با یک اتم از ستون III (به عنوان مثال بور) جایگزین شود ، یک الکترون برای ایجاد همه پیوندها از دست رفته است و یک الکترون می تواند این شکاف را پر کند. سپس می گوییم که از طریق یک سوراخ رسانایی وجود دارد و گفته می شود که نیمه هادی از نوع p دوپ شده است. اتمهایی مانند بور یا فسفر ، مواد نگهدارنده سیلیکون هستند.

هنگامی که یک نیمه هادی نوع n در تماس با نیمه هادی نوع p قرار می گیرد ، الکترونهای اضافی موجود در ماده n در ماده p پخش می شوند. منطقه n-doped در ابتدا دارای بار مثبت می شود و منطقه در ابتدا p-doped بار منفی می شود. بنابراین یک میدان الکتریکی بین ناحیه n و p ایجاد می شود ، که تمایل دارد الکترونها را به داخل ناحیه n برگرداند و تعادل برقرار شود. یک اتصال ایجاد شد و با افزودن تماس های فلزی در مناطق n و p ، یک دیود بدست می آید.
هنگامی که این LED روشن شد، فوتون های مواد جذب می شود و هر فوتون افزایش یک الکترون و یک سوراخ (شناخته شده به عنوان جفت الکترون-حفره) می دهد. محل اتصال دیود جدا الکترون ها و حفره، ایجاد یک اختلاف پتانسیل بین n و p اطلاعات تماس، و جریان یک جریان اگر یک مقاومت بین اطلاعات تماس دیود (شکل) قرار می گیرد.

فن آوری های موجود.

ماژول های فعلی با توجه به نوع سیلیکونی که استفاده می کنند متمایز می شوند:

• سیلیکون تک کریستال: سلول های فتوولتائیک بر روی بلورهای سیلیکون و محصور در یک پاکت پلاستیکی است.
• سیلیکونی چندبلوری: سلول های فتوولتائیک بر روی پلی کریستال سیلیکون، ارزان تر از سیلیکون و monocrystalline به تولید است، اما همچنین یک عملکرد تا حدودی پایین تر است. این پلی کریستال از ذوب قراضه از سیلیکون درجه الکترونیکی دست آمده است.
• سیلیکون آمورف: پانل های "پخش" با سیلیکون آمورف با قدرت انرژی بالا ساخته می شوند و در نوارهای انعطاف پذیر ارائه می شوند که اجازه می دهد یکپارچه سازی کامل معماری داشته باشد.

تولید کنندگان سلول.

پنج شرکت بزرگ تولید کننده سلولهای فتوولتائیک 60٪ از بازار جهانی را به خود اختصاص داده اند. اینها شرکتهای ژاپنی شارپ و کیوسرا ، شرکتهای آمریکایی BP Solar و Astropower و RWE آلمان Schott Solar هستند. ژاپن تقریبا نیمی از سلولهای فتوولتائیک جهان را تولید می کند.

برنامه های انرژی الکتریکی خورشیدی

در حال حاضر مناطق اصلی استفاده از منازل منزوی است اما همچنین برای وسایل علمی مانند لرزه نگارها نیز استفاده می شود.

اولین دامنه ای که از این انرژی استفاده کرده است ، حوزه فضایی است. در واقع ، تقریباً تمام انرژی الکتریکی ماهواره ها از طریق فتوولتائیک تأمین می شود (بعضی از ماهواره ها دارای موتور کوچک همزن هستند).

مزایای

• انرژی الکتریکی غیر آلاینده در حال استفاده و بخشی از اصل توسعه پایدار است ،
• منبع انرژی تجدیدپذیر زیرا در مقیاس انسانی پایان ناپذیر است ،
• می تواند در کشورهای در حال توسعه بدون شبکه برق مهم یا در مکانهای جداگانه مانند کوهها که امکان اتصال به شبکه برق ملی وجود ندارد ، قابل استفاده باشد.

نمونه ای از یک منبع سایت جدا شده ، یک لرزه نگار که توسط یک پنل فتوولتائیک از آتشفشان سوفیرر در گوادلوپ تأمین می شود.

معایب

• هزینه PV بالا به دلیل آن از تکنولوژی بالا می آید،
• هزینه بستگی به قدرت اوج دارد ، هزینه فعلی اوج وات حدود 3,5 یورو یا حدود 550 یورو در متر مربع سلول خورشیدی است ،
• عملکرد فعلی سلولهای فتوولتائیک نسبتاً کم باقی مانده است (حدود 10٪ برای عموم مردم) و بنابراین فقط قدرت کمتری را ارائه می دهد ،
• بسیار محدود اما رو به رشد بازار
• تولید برق فقط در روز انجام می شود در حالی که بیشترین تقاضا در شب است
• ذخیره برق با فناوری های فعلی بسیار دشوار است (هزینه اکولوژیکی باتری بسیار بالا) ،
• طول عمر: 20 تا 25 سال ، پس از "متبلور شدن" سیلیکون و غیر قابل استفاده شدن سلول ،
• آلودگی در حین تولید: برخی مطالعات ادعا می کنند که انرژی مورد استفاده برای تولید سلول در طول 20 سال تولید هرگز سودآور نیست ،
• همان پایان بازیافت زندگی سلول مشکلات زیست محیطی است.

بیشتر:
- تعادل انرژی خورشیدی فتوولتائیک
- نقشه فرانسه از میدان مغناطیسی خورشید
- در ساختمان یکپارچه سیستم های فتوولتائیک (سند CEA)