referat PANOURI FOTOVOLTAICE -

download referat PANOURI FOTOVOLTAICE -

of 17

Transcript of referat PANOURI FOTOVOLTAICE -

Investete in oameni ! FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 2013 Axa prioritar 3 ,,Creterea adaptabilitii lucrtorilor i a intreprinderilor Domeniul major de intervenie 3.1 Promovarea culturii antreprenoriale Numrul de identificare al contractului: POSDRU/92/3.1/S/50933 Titlul proiectului: Centru pentru Promovarea Antreprenoriatului in Domeniul Dezvoltrii Durabile 1.08.2010-31.07.2013

ANALIZA SI PROIECTAREA ECOLOGICA A PANOURILOR FOTOVOLTAICE

COORDONATOR, PROG. DR. ING. LIVIU BRANDUSAN MASTERAND, ANCA DOLHA (RUSU)

CAMPIA TURZII 2012

Introducere Un panou solar fotovoltaic transforma energia luminoasa din razele solare direct n energie electrica. Componentele principale ale panoului solar reprezinta celulele solare. Panourile solare se utilizeaza separat sau legate n baterii pentru alimentarea consumatorilor independenti sau pentru generarea de curent electric ce se livreaza n reteaua publica. Un panou solar este caracterizat prin parametrii sai electrici cum ar fi tensiunea de mers n gol sau curentul de scurtcircuit.

Pentru a ndeplini conditiile impuse de producerea de energie electrica, celulele solare se vor asambla n panouri solare utilizand diverse materiale, ceea ce va asigura:

protectie transparenta mpotriva radiatiilor si intemperiilor legaturi electrice robuste protectia celulelor solare rigide de actiuni mecanice protectia celulelor solare si a legaturilor electrice de umiditate asigurare unei raciri corespunzatoare a celulelor solare protectia mpotriva atingerii a elementelor componente conducatoare de electricitate posibilitatea manipularii si montarii usoare

2

1.1 Elementele necesare constructiei unui panou solar obisnuit Un geam (de cele mai multe ori geam securizat monostrat) de protectie pe fata expusa la soare,

Un strat transparent din material plastic (etilen vinil acetat, EVA sau cauciuc siliconic) n care se fixeaza celulele solare,

Celule solare monocristaline sau policristaline conectate ntre ele prin benzi de cositor, Caserarea fetei posterioare a panoului cu o folie stratificata din material plastic rezistent la intemperii fluorura de poliviniliden (Tedlar) si Polyester,

Priza de conectare prevazuta cu dioda de protectie respectiv dioda de scurtcircuitare (vezi mai jos) si racord,

O rama din profil de aluminiu pentru protejarea geamului la transport, manipulare si montare, pentru fixare si rigidizarea legaturii 1.2 Celula solara O celula solara consta din doua sau mai multe straturi de material semiconductor, cel mai ntalnit fiind siliciul. Aceste straturi au o grosime cuprinsa ntre 0,001 si 0,2 mm si sunt dopate cu anumite elemente chimice pentru a forma jonctiuni p si n. Aceasta structura e similara cu a unei diode. Cand stratul de siliciu este expus la lumina se va produce o agitatie a electronilor din material si va fi generat un curent electric. Celulele, numite si celule fotovoltaice, au de obicei o suprafata foarte mica si curentul generat de o singura celula este mic dar combinatii serie, paralel ale acestor celule pot produce curenti suficient de mari pentru a putea fi utilizati n practica. Pentru aceasta, celulele sunt ncapsulate n panouri care le ofera rezistenta mecanica si la intemperii.

Clasificare Celulele solare pot fi clasificate dupa mai multe criterii. Cel mai folosit criteriu este dupa grosimea stratului materialului. Aici deosebim celule cu strat gros si celule cu strat subtire. Un alt criteriu este felul materialului: se ntrebuinteaza, de exemplu, ca materiale semiconductoare combinatiile CdTe, GaAs sau CuInSe, dar cel mai des folosit este siliciul.

