الضوئية الطاقة الشمسية

حصة هذه المادة مع أصدقائك:

الطاقة الشمسية الضوئية

وتشير التقديرات إلى أن خطوط العرض من فرنسا حوالي 45 ° الطاقة الصالحة للاستخدام من الشمس هو عام 1500kwh / متر مربع.

انظر الخريطة ensoillement الفرنسية والاستخبارات الإشعاع الشمسي من فرنسا.

يتم الحصول عليها مع العائدات الحالية تقريبا 10 ل15٪ في 150 225kwh / m².an.


ما يسمى الألواح الشمسية "غير المتكاملة".

PV مبدأ التشغيل

وتتألف الخلية الضوئية من مواد أشباه الموصلات. هذه هي قادرة على تحويل الطاقة التي توفرها الشمس إلى الحمل الكهربائي وبالتالي الكهرباء بسبب أشعة الشمس يثير الإلكترونات من هذه المواد. منحنى امتصاص هذه المواد يبدأ موجات منخفضة تصل إلى الطول الموجي الحدود وهو 1,1 ميكرومتر للسيليكون.

السيليكون هو العنصر الرئيسي للخلية الضوئية.

فيزياء خلية الفولطاضوئية (من موقع CEA)


الرسم البياني تعمل خلية الكهروضوئية.

وقد تم اختيار السيليكون للخلايا الشمسية الضوئية للخصائص الإلكترونية الخاصة بها، والتي تتميز بوجود أربعة إلكترونات في الغلاف الخارجي إلكترونات لها (العمود الرابع من جدول مندليف). في السيليكون الصلب، والمستعبدين كل ذرة لأربعة من الجيران، وجميع الإلكترونات في المدارات الخارجية يشارك في السندات. إذا تم استبدال ذرة السيليكون التي كتبها ذرة من العمود الخامس (الفوسفور، على سبيل المثال)، واحدة من الإلكترونات لا تشارك في السندات. ويمكن بالتالي التحرك في الشبكة. وقال هناك التوصيل الإلكترون، وأشباه الموصلات مخدر من نوع ن. إذا بدلا من ذلك يتم استبدال ذرة السيليكون التي كتبها ذرة من العمود الثالث (البورون على سبيل المثال)، إلا أنها تفتقر إلكترون لتنفيذ جميع الروابط، والإلكترون يمكن أن تأتي لسد هذه الثغرة. ونحن نقول ان هناك التوصيل من خلال ثقب، وقال أشباه الموصلات من النوع p مخدر. الذرات مثل البورون أو الفسفور والمنشطات السيليكون.

عندما يتم إحضارها أشباه الموصلات من النوع n في اتصال مع نوع ف أشباه الموصلات، والإلكترونات الزائدة في المواد ن منتشر في المواد ع. منطقة مخدر في البداية ن تصبح موجبة الشحنة ومنطقة ع مخدر في البداية تصبح سالبة الشحنة. وبالتالي فإنه يخلق حقل كهربائي بين المناطق ن وع، والتي تميل إلى دفع الإلكترونات في المنطقة وقيام توازن. تم إنشاء تقاطع، وذلك بإضافة وصلات معدنية على ن وع هو الصمام الثنائي التي يتم الحصول عليها.
عندما يضيء هذا الصمام، ويتم امتصاص الفوتونات من المواد وكل فوتون يؤدي إلى إلكترون وحفرة (المعروف باسم الزوج الإلكترون حفرة). تقاطع الصمام الثنائي يفصل بين الإلكترونات والثقوب، وخلق فرق الجهد بين الاتصالات ن و ف، ويتدفق تيار إذا تم وضع المقاوم بين الاتصالات من الصمام الثنائي (الشكل).

التكنولوجيات المتاحة.

وحدات الحالية تختلف وفقا لنوع السيليكون التي يستخدمونها:

  • السيليكون الكريستال واحد: تقوم الخلايا الضوئية على بلورات السيليكون مغلفة في غلاف بلاستيكي.
  • الكريستالات السليكون: وتقوم الخلايا الضوئية على polycrystals السيليكون، أقل تكلفة للصناعة من السيليكون أحادية، ولكن أيضا أن يكون لها عائد أقل إلى حد ما. ويتم الحصول على هذه polycrystals بصهر الخردة من السيليكون الصف الإلكتروني.
  • السيليكون غير متبلور: لوحات "انتشار" مصنوعة مع السيليكون غير متبلور مع قوة تنشيط عالية وعرضها في شرائط مرنة مما يتيح التكامل المعماري الكمال.

خلية المصنعين.

أكبر خمس شركات تصنيع الخلايا الضوئية تشترك 60٪ من السوق العالمية. هذه الشركات اليابانية شارب وكيوسيرا، وشركات BP للطاقة الشمسية الولايات المتحدة وآسترو، والألمانية RWE شوت للطاقة الشمسية. تنتج اليابان ما يقرب من نصف الخلايا الضوئية في العالم.

تطبيقات الطاقة الشمسية

حاليا أهم مجالات التطبيق هي مساكن معزولة ولكن أيضا للأجهزة العلمية مثل أجهزة قياس الزلازل.

المنطقة الأولى التي تستخدم هذه الطاقة هي مجال الفضاء. في الواقع، يتم توفير جميع الأقمار الصناعية quasiement الطاقة الكهربائية عن طريق الضوئية (بعض الأقمار الصناعية لها محركات صغيرة ستيرلينغ).

فوائد

  • الكهرباء النظيفة لاستخدام وهو جزء من مبدأ التنمية المستدامة،
  • مصادر الطاقة المتجددة ولا ينضب على نطاق والإنسان،
  • استخدامها في البلدان التي لا تطور هام قناة شبكة أو في الأماكن النائية مثل في الجبل حيث أنه من غير الممكن للاتصال بالشبكة الوطنية.


مثال على قوة الشبكة، والمدعوم من قبل لجنة الزلازل الضوئية بركان سوفرير في غواديلوب.

عيوب

  • التكلفة الكهروضوئية عالية لأنها تأتي من التكنولوجيا العالية،
  • تكلفة يعتمد على ذروة السلطة، التكلفة الحالية ذروة واط حوالي 3,5 550 تقريبا € € / متر مربع من الخلايا الشمسية،
  • كفاءة الحالية من الخلايا الضوئية لا تزال منخفضة نسبيا (حوالي 10٪ لعامة الناس)، وبالتالي توفر فقط الطاقة المنخفضة،
  • محدودة جدا ولكن السوق المتنامية
  • ويتم إنتاج الكهرباء فقط في اليوم عند أعظم الطلب هي ليلة
  • تخزين الكهرباء هو شيء صعب جدا مع التكنولوجيات الحالية (econological تكلفة عالية جدا من البطاريات)
  • عمر: شنومكس إلى سنومكس سنوات، بعد السيليكون "يبلور" ويجعل الخلية غير صالحة للاستعمال،
  • التصنيع التلوث: تدعي بعض الدراسات إلى أن الطاقة المستخدمة في تصنيع الخلايا قط مربحة خلال 20 سنوات من الإنتاج،
  • لنفس الغاية من إعادة التدوير الحياة من خلايا تطرح المشاكل البيئية.

اقرأ المزيد:
- توازن الطاقة الضوئية الشمسية
- خريطة فرنسية لمجال الطاقة الشمسية
- في النظم الكهربائية الضوئية بناء متكامل (الوثيقة CEA)

تعليقات الفيسبوك

قم بكتابة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *