1

PANOURI FOTOVOLTAICE

Conversia energiei fotonilor în energie electrica se realizează cu ajutorul celulelor

fotovoltaice. Mai multe celule montate şi laminate intre folii de acetat de vinil cu transparenta

înalta şi sticla cu conţinut redus de fier formează un panou fotovoltaic care este elementul

principal din compunerea unui sistem solar de producere a energiei electrice. Panoul

fotovoltaic mai este cunoscut şi sub denumirea de modul fotovoltaic sau panou solar

fotovoltaic.

Generarea energiei electrice cu panouri solare fotovoltaice este o soluţie viabila în toate

regiunile din România atât pentru sisteme fotovoltaice independente cit şi pentru realizarea

unor centrale fotoelectrice conectate la sistemul energetic naţional. Tara noastră este

privilegiata din punct de vedere al nivelului energiei solare, nivelul iradiantei solare fiind mai

mare decât în tarile din Europa de Vest cu tradiţie în utilizarea acestor sisteme.Randamentul

panourilor fotovoltaice a crescut permanent în ultimul deceniu ca urmare a eforturilor

generale de reducere a dependentei energetice, ajungând astăzi la aproximativ 15 - 20 %.

Utilizarea tehnologiilor înalte şi creşterea capacităţilor de producţie le-au făcut accesibile atât

pentru aplicaţii industriale cit şi casnice, fiind în prezent o soluţie la îndemâna pentru

producerea energiei electrice în zone izolate.

In funcţie de tehnologia de fabricaţie, panourile fotovoltaice pot fi realizate din celule de

siliciu monocristalin, celule de siliciu policristalin şi celule amorfe. In ultima perioada

faţadele din sticla ale clădirilor au fost înlocuite cu panouri solare fotovoltaice cu celule

amorfe care deşi au un randament de aproximativ 2,5 ori mai mic decât al celor cu siliciu

cristalin au un coeficient de temperatura al puterii de ieşire mai bun şi se comporta mai bine

decât acestea la temperaturi ridicate şi la iluminare indirecta.

Panourile fotovoltaice pot fi montate în funcţie de condiţiile specifice fiecărui proiect, pe

acoperişul şi faţadele clădirilor, pe terase, la sol, cu sistem de urmărire a poziţiei soarelui sau

fără, integrate în alte produse, etc. Sunt realizate cu rama de aluminiu, fără rama sau laminate

pe un substrat flexibil şi sunt disponibile într-o gama variata de mărimi şi valori ale puteri

nominale de ieşire, de la câţiva waţi până la sute de waţi.

2

Performantele panourilor fotovoltaice şi durata de viata sunt determinate în cea mai mare

măsura de calitatea celulelor fotovoltaice, tehnologia de lipire a acestora, transparenta foliilor

de acetat etilic de vinil (EVA) în care sunt încapsulate, tehnologia de încapsulare şi

transparenta sticlei. Performantele iniţiale ale panourilor fotovoltaice se deteriorează în timp

ca urmare a îmbătrânirii materialelor din care sunt fabricate, calitatea foliilor EVA şi a sticlei

fiind esenţiale pentru evoluţia în timp a puterii de ieşire.

PANOURI FOTOVOLTAICE MONOCRISTALINE

Panourile fotovoltaice monocristaline au cel mai bun randament (eficienta) de conversie

a luminii în energie electrica şi cel mai ridicat preţ de comercializare ca urmare a procesului

tehnologic de fabricaţie. Trebuie bine precizat ca eficienta sau randamentul se refera la

cantitatea de energie electrica obţinuta pe metru pătrat şi nu la eficienta economica sau de

exploatare asa cum eronat se înţelege din informaţiile postate pe internet de diverse companii.

Dimpotrivă, preţul pe unitatea de putere (wattul) este mai mare decât în cazul celorlalte tipuri

de panouri pentru ca procesul de fabricaţie este mai energofag, iar investiţia în panouri

fotovoltaice monocristaline se recuperează într-o perioada mai mare.

3

Panourile fotovoltaice monocristaline reprezinta cea mai buna opţiune dacă spaţiul

disponibil pentru montaj este limitat, capacitatea instalata fiind mai mare cu 3-4 procente

decât în cazul utilizării panourilor fotovoltaice policristaline şi cu 7-10 procente mai mare

decât în cazul utilizării panourilor fotovoltaice amorfe. Totuşi, este bine sa consultaţi

întotdeauna un specialist pentru a evita situaţiile neplăcute precum diminuarea puterii

nominale cu până la 50% din valoarea de catalog ca urmare a nerespectării recomandărilor

fabricantului cu privire la instalarea şi utilizarea panourilor.

PANOURI FOTOVOLTAICE POLICRISTALINE

Panourile fotovoltaice policristaline sunt cele mai răspândite şi cele mai utilizate ca

urmare a preţului mai scăzut şi a performantelor similare panourilor fotovoltaice

monocristaline. Ele sunt realizate într-o diversitate mare de puteri de ieşire şi au eficienta

(randamentul) pe unitatea de suprafaţa mai scăzuta cu câteva procente decât a panourilor

fotovoltaice monocristaline. Celulele din siliciu policristalin sunt alcătuite din atomi de siliciu

care nu sunt orientaţi uniform şi formează mai multe cristale spre deosebire de cele din siliciu

monocristalin unde siliciul cristalizează uniform într-o structura cristalina unica. Ca urmare a

acestui fapt celulele de siliciu policristalin au suprafaţa şi culoarea neuniforme.