3

Dupa structura de baza deosebim materiale cristaline(monocristaline fabricate din pastile de siliciu monocristalin /policristaline fabricate fabricate din mai multe cristale mici ) respectiv amorfe. n fabricarea celulelor fotovaltaice pe langa materiale semiconductoare, mai nou, exista posibiltatea utilizarii si a materialelor organice(celulele pe baza de compusi organici prezinta un impedient , faptul ca aceste celule au un randament redus si o durata de viata redusa, max 5000h) sau a pigmentilor organici (procedura se bazeaza pe efectul de fotosinteza).

Celule pe baza de siliciu Strat gros Celule monocristaline (c-Si) randament mare - n productia n serie se pot atinge pana la peste 20 % randament energetic, tehnica de fabricatie pusa la punct; totusi procesul de fabricatie este energofag, ceea ce are o influenta negativa asupra periodei de recuperare (timp n care echivalentul energiei consumate n procesul de fabricare devine egal cantitatea de energia generata). Celule policristaline (mc-Si) la productia n serie s-a atins deja un randament energetic de peste la 16 %, cosum relativ mic de energie n procesul de fabricatie, si pana acum cu cel mai bun raport pret performanta.Acestea pot fi fabricate de exemplu prin procedeul de turnarem sunt mai ieftine si ca atare cele mai raspandite in productia de dispozitive fotovoltaice. Strat subtire Celule cu siliciu amorf (a-Si) constau dintr-un strat subtire de siliciu amorf (fara cristalizare) si din aceasta cauza se numesc celule cu strat subtire.Se pot produce prin procedeul de condensare de vapori de siliciu si sunt ieftine, dar au un randament scazut in spectrul de lumina solara, totusi au avantaje la lumina slaba; randament energetic al modulelor de la 5 la 7 ; se utilizeaza la calculatoarele de buzunar si ceasuri. Celule pe baza de siliciu cristalin, microcristalele, au un randament mai bun decat celulele amorfe si nu au un strat ata de gros ca si celulele policristaline. Se utilizeaza partial la fabricarea de panouri fotovoltaice, dar nu sunt atat de raspandite. Moduri de constructie Pe langa materia prima o importanta mare prezinta tehnologia utilizata. Se deosebesc diferite structuri si aranjamente n care se depun electrozii de acoperire transparenti a caror rezistenta nu este deloc neglijabila. 4

Alte tehnici vizeaza marirea eficientei asigurand absorbtia unui spectru de frecventa cat mai larg prin suprapunerea mai multor materiale cu diferite caracteristici de absorbtie. Se ncearca selectarea materialelor n asa fel ncat spectrul luminii naturale sa fie absorbit la maximum. Actualmente celulele solare pe baza de materiale semiconductoare cele mai des comercializate sunt cel pe baza de siliciu. Celulele solare pe baza de materiale semiconductoare utilizate pentru producerea de energie electrica sunt legate n module. Pe un modul se afla mai multe randuri de celule solare conectate n serie ntre ele pe fata si pe reversul modulului permitand, datorita tensiunii nsumate, utilizarea unor conductori cu sectiune mai mica decat la legarea n paralel. Pentru protejarea unei celule solare mpotriva efectului de avalansa n jonctiune, datorata potentialului mai mare (aparuta de exemplu la umbrirea partiala a modulului), trebuie incorporate paralel cu celulele solare diode de protectie(bypass). Sistemele de panouri solare sunt nzestrate uneori cu mecanisme de orientare, panoul fiind n permanenta directionat pentru a exploata la maximum energia solara incidenta. Randamentul termodinamic maxim teoretic pentru producerea de energie din lumina solara este de 85 %. Acesta se calculeaza din temperatura suprafetei soarelui(5800 K), temperatura maxima de absorbtie(