Tehnologia de fabricaţie a panourile fotovoltaice policristaline a fost îmbunătăţita continuu

astfel incit eficienta acestora este astăzi aproximativ egala cu cea a panourilor fotovoltaice

monocristaline standard. Garanţia pentru o putere de ieşire mai mare de 80% din valoarea

puterii iniţiale este minimum 25 de ani.

4

Daca nu aveţi limitări de spaţiu panourile fotovoltaice policristaline sunt cea mai buna

soluţie pentru toate tipurile de aplicaţii: putere mica, medie şi mare,oferă performante

aproximativ egale cu ale panourilor monocristaline, au un cost mai scăzut şi cea mai mare arie

de răspândire.

PANOURI FOTOVOLTAICE AMORFE

Panourile fotovoltaice amorfe sunt de generaţie mai noua şi mai puţin răspândite decât

cele cu celule din siliciu cristalin. Procesul de producţie al celulelor presupune depunerea

unor straturi succesive de material semiconductor având grosimea de ordinul nanomicronilor

ce reduce astfel cantitatea de material necesar la fabricare şi implicit costul celulelor cu

aproximativ 30%.

Panourile fotovoltaice amorfe sunt realizate prin încapsularea celulelor intre doua straturi

de sticla şi sunt de doua ori mai grele decât panourile cu celule din siliciu cristalin unde

încapsularea se face intre un strat de sticla şi unul de tedlar. Din punct de vedere al

materialului semiconductor utilizat la fabricarea celulelor cele mai răspândite sunt cele din

siliciu amorf (a-Si), din cupru indiu galiu (CIS), din cupru indiu galiu seleniura (CIGS) şi din

telurura de cadmiu (CdTe). Sunt comercializate în varianta standard cu rama din aluminiu,

fără rama, sau sub forma unor covoare flexibile care pot fi montate direct pe acoperişul

clădirilor.Panourile fotovoltaice amorfe au un răspuns mai bun la spectrul luminii acoperind o

banda de lungimii de unda de 2 până la 5 ori mai mare decât spectrul acoperit de celulele cu

siliciu cristalin şi se comporta mai bine decât panourile cu siliciu cristalin în condiţii de cer

înnorat sau iluminare indirecta.

5

Ca urmare a preţului scăzut şi a unui randament bun în condiţii de iluminare slaba sunt

recomandate în construcţia acoperişului şi a faţadelor de sticla ale clădirilor, putând fi opace

sau semitransparente (translucide).

Faţadele de sticla realizate din panouri fotovoltaice capătă pe lângă rolul principal decorativ şi

rolul de a asigura o parte din energia electrica necesara consumului, contribuind la reducerea

timpului de amortizare al investiţiei iniţiale.Randamentul panourilor fotovoltaice amorfe este

deocamdată mai scăzut decât al celor cu celule din siliciu cristalin, variind intre circa 7%

pentru panourile cu siliciu amorf şi 13% pentru panourile cu celule CIS/CIGS. In ultima

perioada sau investit sume foarte mari în cercetarea şi dezvoltarea de tehnologii noi pentru

creşterea randamentului celulelor amorfe dar răspândirea lor este încă redusa.

6

PANOU FOTOVOLTAIC

POLICRISTALIN 50W

Numar celule/modul: 36

Putere maximă:50W

Tensiune maxima: 18.36V

Curent maxim: 2.72 A

Tensiune mers in gol : 22.03V

Curent scurtcircuit: 2.93A

Dimensiune 569X669X35 mm

Greutate 4,5 kg

Pret panou fotovoltaic: 389 Lei TVA inclus!

Panourile fotovoltaice de mici dimensiuni sunt special create pentru sisteme la 12V, ideale

pentru productia de energie in rulote, iluminat curtea si gradina, stalpi de iluminat stradal,

cabane. Dimensiunile mici fac posibila o manevrabilitate usoara, astfel acest tip de panouri

fotovoltaice pot fi transportate cu usurinta fiind un accesoriu de nadejde in camping, la pescuit

etc.

In functie de necesarul energetic aceste panouri fotovoltaice se pot conecta fie in paralel fie in

serie utilizand un controller MPPT pentru a obtine productia de energie optima pentru

consumatorii dumneavoastra.

7

Sa se proiecteze designul unui sistem mecatronic pentru care se cunosc:

a) Dimensiunile de gabarit ale panoului;

b) Unghiul maximde inclinare a panoului β = +50 ; -35

c) Distanta

-grosimea stalpului 2 x 0,34

d) Distanta OB =

Calcule :

[mm]

-latimea panoului 669

8

Calcul cursa:

AB min=432,902

AB max=650,667

650,667 – 432,902 = 217,765

9

Desen la scara

1 (0 ; 0 ; 0)

2 (0 ; 91,313 ; 0)

3 (50 ; 91,313 ; 0)

4 (137,003 ; 515,383 ; 0)

5 (344,916 ; 492,591 ; 0)

6 (194,696 ; 597,776 ; 0)

7 (57,692 ; 693,706 ; 0)

8 (-203,097 ; 876,313 ; 0)

9 (0 ; 611,313 ; 0)

10

Actuator

11